CN104601908A - 差分放大器和使用差分放大器的双模式比较器 - Google Patents

差分放大器和使用差分放大器的双模式比较器 Download PDF

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Abstract

一种差分放大器包括：输入共模电压发生单元，其适于产生输入共模电压；输入共模电压采样单元，其适于对输入共模电压执行独立的采样操作；以及差分放大单元，其适于对输入电压和采样输入共模电压执行差分放大操作。

Description

差分放大器和使用差分放大器的双模式比较器
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年10月30日提交的申请号为10-2013-0130008的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明的各种实施例涉及一种图像传感器，更具体而言，涉及一种基于输入共模电压采样的差分放大器和使用该差分放大器的双模式比较器。
背景技术
A类类型的差分放大器用作包括在用于执行模数转换操作的模数转换器中的比较器，以消除发生在互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器中的带噪声。
在CMOS图像传感器中，用于对从像素接收的像素输出电压与斜坡电压(即，参考电压)进行比较的差分放大器用在比较器的第一放大级中。然而，在第一放大级的输出输入至比较器的第二放大级的两个输入端子中的一个(即，单端型)的情况下，当差分放大器用作第二放大级时，第二放大级的另一个端子接收具有预定电压电平的输入共模电压。
在这种情况下，当输入共模电压提供给多个比较器时，例如具有5百万像素的CMOS图像传感器中的2500个比较器，根据每个比较器的操作条件，输入共模电压与每个比较器内的相邻节点之间会发生各种耦合。因而，如果这些比较器在不同时间点进行操作，则在执行模数转换时输入信号处理会发生失真。
为了解决这个问题，采用了对输入共模电压执行自采样操作的常规电路。在该常规电路中，由于要采样具有预定电平的固定电压，所以对于第一放大级和第二放大级这二者而言可以施加相同的电源电压。此外，由于操作裕度，所以在低压下不可以使用该电路。
因而，会需要新的技术来处理这个问题。
发明内容
本发明的各种实施例针对一种基于输入共模电压采样的差分放大器以及一种使用该差分放大器的双模式比较器，所述差分放大器可以通过选择性地产生和采样输入共模电压以及改变输入共模电压来灵活地获得操作裕度。
根据本发明的一个实施例，一种差分放大器可以包括：输入共模电压发生单元，其适于产生输入共模电压；输入共模电压采样单元，其适于对输入共模电压执行独立的采样操作；以及差分放大单元，其适于对输入电压和采样输入共模电压执行差分放大操作。
输入共模电压发生单元可以选择性地产生预定电压电平或者通过输入设置预设的电压电平的输入共模电压。
共模电压采样单元可以包括：切换单元，其适于响应于控制信号来选择性地切换输入共模电压；以及电容器，其适于对输入共模电压执行采样操作。
差分放大单元可以通过其第一输入端子接收输入电压，通过其第二输入端子接收采样输入共模电压，以及输出与输入电压和采样输入共模电压之间的放大的电压差相对应的电压。
输入电压可以是从前一个差分放大单元提供的第一比较电压。
根据本发明的一个实施例，一种双模式比较器可以包括：第一差分放大单元，其适于对从像素阵列提供的像素输出电压和从斜坡信号发生器提供的斜坡电压执行差分放大操作，以及输出第一比较电压；输入共模电压发生单元，其适于产生输入共模电压；输入共模电压采样单元，其适于对输入共模电压执行独立的采样操作；以及第二差分放大单元，其适于对第一比较电压和所提供的采样输入共模电压执行差分放大操作。
输入共模电压发生单元可以选择性地产生预定电压电平或者通过输入设置预设的电压电平的输入共模电压。
共模电压采样单元可以包括：切换单元，其适于响应于控制信号来选择性地切换输入共模电压；以及电容器，其适于对输入共模电压执行采样操作。
双模式比较器还可以包括耦接在第一放大单元与第二放大单元之间用于自动归零的电容器。
