經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 A7 __B7_ 五、發明説明（1 ) 發明背景 本發明係有關A/D變換器，且更明確言之，係有關 可有效應用於具有高變換速度及寬輸入頻帶之快閃A/D 變換器上之一種技術。 最近，在諸如硬碟裝置，數位VTR，光碟等之記錄 裝置中，一種稱爲PRML (部份反應最大可能性）之信 號處理法已出現。 P RML信號處理法爲一種方法，此由信號處理來提 高記錄密度1. 2至1. 5倍，而不大幅改變普通記錄/ 回放系統。 圓6用以說明P RML信號處理電路之大概。 在圖6所示之PRML信號處理電路中，輸至諸如硬 碟裝置等之一記錄媒體610之寫入信號由自硬碟控制器 (HDC)等經記錄譯碼器6 0 1 ，前置寫碼器6 0 2， 及寫入補償電路6 0 3之一輸入信號鏈產生。輸至硬碟控 制器（HDC)等之一輸出信號鏈由來自記錄媒體6 1 0 經自動增益控制電路（AGC) 6 0 4，低通濾波器 605，A/D變換器606，PR (部份反應）等化器 607，Vi terbi解碼電路608，及記錄解碼器 6 〇 9之讀出信號再生。 低通濾波器6 0 5消除去A/D變換器6 0 6之輸出 之高頻雜訊。PR等化器6 0 7產生一故意之信號干涉於 相鄰信號之間，此方便V i t e r b i解碼電路6 0 8。 V i t e r b i解碼電路6 0 8用以退回該信號干涉。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210x^97公釐） ― oaav. awav OWM ^^ tr ^ * i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 _ B7 五、發明説明（2 ) 圖6之顯示中略去用以追蹤伺服信號之一解碼電路， 及供A/D變換器6 0 6用之一定時控制電路。 增加P RML信號處理之速度之方法之一包括增加 A/D變換器6 0 6之變換速度。 快閃A/D變換系已知爲最適用於增加A/D變換器 之變換速度之一種變換系統。 在輸入類比信號變換爲8數元信號之情形，快閃 A/D變換系統之構造爲2 5 6電阻器串連，以產2 5 6 位準之參考電壓，及具有某一位準之一類比輸入信號由 2 5 6比較器同時與此等參考信號比較，與一時鐘信號同 步進行。 例如，假設一全規模類比輸入爲8 V及一類比輸入電 壓爲V 1。在V 1 = 0之狀態，每一比較器之輸出採取" 低〃位準。 當5 V之一階電壓現作爲類比電壓V 1施加時，與低 於5 V之參考電壓相當之所有比較器之输出採取 '高#位 準，及與高於5 V之參考電壓相當之所有比較器之輸出採 取a低'位準。 在快閃A / D變換系統中，偵測自t髙#位準至，低 〃位準之改變點，並使用譯碼電路變換爲二進位碼。 快閃A/D變換系統具有一問題，即當數元數增加時 ，電路規模依對數方式增加，導致增加功率消耗。 爲解決以上問題，普通快閃A/D變換器使用一摺疊 差邏輯電路，以防止電路規模之增加，從而達成功率消耗 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ297公釐）_ R _ ^^^1 nflBI mV tli ^^^^1 ^^^^1 1 nn ^^^^1 ml ΐ 、 "、" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ A7 ___ B7___ 五、發明説明（3 ) 低及速度高之一快閃A/D變換器。此一快閃A/D變換 器發表於以下之參考文件（1 )中：基莫拉等之’一 l〇b 3 0 0MHz內插平行A/D變換器，， IECIE 技術報告，ICD9 2-19，1 — 8 頁， 1 9 9 2 ° 與參考文件（1 )相等之參考文件包括（2 )基莫拉 等之'"一 1 0 b 3 0 0MHz內插平行A/D變換器* ，技術文件之VLS I電路之1 9 9 2討論會，9 4 一 95 頁；（3)美專利 5，307，067 號；及（4) JP~A— 6 — 29852° 在具有參考文件（1 )所發表之摺疊差邏輯電路之快 閃A/D變換器中，由叠置多個主比較閂（MCL )之電 流輸出直接產生一灰碼，俾該等輸出由一副閂（S L )接 收。 