JP2013187695A - Comparator and ad converter - Google Patents

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JP2013187695A JP2012050543A JP2012050543A JP2013187695A JP 2013187695 A JP2013187695 A JP 2013187695A JP 2012050543 A JP2012050543 A JP 2012050543A JP 2012050543 A JP2012050543 A JP 2012050543A JP 2013187695 A JP2013187695 A JP 2013187695A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a comparator and an AD converter that are capable of reducing kickback noise, which is a factor of degradation of comparison accuracy, and therefore is capable of reducing power consumption.SOLUTION: A comparator includes: at least one input differential pair that makes comparison between an input signal voltage and a reference voltage in synchronization with a clock at the time of a comparison operation; and a bias connection part for connecting an output side terminal of the input differential pair to a bias power supply in synchronization with the clock at the time of a reset operation. The input differential pair performs the comparison operation when the clock is in one phase, and performs the resetting when the clock is in the other phase. The bias connection part connects the output side terminal of the input differential pair to the bias power supply in synchronization with the clock in the other phase and disconnects the output side terminal of the input differential pair from the bias power supply in synchronization with the clock in the one phase. A bias voltage by the bias power supply is set at an intermediate voltage between an upper limit and a lower limit of the reference voltage.

Description

本技術は、無線通信における受信機をはじめとし、オーディオ機器や医療計測器等に応用されるクロック同期型のコンパレータおよびそれを用いたAD変換器に関するものである。   The present technology relates to a clock-synchronized comparator and an AD converter using the same, which are applied to a receiver in wireless communication, an audio device, a medical instrument, and the like.

図1は、一般的なクロックに同期して動作し、定常電流を消費しないダイナミックコンパレータを示す回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a dynamic comparator that operates in synchronization with a general clock and does not consume a steady current.

図1のコンパレータ1は、nチャネルMOS(NMOS)トランジスタM1〜M5、pチャネルMOS(PMOS)トランジスタM6〜M11、電圧入力端子TVI1,TVI2、およびクロック入力端子TCK1〜TCK3、出力端子TVO1,TVO2を有する。   1 includes n-channel MOS (NMOS) transistors M1 to M5, p-channel MOS (PMOS) transistors M6 to M11, voltage input terminals TVI1 and TVI2, clock input terminals TCK1 to TCK3, and output terminals TVO1 and TVO2. Have.

トランジスタM2とM3のソース同士が接続され、その接続点がトランジスタM1のドレインに接続され、トランジスタM1のソースが基準電位VSS(たとえば接地GND)に接続されている。
トランジスタM2のドレインがトランジスタM4のソースに接続され、その接続点によりノードND1が形成されている。トランジスタM3のドレインがトランジスタM5のソースに接続され、その接続点によりノードND2が形成されている。
トランジスタM1のゲートがクロック入力端子TCK1に接続され、トランジスタM2のゲートが入力信号電圧Vinの電圧入力端子TVI1に接続され、トランジスタM3のゲートが基準電圧Vrefの電圧入力端子TVI2に接続されている。
The sources of the transistors M2 and M3 are connected to each other, the connection point is connected to the drain of the transistor M1, and the source of the transistor M1 is connected to the reference potential VSS (for example, ground GND).
The drain of the transistor M2 is connected to the source of the transistor M4, and a node ND1 is formed by the connection point. The drain of the transistor M3 is connected to the source of the transistor M5, and a node ND2 is formed by the connection point.
The gate of the transistor M1 is connected to the clock input terminal TCK1, the gate of the transistor M2 is connected to the voltage input terminal TVI1 of the input signal voltage Vin, and the gate of the transistor M3 is connected to the voltage input terminal TVI2 of the reference voltage Vref.

トランジスタM4のドレインがトランジスタM6のドレインに接続され、その接続点によりノードND3が形成されている。トランジスタM5のドレインがトランジスタMT7のドレインに接続され、その接続点によりノードND4が形成されている。トランジスタM6とM7のソースは電源電圧VDDの供給ラインに接続されている。
トランジスタM4のゲートとトランジスタM6のゲートがノードND4に接続されている。トランジスタM5のゲートとトランジスタM7のゲートがノードND3に接続されている。
ノードND3が逆相側電圧Voutmの出力端子TVO1に接続され、ノードND4が正相側電圧Voutpの出力端子TVO2に接続されている。
The drain of the transistor M4 is connected to the drain of the transistor M6, and a node ND3 is formed by the connection point. The drain of the transistor M5 is connected to the drain of the transistor MT7, and a node ND4 is formed by the connection point. The sources of the transistors M6 and M7 are connected to the supply line of the power supply voltage VDD.
The gate of the transistor M4 and the gate of the transistor M6 are connected to the node ND4. The gate of the transistor M5 and the gate of the transistor M7 are connected to the node ND3.
The node ND3 is connected to the output terminal TVO1 of the negative phase side voltage Voutm, and the node ND4 is connected to the output terminal TVO2 of the positive phase side voltage Voutp.

トランジスタM8のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続され、ドレインがノードND3に接続されている。トランジスタM9のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続され、ドレインがノードND4に接続されている。
トランジスタM10のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続され、ドレインがノードND1に接続されている。トランジスタM11のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続され、ドレインがノードND2に接続されている。
そして、トランジスタM8およびM10のゲートがクロック入力端子TCK2に接続され、トランジスタM9およびM11のゲートがクロック入力端子TCK3に接続されている。
The source of the transistor M8 is connected to the supply line of the power supply voltage VDD, and the drain is connected to the node ND3. The source of the transistor M9 is connected to the supply line of the power supply voltage VDD, and the drain is connected to the node ND4.
The source of the transistor M10 is connected to the supply line of the power supply voltage VDD, and the drain is connected to the node ND1. The source of the transistor M11 is connected to the supply line of the power supply voltage VDD, and the drain is connected to the node ND2.
The gates of the transistors M8 and M10 are connected to the clock input terminal TCK2, and the gates of the transistors M9 and M11 are connected to the clock input terminal TCK3.

このような構成を有するコンパレータ1は、2つの入力電圧である入力信号電圧Vinと基準電圧Vrefを比較するための、トランジスタM2とM3を含む入力差動対DFP1を有する。
さらに、コンパレータ1は、出力電圧をロジックレベルまで振り切るための、トランジスタM4〜M7により形成される波形整形部としてのラッチLTC1、およびトランジスタM1,M8〜M11によるスイッチ群を含んで構成されている。
The comparator 1 having such a configuration has an input differential pair DFP1 including transistors M2 and M3 for comparing the input signal voltage Vin, which is two input voltages, with the reference voltage Vref.
Further, the comparator 1 includes a latch LTC1 as a waveform shaping unit formed by the transistors M4 to M7 and a switch group including the transistors M1 and M8 to M11 for swinging the output voltage to the logic level.

コンパレータ1の基本的な動作は2相のクロックCKに同期し、クロックCKがハイレベル(H)のとき、トランジスタM1がオンし、トランジスタM10,M11がオフし、比較動作を行う。
クロックCKがローレベル(L)のとき、トランジスタM1がオフし、トランジスタM10,M11がオンし、リセット動作を行う。
リセット時は前の比較結果が次の比較結果に影響を与えないように入力差動対のドレイン端子はいずれも電源電圧VDDの供給ラインに接続される。
The basic operation of the comparator 1 is synchronized with the two-phase clock CK. When the clock CK is at a high level (H), the transistor M1 is turned on and the transistors M10 and M11 are turned off to perform a comparison operation.
When the clock CK is at a low level (L), the transistor M1 is turned off, the transistors M10 and M11 are turned on, and a reset operation is performed.
At reset, the drain terminals of the input differential pair are all connected to the supply line of the power supply voltage VDD so that the previous comparison result does not affect the next comparison result.

この種のコンパレータはアナログデジタル(AD)変換器に適用される(たとえば特許文献1参照)。   This type of comparator is applied to an analog-digital (AD) converter (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−318457号公報JP 2007-318457 A

ところが、上記コンパレータは、以下の不利益がある。
比較動作とリセット動作を切り替える度に入力差動対を構成するトランジスタM2,M3のドレイン端子は大きく変動する。そして、その影響を受けてゲート・ドレイン間の寄生容量を通してチャージが2つの電圧入力端子TVI1,TVI2を介して入力信号電圧Vinと基準電圧Vrefに放出される。
これがキックバックノイズであり、入力電圧が汚されるため比較結果に誤りを生じることがある。
However, the comparator has the following disadvantages.
Each time the comparison operation and the reset operation are switched, the drain terminals of the transistors M2 and M3 constituting the input differential pair vary greatly. Under the influence, charge is discharged to the input signal voltage Vin and the reference voltage Vref through the two voltage input terminals TVI1 and TVI2 through the parasitic capacitance between the gate and the drain.
This is kickback noise, and the input voltage is contaminated, which may cause an error in the comparison result.

入力信号電圧Vinの電圧入力端子TVI1に関して通常コンパレータの前段にはアンチエイリアスフィルタを兼ねたバッファが挿入されたり、十分に大きなサンプリング容量を用意するなどしてキックバックノイズの影響が低減される工夫がなされている。
一方で基準電圧Vrefの電圧入力端子TVI2に関しては影響がより顕著であり、通常抵抗ラダーで基準電圧を生成するため、コンパレータの入力容量とラダーの抵抗値で時定数が制限されてしまうためキックバックノイズにより基準電圧に誤差が生じる。
仮にこの誤差を無くそうとするとラダーの抵抗値を下げる必要があり、結果的に消費電力の増加を招く。
Regarding the voltage input terminal TVI1 of the input signal voltage Vin, a buffer that also functions as an anti-aliasing filter is usually inserted in front of the comparator, or a sufficiently large sampling capacity is prepared to reduce the influence of kickback noise. ing.
On the other hand, the influence of the voltage input terminal TVI2 of the reference voltage Vref is more conspicuous, and since the reference voltage is usually generated by a resistor ladder, the time constant is limited by the input capacitance of the comparator and the resistance value of the ladder, so kickback An error occurs in the reference voltage due to noise.
If this error is to be eliminated, it is necessary to lower the resistance value of the ladder, resulting in an increase in power consumption.