双模式比较器还可以包括串联耦接至第二放大单元的多个差分放大单元。
多个差分放大单元中的每个可以接收采样输入共模电压和从前一个差分放大单元提供的比较电压。
根据本发明的一个实施例，一种双模式比较器可以包括：第一差分放大单元，其适于对输入电压和参考电压执行差分放大操作，以及输出第一比较电压；输入共模电压发生单元，其适于产生输入共模电压；输入共模电压采样单元，其适于对输入共模电压执行独立的采样操作；以及第二差分放大单元，其适于对第一比较电压和所提供的采样输入共模电压执行差分放大操作。
输入共模电压发生单元可以选择性地产生预定电压电平或者通过输入设置预设的电压电平的输入共模电压。
共模电压采样单元可以包括切换单元：其适于响应于控制信号来选择性地切换输入共模电压；以及电容器，其适于对输入共模电压执行采样操作。
双模式比较器还可以包括耦接在第一放大单元和第二放大单元之间用于自动归零的电容器。
双模式比较器还可以包括第三差分放大单元，其适于对第二比较电压和采样输入共模电压执行差分放大操作。
附图说明
图1是图示双模式比较器的电路图。
图2是图示根据本发明一个实施例的基于输入共模电压采样的差分放大器的框图。
图3是图示根据本发明一个实施例的使用基于输入共模电压采样的差分放大器的双模式比较器的框图。
图4是图示根据本发明另一实施例的使用基于输入共模电压采样的差分放大器的双模式比较器的框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以用不同的方式体现，而不应解释为限制于本文所阐述的实施例。确切地说，提供了这些实施例使得本公开将透彻且完整，并且向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在本公开中，在本发明的各种附图和实施例中附图标记直接对应于同样的部分。
附图未必按比例绘制，并且在一些情况下，为了清楚图示实施例的特征可能对比例做了夸大处理。在此说明书中，使用了特定的术语。术语是用来描述本发明，而不是用来限定本发明的意义或者限制本发明的范围。
还应当注意，在此说明书中，“和/或”表示包括布置在“和/或”之前和之后的一个或更多个部件。此外，“连接/耦接”不仅表示一个部件直接耦接另一个部件，还表示通过中间部件间接耦接另一个部件。另外，只要未在句子中具体提及，单数形式可以包括复数形式。此外，在说明书中使用的“包括/包含”或“包括有/包含有”表示存在或增加一个或更多个部件、步骤、操作以及元件。
图1是图示双模式比较器100的电路图。
参见图1，双模式比较器100是包括第一比较单元110和第二比较单元120的二级比较器。
第一比较单元110对像素输出电压POS与斜坡电压RAMP(即，参考电压)进行比较，并且将与比较结果相对应的第一比较电压CMV1输出至第二比较单元120。
第二比较单元120对第一比较电压CMV1与参考电压RV进行比较，并且输出与比较结果相对应的第二比较电压CMV2。也就是说，如果第一比较单元110将与斜坡电压RAMP与像素输出电压POS之间的放大的电压差相对应的第一比较电压CMV1输出至第二比较单元120，则第二比较单元120输出与第一比较电压CMV1和参考电压RV之间的放大的电压差相对应的第二比较电压CMV2。图1中所示的双模式比较器100可以获得比单个比较器大的操作裕度。
第一比较单元110包括：第一目标电压输入单元112、第一电流镜单元114、第一偏置单元116以及自动归零单元118。
第一目标电压输入单元112基于斜坡电压RAMP产生在第一路径流动的第一电流以及基于像素输出电压POS产生在第二路径流动的第二电流。第一目标电压输入单元112包括第六晶体管T6和第七晶体管T7。
第六晶体管T6的栅极经由第二电容器C2与斜坡电压RAMP端子耦接，第六晶体管T6的源极与第十晶体管T10的漏极耦接，以及第六晶体管T6的漏极与第八晶体管T8的漏极耦接。第七晶体管T7的栅极经由第三电容器C3与像素输出电压POS端子耦接，第七晶体管T7的源极与第十晶体管T10的漏极耦接，以及第七晶体管T7的漏极与第九晶体管T9的漏极耦接。在本文中，第六晶体管T6和第七晶体管T7是NMOS晶体管。第二电容器C2和第三电容器C3分别去除施加至第六晶体管T6和第七晶体管T7的斜坡电压RAMP和像素输出电压POS的直流分量。