由於，可減少副閂（S L )數，並消除去用以偵測比 較器输出之改變點之所有邏輯閘。 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 ---------於-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖7顯示一簡單版本之快閃A/D變換器之電路構造 ，具有參考文件（1)所發表之摺叠差邏輯電路。 圖7顯示A/D變換器在輸入類比信號變換爲3數元 數位信號之情形。 在圖7中，參考編號1標示一電阻鏈電路，包含八個 電阻器；編號5標示前置放大器；編號1 0 0 - 1 〇 6標 示主比較閂；編號3 0 — 3 2標示副閂；編號4 0 — 4 5 標示負荷電阻器，具有一電阻値R ;編號5 0及5 1標示 本纸張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明（ 4 ) 1 I 恆 定 電 流 源 9 具 有 電 流 値 I 0 符 號 V R T 及 V R B 指 參 1 I 考 電 壓 供 應 rjit 端 符 號 V i η 標 示 輸 入 類 比 電 壓 : 符 號 1 1 V r e { 1 至 V r e f 7 標 示 由 電 阻 器 鏈 電 路 1 所 產 生 之 1 請 | 電 壓 ， 及 符 號 D 0 9 D 1 9 及 D 2 標 示 副 閂 3 0 3 1 9 先 閱 1 | 讀 I 3 2 之 輸 出 〇 背 1 | 之 1 在 圖 7 中 J 具 有 高 電 位 位 準 之 — 電 壓 施 加 於 參 考 電 壓 注 意 1 事 1 供 應 端 V R T 9 及 具 有 低 電 位 位 準 之 電 壓 施 加 於 參 考 電 項 再 1 填 壓 供 應 端 V R B 〇 故 此 ， 由 電 阻 鏈 電 路 1 所 產 生 之 參 考 電 本 农 頁 1 壓 V r e f 1 至 V r e f 7 滿 足 V r e f 1 < V r e f 2 1 < V r e f 3 < V r e f 4 < V r e f 5 < V r e f 6 < 1 1. V r e f 7 之 關 係 0 1 如 參 考 文 件 ( 1 ) 所 發 表 9 主 比 較 閂 ( 1 0 0 一 訂 | 1 0 6 ) 由 稱 爲 E c L 串 連 閘 之 串 連 E C L ( 射 極 交 連 邏 1 I 輯 ) 電 路 構 成 〇 在 E C L 串 連 閘 中 9 熟 知 大 致 等 於 連 接 至 1 1 | 產 生 差 輸 出 之 一 對 雙 極 電 晶 體 之 公 共 射 極 之 恆 定 電 流 源 1 1 I 0 之 電 流 I 0 依 差 輸 入 僅 流 至 該 對 MMM, 雙 極 電 晶 體 之 ~~* 之 集 1 極 0 1 1 故 此 ， 假 設 V r e f 爲 輸 入 於 主 比 較 閂 ( 1 0 0 — 1 1 1 0 6 ) 之 每 一 參 考 電 壓 ( V r e f 1 至 V Γ e f 7 ) ， I 及 E C L 串 連 閘 之 差 輸 出 端 之 一 及 其 另 一 分 別 界 定 爲 一 正 I 相 輸 出 端 及 一 反 相 输 出 端 9 則 主 比 較 閂 ( 1 0 0 — 1 0 6 1 1 | ) 之 作 用 訂 定 如 下 〇 1 1 如 V i η < V r e f 9 則 正 相 輸 出 端 吸 收 電 流 I Ο 〇 1 1 如 V i η < V r e f J 則 反 相 輸 出 端 吸 收 電 流 I Ο 〇 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210X297公釐）_ 7 _ 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 __—___B7 _____ 五、發明説明（5 ) 現說明圖7所示之A/D變換器之作用。 先說明當輸入類比電壓V i η爲V i n <V r e ί時 之作用。 