CN213547472U - 自带失调消除的抗电源噪声比较器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自带失调消除的抗电源噪声比较器，包括：第一开关电路，采样阶段短接差分输入放大级的输入端；差分输入放大级，将第一开关电路的输出信号差分放大；第二开关电路，采样阶段将负载电路的输出传输至差分输入辅助放大级，比较阶段将负载电路的输出端与差分输入辅助放大级断开；差分输入辅助放大级，采样阶段采样得到失调电压，比较阶段将失调电压转化为偏置电流；负载电路，输入端同时连接差分输入放大级及差分输入辅助放大级，输出比较结果。本实用新型在自动消除比较器输入失调的同时通过将输入级、辅助输入级都设计为完全对称的电路结构从而抑制电源噪声对比较器的影响，具有抗干扰能力强、适应性和可靠性高等优点。

Description

自带失调消除的抗电源噪声比较器

技术领域

本实用新型涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种自带失调消除的抗电源噪声比较器。

背景技术

随着集成电路的普及以及人们社会生活的提升，对精确需求日益提升。如高价值贵金属的测量中，高速高精度的ADC(Analog to Digital Converter，模数转换器)需求日益增长；5G通讯中，宽带解调都需要高精度比较器的参与；大功率电源中的过流过压保护，也是高精度抗干扰比较器的应用场合；数据中心设备中的各个供电环节的电流电压检测，也离不开高精度抗干扰的比较器的应用。

如图1所示，现有技术中，现有技术过分依赖于电源VDD的1/2(即1/2VDD)作为参考电压进行比较，因此，ADC或比较器在抗电源噪声方面有较大的不足。当然，随着差分比较器的引入，可以很好地规避电源噪声的影响，但会引入数字处理技术和各种逻辑处理工作，电路的难度和复杂度增加。

因此，如何用简单实用的电路规避电源噪声的影响、提高比较器的精度，已成为本领域技术人员乐于深入研究的问题之一。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种自带失调消除的抗电源噪声比较器，用于解决现有技术中比较器抗电源噪声能力弱、精度低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种自带失调消除的抗电源噪声比较器，所述自带失调消除的抗电源噪声比较器至少包括：

第一开关电路、差分输入放大级、第二开关电路、差分输入辅助放大级及负载电路；

所述第一开关电路连接所述差分输入放大级的输入端，在采样阶段所述第一开关电路将所述差分输入放大级的差分输入端短接，在比较阶段所述第一开关电路将输入信号连接至所述差分输入放大级的差分输入端；

所述差分输入放大级接收所述第一开关电路的输出信号，并进行差分放大后输出；

所述第二开关电路连接所述负载电路的输出端，在采样阶段将所述负载电路的输出信号传输至所述差分输入辅助放大级，在比较阶段将所述负载电路的输出端与所述差分输入辅助放大级断开；

所述差分输入辅助放大级的差分输入端分别连接所述第二开关电路的输出端及一参考信号，在采样阶段所述差分输入辅助放大级采样得到所述自带失调消除的抗电源噪声比较器的失调电压，在比较阶段所述差分输入辅助放大级将采集到的失调电压与所述参考信号进行比较并转化为所述负载电路的偏置电流；

所述负载电路的输入端同时连接所述差分输入放大级及所述差分输入辅助放大级的输出端，用于输出比较结果。

可选地，所述差分输入放大级为折叠式共栅-共栅结构。

更可选地，所述差分输入放大级包括第一、第二、第三三极管以及第一、第二、第三MOS管；

所述第一三级管的发射极连接所述第一开关电路的第一输出端，集电极连接所述第一MOS管的源极；所述第二三级管的发射极连接所述第一开关电路的第二输出端，集电极连接所述第二MOS管的源极；所述第一MOS管及所述第二MOS管的漏极作为所述差分输入放大级的差分输出端；

所述第三MOS管的漏极和栅极连接偏置电流，并连接至所述第一MOS管及所述第二MOS管的栅极，所述第三MOS管的源极连接所述第三三极管的集电极；所述第三三极管的基极与集电极连接，并连接至所述第一三极管及所述第二三极管的基极，所述第三三极管的发射极连接所述第二三极管的发射极。