コンパレータの応用例の1つとしてフラッシュ型のAD変換器について述べる。
この場合、消費電力の8〜9割が抵抗ラダーを含む基準電圧Vrefの生成回路で消費されるため、キックバックノイズ対策としてラダー抵抗の値を小さくすることがそのままAD変換器全体の消費電力を増加させてしまう。
A flash AD converter will be described as one application example of the comparator.
In this case, 80 to 90% of the power consumption is consumed by the reference voltage Vref generation circuit including the resistance ladder. Therefore, reducing the ladder resistance as a measure for kickback noise directly reduces the power consumption of the entire AD converter. It will increase.

本技術は、比較精度を劣化させる要因であるキックバックノイズを低減させることができ、ひいては消費電力を削減することが可能なコンパレータおよびAD変換器を提供することにある。   It is an object of the present technology to provide a comparator and an AD converter that can reduce kickback noise, which is a factor that deteriorates comparison accuracy, and can reduce power consumption.

本技術の第1の観点のコンパレータは、比較動作時にクロックに同期して、入力信号電圧と基準電圧との比較を行う少なくとも一つの入力差動対と、リセット動作時にクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続するバイアス接続部と、を有し、上記入力差動対は、上記クロックが一方の相のときに比較動作を行い、他方の相のときにリセットを行い、上記バイアス接続部は、上記他方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続し、上記一方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源から切り離し、上記バイアス電源によるバイアス電圧は、上記基準電圧の上限値と下限値との間の中間電圧に設定される。   The comparator according to the first aspect of the present technology includes at least one input differential pair that compares an input signal voltage and a reference voltage in synchronization with a clock during a comparison operation, and the above input in synchronization with a clock during a reset operation. A bias connection for connecting the output side terminals of the differential pair to a bias power supply, and the input differential pair performs a comparison operation when the clock is in one phase and is reset when the clock is in the other phase. The bias connection unit connects an output side terminal of the input differential pair to a bias power source in synchronization with the clock of the other phase, and the input differential pair in synchronization with the clock of the one phase. The output side terminal is disconnected from the bias power source, and the bias voltage by the bias power source is set to an intermediate voltage between the upper limit value and the lower limit value of the reference voltage.

本技術の第2の観点のAD変換器は、入力信号電圧と基準電圧との比較を行うコンパレータを少なくとも一つ含み、入力アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル(AD)変換ブロックを有し、上記コンパレータは、比較動作時にクロックに同期して、入力信号電圧と基準電圧との比較を行う少なくとも一つの入力差動対と、リセット動作時にクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続するバイアス接続部と、を有し、上記入力差動対は、上記クロックが一方の相のときに比較動作を行い、他方の相のときにリセットを行い、上記バイアス接続部は、上記他方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続し、上記一方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源から切り離し、上記バイアス電源によるバイアス電圧は、上記基準電圧の上限値と下限値との間の中間電圧に設定される。   An AD converter according to a second aspect of the present technology includes at least one comparator that compares an input signal voltage with a reference voltage, and includes an analog-digital (AD) conversion block that converts an input analog signal into a digital signal. The comparator includes at least one input differential pair that compares an input signal voltage with a reference voltage in synchronization with a clock during a comparison operation, and an output side of the input differential pair in synchronization with a clock during a reset operation. A bias connection for connecting a terminal to a bias power source, and the input differential pair performs a comparison operation when the clock is in one phase, and performs a reset operation when the clock is in the other phase. The output terminal of the input differential pair is connected to a bias power supply in synchronization with the clock of the other phase, and the output of the input differential pair is synchronized with the clock of the one phase. Disconnect the positive terminal from the bias power supply, a bias voltage by the bias power source is set to an intermediate voltage between the upper and lower limits of the reference voltage.

本技術によれば、比較精度を劣化させる要因であるキックバックノイズを低減させることができ、ひいては消費電力を削減することができる。   According to the present technology, it is possible to reduce kickback noise, which is a factor that deteriorates the comparison accuracy, and it is possible to reduce power consumption.

一般的なクロックに同期して動作し、定常電流を消費しないダイナミックコンパレータを示す回路図である。It is a circuit diagram showing a dynamic comparator which operates in synchronization with a general clock and does not consume a steady current. 本実施形態に係るコンパレータの構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the comparator which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るコンパレータと比較例である図1のコンパレータにおけるキックバック電流の影響を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the influence of the kickback current in the comparator which concerns on this embodiment, and the comparator of FIG. 1 which is a comparative example. 本実施形態に係るコンパレータが適用可能なAD変換器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the AD converter which can apply the comparator which concerns on this embodiment. 図4中の5ビットバイナリサーチ回路の構成例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a 5-bit binary search circuit in FIG. 4. 図5中の4入力コンパレータの構成例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a 4-input comparator in FIG. 5. 抵抗ラダーの構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of a resistance ladder.

以下、本技術の実施形態を図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.コンパレータの構成例
2.AD変換器の構成例
Hereinafter, embodiments of the present technology will be described with reference to the drawings.
The description will be given in the following order.
1. 1. Configuration example of comparator Configuration example of AD converter

<1.第1の実施形態>
図2は、本実施形態に係るコンパレータの構成例を示す回路図である。
<1. First Embodiment>
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the comparator according to the present embodiment.

本実施形態に係るコンパレータ100は、NMOSのトランジスタM101〜M105,M110〜M113、PMOSのトランジスタM106〜M109、および電圧入力端子TVI101,TVI102を有する。
コンパレータ100は、クロック入力端子TCK101〜TCK104、逆相クロック入力端子TXC101,TXC102、および出力端子TVO101,TVO102を有する。コンパレータ100は、中間電圧入力端子TVb101,TVb102、および第1〜第6のノードND101〜ND106を有する。
The comparator 100 according to the present embodiment includes NMOS transistors M101 to M105 and M110 to M113, PMOS transistors M106 to M109, and voltage input terminals TVI101 and TVI102.
The comparator 100 has clock input terminals TCK101 to TCK104, reverse phase clock input terminals TXC101 and TXC102, and output terminals TVO101 and TVO102. The comparator 100 includes intermediate voltage input terminals TVb101 and TVb102, and first to sixth nodes ND101 to ND106.

トランジスタM102とM103により入力差動対DFP101の差動対トランジスタが形成され、トランジスタM101により比較スイッチ部が形成される。
また、トランジスタM112とM113によりバイアス接続部が形成される。
トランジスタM110とM111により接続切り離しスイッチ部が形成される。
トランジスタM104〜M107により波形整形部としてのラッチLTC101が形成される。
A differential pair transistor of the input differential pair DFP101 is formed by the transistors M102 and M103, and a comparison switch unit is formed by the transistor M101.
Further, a bias connection portion is formed by the transistors M112 and M113.
The transistor M110 and M111 form a connection disconnect switch unit.
A latch LTC101 as a waveform shaping unit is formed by the transistors M104 to M107.

また、本実施形態では、電源電圧VDDの供給ラインが第1の電源電位、基準電位VSSが第2の電源電位に相当する。ただし、第1の電源電位と第2の電源電位は逆であってもよい。
本実施形態では、クロックCKが一方の相(立ち上がり、第1レベル、たとえばハイレベル)のとき比較動作が行われ、他方の相(立ち下がり、第2レベル、ローレベル)のときリセットが行われる。ただし、クロックCKの一方の相と他方の相は逆であってもよい。
In the present embodiment, the supply line of the power supply voltage VDD corresponds to the first power supply potential, and the reference potential VSS corresponds to the second power supply potential. However, the first power supply potential and the second power supply potential may be reversed.
In this embodiment, the comparison operation is performed when the clock CK is in one phase (rising, first level, for example, high level), and reset is performed when the clock CK is in the other phase (falling, second level, or low level). . However, one phase and the other phase of the clock CK may be reversed.

差動対トランジスタを形成するトランジスタM102とM103のソース同士が接続され、その接続点がトランジスタM101のドレインに接続され、トランジスタM101のソースが基準電位VSS(たとえば接地GND)に接続されている。
トランジスタM102のドレインがトランジスタM110のソースに接続され、その接続点により第1のノードND101が形成されている。トランジスタM103のドレインがトランジスタM111のソースに接続され、その接続点により第2のノードND102が形成されている。
トランジスタM101のゲートがクロック入力端子TCK101に接続され、トランジスタM102のゲートが入力信号電圧Vinの電圧入力端子TVI101に接続されている。トランジスタM103のゲートが基準電圧Vvefの電圧入力端子TVI102に接続されている。
The sources of the transistors M102 and M103 forming the differential pair transistor are connected to each other, the connection point is connected to the drain of the transistor M101, and the source of the transistor M101 is connected to the reference potential VSS (for example, ground GND).
The drain of the transistor M102 is connected to the source of the transistor M110, and a first node ND101 is formed by the connection point. The drain of the transistor M103 is connected to the source of the transistor M111, and the connection point forms a second node ND102.
The gate of the transistor M101 is connected to the clock input terminal TCK101, and the gate of the transistor M102 is connected to the voltage input terminal TVI101 for the input signal voltage Vin. The gate of the transistor M103 is connected to the voltage input terminal TVI102 of the reference voltage Vvef.