此時，主比較閂1 Ο 0至1 Ο 6之正相輸出端各吸收 電流I 〇。故此，相當於流進主比較閂1 0 2之正相輸出 端中之電流I 〇與流進主比較閂1 0 6之正相輸出端之電 流I 〇之和之電流2 I 〇流過負荷電阻器4 0。而且，此 相當於流進主比較閂1 0 2之正相輸出端中之電流I 〇及 流進主比較閂1 0 6之正相輸出端中之電流I 〇之和之電 流2 I 〇流過負荷電阻器4 0。而且，當於流進主比較閂 1 0 0之正相輸出端中之電流I 〇，流進主比較閂1 0 4 之正相輸出端中之電流I 〇，及流過恆定電流源5 1之電 流I 〇之和之電流3 I 〇流過負荷電阻器4 1 。 故此，負荷電阻器4 0具有一電壓降2 I 〇xR發生 於其上，及負荷電阻器4 1具有一電壓降3 I 〇XR發生 於其上。結果，在負荷電阻器4 0及4 1上所產生之電壓 VDON 及 VDOP 爲 VDOPCVDON，其間有一電 壓差I ο X R。 同樣，流進主比較閂1 0 5之正相輸出端中之電流流 過負荷電阻器4 2。而且，與流進主比較閂丨〇 ί之正相 輸出端中之電流I 〇及流過恆定電流源5 0之和相 當之電流2 I 〇流過負荷電阻器4 3。 故此，負荷電阻器4 2具有一電壓降I 〇XR發生於 其上，及負荷電阻器4 3具有一電壓降2 I 0XR發生於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） m I —I HI ^^1 i^i I .^r m 1^1 m ^^1 . , 牙 -a (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明（ 6 ) 1 I 其 上 〇 結 果 9 在 負 荷 電 阻 器 4 2 及 4 3 上 所 產 生 之 電 壓 I V D 1 N 及 V D 1 P 爲 V D 1 P < V D 1 N 9 其 間 有 一 電 1 1 1 壓 差 I 0 X R 〇 1 請 1 I 同 樣 9 jfrrr Μ 電 流 流 過 負 荷 電 阻 器 4 4 〇 而 且 流 進 主 比 先 閱 1 I 讀 1 | 較 閂 1 0 3 之 正 相 输 出 端 中 之 電 流 I 〇 流 m 負 荷 電 阻 器 背 ίέ 1 I 之 1 A 注 I 4 0 意 1 事 1 故 此 9 負 荷 電 阻 器 4 5 具 有 一 電 壓 降 I 〇 X R 發 生 於 項 再 1 填 其 上 〇 結 果 在 負 荷 電 阻 器 4 4 及 4 5 上 所 產 生 之 電 壓 寫 本 ，衣 頁 1 V D 2 N 及 V D 2 P 爲 V D 2 P < V D 2 N 9 其 間 有 —* 電 '—<· 1 壓 差 I 〇 X R 〇 1 h 其 次 9 說 明 當 輸 入 類 比 電 壓 V 1 η 爲 V T e f 1 < 1 V i η < V r e f 2 時 之 作 用 0 訂 1 此 時 9 主 比 較 閂 1 0 0 之 反 相 輸 出 端 吸 收 電 流 I 0 9 1 I 及 其 他 主 比 較 閂 1 0 1 — 1 0 6 之 正 相 輸 出 端 各 吸 收 電 流 1 I I 0 0 故 此 此 相 當 於 流 進 主 比 較 閂 1 0 2 之 正 相 輸 出 端 中 1 1 之 電 流 I 〇 9 流 進 主 比 較 閂 1 0 6 之 正 相 輸 出 端 之 電 流 1 I 0 i 及 流 進 主 比 較 閂 1 0 0 之 反 相 輸 出 端 中 之 電 流 I 0 1 1 之 和 之 電 流 3 I 〇 流 •iJH, 過 負 荷 電 阻 器 4 0 〇 而 且 9 此 相 當 於 1 1 流 進 主 比 較 閂 1 0 4 之 正 相 輸 出 端 中 之 電 流 I 0 及 流 過 恆 1 I 定 電 流 源 5 1 之 電 流 I 0 之 和 之 電 流 2 I 0 流 iJH, m 負 荷 電 阻 1 1 I 器 4 1 〇 1 1 故 此 5 負 荷 電 阻 器 4 0 具 有 ___. 