第一电流镜单元114对第一路径和第二路径执行电流镜像操作，以及通过第一输出端子OUT1输出第一比较电压CMV1。第一电流镜单元114包括第八晶体管T8和第九晶体管T9。
第八晶体管T8具有与第九晶体管T9的栅极耦接的栅极、与第一电源电压VDD端子耦接的源极和与第六晶体管T6的漏极耦接的漏极。
第九晶体管T9具有与第八晶体管T8的栅极耦接的栅极、与第一电源电压VDD端子耦接的源极和与第七晶体管T7的漏极耦接的漏极。在本文中，第八晶体管T8和第九晶体管T9可以是PMOS晶体管。第八晶体管T8的栅极和第九晶体管T9的栅极与第八晶体管T8的漏极耦接。第九晶体管T9的漏极与第一输出端子OUT1耦接，通过第一输出端子OUT1输出与斜坡电压RAMP和像素输出电压POS之间的放大的电压差相对应的第一比较电压CMV1。
第一偏置单元116产生与第一电流和第二电流之和相对应的偏置电流。第一偏置单元116包括第十晶体管T10。第十晶体管T10具有与第一偏置电压BIAS1端子耦接的栅极、与接地电压GND耦接的源极、以及与第六晶体管T6和第七晶体管T7的源极耦接的漏极。在本文中，第十晶体管T10可以是NMOS晶体管。第十晶体管T10用作电流源。
自动归零单元118响应于自动归零信号AZS来执行自动归零操作。自动归零单元118包括第四切换器SW4和第五切换器SW5。
第四切换器SW4耦接在第六晶体管T6的栅极和漏极之间。第五切换器SW5耦接在第七晶体管T7的栅极和漏极之间。在自动归零模式中，第四切换器SW4和第五切换器SW5响应于自动归零信号AZS而接通。因而，第六晶体管T6的栅极和漏极彼此耦接，并且第七晶体管T7的栅极和漏极彼此耦接。结果，第一比较单元110的偏移值被储存在第二电容器C2和第三电容器C3上。因而，当第一比较单元110对斜坡电压RAMP与像素输出电压POS进行比较时，可以基本上去除由第一比较单元110的偏移引起的比较误差。
尽管第四切换器SW4和第五切换器SW5为图1中所示的PMOS晶体管，但是第四切换器SW4和第五切换器SW5可以由用于执行切换操作的其他元件来实现。同时，如果第四切换器SW4和第五切换器SW5是PMOS晶体管，则当自动归零信号AZS具有低逻辑电平时，第四切换器SW4和第五切换器SW5接通。
第二比较单元120包括：第二目标电压输入单元122、第二电流镜单元124、第二偏置单元126以及模式切换单元128。
第二目标电压输入单元122基于第一比较电压CMV1产生在第三路径流动的第三电流，以及基于参考电压RV产生在第四路径流动的第四电流。第二目标电压输入单元122包括第一晶体管T1和第二晶体管T2。
第一晶体管T1具有与第一比较电压CMV1端子耦接的栅极、与第五晶体管T5的漏极耦接的源极以及与第三晶体管T3的漏极耦接的漏极。第二晶体管T2具有经由第一电容器C1与参考电压RV端子耦接的栅极、与第五晶体管T5的漏极耦接的源极以及与第四晶体管T4的漏极耦接的漏极。在本文中，第一晶体管T1和第二晶体管T2可以是NMOS晶体管。第一电容器C1去除提供至第二晶体管T2的参考电压RV的直流分量。
第二电流镜单元124对第三路径和第四路径执行电流镜操作，并且通过第二输出端子OUT2输出第二比较电压CMV2。第二电流镜单元124包括第三晶体管T3和第四晶体管T4。
第三晶体管T3具有与第四晶体管T4的栅极耦接的栅极、与第一电源电压VDD端子耦接的源极、以及与第一晶体管T1的漏极耦接的漏极。第四晶体管T4具有与第三晶体管T3的栅极耦接的栅极、与第一电源电压VDD端子耦接的源极、以及与第二晶体管T2的漏极耦接的漏极。在本文中，第三晶体管T3和第四晶体管T4可以是PMOS晶体管。第二输出端子OUT2与第一晶体管T1的漏极和第三晶体管T3的漏极相对应。第二比较电压CMV2与第一比较电压CMV1和参考电压RV之间的放大的电压差相对应。
第二偏置单元126产生与第三电流和第四电流之和相对应的偏置电流。第二偏置单元126包括第五晶体管T5。