トランジスタM110のドレインがトランジスタM104のソースと接続され、その接続点により第5のノードND105が形成されている。トランジスタM111のドレインがトランジスタM105のソースと接続され、その接続点により第6のノードND106が形成されている。
トランジスタM112のドレインが中間電圧であるバイアス電圧Vbの入力端子TVb101に接続され、ソースが第1のノードND101に接続されている。トランジスタM113のドレインがバイアス電圧Vbの入力端子TVb102に接続され、ソースが第2のノードND102に接続されている。
そして、トランジスタM110のゲートとトランジスタM111のゲートがクロック入力端子TCK102に接続されている。
トランジスタM112のゲートがクロックCKの逆相クロックxCKの入力端子TXC101に接続され、トランジスタM113のゲートが逆相クロックxCKの入力端子TXC102に接続されている。
The drain of the transistor M110 is connected to the source of the transistor M104, and a fifth node ND105 is formed by the connection point. The drain of the transistor M111 is connected to the source of the transistor M105, and a sixth node ND106 is formed by the connection point.
The drain of the transistor M112 is connected to the input terminal TVb101 of the bias voltage Vb, which is an intermediate voltage, and the source is connected to the first node ND101. The drain of the transistor M113 is connected to the input terminal TVb102 of the bias voltage Vb, and the source is connected to the second node ND102.
The gate of the transistor M110 and the gate of the transistor M111 are connected to the clock input terminal TCK102.
The gate of the transistor M112 is connected to the input terminal TXC101 of the reverse phase clock xCK of the clock CK, and the gate of the transistor M113 is connected to the input terminal TXC102 of the reverse phase clock xCK.

ここで、バイアス電圧Vbを規定する中間電圧とは、電源または接地レベルではない、基準電圧Vrefの上限値Vrefpと下限値Vrefmとの間(中間の値)の電圧をいう。   Here, the intermediate voltage that defines the bias voltage Vb refers to a voltage between the upper limit value Vrefp and the lower limit value Vrefm (intermediate value) of the reference voltage Vref that is not at the power supply or ground level.

トランジスタM104のドレインがトランジスタM106のドレインに接続され、その接続点により第3のノードND103が形成されている。トランジスタM105のドレインがトランジスタM107のドレインに接続され、その接続点により第4のノードND104が形成されている。トランジスタM106とM107のソースは電源電圧VDDの供給ラインに接続されている。

トランジスタM104のゲートとトランジスタM106のゲートが第4のノードND104に接続されている。トランジスタM105のゲートとトランジスタM107のゲートが第3のノードND103に接続されている。
第3のノードND103が逆相側電圧Voutmの出力端子TVO101に接続され、第4のノードND104が正相側電圧Voutpの出力端子TVO102に接続されている。
The drain of the transistor M104 is connected to the drain of the transistor M106, and the connection point forms the third node ND103. The drain of the transistor M105 is connected to the drain of the transistor M107, and the connection point forms a fourth node ND104. The sources of the transistors M106 and M107 are connected to the supply line of the power supply voltage VDD.

The gate of the transistor M104 and the gate of the transistor M106 are connected to the fourth node ND104. The gate of the transistor M105 and the gate of the transistor M107 are connected to the third node ND103.
The third node ND103 is connected to the output terminal TVO101 of the negative phase side voltage Voutm, and the fourth node ND104 is connected to the output terminal TVO102 of the positive phase side voltage Voutp.

トランジスタM108のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続され、ドレインが第3のノードND103に接続されている。トランジスタM109のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続され、ドレインが第4のノードND104に接続されている。
そして、トランジスタM108のゲートがクロック入力端子TCK103に接続され、トランジスタM109のゲートがクロック入力端子TCK104に接続されている。
The source of the transistor M108 is connected to the supply line of the power supply voltage VDD, and the drain is connected to the third node ND103. The source of the transistor M109 is connected to the supply line of the power supply voltage VDD, and the drain is connected to the fourth node ND104.
The gate of the transistor M108 is connected to the clock input terminal TCK103, and the gate of the transistor M109 is connected to the clock input terminal TCK104.

このような構成を有するコンパレータ100は、2つの入力電圧である入力信号電圧Vinと基準電圧Vrefを比較するための、トランジスタM102とM103による入力差動対DFP101を有する。
さらに、コンパレータ100は、出力電圧をロジックレベルまで振り切るための、トランジスタM104〜M107により形成されるラッチLTC101、およびトランジスタM101,M108〜M113によるスイッチ群を含んで構成されている。
The comparator 100 having such a configuration includes an input differential pair DFP101 composed of transistors M102 and M103 for comparing the input signal voltage Vin, which is two input voltages, with the reference voltage Vref.
Further, the comparator 100 includes a latch LTC101 formed by the transistors M104 to M107 and a switch group including the transistors M101 and M108 to M113 for swinging the output voltage to the logic level.

コンパレータ101の基本的な動作は2相のクロックCKに同期して動作する。
ここでは、クロックCKの第1相がハイレベル(H)であり、第2相がローレベル(L)とする。
コンパレータ100は、クロックCKがハイレベル(H)のとき、トランジスタM101,M110,M111がオンし、トランジスタM108,M109,M112,M113がオフし、比較動作を行う。
クロックCKがローレベル(L)のとき、トランジスタM101,M110,M111がオフし、トランジスタM108,M109,M112,M113がオンし、リセット動作を行う。
リセット時は前の比較結果が次の比較結果に影響を与えないように入力差動対のドレイン端子はいずれも中間電圧であるバイアス電圧Vbの供給ラインに接続される。
The basic operation of the comparator 101 operates in synchronization with the two-phase clock CK.
Here, the first phase of the clock CK is at a high level (H), and the second phase is at a low level (L).
When the clock CK is at a high level (H), the comparator 100 performs the comparison operation by turning on the transistors M101, M110, and M111 and turning off the transistors M108, M109, M112, and M113.
When the clock CK is at a low level (L), the transistors M101, M110, and M111 are turned off, the transistors M108, M109, M112, and M113 are turned on, and a reset operation is performed.
At reset, the drain terminals of the input differential pair are all connected to the supply line of the bias voltage Vb, which is an intermediate voltage, so that the previous comparison result does not affect the next comparison result.

ここで、本実施形態に係るコンパレータ100の特徴を、図1のコンパレータ1を比較例として説明する。
図3は、本実施形態に係るコンパレータと比較例である図1のコンパレータにおけるキックバック電流の影響を模式的に示す図である。
図3において、本回路とは本実施形態に係るコンパレータ100であり、比較回路とは図1のコンパレータ1である。
Here, the characteristics of the comparator 100 according to the present embodiment will be described using the comparator 1 of FIG. 1 as a comparative example.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the influence of the kickback current in the comparator according to the present embodiment and the comparator of FIG. 1 which is a comparative example.
In FIG. 3, this circuit is the comparator 100 according to this embodiment, and the comparison circuit is the comparator 1 in FIG. 1.

本技術のコンパレータ100と図1のコンパレータ1との相違は、基本的にリセット時の入力差動対DFPのドレイン端子の保持電圧にある。
すなわち、本コンパレータ100は、入力差動対DFPのドレイン端子を電源に接続するトランジスタ(図1中のM10とM11)を削除し、代わりに電源ではなく適切なバイアス電圧(Vb)に固定するスイッチ機構(図2中のM110〜M113)を追加している。
図1のコンパレータ1では入力差動対DFPのドレイン端子はリセット時において、電源電圧VDDに固定される。この場合、そこから通常動作に移行すると電源電位→グランド電位へと変化する。
本技術のコンパレータ100では、その変化がバイアス電圧Vb→グランド電位へとゆるやかになるため、リセットから通常動作への変化で生じるキックバックノイズが低減される。
通常動作からリセットへ移行する際も同様に電圧の変化量が小さく抑えられるためキックバックノイズが低減される。
The difference between the comparator 100 of the present technology and the comparator 1 of FIG. 1 is basically the holding voltage of the drain terminal of the input differential pair DFP at the time of reset.
In other words, the comparator 100 eliminates the transistors (M10 and M11 in FIG. 1) that connect the drain terminals of the input differential pair DFP to the power supply, and instead switches to fix to the appropriate bias voltage (Vb) instead of the power supply. A mechanism (M110 to M113 in FIG. 2) is added.
In the comparator 1 of FIG. 1, the drain terminal of the input differential pair DFP is fixed to the power supply voltage VDD at the time of reset. In this case, when the normal operation is shifted from there, the power supply potential changes to the ground potential.
In the comparator 100 according to the present technology, the change is gradual from the bias voltage Vb to the ground potential, so that kickback noise caused by a change from reset to normal operation is reduced.
Similarly, when shifting from normal operation to reset, the amount of change in voltage can be kept small, so that kickback noise is reduced.

<2.AD変換器の構成例>
図4は、本実施形態に係るコンパレータが適用可能なAD変換器の構成例を示す図である。
<2. Configuration example of AD converter>
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of an AD converter to which the comparator according to the present embodiment can be applied.

図4のAD変換器200は、差動入力電圧Vinp,Vinmをサンプリングするためのトラックアンドホールド回路(T/H)210、および基準電圧生成回路(Bias)220を含む。
AD変換器200は、実際のAD変換ブロックである5ビットバイナリサーチ(5bit Binary Search)回路230を含む。
AD変換器200は、入力アナログ信号を5ビットのデジタル値に変換する。
4 includes a track and hold circuit (T / H) 210 and a reference voltage generation circuit (Bias) 220 for sampling the differential input voltages Vinp and Vinm.
The AD converter 200 includes a 5-bit binary search circuit 230 that is an actual AD conversion block.
The AD converter 200 converts the input analog signal into a 5-bit digital value.

