一種恒定跨導(dǎo)軌對軌電壓比較器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種恒定跨導(dǎo)軌對軌電壓比較器。
【背景技術(shù)】
[0002] 比較器(亦可稱為電壓比較器)是集成電路中的一種。電壓比較器比較兩個輸入電 壓的大小，并判斷出其中哪一個電壓高。根據(jù)輸出電壓的準(zhǔn)位，W判斷哪個輸入電壓大。
[0003] 然而，W目前一般比較器而言，在比較差分輸入電壓時，可辨識的輸入共模電壓 (input common mode voltage)的范圍不是軌對軌(raU-to-rail)，即，其可辨識的輸入共 模電壓的范圍無法從接地端GND至操作電壓VDD。如輸入共模電壓偏向于接地端GND，就要用 具有PMOS差分輸入對的比較器;相反地，如輸入共模電壓偏向于操作電壓VDD，就要用具有 醒OS差分輸入對的比較器。而一般的軌對軌電壓比較器沒有恒定跨導(dǎo)特性，無法滿足無線 充電控制忍片對共模輸入范圍和跨導(dǎo)的特殊要求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 因此，針對上述的問題，本實(shí)用新型提出一種恒定跨導(dǎo)軌對軌電壓比較器，該電壓 比較器輸入級采用NMOS差分輸入對和PMOS差分輸入對并聯(lián)結(jié)構(gòu)，可W在GND至電源電壓VDD 全電壓范圍內(nèi)進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)了共模輸入電壓范圍的最大化，達(dá)到軌對軌。且本實(shí)用新型通 過合理設(shè)計晶體管(醒OS和PMOS)尺寸，實(shí)現(xiàn)電路共模輸入范圍S個區(qū)域(僅NMOS差分輸入 對導(dǎo)通、僅PMOS差分輸入對導(dǎo)通及醒OS和PMOS差分輸入對管同時導(dǎo)通)的跨導(dǎo)一樣大，即在 整個共模輸入范圍內(nèi)維持跨導(dǎo)恒定。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：
[0006] -種恒定跨導(dǎo)軌對軌電壓比較器，包括偏置電路、雙差分輸入電路、有源負(fù)載及輸 出緩沖電路;所述偏置電路、雙差分輸入電路、有源負(fù)載及輸出緩沖電路順次電性連接;所 述偏置電路用于提供偏置電流;所述雙差分輸入電路與有源負(fù)載連接，用于實(shí)現(xiàn)輸入共模 電壓范圍內(nèi)達(dá)到軌對軌及在整個共模輸入范圍內(nèi)跨導(dǎo)恒定;所述輸出緩沖電路通過采用兩 級反相器電路實(shí)現(xiàn)比較信號輸出；其中，所述雙差分輸入電路包括NMOS差分輸入對、PMOS差 分輸入對、NMOS差分輸入對對應(yīng)的電流源、W及PMOS差分輸入對對應(yīng)的電流源，NMOS差分輸 入對和PMOS差分輸入對并聯(lián)連接。上述描述中，差分輸入是將兩個輸入端的差值作為信號， 運(yùn)兩個輸入端所對應(yīng)的晶體管就是差分對，差分輸入對一般采用一對參數(shù)特性一樣的晶體 管作為輸入端，故有NMOS差分(輸入)對或PMOS差分(輸入）。
[0007] 所述偏置電路包括偏置電流源化S、醒OS管麗1、匪OS管MN2 W及PMOS管MPl;所述 醒OS管MN 1的漏極接偏置電流源化S;所述醒OS管MN 1的漏極和柵連;所述醒OS管MNl的源級 接地;所述NMOS管麗1的柵極與NMOS管麗2的柵極相連;所述NMOS管麗2的柵極與雙差分輸入 電路相連;所述NMOS管MN2的源級接地;所述NMOS管MN2的漏極與所述PMOS管MPl的漏極相 連;所述PMOS管MPl的源極接電源電壓VDD;所述PMOS管MPl的漏極和柵極相連；
[000引所述雙差分輸入電路包括電壓信號正極輸入端Vinp、電壓信號負(fù)極輸入端Vinn、 PMOS管MP2、PMOS管MP6、PMOS管MP7、PMOS管MP12、NMOS管MN6、NMOS管MN7、NMOS管MNl2、NMOS 管麗3;所述PMOS管MP2的源級接電源電壓VDD，所述PMOS管MP2的漏級與所述PMOS管MP7的源 級、所述PMOS管MP12的源級W及所述醒OS管麗6的源級相連;所述PMOS管MP2的柵極與所述 PMOS管MPl的柵極W及所述有源負(fù)載相連，所述PMOS管MP6的柵極與所述NMOS管麗6的柵極 W及所述電壓信號負(fù)極輸入端Vinn相連，所述PMOS管MP6的漏極與所述有源負(fù)載相連，所述 PMOS管MP6的源級與所述PMOS管MP12的源級連接，所述MOS管MP7的柵極與所述NMOS管MN7的 柵極W及所述電壓信號正極輸入端Vinp相連，所述PMOS管MP7的漏極與所述有源負(fù)載相連， 所述PMOS管MP7的源級與所述PMOS管MP12的源級連接，所述PMOS管MP12的柵級與漏極連接， 所述PMOS管MP12的柵級與所述NMOS管麗12的柵級連接，所述PMOS管MP12的漏級與所述NMOS 管MNl 2的漏級連接，所述醒OS管MNl 2的柵級與漏極連接，所述匪OS管MNl 2的源級與所述 醒OS管麗6的源級、所述醒OS管麗7的源級W及所述醒OS管麗3的漏級連接，所述醒OS管麗6 的柵級接所述電壓信號負(fù)極輸入端Vinn,所述NMOS管MN6的漏級與有源負(fù)載相連，所述NMOS 管MN7的柵級接所述電壓信號正極輸入端Vinp,所述NMOS管MN7的漏級與有源負(fù)載相連，所 述NMOS管MN3的柵極與所述NMOS管MN2的柵極連接，所述NMOS管MN3的源級接地。