第五晶体管T5具有与第二偏置电压BIAS2端子耦接的栅极、与接地电压GND耦接的源极、以及与第一晶体管T1和第二晶体管T2的源极耦接的漏极。在本文中，第五晶体管T5可以是NMOS晶体管。第五晶体管T5用作电流源。
对模式切换单元128进行切换使得第二电流镜单元124在自动归零模式期间具有第一状态，以及对模式切换单元128进行切换使得第二电流镜单元124在比较模式期间具有第二状态。模式切换单元128包括第一切换器SW1、第二切换器SW2和第三切换器SW3。
在自动归零模式中，第三晶体管T3的栅极和第四晶体管T4的栅极通过第一切换器SW1和第二切换器SW2与第三晶体管T3的漏极耦接。在比较模式中，第三晶体管T3的栅极和第四晶体管T4的栅极与第四晶体管T4的漏极耦接。也就是说，第一切换器SW1响应于自动归零信号AZS而接通，因此第三晶体管T3的栅极和第四晶体管SW4的栅极在自动归零模式期间与第三晶体管T3的漏极耦接，而在比较模式期间关断。第二切换器SW2响应于比较模式信号CMS而接通，因此第三晶体管T3的栅极和第四晶体管T4的栅极在比较模式期间与第四晶体管T4的漏极耦接，而在自动归零模式期间关断。第三切换器SW3响应于自动归零信号AZS而接通，因此第二晶体管T2的栅极与第二晶体管T2的漏极耦接，而在比较模式期间关断。
尽管第一切换器SW1、第二切换器SW2以及第三切换器SW3为图1中的PMOS晶体管，但是第一切换器SW1、第二切换器SW2以及第三切换器SW3可以用执行转换操作的其他元件来代替。如果第一切换器SW1、第二切换器SW2以及第三切换器SW3为PMOS晶体管，则当自动归零信号AZS和比较模式信号CMS具有低逻辑电平时，第一切换器SW1、第二切换器SW2以及第三切换器SW3接通。
如上所述，双模式比较器包括第一比较单元110和第二比较单元120。第二比较单元120在自动归零模式期间执行自动归零操作，而在比较模式期间保持在确定时间点消耗的偏置电流。尽管第一比较单元110具有图1中的伸缩结构，但是在其他实施例中第一比较单元110可以具有折叠式共源共栅结构或者电流镜像结构。再者，第一比较单元110可以在自动归零模式期间执行自动归零操作，而在比较模式期间保持在确定时间点消耗的偏置电流。
由于双模式比较器的第二放大级设定输入共模电压并且执行采样操作，所以应当对预定电压(或固定电压)进行采样。因而，第一放大级和第二放大级具有相同的电源电压。再者，双模式比较器由于其操作裕度的原因难以在低电压下使用。
也就是说，即使在第一放大级和第二放大级中使用相同的差分放大器时，具有相对小的摆动宽度的输入信号被施加至第一放大级中的放大器的输入端子，而具有相对大的摆动宽度的输入信号被施加至第二放大级中的放大器的输入端子。因而，当获得操作裕度时限制了电源电压的幅值。
再者，在图1中所示的双模式比较器中可以不使用用于在第一放大级和第二放大级之间自动归零的电容器。
图2是图示根据本发明的一个实施例的基于输入共模电压采样的差分放大器200A的框图。
参见图2，基于输入共模电压采样的差分放大器200A可以包括：输入共模电压发生单元220、输入共模电压采样单元230以及第二差分放大单元240。
输入共模电压发生单元220选择性地产生预定电压电平的输入共模电压，以及个别地调整输入共模电压的电压电平。
共模电压采样单元230对从输入共模电压发生单元220输出的输入共模电压独立地执行采样操作。共模电压采样单元230可以包括采样切换单元231和采样电容器232。
响应于从外部设备(未示出)提供的控制信号CTL选择性地切换采样切换单元231，使得输入共模电压传送至采样电容器232与第二差分放大单元240的输入端子之间的输入节点A。在外部设备(未示出)中可以产生具有预定定时的控制信号CTL。
采样电容器232对从采样切换单元231提供的输入共模电压执行采样。提供至采样电容器232的端子的供应电压VSSA可以是接地电压或者通过电源电压设定的预定电压。
第二差分放大单元240将第一比较电压CV1与采样输入共模电压之间的电压差放大。更具体地，第二差分放大单元240通过其一输入端子从第一放大单元(未示出)接收第一比较电压CV1，并且通过其另一个输入端子接收输入共模电压采样单元230的采样输入共模电压。第二差分放大单元240将与第一比较电压CV1和采样输入共模电压之间的放大的电压差相对应的第二比较电压CV2输出至另一差分放大单元(未示出)或者计数器(未示出)。