基準電圧生成回路220は、基準電圧Vref,1〜Vref,31を通常バンドギャップリファレンス回路とバッファ、抵抗ラダー等を用いて生成する。   The reference voltage generation circuit 220 generates the reference voltages Vref, 1 to Vref, 31 using a normal band gap reference circuit, a buffer, a resistance ladder, and the like.

図5は、図4中の5ビットバイナリサーチ回路の構成例を示す回路図である。
図6は、図5中の4入力コンパレータの構成例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of the 5-bit binary search circuit in FIG.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of the 4-input comparator in FIG.

図6のコンパレータ100Aは同相ノイズや電源電圧変動除去を考慮し4入力としているが、図2の2入力コンパレータ100の場合とまったく同様に本技術を用いている。
図6においては、理解を容易にするために、図2と同一構成部分は同一符号をもって表している。
図6のコンパレータ100Aは、トランジスタM102pとM103pにより形成される正相側入力差動対DFP101p、およびトランジスタM102mとM103mにより形成される逆(負)相側入力差動対DFP101mを有している。
また、コンパレータ100Aにおいては、図2の構成に対して、PMOSトランジスタM114,M115,M116,M118、およびNMOSトランジスタM117,M119が付加されている。
The comparator 100A shown in FIG. 6 has four inputs in consideration of the removal of common-mode noise and power supply voltage fluctuation, but the present technology is used just like the case of the two-input comparator 100 shown in FIG.
In FIG. 6, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals for easy understanding.
The comparator 100A in FIG. 6 has a positive-phase side input differential pair DFP101p formed by transistors M102p and M103p, and a reverse (negative) -phase side input differential pair DFP101m formed by transistors M102m and M103m.
Further, in the comparator 100A, PMOS transistors M114, M115, M116, and M118, and NMOS transistors M117 and M119 are added to the configuration of FIG.

正相側入力差動対DFP101pにおいて、差動対トランジスタの一方のトランジスタM102pのゲートには正相側入力信号電圧Vinpが供給され、他方のトランジスタM103pのゲートに正相側基準電圧Vrefpが供給される。
そして、Mトランジスタ102pのドレインが第1のノードND101に接続され、トランジスタM103pのドレインが第2のノードND102に接続されている。
In the positive phase side input differential pair DFP101p, the positive phase side input signal voltage Vinp is supplied to the gate of one transistor M102p of the differential pair transistor, and the positive phase side reference voltage Vrefp is supplied to the gate of the other transistor M103p. The
The drain of the M transistor 102p is connected to the first node ND101, and the drain of the transistor M103p is connected to the second node ND102.

逆側入力差動対DFP101mにおいて、差動対トランジスタの一方のトランジスタM102mのゲートには逆相側入力信号電圧Vinmが供給され、他方のトランジスタM103mのゲートに逆相側基準電圧Vrefmが供給される。
そして、トランジスタM102mのドレインが第2のノードND102に接続され、トランジスタM103mのドレインが第1のノードND101に接続されている。
In the reverse side input differential pair DFP101m, the negative phase side input signal voltage Vinm is supplied to the gate of one transistor M102m of the differential pair transistor, and the negative phase side reference voltage Vrefm is supplied to the gate of the other transistor M103m. .
The drain of the transistor M102m is connected to the second node ND102, and the drain of the transistor M103m is connected to the first node ND101.

トランジスタM114のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続され、ドレインが第5のノードND105に接続され、ゲートがクロック入力端子TCK103に接続されている。
トランジスタM115のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続され、ドレインが第6のノードND106に接続され、ゲートがクロック入力端子TCK104に接続されている。
トランジスタM114とM115により電源接続部が形成される。
このように、図6のコンパレータ100Aは、リセット時に第5のノードND105および第6のノードND106を、比較結果が次の比較結果に影響を与えないようにいずれも電源電圧VDDの供給ラインに接続される。
この場合、スイッチとしてのトランジスタM110とM111はオフしていることから、キックバックノイズを発現させることはない。
The source of the transistor M114 is connected to the supply line of the power supply voltage VDD, the drain is connected to the fifth node ND105, and the gate is connected to the clock input terminal TCK103.
The source of the transistor M115 is connected to the supply line of the power supply voltage VDD, the drain is connected to the sixth node ND106, and the gate is connected to the clock input terminal TCK104.
Transistors M114 and M115 form a power connection.
As described above, the comparator 100A in FIG. 6 connects the fifth node ND105 and the sixth node ND106 to the supply line of the power supply voltage VDD so that the comparison result does not affect the next comparison result at the time of reset. Is done.
In this case, since the transistors M110 and M111 as switches are off, kickback noise is not generated.

また、トランジスタM116のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続され、ドレインがトランジスタM117のドレインに接続され、その接続点が出力端子VTO102に接続されている。
そして、トランジスタM117のソースが基準電位VSSに接続され、トランジスタM116とM117のゲートが第3のノードND103に接続されている。
このように、トランジスタM116とM117により出力バッファBF101が形成されている。
The source of the transistor M116 is connected to the supply line of the power supply voltage VDD, the drain is connected to the drain of the transistor M117, and the connection point is connected to the output terminal VTO102.
The source of the transistor M117 is connected to the reference potential VSS, and the gates of the transistors M116 and M117 are connected to the third node ND103.
Thus, the output buffer BF101 is formed by the transistors M116 and M117.

また、トランジスタM118のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続され、ドレインがトランジスタM119のドレインに接続され、その接続点が出力端子VTO101に接続されている。
そして、トランジスタM119のソースが基準電位VSSに接続され、トランジスタM118とM119のゲートが第4のノードND104に接続されている。
このように、トランジスタM118とM119により出力バッファBF102が形成されている。
The source of the transistor M118 is connected to the supply line of the power supply voltage VDD, the drain is connected to the drain of the transistor M119, and the connection point is connected to the output terminal VTO101.
The source of the transistor M119 is connected to the reference potential VSS, and the gates of the transistors M118 and M119 are connected to the fourth node ND104.
Thus, the output buffer BF102 is formed by the transistors M118 and M119.

バイナリサーチ(Binary Search)型のAD変換器では、フラッシュ型と同数(出力のビット数をBとすると2−1個)のコンパレータが必要である。
ただし、5ビットバイナリサーチ回路230では、前段のコンパレータの出力結果が次段のコンパレータ群のクロック信号となっているためAD変換に必要最小限のコンパレータしか活性化されず低消費電力化が可能であるという特徴を持っている。
A binary search type AD converter requires the same number of comparators as the flash type (2 B -1 if the number of output bits is B).
However, in the 5-bit binary search circuit 230, since the output result of the previous-stage comparator is the clock signal of the next-stage comparator group, only the minimum number of comparators necessary for AD conversion are activated and low power consumption is possible. It has the characteristic of being.

nビット(本実施形態ではn−5)のバイナリサーチ回路230では、n段の各ステージには2n−1個のコンパレータCompが配置される。
5ビットバイナリサーチ回路230では、初段には1つのコンパレータComp1,1が配置される。このコンパレータComp1,1には基準電圧Vref,16、Vref,16、T/H210の出力電圧Vtp,Vtm、およびクロックCKが供給される。コンパレータComp1,1は電圧V11pおよびV11mを次段に出力する。
In the n-bit (n−5 in this embodiment) binary search circuit 230, 2 n−1 comparators Comp are arranged in each of n stages.
In the 5-bit binary search circuit 230, one comparator Comp1,1 is arranged in the first stage. The comparators Comp1,1 are supplied with reference voltages Vref, 16, Vref, 16, output voltages Vtp and Vtm of the T / H 210, and a clock CK. The comparator Comp1,1 outputs the voltages V11p and V11m to the next stage.

2段目には2つのコンパレータComp2,1、Comp2,2が配置される。
コンパレータComp2,1には基準電圧Vref,8、Vref,24、T/H210の出力電圧Vtp,Vtm、およびクロックとして、初段の出力電圧V11pが供給される。コンパレータComp2,1は電圧V21pおよびV21mを次段に出力する。
コンパレータComp2,2には基準電圧Vref,8、Vref,24、T/H210の出力電圧Vtp,Vtm、およびクロックとして、初段の出力電圧V11mが供給される。コンパレータComp2,2は電圧V22pおよびV22mを次段に出力する。
Two comparators Comp2,1 and Comp2,2 are arranged in the second stage.
The comparator Comp2,1 is supplied with the reference voltages Vref, 8, Vref, 24, the output voltages Vtp, Vtm of the T / H 210, and the output voltage V11p of the first stage as a clock. The comparator Comp2,1 outputs the voltages V21p and V21m to the next stage.
The comparators Comp2, 2 are supplied with the reference voltages Vref, 8, Vref, 24, the output voltages Vtp, Vtm of the T / H 210, and the output voltage V11m of the first stage as a clock. Comparators Comp2, 2 output voltages V22p and V22m to the next stage.