更可选地，所述第一、第二、第三三极管分别替换为第四、第五、第六MOS管。

更可选地，所述第一开关电路包括第一开关及第二开关；所述第一开关的一端接收第一输入信号，另一端作为所述第一开关电路的第一输出端；所述第二开关的一端连接第二输入信号并作为所述第一开关电路的第二输出端，另一端连接所述第一开关电路的第一输出端；采样阶段，所述第一开关关断，所述第二开关导通；比较阶段，所述第一开关导通，所述第二开关关断。

可选地，所述差分输入放大级为折叠式共基-共栅结构。

可选地，所述差分输入放大级包括第七、第八MOS管及电流源；

所述第七MOS管及所述第八MOS管的源极经由所述电流源接地；所述第七MOS管的栅极连接所述第一开关电路的第一输出端，所述第八MOS管的栅极连接所述第一开关电路的第二输出端，所述第七MOS管及所述第八MOS管的漏极作为所述差分输入放大级的差分输出端。

更可选地，所述第一开关电路包括第三开关、第四开关及第五开关；所述第三开关的一端接收第一输入信号，另一端作为所述第一开关电路的第一输出端；所述第四开关的一端接收第二输入信号，另一端作为所述第一开关电路的第二输出端；所述第五开关串联于所述第一开关电路的第一输出端与第二输出端之间；采样阶段，所述第三开关及所述第四开关关断，所述第五开关导通；比较阶段，所述第三开关及所述第四开关导通，所述第五开关关断。

可选地，所述差分输入辅助放大级为折叠式共源-共栅结构。

更可选地，所述差分输入辅助放大级包括第九、第十、第十一、第十二MOS管，电阻及电容；

所述第九MOS管的栅极接收所述参考信号，源极连接所述第十MOS管的漏极；所述第十MOS管的栅极连接第一偏置电压，源极接地；所述第十一MOS管的栅极连接所述第二开关电路的输出端，源极连接所述第十二MOS管的漏极；所述第十二MOS管的栅极连接所述第一偏置电压，源极接地；所述电容的一端连接所述第十一MOS管的栅极，另一端接地；所述电阻连接于所述第九MOS管与所述第十一MOS管的源极之间；

所述第九MOS管及所述第十一MOS管的漏极作为所述差分输入辅助放大级的差分输出端。

更可选地，所述负载电路包括第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九及第二十MOS管；

所述第十三MOS管的源极连接电源，漏极连接所述第十四MOS管的源极；所述第十四MOS管的漏极连接所述第十五MOS管的漏极；所述第十五MOS管的源极连接所述第十六MOS管的漏极；所述第十六MOS管的源极接地；所述第十七MOS管的源极连接电源，漏极连接所述第十八MOS管的源极；所述第十八MOS管的漏极连接所述第十九MOS管的漏极；所述第十九MOS管的源极连接所述第二十MOS管的漏极；所述第二十MOS管的源极接地；所述第十三MOS管及所述第十七MOS管的栅极连接第二偏置电压，所述第十四MOS管及所述第十八MOS管的栅极连接第三偏置电压，所述第十五MOS管及所述第十九MOS管的栅极连接第四偏置电压，所述第十六MOS管及所述第二十MOS管的栅极连接所述第二十MOS管的漏极；

所述第十三MOS管及所述第十七MOS管的漏极分别作为所述负载电路的差分输入端，所述第十四MOS管与所述第十五MOS管的连接节点作为所述负载电路的输出端。

更可选地，所述自带失调消除的抗电源噪声比较器还包括连接于所述负载电路输出端的输出级。

更可选地，所述输出级包括第二十一、第二十二及第二十三MOS管；

所述第二十一MOS管的源极连接所述电源，栅极连接所述第二偏置电压，漏极连接所述第二十二MOS管的源极；所述第二十二MOS管的栅极连接所述第三偏置电压，漏极连接所述第二十三MOS管的漏极并作为所述输出级的输出端；所述第二十三MOS管的栅极连接所述负载电路的输出端，源极接地。

可选地，在采样阶段，所述负载电路与所述差分输入辅助放大级形成负反馈环路。

如上所述，本实用新型的自带失调消除的抗电源噪声比较器，具有以下有益效果：

本实用新型的自带失调消除的抗电源噪声比较器通过使用层叠式的共栅-共栅结构(或共基-共栅结构)的输入放大结构，输入放大级和辅助放大级使用同一负载的简洁独特布局，再配以斩波方式，在实现自动消除比较器输入失调的同时通过将输入级、辅助输入级都设计为完全对称的电路结构从而抑制电源噪声对比较器的影响。本实用新型的自带失调消除的抗电源噪声比较器具有放大级和辅助放大级对称性好，抗干扰能力强的特点，提高了比较器的适应性和可靠性，同时避免使用电路复杂的差分结构斩波比较器。