電 壓 降 3 I 0 X R 發 生 1 1 於 其 上 9 及 負 荷 電 阻 器 4 1 具 有 -- 電 壓 降 2 I 0 X R 發 生 1 1 於 其 上 0 結 果 9 在 負 荷 電 阻 器 4 0 及 4 1 上 所 產 生 之 電 壓 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 OX 297公釐） A7 B7 經濟部中央標隼局貨工消費合作社印製 五、 發明説明（ 7 ) 1 | V D 0 N 及 V D 0 P 爲 V D 0 Ν < V D 0 Ρ 9 其 間 有 一 電 I 壓 差 I 〇 X R Ο 1 1 I 流 iia, 過 其 餘 負 荷 電 阻 器 4 2 至 4 5 之 電 流 與 以 上 V i η «S 請 1 < V Γ e f 1 之 情 形 相 同 〇 先 閣 1 I 讀 1 | 其 次 9 說 明 當 输 入 類 比 電 壓 V i η 爲 V r e f 2 < 背 ώ 1 I 之 1 V i Π < V r e f 3 時 之 作 用 Ο 注 意 言 1 | 此 時 9 主 比 較 閂 1 0 0 及 1 0 1 之 反 相 輸 出 端 各 吸 收 ψ 項 再 1 電 流 I 〇 9 及 其 他 主 比 較 閂 1 0 2 至 1 0 6 之 正 相 輸 出 端 寫 本 買 1 各 吸 收 電 流 I 0 〇 故 此 9 相 當 於 流 進 主 比 較 閂 1 0 5 之 正 1 1 相 輸 出 端 中 之 電 流 I 0 及 流 進 主 比 較 閂 1 0 1 之 反 相 輸 出 I 端 中 之 電 流 I 〇 之 和 之 電 流 2 I Ο 流 過 負 荷 電 阻 器 4 2 〇 1 訂 而 且 > 流 m 恆 定 電 流 源 5 0 之 電 流 流 CM m 負 荷 電 阻 器 4 3 〇 1 故 此 9 負 荷 電 阻 器 4 2 具 有 . 電 壓 降 2 I 0 X R 發 生 1 1 於 其 上 〇 及 負 荷 電 阻 器 4 3 具 有 —. 電 壓 降 I 0 X R 發 生 於 1 1 其 上 0 結 果 > 在 負 荷 電 阻 器 4 0 及 4 1 上 所 產 生 之 電 壓 1 V D 1 N 及 V D 1 P 爲 V D 1 Ν < V D 1 Ρ 9 其 間 有 一 電 1 | 壓 差 I 0 X R 0 1 1 流 過 其 餘 負 荷 電 阻 器 4 0 9 4 1 9 4 4 9 及 4 5 之 電 1 1 流 與 以 上 情 形 相 同 〇 1 其 次 5 說 明 當 输 入 類 比 電 壓 V i η 進 一 步 改 變 爲 1 I V r e f 4 < V i η 時 之 作 用 Ο 1 1 此 時 主 比 較 閂 1 0 0 至 1 0 3 之 反 相 輸 出 端 各 吸 收 1 1 I 電 流 I 〇 9 及 其 他 主 比 較 閂 1 0 4 至 1 0 6 之 正 相 輸 出 端 1 1 各 吸 收 電 流 I Ο 〇 故 此 ’ 流 進 主 比 較 閂 1 0 3 之 反 相 輸 出 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 1〇 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 _ B7 五、發明説明（8 ) 端中之電流I 〇流過負荷電阻器4 4。而且，無電流流過 負荷電阻器4 5。 故此，負荷電阻器4 4具有一電壓降I 〇XR發生於 其上。結果，在負荷電阻器4 4及4 5上所產生之電壓 VD2N 及 VD2P 爲 VD2NCVD2P，其間有一電 壓差I ο X R。 圖8顯示在圖7之A/D變換器之電阻器4 0至4 5 上所產生之電壓依输入類比電壓V i η變化。 自圖8可見，在負荷電阻器41上所產生之電壓 VD0P，在負荷電阻器4 3上所產生之電壓VD2P， 及在負荷電阻器4 5上所產生之電壓VD 2 Ρ本身提供灰 碼。 由此具有摺疊差邏輯電路之快閃A/D變換器，可達 成高速度及低功率消耗之一A/D變換器。 發明概要 然而，本發明者等之硏究顯示上述具有摺疊差邏輯電 路之快閃A / D變換器具有以下問題。 (1)由於主比較閂之電流輸出直接施加於負荷電阻 器上，故主比較閂之DC工作電壓餘裕窄小，對可疊置之 主比較閂之數量造成限制。 