再者，第二差分放大单元240还可以包括第二切换器242，其响应于从外部设备(未示出)提供的第二控制信号CTL2来使第二放大器AMP2复位。也就是说，第二切换器242响应于第二控制信号CTL2，通过将要反馈的第二放大器AMP2的输出电压与第二差分放大单元240的输入端子选择性地耦接来使第二放大器AMP2复位。
图3是图示根据本发明一个示例性实施例的使用基于输入共模电压采样的差分放大器的比较器的框图。
参见图3，双模式比较器200可以包括第一差分放大单元210和差分放大器200A。
第一差分放大单元210放大从外部斜坡信号发生器件(未示出)提供的斜坡电压VRAMP与从外部像素阵列(未示出)提供的像素输出电压VPIXEL之间的电压差。
也就是说，第一差分放大单元210通过其输入端子从外部像素阵列(未示出)接收像素输出电压VPIXEL，以及通过其另一个输入端子从外部斜坡信号发生器件(未示出)接收斜坡电压VRAMP。第一差分放大单元210将与斜坡电压VRAMP和像素输出电压VPIXEL之间的放大的电压差相对应的第一比较电压CV1输出至第二差分放大单元240的端子。
再者，第一差分放大单元210还可以包括第一切换器212，用于响应于从外部设备(未示出)提供的第一控制信号CTL1来使第一预放大器AMP1复位。也就是说，第一切换器212响应于第一控制信号CTL1，通过将要反馈的第一预放大器AMP1的输出电压与第一差分放大单元210的输入端子选择性地耦接来使第一放大器AMP1复位。再者，第一差分放大单元210还可以包括电容器C1，用于将从第一预放大器AMP1反馈的第一预放大器AMP1的输出电压与像素输出电压VPIXEL去耦接。在本文中，在第一差分放大单元210中可以使用伸缩结构、折叠式共源共栅结构或者电流镜像结构。
差分放大器200A包括：输入共模电压发生单元220、共模电压采样单元230以及第二差分放大单元240。
输入共模电压发生单元220选择性地产生预定电压电平的输入共模电压，并且个别地调整输入共模电压的电压电平。
共模电压采样单元230对从输入共模电压发生单元220输出的输入共模电压独立地执行采样操作。共模电压采样单元230可以包括采样切换单元231和采样电容器232。
响应于从外部设备(未示出)提供的控制信号CTL选择性地切换采样切换单元231，使得输入共模电压传送至采样电容器232与第二差分放大单元240的输入端子之间的输入节点A。在外部设备(未示出)中可以产生具有预定定时的控制信号CTL。
采样电容器232对从采样切换单元231提供的输入共模电压执行采样。提供至采样电容器232的端子的供应电压VSSA可以是接地电压或者通过电源电压设定的预定电压。
第二差分放大单元240放大第一比较电压CV1与采样输入共模电压之间的电压差。更具体地，第二差分放大单元240通过其一端子从第一放大单元(未示出)接收第一比较电压CV1，以及通过其另一个端子接收输入共模电压采样单元230的采样输入共模电压。第二差分放大单元240将与第一比较电压CV1与采样输入共模电压之间的放大的电压差相对应的第二比较电压CV2输出至另一差分放大单元(未示出)或计数器(未示出)。
再者，第二差分放大单元240还可以包括第二切换器242，用于响应于从外部设备(未示出)提供的第二控制信号CTL2来使第二放大器AMP2复位。也就是说，第二切换器242响应于第二控制信号CTL2，通过将要反馈的第二放大器AMP2的输出电压与第二差分放大单元240的输入端子选择性地耦接来使第二放大器AMP2复位。
双模式比较器200还可以包括耦接在第一差分放大单元210与第二差分放大单元240之间的电容器250。电容器250用于自动归零操作。
双模式比较器200可以通过选择性地设定第二差分放大单元240的输入共模电压，而不将输入共模电压固定来获得操作裕度，与第一差分放大单元210的第一比较电压无关。特别地，双模式比较器200可以通过改变输入共模电压来在相对低的电源电压下获得操作裕度。再者，用于第一差分放大单元210的电源电压的幅值可以不同于用于第二差分放大单元240的电源电压的幅值。由于通过在每个比较器对输入共模电压进行采样，双模式比较器不受其他比较器的操作的影响，所以使用差分放大器的双模式比较器可以防止信号处理失真。