附图说明

图1显示为现有技术中的比较器原理示意图。

图2显示为本实用新型的自带失调消除的抗电源噪声比较器的一种结构示意图。

图3显示为本实用新型的自带失调消除的抗电源噪声比较器的另一种结构示意图。

图4显示为本实用新型的自带失调消除的抗电源噪声比较器的又一种结构示意图。

元件标号说明

1 自带失调消除的抗电源噪声比较器

11 第一开关电路

12 差分输入放大级

13 第二开关电路

14 差分输入辅助放大级

15 负载电路

16 输出级

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2～图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图2所示，本实施例提供一种自带失调消除的抗电源噪声比较器1，所述自带失调消除的抗电源噪声比较器1包括：

第一开关电路11、差分输入放大级12、第二开关电路13、差分输入辅助放大级14及负载电路15。

如图2所示，所述第一开关电路11连接所述差分输入放大级12的输入端，在采样阶段

所述第一开关电路11将所述差分输入放大级12的差分输入端短接，在比较阶段

所述第一开关电路11将输入信号连接至所述差分输入放大级12的差分输入端。

具体地，在本实施例中，所述第一开关电路11包括第一开关S1及第二开关S2。所述第一开关S1的一端接收第一输入信号IN1，另一端作为所述第一开关电路11的第一输出端。所述第二开关S2的一端连接第二输入信号IN2并作为所述第一开关电路11的第二输出端，另一端连接所述第一开关电路11的第一输出端。采样阶段

所述第一开关S1关断，所述第二开关S2导通；比较阶段

所述第一开关S1导通，所述第二开关S2关断。

如图2所示，所述差分输入放大级11接收所述第一开关电路11的输出信号，并进行差分放大后输出。

具体地，在本实施例中，所述差分输入放大级11为折叠式共栅-共栅结构。作为示例，所述差分输入放大级11包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一MOS管M1、第二MOS管M2及第三MOS管M3。在本实施例中，所述第一三极管Q1、所述第二三极管Q2及所述第三三极管Q3为NPN三极管，所述第一MOS管M1、所述第二MOS管M2及所述第三MOS管M3为NMOS管。所述第一三级管Q1的发射极连接所述第一开关电路11的第一输出端，集电极连接所述第一MOS管M1的源极；所述第二三级管Q2的发射极连接所述第一开关电路11的第二输出端，集电极连接所述第二MOS管M2的源极；所述第一MOS管M1及所述第二MOS管M2的漏极作为所述差分输入放大级12的差分输出端；所述第三MOS管M3的漏极和栅极连接偏置电流Ibias，并连接至所述第一MOS管M1及所述第二MOS管M2的栅极，所述第三MOS管M3的源极连接所述第三三极管Q3的集电极；所述第三三极管Q3的基极与集电极连接，并连接至所述第一三极管Q1及所述第二三极管Q2的基极，所述第三三极管Q3的发射极连接所述第二三极管Q2的发射极。

具体地，所述差分输入放大级11在将输入的有效信号进行差分放大的基础上，通过折叠式共栅-共栅差分输入放大级的差分对称结构，有效地提升了信号噪声比，在放大信号的同时抑制了电源或地端噪声耦合对差分信号放大的干扰。

如图2所示，所述第二开关电路13连接所述负载电路15的输出端，在采样阶段

将所述负载电路15的输出信号传输至所述差分输入辅助放大级14，在比较阶段

将所述负载电路15的输出端与所述差分输入辅助放大级14断开。

具体地，在本实施例中，所述第二开关电路13包括第六开关S6，所述第六开关S6的一端连接所述负载电路15的输出端，另一端连接所述差分输入辅助放大级14的一个输入端。采样阶段