3段目には4つのコンパレータComp3,1、Comp3,2、Comp3,3、Comp3,4が配置される。
コンパレータComp3,1には基準電圧Vref,4、Vref,28、T/H210の出力電圧Vtp,Vtm、およびクロックとして、前段の出力電圧V21pが供給される。コンパレータComp3,1は電圧V31pおよびV31mを次段に出力する。
コンパレータComp3,2には基準電圧Vref,12、Vref,20、T/H210の出力電圧Vtp,Vtm、およびクロックとして、前段の出力電圧V21mが供給される。コンパレータComp3,2は電圧V32pおよびV32mを次段に出力する。
コンパレータComp3,3には基準電圧Vref,12、Vref,20、T/H210の出力電圧Vtp,Vtm、およびクロックとして、前段の出力電圧V22pが供給される。コンパレータComp3,3は電圧V33pおよびV33mを次段に出力する。
コンパレータComp3,4には基準電圧Vref,4、Vref,28、T/H210の出力電圧Vtp,Vtm、およびクロックとして、前段の出力電圧V22mが供給される。コンパレータComp3,4は電圧V34pおよびV34mを次段に出力する。
In the third stage, four comparators Comp3,1, Comp3,2, Comp3,3, Comp3,4 are arranged.
The comparator Comp3,1 is supplied with the reference voltages Vref, 4, Vref, 28, the output voltages Vtp, Vtm of the T / H 210, and the output voltage V21p of the previous stage as a clock. The comparator Comp3,1 outputs the voltages V31p and V31m to the next stage.
The comparators Comp3, 2 are supplied with the reference voltages Vref, 12, Vref, 20, the output voltages Vtp, Vtm of the T / H 210, and the output voltage V21m of the previous stage as a clock. The comparator Comp3,2 outputs the voltages V32p and V32m to the next stage.
The comparators Comp3, 3 are supplied with the reference voltages Vref, 12, Vref, 20, the output voltages Vtp, Vtm of the T / H 210, and the output voltage V22p of the previous stage as a clock. Comparators Comp3, 3 output voltages V33p and V33m to the next stage.
The comparators Comp 3 and 4 are supplied with the reference voltages Vref, 4, Vref, 28, the output voltages Vtp and Vtm of the T / H 210, and the output voltage V22m of the previous stage as a clock. Comparators Comp3 and 4 output voltages V34p and V34m to the next stage.

以下同様にして、4段目には8個のコンパレータComp4,1、Comp4,2、Comp4,3、Comp4,4、Comp4,5、Comp4,6、Comp4,7、Comp4,8が配置される。
5段目には16個のコンパレータComp5,1、Comp5,2、Comp5,3、Comp5,4、Comp5,5、Comp5,6、Comp5,7、Comp5,8、Comp5,9、Comp5,10、Comp5,11、Comp5,12、Comp5,13、Comp5,14、Comp5,15、Comp5,16が配置される。
Similarly, eight comparators Comp4,1, Comp4,2, Comp4,3, Comp4,4, Comp4,5, Comp4,6, Comp4,7, Comp4,8 are arranged in the fourth stage.
In the fifth stage, 16 comparators Comp5,1, Comp5,2, Comp5,3, Comp5,4, Comp5,5, Comp5,6, Comp5,7, Comp5,8, Comp5,9, Comp5,10, Comp5 , 11, Comp5, 12, Comp5, 13, Comp5, 14, Comp5, 15, Comp5, 16 are arranged.

5ビットバイナリサーチ回路230では、動作としてT/H210の出力電圧VtpとVtmは全コンパレータに供給されている。
クロックCKは最前列(初段)のコンパレータComp1,1の1つにのみ入力されクロックが立ちあがることで最前列のコンパレータの出力結果が得られる。正相出力電圧であるV1pがAD変換器200に出力MSBとなる。
次にたとえば、電圧V11pがハイレベルのときはコンパレータComp2,1が2ビット目の変換を行う。
このとき、コンパレータComp1,1の逆相出力電圧V11mはローレベルであることから、コンパレータComp2,2は動作せず電圧V22pとV22m共にローレベルに固定されている。
AD変換器200の2ビット目の出力は、コンパレータComp2,1とComp2,2の正相出力電圧の論理和をとることで得られる。
以下、同様にして下位ビットの変換がクロックとは非同期に行われる。Iビット目のAD変換結果も同様にI段目のコンパレータの正相出力電圧(VI1p,VI2p…VI2Ip)の論理和をとることで得られる。
In the 5-bit binary search circuit 230, the output voltages Vtp and Vtm of the T / H 210 are supplied to all the comparators as an operation.
The clock CK is input to only one of the comparators Comp1,1 in the front row (first stage), and the output result of the comparator in the front row is obtained by raising the clock. The positive phase output voltage V1p becomes the output MSB to the AD converter 200.
Next, for example, when the voltage V11p is at a high level, the comparator Comp2,1 performs the second bit conversion.
At this time, since the negative phase output voltage V11m of the comparator Comp1,1 is at a low level, the comparator Comp2,2 does not operate and both the voltages V22p and V22m are fixed at a low level.
The output of the second bit of the AD converter 200 is obtained by taking the logical sum of the positive phase output voltages of the comparators Compp2,1 and Comp2,2.
In the same manner, lower bit conversion is performed asynchronously with the clock. I bit of the AD conversion result similarly I-th comparator positive-phase output voltage (VI1p, VI2p ... VI2 I p ) is obtained by ORing.

バイナリサーチ型のAD変換器200ではMSBを決定するための最初のコンパレータにクロックが供給されるとそこからはクロックとは非同期で続けざまにビットが確定していく。
前段のコンパレータの動作タイミングと次段のコンパレータの動作タイミングはコンパレータ1段分の遅延しかなくその間にリファレンスが十分に静定していないと比較結果に誤差を生じてしまうためキックバックノイズの影響を受けやすい構成となっている。
In the binary search type AD converter 200, when the clock is supplied to the first comparator for determining the MSB, the bits are determined in a manner that is asynchronous with the clock.
The operation timing of the comparator at the previous stage and the operation timing of the comparator at the next stage are only a delay of one stage of the comparator, and if the reference is not sufficiently settled between them, an error will occur in the comparison result. It is easy to receive.

通常の設計においてはこの誤差を減らすために、バイアスBiasに多大な電流を流してAD変換の基準電圧のインピーダンスを低く抑えておくが、本技術のコンパレータを用いることでキックバックノイズ自体を低減することができる。
したがって、Biasブロック(基準電圧生成回路)の消費電力を劇的に減らすことが可能となる。
また、本技術のコンパレータではリセット時に入力差動対を適切なバイアス電圧Vbに接続することを特徴としているが、図7に示す通りこの電圧もAD変換器の基準電圧を生成する抵抗ラダーから得ることができる。
ここでVBGRはバンドギャップリファレンス回路の出力をバッファリングする等して得られる。このようにバイアス電圧Vbを基準電圧と同一の抵抗ラダーで作る場合はコンパレータの動作状態の移り変わり時にVbに対してもキックバックノイズを生じる。
このキックバックノイズを図7中Ikickbackとすると基準電圧は、次式のように表すことができる。
In a normal design, in order to reduce this error, a large current is passed through the bias bias to keep the impedance of the reference voltage for AD conversion low. However, the kickback noise itself is reduced by using the comparator of the present technology. be able to.
Therefore, the power consumption of the Bias block (reference voltage generation circuit) can be dramatically reduced.
The comparator of the present technology is characterized in that the input differential pair is connected to an appropriate bias voltage Vb at the time of resetting. This voltage is also obtained from a resistor ladder that generates a reference voltage for the AD converter as shown in FIG. be able to.
Here, V BGR is obtained by buffering the output of the band gap reference circuit. In this way, when the bias voltage Vb is made with the same resistance ladder as the reference voltage, kickback noise is generated for Vb when the operation state of the comparator changes.
If this kickback noise is Ikickback in FIG. 7, the reference voltage can be expressed as follows.

Figure 2013187695
Figure 2013187695

つまり、R1=R2(Vbを正相と逆相の基準電圧の中間電圧)とすることでバイアス電圧Vbへのキックバックノイズの影響は完全にキャンセルできる。 That is, the influence of kickback noise on the bias voltage Vb can be completely canceled by setting R 1 = R 2 (Vb is an intermediate voltage between the positive phase and negative phase reference voltages).

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
無線通信における受信機をはじめとし、オーディオ機器や医療計測器等に応用されるAD変換器に応用されるコンパレータ回路の比較精度を劣化させる要因であるキックバックノイズを低減させることで結果的にAD変換器自体の消費電力を削減することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
As a result of reducing kickback noise, which is a factor that degrades the comparison accuracy of comparator circuits applied to AD converters applied to audio equipment, medical measuring instruments, and other receivers in wireless communications, the result is AD. The power consumption of the converter itself can be reduced.