图4是图示根据本发明另一实施例的使用基于输入共模电压采样的差分放大器的双模式比较器的框图。
参见图4，双模式比较器可以包括：第一差分放大单元210、电容器250、输入共模电压发生单元220、输入共模电压采样单元230、第二差分放大单元240以及多个差分放大单元300。也就是说，当与图2中所示的双模式比较器200相比较时，还包括差分放大单元300。因而，省略了第一差分放大单元210、电容器250、输入共模电压发生单元220、输入共模电压采样单元230以及第二差分放大单元240的配置和操作。
差分放大单元300放大从前一个差分放大单元提供的比较电压与从输入共模电压采样单元230提供的采样输入共模电压之间的电压差。差分放大单元300可以包括第三差分放大单元310、…、第N差分放大单元320。
差分放大单元300中的第三差分放大单元310通过其一端子接收从第二差分放大单元240提供的第二比较电压CV2，以及接收从输入共模电压采样单元230提供的采样输入共模电压。第三差分放大单元310输出与第二比较电压和采样输入共模电压之间的放大的电压差相对应的第三比较电压CV3。
差分放大单元300中的第N差分放大单元320通过其一端子接收从第N-1差分放大单元提供的第N-1比较电压，以及接收从输入共模电压采样单元230提供的采样输入共模电压。第N差分放大单元320输出与第N-1比较电压和采样输入共模电压之间的放大的电压差相对应的第N比较电压。这里，N是大于“4”的自然数。
在本发明的另一实施例中，差分放大单元320(即，比较器)中的每个可以对输入共模电压执行采样操作。
如上所述，根据本发明的实施例的差分放大器可以用在各种比较器中。使用差分放大器的比较器可以用在单斜率模数转换器和多斜率模数转换器以及使用比较器的各种器件中。
再者，根据本发明的实施例的使用差分放大器的比较器可以通过在每个差分放大器对输入共模电压执行采样来防止多个差分放大器之间的干扰。
尽管相对于特定实施例已经描述了本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所附权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种变化和修改。
通过本发明的实施例可以看出，本发明提供了下面技术方案:
技术方案1.一种差分放大器，包括：
输入共模电压发生单元，其适于产生输入共模电压；
输入共模电压采样单元，其适于对所述输入共模电压执行独立的采样操作；以及
差分放大单元，其适于对输入电压和采样输入共模电压执行差分放大操作。
技术方案2.如技术方案1所述的差分放大器，其中，所述输入共模电压发生单元选择性地产生预定电压电平或者通过输入设置预设的电压电平的输入共模电压。
技术方案3.如技术方案1所述的差分放大器，其中，所述共模电压采样单元包括：
切换单元，其适于响应于控制信号来选择性地切换所述输入共模电压；以及
电容器，其适于对所述输入共模电压执行采样操作。
技术方案4.如技术方案1所述的差分放大器，其中，所述差分放大单元通过其第一输入端子接收所述输入电压，通过其第二输入端子接收所述采样输入共模电压；以及输出将与所述输入电压和所述采样输入共模电压之间的放大的电压差相对应的电压。
技术方案5.如技术方案1所述的差分放大器，其中，所述输入电压是从前一个差分放大单元提供的第一比较电压。
技术方案6.一种双模式比较器，包括：
第一差分放大单元，其适于对从像素阵列提供的像素输出电压和从斜坡信号发生器提供的斜坡电压执行差分放大操作，以及输出第一比较电压；
输入共模电压发生单元，其适于产生输入共模电压；
输入共模电压采样单元，其适于对所述输入共模电压执行独立的采样操作；以及
第二差分放大单元，其适于对所述第一比较电压和提供的采样输入共模电压执行差分放大操作。
技术方案7.如技术方案6所述的双模式比较器，其中，所述输入共模电压发生单元选择性地产生预定电压电平或者通过输入设置预设的电压电平的输入共模电压。
技术方案8.如技术方案6所述的双模式比较器，其中，所述共模电压采样单元包括：