所述第六开关S6导通；比较阶段

所述第六开关S6关断。

如图2所示，所述差分输入辅助放大级14的差分输入端分别连接所述第二开关电路13的输出端及一参考信号Vref，在采样阶段

所述差分输入辅助放大级14采样得到所述自带失调消除的抗电源噪声比较器1的失调电压，在比较阶段

所述差分输入辅助放大级14将采集到的失调电压与所述参考信号Vref进行比较并转化为所述负载电路15的偏置电流。

具体地，在本实施例中，所述差分输入辅助放大级14为折叠式共源-共栅结构。作为示例，所述差分输入辅助放大级14包括第九MOS管M9、第十MOS管M10、第十一MOS管M11、第十二MOS管M12，电阻R及电容C。在本实施例中，所述第九MOS管M9、所述第十MOS管M10、所述第十一MOS管M11及所述第十二MOS管M12为NMOS管。所述第九MOS管M9的栅极接收所述参考信号Vref，源极连接所述第十MOS管M10的漏极；所述第十MOS管M10的栅极连接第一偏置电压Vbias1，源极接地GND；所述第十一MOS管M11的栅极连接所述第二开关电路13的输出端，源极连接所述第十二MOS管M12的漏极；所述第十二MOS管M12的栅极连接所述第一偏置电压Vbias1，源极接地GND；所述电容C的一端连接所述第十一MOS管M11的栅极，另一端接地GND；所述电阻R连接于所述第九MOS管M9与所述第十一MOS管M11的源极之间；所述第九MOS管M9及所述第十一MOS管M11的漏极作为所述差分输入辅助放大级14的差分输出端。

如图2所示，所述负载电路15的输入端同时连接所述差分输入放大级12及所述差分输入辅助放大级14的输出端，用于输出比较结果。

具体地，在本实施例中，所述负载电路15包括第十三MOS管M13、第十四MOS管M14、第十五MOS管M15、第十六MOS管M16、第十七MOS管M17、第十八MOS管M18、第十九MOS管M19及第二十MOS管M20。所述第十三MOS管M13、所述第十四MOS管M14、所述第十七MOS管M17及所述第十八MOS管M18为PMOS管，所述第十五MOS管、所述第十六MOS管、所述第十九MOS管M19及所述第二十MOS管M20为NMOS管。所述第十三MOS管M13的源极连接电源VDD，栅极连接第二偏置电压Vbias2，漏极连接所述第十四MOS管M14的源极并作为所述负载电路15的第一输入端；所述第十四MOS管M14的漏极连接所述第十五MOS管的漏极，并作为所述负载电路15的输出端；所述第十五MOS管的源极连接所述第十六MOS管M16的漏极；所述第十六MOS管M16的源极接地GND；所述第十四MOS管M14的栅极连接第三偏置电压Vbias3，所述第十五MOS管M15的栅极连接第四偏置电压Vbias4，所述第十六MOS管M16的栅极连接所述第二十MOS管M20的栅极；所述第十七MOS管M17的源极连接所述电源VDD，栅极连接所述第二偏置电压Vbias2，漏极连接所述第十八MOS管M18的源极并作为所述负载电路15的第二输入端；所述第十八MOS管M18的漏极连接所述第十九MOS管M19的漏极；所述第十九MOS管M19的源极连接所述第二十MOS管M20的漏极；所述第二十MOS管M20的源极接地GND；所述第十八MOS管M18的栅极连接所述第三偏置电压Vbias3，所述第十九MOS管M19的栅极连接所述第四偏置电压Vbias4，所述第二十MOS管M20的栅极与漏极相连。

作为本实用新型的另一种实现方式，如图2所示，所述自带失调消除的抗电源噪声比较器1还包括连接于所述负载电路15输出端的输出级16。

具体地，在本实施例中，所述输出级16包括第二十一MOS管M21、第二十二MOS管M22及第二十三MOS管M23。所述第二十一MOS管M21及所述第二十二MOS管M22为PMOS，所述第二十三MOS管M23为NMOS。所述第二十一MOS管M21的源极连接所述电源VDD，栅极连接所述第二偏置电压Vbias2，漏极连接所述第二十二MOS管M22的源极；所述第二十二MOS管M22的栅极连接所述第三偏置电压Vbias3，漏极连接所述第二十三MOS管M23的漏极并作为所述输出级16的输出端；所述第二十三MOS管M23的栅极连接所述负载电路15的输出端，源极接地GND。