なお、本技術は以下のような構成をとることができる。
(1)比較動作時にクロックに同期して、入力信号電圧と基準電圧との比較を行う少なくとも一つの入力差動対と、
リセット動作時にクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続するバイアス接続部と、を有し、
上記入力差動対は、
上記クロックが一方の相のときに比較動作を行い、他方の相のときにリセットを行い、
上記バイアス接続部は、
上記他方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続し、上記一方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源から切り離し、
上記バイアス電源によるバイアス電圧は、
上記基準電圧の上限値と下限値との間の中間電圧に設定される
コンパレータ。
(2)第1の電源電位と上記入力差動対の上記出力側端子との間に接続され、比較動作時に当該出力側端子に出力される比較結果の信号電圧を波形整形して出力する波形整形部と、
上記入力差動対の上記出力側端子と上記波形整形部の入力側との間に接続され、上記一方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子を上記波形整形部に接続し、上記他の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子と上記波形整形部とを切り離する接続切り離しスイッチ部と、を含む
上記(1)記載のコンパレータ。
(3)第1の電源電位と、上記波形整形部と切り離する接続切り離しスイッチ部の接続ノードとの間に接続され、上記他方の相のクロックに同期して上記接続ノードを上記第1の電源電位に接続し、上記一方の相のクロックに同期して上記接続ノードを上記第1の電源電位から切り離す電源接続部と、を含む
上記(2)記載のコンパレータ。
(4)上記入力差動対は、
ソース同士が接続され、各ゲートに入力される入力信号電圧と基準電圧との比較を行う2つのトランジスタにより形成される少なくとも一つの差動対トランジスタと、
上記差動対トランジスタの上記ソース同士の接続点と第2の電源電位との間に接続され、上記クロックが上記一方の相のクロックに同期して当該ソース同士の接続点と第1の電源電位とを接続して比較動作を可能とする比較スイッチ部と、を含み、
上記2つの差動対トランジスタの一方のトランジスタの出力側端子であるドレインが第1のノードに接続され、他方のトランジスタの出力側端子であるドレインが第2のノードに接続され、
上記バイアス接続部は、
上記バイアス電源と上記第1のノードおよび上記バイアス電源と上記第2のノードに接続され、上記他方の相のクロックに同期して上記第1のノードおよび第2のノードをバイアス電源に接続するスイッチ部を含む
上記(1)から(3)のいずれか一に記載のコンパレータ。
(5)上記入力信号電圧および上記基準電圧は、正相側と逆相側の電圧を含み、
上記入力差動対は、
正相側差動対トランジスタと、
逆相側差動対トランジスタと、を含み
上記正相側差動対トランジスタは、
一方のトランジスタのゲートに正相側入力信号電圧が供給され、他方のトランジスタのゲートに正相側基準電圧が供給され、当該一方のトランジスタのドレインが上記第1のノードに接続され、当該他方のトランジスタのドレインが上記第2のノードに接続され、
上記逆相側差動対トランジスタは、
一方のトランジスタのゲートに逆相側入力信号電圧が供給され、他方のトランジスタのゲートに逆相側基準電圧が供給され、当該一方のトランジスタのドレインが上記第2のノードに接続され、当該他方のトランジスタのドレインが上記第1のノードに接続されている
上記(4)記載のコンパレータ。
(6)入力信号電圧と基準電圧との比較を行うコンパレータを少なくとも一つ含み、入力アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル(AD)変換ブロックを有し、
上記コンパレータは、
比較動作時にクロックに同期して、入力信号電圧と基準電圧との比較を行う少なくとも一つの入力差動対と、
リセット動作時にクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続するバイアス接続部と、を有し、
上記入力差動対は、
上記クロックが一方の相のときに比較動作を行い、他方の相のときにリセットを行い、
上記バイアス接続部は、
上記他方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続し、上記一方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源から切り離し、
上記バイアス電源によるバイアス電圧は、
上記基準電圧の上限値と下限値との間の中間電圧に設定される
AD変換器。
(7)上記コンパレータは、
第1の電源電位と上記入力差動対の上記出力側端子との間に接続され、比較動作時に当該出力側端子に出力される比較結果の信号電圧を波形整形して出力する波形整形部と、
上記入力差動対の上記出力側端子と上記波形整形部の入力側との間に接続され、上記一方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子を上記波形整形部に接続し、上記他の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子と上記波形整形部とを切り離する接続切り離しスイッチ部と、を含む
上記(6)記載のAD変換器。
(8)上記コンパレータは、
第1の電源電位と、上記波形整形部と切り離する接続切り離しスイッチ部の接続ノードとの間に接続され、上記他方の相のクロックに同期して上記接続ノードを上記第1の電源電位に接続し、上記一方の相のクロックに同期して上記接続ノードを上記第1の電源電位から切り離す電源接続部と、を含む
上記(7)記載のAD変換器。
(9)上記コンパレータの上記入力差動対は、
ソース同士が接続され、各ゲートに入力される入力信号電圧と基準電圧との比較を行う2つのトランジスタにより形成される少なくとも一つの差動対トランジスタと、
上記差動対トランジスタの上記ソース同士の接続点と第2の電源電位との間に接続され、上記クロックが上記一方の相のクロックに同期して当該ソース同士の接続点と第1の電源電位とを接続して比較動作を可能とする比較スイッチ部と、を含み、
上記2つの差動対トランジスタの一方のトランジスタの出力側端子であるドレインが第1のノードに接続され、他方のトランジスタの出力側端子であるドレインが第2のノードに接続され、
上記バイアス接続部は、
上記バイアス電源と上記第1のノードおよび上記バイアス電源と上記第2のノードに接続され、上記他方の相のクロックに同期して上記第1のノードおよび第2のノードをバイアス電源に接続するスイッチ部を含む
上記(6)から(8)のいずれか一に記載のAD変換器。
(10)上記入力信号電圧および上記基準電圧は、正相側と逆相側の電圧を含み、
上記コンパレータの上記入力差動対は、
正相側差動対トランジスタと、
逆相側差動対トランジスタと、を含み
上記正相側差動対トランジスタは、
一方のトランジスタのゲートに正相側入力信号電圧が供給され、他方のトランジスタのゲートに正相側基準電圧が供給され、当該一方のトランジスタのドレインが上記第1のノードに接続され、当該他方のトランジスタのドレインが上記第2のノードに接続され、
上記逆相側差動対トランジスタは、
一方のトランジスタのゲートに逆相側入力信号電圧が供給され、他方のトランジスタのゲートに逆相側基準電圧が供給され、当該一方のトランジスタのドレインが上記第2のノードに接続され、当該他方のトランジスタのドレインが上記第1のノードに接続されている
上記(9)記載のAD変換器。
(11)上記AD変換ブロックは、
複数のコンパレータがn段に配置されたバイナリサーチ型AD変換構成を有し、
各段には2n−1個のコンパレータが配置され、
前段のコンパレータの結果が次段のコンパレータ群のクロックとなる
上記(6)から(10)のいずれか一に記載のAD変換器。
In addition, this technique can take the following structures.
(1) at least one input differential pair that compares an input signal voltage with a reference voltage in synchronization with a clock during a comparison operation;
A bias connection unit that connects the output side terminal of the input differential pair to a bias power source in synchronization with a clock during a reset operation;
The input differential pair is
Compare operation is performed when the clock is in one phase, reset is performed in the other phase,
The bias connection is
The output side terminal of the input differential pair is connected to the bias power supply in synchronization with the clock of the other phase, and the output side terminal of the input differential pair is disconnected from the bias power supply in synchronization with the clock of the one phase. ,
The bias voltage by the bias power supply is
A comparator that is set to an intermediate voltage between the upper and lower limits of the reference voltage.
(2) A waveform which is connected between the first power supply potential and the output side terminal of the input differential pair, and which shapes and outputs the signal voltage of the comparison result output to the output side terminal during the comparison operation. Shaping section;
It is connected between the output side terminal of the input differential pair and the input side of the waveform shaping unit, and the output side terminal of the input differential pair is connected to the waveform shaping unit in synchronization with the clock of the one phase. The comparator according to (1), further including: a connection disconnecting switch unit that connects and disconnects the output side terminal of the input differential pair and the waveform shaping unit in synchronization with the clock of the other phase.
(3) Connected between the first power supply potential and the connection node of the connection disconnection switch section for disconnecting from the waveform shaping section, and connecting the connection node to the first power supply in synchronization with the clock of the other phase. A comparator connected to the potential, and a power supply connection section that disconnects the connection node from the first power supply potential in synchronization with the clock of the one phase.
(4) The input differential pair is
At least one differential pair transistor formed by two transistors whose sources are connected to each other and that compares an input signal voltage input to each gate with a reference voltage;
The differential pair transistor is connected between the connection point between the sources and the second power supply potential, and the clock is synchronized with the clock of the one phase and the connection point between the sources and the first power supply potential. And a comparison switch unit that enables comparison operation by connecting
The drain which is the output side terminal of one of the two differential pair transistors is connected to the first node, and the drain which is the output side terminal of the other transistor is connected to the second node,
The bias connection is
A switch connected to the bias power source, the first node, and the bias power source and the second node, and connecting the first node and the second node to the bias power source in synchronization with the clock of the other phase The comparator according to any one of (1) to (3).
(5) The input signal voltage and the reference voltage include a positive phase side voltage and a negative phase side voltage,
The input differential pair is
A positive-phase differential pair transistor;
A negative phase side differential pair transistor, and including the positive phase side differential pair transistor,
The positive phase side input signal voltage is supplied to the gate of one transistor, the positive phase side reference voltage is supplied to the gate of the other transistor, the drain of the one transistor is connected to the first node, and the other node The drain of the transistor is connected to the second node;
The negative phase side differential pair transistor is
The negative phase side input signal voltage is supplied to the gate of one transistor, the negative phase side reference voltage is supplied to the gate of the other transistor, the drain of the one transistor is connected to the second node, and the other node The comparator according to (4), wherein a drain of the transistor is connected to the first node.
(6) An analog-digital (AD) conversion block that includes at least one comparator that compares an input signal voltage with a reference voltage and converts an input analog signal into a digital signal;
The comparator is
At least one input differential pair for comparing the input signal voltage and the reference voltage in synchronization with the clock during the comparison operation;
A bias connection unit that connects the output side terminal of the input differential pair to a bias power source in synchronization with a clock during a reset operation;
The input differential pair is
Compare operation is performed when the clock is in one phase, reset is performed in the other phase,
The bias connection is
The output side terminal of the input differential pair is connected to the bias power supply in synchronization with the clock of the other phase, and the output side terminal of the input differential pair is disconnected from the bias power supply in synchronization with the clock of the one phase. ,
The bias voltage by the bias power supply is
An AD converter set to an intermediate voltage between the upper limit value and the lower limit value of the reference voltage.
(7) The comparator is
A waveform shaping unit that is connected between the first power supply potential and the output side terminal of the input differential pair, and that shapes and outputs the signal voltage of the comparison result output to the output side terminal during the comparison operation; ,
It is connected between the output side terminal of the input differential pair and the input side of the waveform shaping unit, and the output side terminal of the input differential pair is connected to the waveform shaping unit in synchronization with the clock of the one phase. The AD converter according to (6), further including a connection disconnecting switch unit that connects and disconnects the output side terminal of the input differential pair and the waveform shaping unit in synchronization with the clock of the other phase.
(8) The comparator is
Connected between the first power supply potential and the connection node of the connection disconnection switch section that disconnects from the waveform shaping section, and connects the connection node to the first power supply potential in synchronization with the clock of the other phase. And a power supply connection section that disconnects the connection node from the first power supply potential in synchronization with the clock of the one phase. The AD converter according to (7).
(9) The input differential pair of the comparator is
At least one differential pair transistor formed by two transistors whose sources are connected to each other and that compares an input signal voltage input to each gate with a reference voltage;
The differential pair transistor is connected between the connection point between the sources and the second power supply potential, and the clock is synchronized with the clock of the one phase and the connection point between the sources and the first power supply potential. And a comparison switch unit that enables comparison operation by connecting
The drain which is the output side terminal of one of the two differential pair transistors is connected to the first node, and the drain which is the output side terminal of the other transistor is connected to the second node,
The bias connection is
A switch connected to the bias power source, the first node, and the bias power source and the second node, and connecting the first node and the second node to the bias power source in synchronization with the clock of the other phase The AD converter according to any one of (6) to (8).
(10) The input signal voltage and the reference voltage include a positive phase side voltage and a negative phase side voltage,
The input differential pair of the comparator is
A positive-phase differential pair transistor;
A negative phase side differential pair transistor, and including the positive phase side differential pair transistor,
The positive phase side input signal voltage is supplied to the gate of one transistor, the positive phase side reference voltage is supplied to the gate of the other transistor, the drain of the one transistor is connected to the first node, and the other node The drain of the transistor is connected to the second node;
The negative phase side differential pair transistor is
The negative phase side input signal voltage is supplied to the gate of one transistor, the negative phase side reference voltage is supplied to the gate of the other transistor, the drain of the one transistor is connected to the second node, and the other node The AD converter according to (9), wherein a drain of the transistor is connected to the first node.
(11) The AD conversion block is
A binary search AD conversion configuration in which a plurality of comparators are arranged in n stages;
Each stage has 2 n-1 comparators,
The AD converter according to any one of (6) to (10), wherein the result of the comparator of the previous stage becomes a clock of the comparator group of the next stage.