切换单元，其适于响应于控制信号来选择性地切换所述输入共模电压；以及
电容器，其适于对所述输入共模电压执行采样操作。
技术方案9.如技术方案6所述的双模式比较器，还包括：
电容器，其耦接在所述第一放大单元与所述第二放大单元之间用于自动归零。
技术方案10.如技术方案6所述的双模式比较器，还包括：
串联耦接至所述第二放大单元的多个差分放大单元。
技术方案11.如技术方案10所述的双模式比较器，其中，所述多个差分放大单元中的每个接收所述采样输入共模电压和从前一个差分放大单元提供的比较电压。
技术方案12.一种双模式比较器，包括：
第一差分放大单元，其适于对输入电压和参考电压执行差分放大操作，以及输出第一比较电压；
输入共模电压发生单元，其适于产生输入共模电压；
输入共模电压采样单元，其适于对所述输入共模电压执行独立的采样操作；以及
第二差分放大单元，其适于对所述第一比较电压和提供的采样输入共模电压执行差分放大操作，以及输出第二比较电压。
技术方案13.如技术方案12所述的双模式比较器，其中，所述输入共模电压发生单元选择性地产生预定电压电平或者通过输入设置预设的电压电平的输入共模电压。
技术方案14.如技术方案12所述的双模式比较器，其中，所述共模电压采样单元包括：
切换单元，其适于响应于控制信号来选择性地切换所述输入共模电压；以及
电容器，其适于对所述输入共模电压执行采样操作。
技术方案15.如技术方案12所述的双模式比较器，还包括：
电容器，其耦接在所述第一放大单元与所述第二放大单元之间用于自动归零。
技术方案16.如技术方案12所述的双模式比较器，还包括：
第三差分放大单元，其适于对所述第二比较电压和所述采样输入共模电压执行差分放大操作。

Claims (10)

1.一种差分放大器，包括：
输入共模电压发生单元，其适于产生输入共模电压；
输入共模电压采样单元，其适于对所述输入共模电压执行独立的采样操作；以及
差分放大单元，其适于对输入电压和采样输入共模电压执行差分放大操作。
2.如权利要求1所述的差分放大器，其中，所述输入共模电压发生单元选择性地产生预定电压电平或者通过输入设置预设的电压电平的输入共模电压。
3.如权利要求1所述的差分放大器，其中，所述共模电压采样单元包括：
切换单元，其适于响应于控制信号来选择性地切换所述输入共模电压；以及
电容器，其适于对所述输入共模电压执行采样操作。
4.如权利要求1所述的差分放大器，其中，所述差分放大单元通过其第一输入端子接收所述输入电压，通过其第二输入端子接收所述采样输入共模电压；以及输出将与所述输入电压和所述采样输入共模电压之间的放大的电压差相对应的电压。
5.如权利要求1所述的差分放大器，其中，所述输入电压是从前一个差分放大单元提供的第一比较电压。
6.一种双模式比较器，包括：
第一差分放大单元，其适于对从像素阵列提供的像素输出电压和从斜坡信号发生器提供的斜坡电压执行差分放大操作，以及输出第一比较电压；
输入共模电压发生单元，其适于产生输入共模电压；
输入共模电压采样单元，其适于对所述输入共模电压执行独立的采样操作；以及
第二差分放大单元，其适于对所述第一比较电压和提供的采样输入共模电压执行差分放大操作。
7.如权利要求6所述的双模式比较器，其中，所述输入共模电压发生单元选择性地产生预定电压电平或者通过输入设置预设的电压电平的输入共模电压。
8.如权利要求6所述的双模式比较器，其中，所述共模电压采样单元包括：
切换单元，其适于响应于控制信号来选择性地切换所述输入共模电压；以及
电容器，其适于对所述输入共模电压执行采样操作。
9.如权利要求6所述的双模式比较器，还包括：
电容器，其耦接在所述第一放大单元与所述第二放大单元之间用于自动归零。
10.一种双模式比较器，包括：
第一差分放大单元，其适于对输入电压和参考电压执行差分放大操作，以及输出第一比较电压；
输入共模电压发生单元，其适于产生输入共模电压；
输入共模电压采样单元，其适于对所述输入共模电压执行独立的采样操作；以及
第二差分放大单元，其适于对所述第一比较电压和提供的采样输入共模电压执行差分放大操作，以及输出第二比较电压。
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