需要说明的是，任意可实现上述功能的电路结构均适用于本实用新型，不以本实施例列举的具体电路结构为限。

实施例二

如图3所示，本实施例提供一种自带失调消除的抗电源噪声比较器1，与实施例一的不同之处在于，将所述第一三极管Q1、第二三极管Q2及所述第三三极管Q3替换为MOS管。

具体地，提供第四MOS管M4、第五MOS管M5及第六MOS管M6；将所述第一三极管Q1替换为所述第四MOS管M4，所述第四MOS管M4的源极连接所述第一开关电路11，栅极连接所述第三MOS管M3的源极，漏极连接所述第一MOS管M1的源极。将所述第二三极管Q2替换为所述第五MOS管M5，所述第五MOS管M5的源极连接所述第一开关电路11，栅极连接所述第三MOS管M3的源极，漏极连接所述第二MOS管M2的源极。将所述第三三极管Q3替换为所述第六MOS管M6，所述第六MOS管M6的源极连接所述第五MOS管M5的源极，栅极和漏极连接所述第三MOS管M3的源极。

需要说明的是，其它电路结构及原理与实施例一相同，在此不一一赘述。

实施例三

如图4所示，本实施例提供一种自带失调消除的抗电源噪声比较器1，与实施例一及实施例二的不同之处在于，所述差分输入放大级12为折叠式共基-共栅结构。

如图4所示，在本实施例中，所述第一开关电路11作相应调整。

具体地，所述第一开关电路11包括第三开关S3、第四开关S4及第五开关S5。所述第三开关S3的一端接收第一输入信号IN1，另一端作为所述第一开关电路11的第一输出端。所述第四开关S4的一端接收第二输入信号IN2，另一端作为所述第一开关电路11的第二输出端。所述第五开关S5串联于所述第一开关电路11的第一输出端与第二输出端之间。在采样阶段

所述第三开关S3及所述第四开关S4关断，所述第五开关S5导通；在比较阶段

所述第三开关S3及所述第四开关S4导通，所述第五开关S5关断。

如图4所示，所述差分输入放大级12连接于所述第一开关电路11的输出端。

具体地，在本实施例中，所述差分输入放大级12为折叠式共基-共栅结构。作为示例，所述差分输入放大级12包括第七MOS管M7、第八MOS管M8及电流源。在本实施例中，所述第七MOS管M7及所述第八MOS管M8为NMOS管。所述第七MOS管M7及所述第八MOS管M8的源极经由所述电流源(提供偏置电流Ibias)接地GND；所述第七MOS管M7的栅极所述第一开关电路11的第一输出端，所述第八MOS管M8的栅极连接所述第一开关电路11的第二输出端；所述第七MOS管M7及所述第八MOS管M8的漏极作为所述差分输入放大级12的差分输出端。

具体地，折叠式共基-共栅结构的差分输入放大级同样可以在将输入的有效信号进行差分放大的基础上，通过差分对称结构，有效地提升了信号噪声比，在放大信号的同时抑制了电源或地端噪声耦合对差分信号放大的干扰。

需要说明的是，其它电路结构及原理与实施例一及实施例二相同，在此不一一赘述。

实施例四

本实施例提供一种自带失调消除的抗电源噪声比较方法，基于实施例一、实施例二或实施例三的自带失调消除的抗电源噪声比较器，所述自带失调消除的抗电源噪声比较方法包括：

1)基于斩波的方式在采样阶段

将差分输入放大级12的差分输入端短接，将负载电路15的输出信号连接至差分输入辅助放大级14；此时，输入信号为零，所述差分输入放大级12与所述负载电路15共同作为所述差分输入辅助放大级14的负载，形成负反馈环路。所述差分输入辅助放大级14对所述差分输入放大级12及所述负载电路15形成的负载进行采样并存储，以得到所述自带失调消除的抗电源噪声比较器1的失调电压。

具体地，所述负反馈环路的工作过程如下：在采样阶段

所述差分输入放大级12的输入信号短接，所述负载电路15的输出信号输入所述差分输入辅助放大级14。当所述第十一MOS管M11的栅极电压(即所述负载电路15的输出信号)相较于所述第九MOS管M9的栅极电压(即所述参考电压Vref)升高时，所述第十一MOS管M11的漏极电流增大，进入所述第十四MOS管M14的电流减小，进而减小所述第十一MOS管M11的栅极电压，形成负反馈。通过此负反馈环路实现采样，并将采集到失调电压存储在电容C中。

2)基于斩波的方式在比较阶段

将所述输入信号连接至所述差分输入放大级12的差分输入端，将所述负载电路15的输出信号与所述差分输入辅助放大级14断开；所述差分输入辅助放大级12将所述输入信号差分放大并抑制电源和地的噪声影响，所述差分输入辅助放大级14将所述失调电压转换为所述负载电路15的偏置电流，并经由所述差分输入放大级12转换为输入电压修调值，使输入失调电压归零；所述负载电路15输出比较结果。