即是，主比較閂由稱爲ECL串連閘之串連ECL電 路構成，如上述。故此，需要依EC L串連閘之串連之雙 極電晶體之數量而定之高D C工作電壓。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α·4規格（210X297公釐）—^ ~ ' ' H9 mV Bn— al—9 I ^^^^1 mV —^ϋ ^—^1» ^ 、-=* (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 在具有摺疊差邏輯電路之快閃A/D變換器中，一方 面，連接至最低有效數元（D 0 )之副比較閂（圖7中之 3 0 )之正相輸入端VD Ο P及反相輸入端上之最多主比 較閂之輸出端之數量最多。故此，最大電壓降產生於與最 低有效數元（DO)關連之負荷電阻器4 0及4 1上。 故此，當供應電壓VCC爲5 V時，最低有效數元（ D 0 )之主比較閂之串連雙極電晶體可工作於最惡劣情況 之飽和區中，從而發生與飽和工作關連之信號延遲，或增 加由基體電流所引起之功率消耗之問題。 (2 )用以連接主比較閂之電流輸出之信號線在晶片 佈置上延伸成長形，此引起信號線之寄生電容之增加，使 疊置之邏輯信號之高速傳輸惡化。 即由E C L串連閘所構成之主比較閂之輸出端爲雙極 電晶體之集極，如上述。另一方面，多個主比較閂之輸出 端需要經由長信號線連接至多個副比較閂之輸入端。如顯 示於圖7。 故此，多個主比較閂之集極輸出具有長信號線之大寄 生電容。由於由寄生電容及負荷電阻之乘積所決定之時間 常數，引起高速操作惡化。 本發明之目的在解決先行技藝之上述問題，提供一種 方法，其中，在快閃A/D變換器中可達成高速及功率消 耗之進一步降低，而不限制可疊置之比較器之數目。 由本申請書之說明及附圖，可明瞭本發明之以上及其 他目的及創新特色。 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一衣. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 五、發明説明（i〇) 由本申請書所發表之本發明之概要總結如下。 (1) 本申請書中所發表之一快閃A/D變換器包含 多個主比較器，用以比較多個參考電壓及一輸入類比信號 ，俾依參考電壓及輸入類比信號間之幅度關係，吸收來自 各別主比較器之正相輸出端或反相輸出端之具有恆定値之 電流：多個副比較器，其輸入端選擇經由多條信號線連接 至多個主比較器之正相輸出端或反相輸出端，該多個副比 較器輸出所需之數位信號；多個恆定電流源，分別連接至 多條信號線；及多個負荷電阻器，其第一端分別連接至多 條信號線，及其第二端與第一端相反，其中，一公共DC 偏壓施加於多個負荷電阻器之第二端上，且其中，連接於 接至一較低數元側之副比較器之輸入端上之信號線之多個 恆定電流源之一之恆定電流値設定於較之連接於接至一較 高數元側之副比較器之輸入端上之信號線之多個恆定電流 源之一者爲高之一値。 (2) 本申請書中所發表之一快閃A/D變換器包含 多個主比較器，用以比較多個參考電壓及一輸入類比信號 ，俾依參考電壓及輸入類比信號間之幅度關係，吸收來自 各別主比較器之正相輸出端或反相輸出端之具有恆定値之 電流；多條信號線，選擇連接至多個主比較器之正相輸出 端或反相輸出端；多個電流鏡電路，其輸入端連接至多條 信號線：多個負荷電阻器，其第一端連接至多個電流鏡電 路之輸出端，及其第二端連接至一參考電位點；及多個副 比較器’其輸入端連接至多個電流鏡電路及多個負荷電阻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（2丨()x州讀）n i —^ϋ ml H^J— I I I —^ϋ —^ϋ —J - .¾ 吞 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 輕濟部中央榡準局員工消費合作枉印製 A7 B7 五、發明説明（11 ) 器之第一端，多個副比較器輸出所需之數位信號。 