100・・・コンパレータ、M101〜M105,M110〜M113・・・NMOSトランジスタ、M106〜M109・・・PMOSトランジスタ、DFP101・・・入力差動対、Vb・・・バイアス電圧、200・・・AD変換器、210・・・トラックアンドホールド回路(T/H)、220・・・基準電圧生成回路(Bias)、230・・・5ビットバイナリサーチ(5bit Binary Search)回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Comparator, M101-M105, M110-M113 ... NMOS transistor, M106-M109 ... PMOS transistor, DFP101 ... Input differential pair, Vb ... Bias voltage, 200 ... AD conversion 210 ... track and hold circuit (T / H), 220 ... reference voltage generation circuit (Bias), 230 ... 5-bit binary search circuit.

Claims (11)

比較動作時にクロックに同期して、入力信号電圧と基準電圧との比較を行う少なくとも一つの入力差動対と、
リセット動作時にクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続するバイアス接続部と、を有し、
上記入力差動対は、
上記クロックが一方の相のときに比較動作を行い、他方の相のときにリセットを行い、
上記バイアス接続部は、
上記他方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続し、上記一方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源から切り離し、
上記バイアス電源によるバイアス電圧は、
上記基準電圧の上限値と下限値との間の中間電圧に設定される
コンパレータ。
At least one input differential pair for comparing the input signal voltage and the reference voltage in synchronization with the clock during the comparison operation;
A bias connection unit that connects the output side terminal of the input differential pair to a bias power source in synchronization with a clock during a reset operation;
The input differential pair is
Compare operation is performed when the clock is in one phase, reset is performed in the other phase,
The bias connection is
The output side terminal of the input differential pair is connected to the bias power supply in synchronization with the clock of the other phase, and the output side terminal of the input differential pair is disconnected from the bias power supply in synchronization with the clock of the one phase. ,
The bias voltage by the bias power supply is
A comparator that is set to an intermediate voltage between the upper and lower limits of the reference voltage.
第1の電源電位と上記入力差動対の上記出力側端子との間に接続され、比較動作時に当該出力側端子に出力される比較結果の信号電圧を波形整形して出力する波形整形部と、
上記入力差動対の上記出力側端子と上記波形整形部の入力側との間に接続され、上記一方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子を上記波形整形部に接続し、上記他の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子と上記波形整形部とを切り離する接続切り離しスイッチ部と、を含む
請求項1記載のコンパレータ。
A waveform shaping unit that is connected between the first power supply potential and the output side terminal of the input differential pair, and that shapes and outputs the signal voltage of the comparison result output to the output side terminal during the comparison operation; ,
It is connected between the output side terminal of the input differential pair and the input side of the waveform shaping unit, and the output side terminal of the input differential pair is connected to the waveform shaping unit in synchronization with the clock of the one phase. The comparator according to claim 1, further comprising: a connection disconnecting switch unit that connects and disconnects the output side terminal of the input differential pair and the waveform shaping unit in synchronization with the clock of the other phase.
第1の電源電位と、上記波形整形部と切り離する接続切り離しスイッチ部の接続ノードとの間に接続され、上記他方の相のクロックに同期して上記接続ノードを上記第1の電源電位に接続し、上記一方の相のクロックに同期して上記接続ノードを上記第1の電源電位から切り離す電源接続部と、を含む
請求項2記載のコンパレータ。
Connected between the first power supply potential and the connection node of the connection disconnection switch section that disconnects from the waveform shaping section, and connects the connection node to the first power supply potential in synchronization with the clock of the other phase. The power supply connection part which isolate | separates the said connection node from the said 1st power supply potential synchronizing with the clock of said one phase, The comparator of Claim 2.
上記入力差動対は、
ソース同士が接続され、各ゲートに入力される入力信号電圧と基準電圧との比較を行う2つのトランジスタにより形成される少なくとも一つの差動対トランジスタと、
上記差動対トランジスタの上記ソース同士の接続点と第2の電源電位との間に接続され、上記クロックが上記一方の相のクロックに同期して当該ソース同士の接続点と第1の電源電位とを接続して比較動作を可能とする比較スイッチ部と、を含み、
上記2つの差動対トランジスタの一方のトランジスタの出力側端子であるドレインが第1のノードに接続され、他方のトランジスタの出力側端子であるドレインが第2のノードに接続され、
上記バイアス接続部は、
上記バイアス電源と上記第1のノードおよび上記バイアス電源と上記第2のノードに接続され、上記他方の相のクロックに同期して上記第1のノードおよび第2のノードをバイアス電源に接続するスイッチ部を含む
請求項1記載のコンパレータ。
The input differential pair is
At least one differential pair transistor formed by two transistors whose sources are connected to each other and that compares an input signal voltage input to each gate with a reference voltage;
The differential pair transistor is connected between the connection point between the sources and the second power supply potential, and the clock is synchronized with the clock of the one phase and the connection point between the sources and the first power supply potential. And a comparison switch unit that enables comparison operation by connecting
The drain which is the output side terminal of one of the two differential pair transistors is connected to the first node, and the drain which is the output side terminal of the other transistor is connected to the second node,
The bias connection is
A switch connected to the bias power source, the first node, and the bias power source and the second node, and connecting the first node and the second node to the bias power source in synchronization with the clock of the other phase The comparator according to claim 1.
上記入力信号電圧および上記基準電圧は、正相側と逆相側の電圧を含み、
上記入力差動対は、
正相側差動対トランジスタと、
逆相側差動対トランジスタと、を含み
上記正相側差動対トランジスタは、
一方のトランジスタのゲートに正相側入力信号電圧が供給され、他方のトランジスタのゲートに正相側基準電圧が供給され、当該一方のトランジスタのドレインが上記第1のノードに接続され、当該他方のトランジスタのドレインが上記第2のノードに接続され、
上記逆相側差動対トランジスタは、
一方のトランジスタのゲートに逆相側入力信号電圧が供給され、他方のトランジスタのゲートに逆相側基準電圧が供給され、当該一方のトランジスタのドレインが上記第2のノードに接続され、当該他方のトランジスタのドレインが上記第1のノードに接続されている
請求項4記載のコンパレータ。
The input signal voltage and the reference voltage include a positive phase side voltage and a negative phase side voltage,
The input differential pair is
A positive-phase differential pair transistor;
A negative phase side differential pair transistor, and including the positive phase side differential pair transistor,
The positive phase side input signal voltage is supplied to the gate of one transistor, the positive phase side reference voltage is supplied to the gate of the other transistor, the drain of the one transistor is connected to the first node, and the other node The drain of the transistor is connected to the second node;
The negative phase side differential pair transistor is
The negative phase side input signal voltage is supplied to the gate of one transistor, the negative phase side reference voltage is supplied to the gate of the other transistor, the drain of the one transistor is connected to the second node, and the other node The comparator according to claim 4, wherein a drain of the transistor is connected to the first node.
入力信号電圧と基準電圧との比較を行うコンパレータを少なくとも一つ含み、入力アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル(AD)変換ブロックを有し、
上記コンパレータは、
比較動作時にクロックに同期して、入力信号電圧と基準電圧との比較を行う少なくとも一つの入力差動対と、
リセット動作時にクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続するバイアス接続部と、を有し、
上記入力差動対は、
上記クロックが一方の相のときに比較動作を行い、他方の相のときにリセットを行い、
上記バイアス接続部は、
上記他方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源に接続し、上記一方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子をバイアス電源から切り離し、
上記バイアス電源によるバイアス電圧は、
上記基準電圧の上限値と下限値との間の中間電圧に設定される
AD変換器。
An analog-to-digital (AD) conversion block that includes at least one comparator that compares an input signal voltage with a reference voltage and converts an input analog signal to a digital signal;
The comparator is
At least one input differential pair for comparing the input signal voltage and the reference voltage in synchronization with the clock during the comparison operation;
A bias connection unit that connects the output side terminal of the input differential pair to a bias power source in synchronization with a clock during a reset operation;
The input differential pair is
Compare operation is performed when the clock is in one phase, reset is performed in the other phase,
The bias connection is