本实用新型的折叠式共栅-共栅结构(或共基-共栅结构)的差分输入放大级在放大信号的同时，抑制了电源或地端噪声耦合对差分信号放大的干扰。此外，本实用新型的折叠式共栅-共栅结构(或共基-共栅结构)的差分输入放大级和折叠式共源-共栅结构的差分输入辅助放大级使用同一负载电路。折叠式共栅-共栅结构(或共基-共栅结构)的差分输入放大级的两个输出端和折叠式共源-共栅结构的差分输入辅助放大级的两个输出端连接在同一位置，且使用层叠式的结构使得小信号放大时这两个输出端彼此的直流偏置电平相同，与电源的交流阻抗相同且为高阻状态，从而减小了电源噪声在这两个输出端间带来的差分影响，从而抑制了电源和地的噪声影响差分信号的大小。

综上所述，本实用新型提供一种自带失调消除的抗电源噪声比较器，包括：第一开关电路、差分输入放大级、第二开关电路、差分输入辅助放大级及负载电路；所述第一开关电路连接所述差分输入放大级的输入端，在采样阶段所述第一开关电路将所述差分输入放大级的差分输入端短接，在比较阶段所述第一开关电路将输入信号连接至所述差分输入放大级的差分输入端；所述差分输入放大级接收所述第一开关电路的输出信号，并进行差分放大后输出；所述第二开关电路连接所述负载电路的输出端，在采样阶段将所述负载电路的输出信号传输至所述差分输入辅助放大级，在比较阶段将所述负载电路的输出端与所述差分输入辅助放大级断开；所述差分输入辅助放大级的差分输入端分别连接所述第二开关电路的输出端及一参考信号，在采样阶段所述差分输入辅助放大级采样得到所述自带失调消除的抗电源噪声比较器的失调电压，在比较阶段所述差分输入辅助放大级将采集到的失调电压与所述参考信号进行比较并转化为所述负载电路的偏置电流；所述负载电路的输入端同时连接所述差分输入放大级及所述差分输入辅助放大级的输出端，用于输出比较结果。本实用新型的自带失调消除的抗电源噪声比较器在实现自动消除比较器输入失调的同时通过将输入级、辅助输入级都设计为完全对称的电路结构从而抑制电源噪声对比较器的影响，具有抗干扰能力强、适应性和可靠性高等优点。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于，所述自带失调消除的抗电源噪声比较器至少包括：

第一开关电路、差分输入放大级、第二开关电路、差分输入辅助放大级及负载电路；

所述第一开关电路连接所述差分输入放大级的输入端，在采样阶段所述第一开关电路将所述差分输入放大级的差分输入端短接，在比较阶段所述第一开关电路将输入信号连接至所述差分输入放大级的差分输入端；

所述差分输入放大级接收所述第一开关电路的输出信号，并进行差分放大后输出；

所述第二开关电路连接所述负载电路的输出端，在采样阶段将所述负载电路的输出信号传输至所述差分输入辅助放大级，在比较阶段将所述负载电路的输出端与所述差分输入辅助放大级断开；

所述差分输入辅助放大级的差分输入端分别连接所述第二开关电路的输出端及一参考信号，在采样阶段所述差分输入辅助放大级采样得到所述自带失调消除的抗电源噪声比较器的失调电压，在比较阶段所述差分输入辅助放大级将采集到的失调电压与所述参考信号进行比较并转化为所述负载电路的偏置电流；

所述负载电路的输入端同时连接所述差分输入放大级及所述差分输入辅助放大级的输出端，用于输出比较结果。

2.根据权利要求1所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述差分输入放大级为折叠式共栅-共栅结构。

3.根据权利要求2所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述差分输入放大级包括第一、第二、第三三极管以及第一、第二、第三MOS管；

所述第一三极管的发射极连接所述第一开关电路的第一输出端，集电极连接所述第一MOS管的源极；所述第二三极管的发射极连接所述第一开关电路的第二输出端，集电极连接所述第二MOS管的源极；所述第一MOS管及所述第二MOS管的漏极作为所述差分输入放大级的差分输出端；

所述第三MOS管的漏极和栅极连接偏置电流，并连接至所述第一MOS管及所述第二MOS管的栅极，所述第三MOS管的源极连接所述第三三极管的集电极；所述第三三极管的基极与集电极连接，并连接至所述第一三极管及所述第二三极管的基极，所述第三三极管的发射极连接所述第二三极管的发射极。