[0009] 所述有源負(fù)載包括 PMOS 管 MP3、PMOS 管 MP4、PMOS 管 MP8、PMOS 管 MP9、醒 OS 管 MN4、 醒OS管MN5、醒OS管麗8、NMOS管麗9、偏置電壓Vb S1及偏置電壓Vb S 2;所述PMOS管MP3的源極 接電源電壓VDD，所述PMOS管MP3的柵極與PMOS管MP2的柵極、PMOS管MP4的柵極W及輸出緩 沖電路連接，所述PMOS管MP3的漏極與所述醒OS管MN6的漏級W及所述PMOS管MP8的源極連 接，所述PMOS管MP8的柵極連接所述偏置電壓Vbsl的一端，所述偏置電壓Vbsl的另一端接 地，所述PMOS管MP8的漏級與NMOS管麗8的漏級W及輸出緩沖電路連接，所述NMOS管麗8的柵 極連接所述偏置電壓Vbs2的一端，所述偏置電壓Vbs2的另一端接地，所述NMOS管MN8的源極 與所述PMOS管MP6的漏級W及所述NMOS管MN4的漏級連接，所述NMOS管麗4的源極接地，所述 NMOS管MN4的柵極與所述NMOS管MN5的柵極W及所述NMOS管MN9的漏級連接，所述NMOS管MN5 的源極接地，所述NMOS管麗5的漏級與所述PMOS管MP7的漏級W及所述醒OS管麗9的源極連 接，所述NMOS管麗9的柵極與所述NMOS管麗8的柵級W及所述偏置電壓Vbs2的一端連接，所 述述NMOS管MN9的漏級與所述醒OS管MN5的柵極W及所述PMOS管MP9的漏級連接，所述PMOS 管MP9的柵極與所述PMOS管MP8的柵極W及所述偏置電壓Vbsl的一端連接，所述PMOS管MP9 的源極與所述醒OS管麗7的漏級W及PMOS管MP4的漏級連接，所述PMOS管MP4的柵極與所述 NMOS管MN3的柵極、所述PMOS管MP2的柵極W及所述輸出緩沖電路連接，所述PMOS管MP4的源 極接電源電壓VDD。
[0010] 所述輸出緩沖電路包括?]?05管1?5、？]\105管1?10、？]\?)8管1?11、醒05管麗10和醒05 管MNl 1;所述PMOS管MP5的源極接電源電壓V孤，所述PMOS管MP5的柵極與所述PMOS管MP2的 柵極連接，所述PMOS管MP5的漏級與所述PMOS管MPlO的源極連接，所述PMOS管MPlO的柵極與 所述PMOS管MP8的漏級、所述醒OS管麗8的漏級W及所述NMOS管麗10的柵極連接，所述醒OS 管麗10的源極接地，所述NMOS管麗10的漏級與所述PMOS管MP10的漏級、所述PMOS管MP1的柵 極W及所述醒OS管MNl 1的柵極連接，所述PMOS管MPl 1的源極接電源電壓V抓，所述PMOS管 MPl 1的漏級與所述NMOS管麗11的漏級W及輸出端Vout連接，所述NMOS管麗11的源極接地。
[0011] 所述醒OS管麗3的尺寸是所述NMOS管麗1尺寸的N(N=4~10)倍，所述醒OS管麗1的 尺寸與所述醒OS管麗2的尺寸相等，所述PMOS管MP2的尺寸是所述PMOS管MPl尺寸的N(N = 4 ~IO)倍，所述PMOS管MP6的尺寸與所述PMOS管MP7的尺寸相等，所述醒OS管MN6的尺寸與所 述NMOS管MN7的尺寸相等。
[0012] 本實(shí)用新型采用上述方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
[0013] 1、本實(shí)用新型的輸入級采用醒OS差分對和PMOS差分對并聯(lián)結(jié)構(gòu)，可W在GND至電 源電壓VDD全電壓范圍內(nèi)進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)了共模輸入電壓范圍的最大化，達(dá)到軌對軌；
[0014] 2、本實(shí)用新型通過合理設(shè)計晶體管(醒OS和PMOS)尺寸，實(shí)現(xiàn)電路共模輸入范圍S 個區(qū)域(僅醒OS差分輸入對導(dǎo)通、僅PMOS差分輸入對導(dǎo)通及NMOS和PMOS差分輸入對管同時 導(dǎo)通)的跨導(dǎo)一樣大，即在整個共模輸入范圍內(nèi)維持跨導(dǎo)恒定；
[0015] 3、本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案簡單，成本低廉，易于大規(guī)模應(yīng)用，具有很好的實(shí) 用性。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型一種恒定跨導(dǎo)軌對軌電壓比較器原理結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0018] 參見圖1，本實(shí)用新型的一種恒定跨導(dǎo)軌對軌電壓比較器，包括偏置電路100、雙差 分輸入電路200、有源負(fù)載300及輸出緩沖電路400;所述偏置電路100與雙差分輸入電路 200、有源負(fù)載300及輸出緩沖