The output side terminal of the input differential pair is connected to the bias power supply in synchronization with the clock of the other phase, and the output side terminal of the input differential pair is disconnected from the bias power supply in synchronization with the clock of the one phase. ,
The bias voltage by the bias power supply is
An AD converter set to an intermediate voltage between the upper limit value and the lower limit value of the reference voltage.
上記コンパレータは、
第1の電源電位と上記入力差動対の上記出力側端子との間に接続され、比較動作時に当該出力側端子に出力される比較結果の信号電圧を波形整形して出力する波形整形部と、
上記入力差動対の上記出力側端子と上記波形整形部の入力側との間に接続され、上記一方の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子を上記波形整形部に接続し、上記他の相のクロックに同期して上記入力差動対の出力側端子と上記波形整形部とを切り離する接続切り離しスイッチ部と、を含む
請求項6記載のAD変換器。
The comparator is
A waveform shaping unit that is connected between the first power supply potential and the output side terminal of the input differential pair, and that shapes and outputs the signal voltage of the comparison result output to the output side terminal during the comparison operation; ,
It is connected between the output side terminal of the input differential pair and the input side of the waveform shaping unit, and the output side terminal of the input differential pair is connected to the waveform shaping unit in synchronization with the clock of the one phase. The AD converter according to claim 6, further comprising: a connection disconnecting switch unit that connects and disconnects the output side terminal of the input differential pair and the waveform shaping unit in synchronization with the clock of the other phase.
上記コンパレータは、
第1の電源電位と、上記波形整形部と切り離する接続切り離しスイッチ部の接続ノードとの間に接続され、上記他方の相のクロックに同期して上記接続ノードを上記第1の電源電位に接続し、上記一方の相のクロックに同期して上記接続ノードを上記第1の電源電位から切り離す電源接続部と、を含む
請求項7記載のAD変換器。
The comparator is
Connected between the first power supply potential and the connection node of the connection disconnection switch section that disconnects from the waveform shaping section, and connects the connection node to the first power supply potential in synchronization with the clock of the other phase. The AD converter according to claim 7, further comprising: a power supply connection section that disconnects the connection node from the first power supply potential in synchronization with the clock of the one phase.
上記コンパレータの上記入力差動対は、
ソース同士が接続され、各ゲートに入力される入力信号電圧と基準電圧との比較を行う2つのトランジスタにより形成される少なくとも一つの差動対トランジスタと、
上記差動対トランジスタの上記ソース同士の接続点と第2の電源電位との間に接続され、上記クロックが上記一方の相のクロックに同期して当該ソース同士の接続点と第1の電源電位とを接続して比較動作を可能とする比較スイッチ部と、を含み、
上記2つの差動対トランジスタの一方のトランジスタの出力側端子であるドレインが第1のノードに接続され、他方のトランジスタの出力側端子であるドレインが第2のノードに接続され、
上記バイアス接続部は、
上記バイアス電源と上記第1のノードおよび上記バイアス電源と上記第2のノードに接続され、上記他方の相のクロックに同期して上記第1のノードおよび第2のノードをバイアス電源に接続するスイッチ部を含む
請求項6記載のAD変換器。
The input differential pair of the comparator is
At least one differential pair transistor formed by two transistors whose sources are connected to each other and that compares an input signal voltage input to each gate with a reference voltage;
The differential pair transistor is connected between the connection point between the sources and the second power supply potential, and the clock is synchronized with the clock of the one phase and the connection point between the sources and the first power supply potential. And a comparison switch unit that enables comparison operation by connecting
The drain which is the output side terminal of one of the two differential pair transistors is connected to the first node, and the drain which is the output side terminal of the other transistor is connected to the second node,
The bias connection is
A switch connected to the bias power source, the first node, and the bias power source and the second node, and connecting the first node and the second node to the bias power source in synchronization with the clock of the other phase The AD converter according to claim 6, including a unit.
上記入力信号電圧および上記基準電圧は、正相側と逆相側の電圧を含み、
上記コンパレータの上記入力差動対は、
正相側差動対トランジスタと、
逆相側差動対トランジスタと、を含み
上記正相側差動対トランジスタは、
一方のトランジスタのゲートに正相側入力信号電圧が供給され、他方のトランジスタのゲートに正相側基準電圧が供給され、当該一方のトランジスタのドレインが上記第1のノードに接続され、当該他方のトランジスタのドレインが上記第2のノードに接続され、
上記逆相側差動対トランジスタは、
一方のトランジスタのゲートに逆相側入力信号電圧が供給され、他方のトランジスタのゲートに逆相側基準電圧が供給され、当該一方のトランジスタのドレインが上記第2のノードに接続され、当該他方のトランジスタのドレインが上記第1のノードに接続されている
請求項9記載のAD変換器。
The input signal voltage and the reference voltage include a positive phase side voltage and a negative phase side voltage,
The input differential pair of the comparator is
A positive-phase differential pair transistor;
A negative phase side differential pair transistor, and including the positive phase side differential pair transistor,
The positive phase side input signal voltage is supplied to the gate of one transistor, the positive phase side reference voltage is supplied to the gate of the other transistor, the drain of the one transistor is connected to the first node, and the other node The drain of the transistor is connected to the second node;
The negative phase side differential pair transistor is
The negative phase side input signal voltage is supplied to the gate of one transistor, the negative phase side reference voltage is supplied to the gate of the other transistor, the drain of the one transistor is connected to the second node, and the other node The AD converter according to claim 9, wherein a drain of the transistor is connected to the first node.
上記AD変換ブロックは、
複数のコンパレータがn段に配置されたバイナリサーチ型AD変換構成を有し、
各段には2n−1個のコンパレータが配置され、
前段のコンパレータの結果が次段のコンパレータ群のクロックとなる
請求項6記載のAD変換器。
The AD conversion block is
A binary search AD conversion configuration in which a plurality of comparators are arranged in n stages;
Each stage has 2 n-1 comparators,
The AD converter according to claim 6, wherein a result of the preceding comparator becomes a clock of a comparator group of the next stage.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140333347A1 (en) * 2013-05-09 2014-11-13 Fujitsu Semiconductor Limited Comparator
WO2015165218A1 (en) * 2014-04-28 2015-11-05 深圳市汇顶科技股份有限公司 Voltage comparator
KR20190123315A (en) * 2017-03-08 2019-10-31 자일링크스 인코포레이티드 Dynamic Quantizers with Multiple Reset Levels
WO2021200415A1 (en) * 2020-03-30 2021-10-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Comparator and analog-to-digital converter
WO2021251305A1 (en) * 2020-06-11 2021-12-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Comparator and analog-to-digital converter
CN116192144A (en) * 2023-02-13 2023-05-30 集益威半导体(上海)有限公司 Asynchronous successive approximation analog-to-digital converter

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140333347A1 (en) * 2013-05-09 2014-11-13 Fujitsu Semiconductor Limited Comparator
JP2014220698A (en) * 2013-05-09 2014-11-20 富士通セミコンダクター株式会社 Comparator
US9231577B2 (en) * 2013-05-09 2016-01-05 Socionext Inc. Comparator
WO2015165218A1 (en) * 2014-04-28 2015-11-05 深圳市汇顶科技股份有限公司 Voltage comparator
KR20190123315A (en) * 2017-03-08 2019-10-31 자일링크스 인코포레이티드 Dynamic Quantizers with Multiple Reset Levels
JP2020510340A (en) * 2017-03-08 2020-04-02 ザイリンクス インコーポレイテッドXilinx Incorporated Dynamic quantizer with multiple reset levels
JP7274420B2 (en) 2017-03-08 2023-05-16 ザイリンクス インコーポレイテッド dynamic quantizer with multiple reset levels
KR102564880B1 (en) * 2017-03-08 2023-08-07 자일링크스 인코포레이티드 Dynamic quantizers with multiple reset levels
WO2021200415A1 (en) * 2020-03-30 2021-10-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Comparator and analog-to-digital converter
WO2021251305A1 (en) * 2020-06-11 2021-12-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Comparator and analog-to-digital converter
CN116192144A (en) * 2023-02-13 2023-05-30 集益威半导体(上海)有限公司 Asynchronous successive approximation analog-to-digital converter
CN116192144B (en) * 2023-02-13 2024-04-02 集益威半导体(上海)有限公司 Asynchronous successive approximation analog-to-digital converter

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