4.根据权利要求3所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述第一、第二、第三三极管分别替换为第四、第五、第六MOS管。

5.根据权利要求2～4任意一项所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述第一开关电路包括第一开关及第二开关；所述第一开关的一端接收第一输入信号，另一端作为所述第一开关电路的第一输出端；所述第二开关的一端连接第二输入信号并作为所述第一开关电路的第二输出端，另一端连接所述第一开关电路的第一输出端；采样阶段，所述第一开关关断，所述第二开关导通；比较阶段，所述第一开关导通，所述第二开关关断。

6.根据权利要求1所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述差分输入放大级为折叠式共基-共栅结构。

7.根据权利要求6所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述差分输入放大级包括第七、第八MOS管及电流源；

所述第七MOS管及所述第八MOS管的源极经由所述电流源接地；所述第七MOS管的栅极连接所述第一开关电路的第一输出端，所述第八MOS管的栅极连接所述第一开关电路的第二输出端，所述第七MOS管及所述第八MOS管的漏极作为所述差分输入放大级的差分输出端。

8.根据权利要求6或7所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述第一开关电路包括第三开关、第四开关及第五开关；所述第三开关的一端接收第一输入信号，另一端作为所述第一开关电路的第一输出端；所述第四开关的一端接收第二输入信号，另一端作为所述第一开关电路的第二输出端；所述第五开关串联于所述第一开关电路的第一输出端与第二输出端之间；采样阶段，所述第三开关及所述第四开关关断，所述第五开关导通；比较阶段，所述第三开关及所述第四开关导通，所述第五开关关断。

9.根据权利要求1所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述差分输入辅助放大级为折叠式共源-共栅结构。

10.根据权利要求9所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述差分输入辅助放大级包括第九、第十、第十一、第十二MOS管，电阻及电容；

所述第九MOS管的栅极接收所述参考信号，源极连接所述第十MOS管的漏极；所述第十MOS管的栅极连接第一偏置电压，源极接地；所述第十一MOS管的栅极连接所述第二开关电路的输出端，源极连接所述第十二MOS管的漏极；所述第十二MOS管的栅极连接所述第一偏置电压，源极接地；所述电容的一端连接所述第十一MOS管的栅极，另一端接地；所述电阻连接于所述第九MOS管与所述第十一MOS管的源极之间；

所述第九MOS管及所述第十一MOS管的漏极作为所述差分输入辅助放大级的差分输出端。

11.根据权利要求1所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述负载电路包括第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九及第二十MOS管；

所述第十三MOS管的源极连接电源，漏极连接所述第十四MOS管的源极；所述第十四MOS管的漏极连接所述第十五MOS管的漏极；所述第十五MOS管的源极连接所述第十六MOS管的漏极；所述第十六MOS管的源极接地；所述第十七MOS管的源极连接电源，漏极连接所述第十八MOS管的源极；所述第十八MOS管的漏极连接所述第十九MOS管的漏极；所述第十九MOS管的源极连接所述第二十MOS管的漏极；所述第二十MOS管的源极接地；所述第十三MOS管及所述第十七MOS管的栅极连接第二偏置电压，所述第十四MOS管及所述第十八MOS管的栅极连接第三偏置电压，所述第十五MOS管及所述第十九MOS管的栅极连接第四偏置电压，所述第十六MOS管及所述第二十MOS管的栅极连接所述第二十MOS管的漏极；

所述第十三MOS管及所述第十七MOS管的漏极分别作为所述负载电路的差分输入端，所述第十四MOS管与所述第十五MOS管的连接节点作为所述负载电路的输出端。

12.根据权利要求11所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述自带失调消除的抗电源噪声比较器还包括连接于所述负载电路输出端的输出级。

13.根据权利要求12所述的自带失调消除的抗电源噪声比较器，其特征在于：所述输出级包括第二十一、第二十二及第二十三MOS管；

所述第二十一MOS管的源极连接所述电源，栅极连接所述第二偏置电压，漏极连接所述第二十二MOS管的源极；所述第二十二MOS管的栅极连接所述第三偏置电压，漏极连接所述第二十三MOS管的漏极并作为所述输出级的输出端；所述第二十三MOS管的栅极连接所述负载电路的输出端，源极接地。

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