依據上述裝置（1 )，多個恆定電流源及多個負荷電 阻器連接至信號線，信號線連接主比較器之正相輸出端或 反相輸出端，連接於接至較低數元側之副比較器之輸入端 上之信號線之多個恆定電流源之一之恆定電流値設定於較 之連接於接至較高數元側之副比較器之輸入端上之信號線 之恆定電流源之一爲高者之一値。 故此，即使在連接於較低數元側之副比較器之輸入端 上之負荷電阻器上亦不產生極大之電壓降。結果，消除去 主比較器之D C工作電壓裕度變窄之問題。 依據上述裝置（2)，多個主比較器之正相或反相輸 出經多個電流鏡電路之輸入及輸出端傳輸至多個負荷電阻 器及多個副比較器之輸入端。 如所熟知，電流鏡電路之輸出電壓之變化不影響其輸 入側。故此，即使在連接於較低數元側之副比較器之輸入 端上之負荷電阻器上產生大電壓降，在電流鏡電路之輸入 側上之主比較器之D C工作電壓裕度不受影響。 附圖簡述 圖1爲電路圖，顯示具有本發明之一或第一實施例之 摺疊差邏輯電路之快閃A/D變換器之構造； 圖2爲電路圖，顯示圖1所示之A/D變換器之僅最 低有效數元之構造； 圖3爲電路圖，顯示具有本發明之另一或第二實施例 本紙張尺度適用中國國家標準（CN’S ) A4規格（210X2W公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .·訂 A7 B7 五、發明説明（12 ) 之摺疊差邏輯電路之快閃A/D變換器之僅最低有效數元 之構造； (請先閱讀來 圖4爲電路圖，顯示具有本發明之又另一或第三實施 例之摺疊差邏輯電路之快閃A/D變換器之僅最低有效數 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 ___B7_ 五、發明説明（13 ) 數元數位信號之情形。 爲便於明瞭，圖2僅顯示該A/D變換器之最低有效 數元之電路構造。 在圖1及2中，參考編號1標示一電阻器鏈電路，編 號5標示前置放大器，編號1 〇 〇至1 〇 6標示主比較閂 ，編號3 0至3 2標示副閂，編號4 0至4 5標示具有電 阻値R之負荷電阻器，編號5 0及5 1標示具有電流値 I 〇之恆定電流源，編號7 0至7 5檫示具電流値I s之 恆定電流源，編號8 0標示一固定偏壓，符號VRT及 VRB標示參考電壓供應端，符號V I N標示輸入類比電 壓，符號Vr e f 1至Vr e f 7標示電阻鏈電路1所產 生之參考電壓，符號VCC標示供應電壓，及符號DO， D1 ，及D2標示副閂3 0 ，3 1 ，及3 2之輸出。主比 較閂1 0 0至1 0 6及副閂3 0至3 2由稱爲E C L串連 閘之串連ECL電路構成，其方式與參考文件（1 )所發 表者相同。 如在圖7之情形，在圖1中假設具有一高電位位準之 電壓供應至參考電壓供應端VRT，及具有一低電位位準 之電壓供應至參考電壓供應端VRB。故此，由電阻鏈電 路1所產生之參考電壓Vr e f 1至Vr e f 7滿足 Vref l<Vref 2<Vref 3<Vref 4< Vrei 5<Vref 6<Vref 7 之關係。 故此。如在圖7之情形，當Vr e f各爲輸入於主比 較閂（1 00 — 1 06)之參考電壓（Vref 1至 16 - n ^—^1 ^^^1 In In 1^1 n^i I ^ J. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（14 ) V r e f 7 )時，主比較閂（1 〇 〇 — 1 〇 6 )之作用說 明如下。 如V I N < V r e f ，則主比較閂之一正相輸出端吸 收電流I 〇。 如V I N > V r e f ，則主比較閂之一反相輸出端吸 收電流I 〇。 現說明本實施例1之A/D變換器之作用。 在本實施例1中，最低有效數元DO之恆定電流源 7 0及7 1之電流値I s設定於I s = 4 I 〇，中間數元 D1之恆定電流源7 2及7 3之電流値I s設定於I s = 3 I 〇，及較高數元D2之恆定電流源7 4及7 5之電流 値I s設定於I s = 2 I 〇。 先說明當輸入類比電壓V i η爲V i n<Vr e f 1 時之作用。 此時，主比較閂1 0 0至1 0 6之正相輸出端各吸收 電流I 〇。故此，自恆定電流源7 0，電流I 〇流進主比 較閂1 0 2之正相輸出端，及電流I 〇流進主比較閂 1 0 6之正相輸出端。來自恆定電流源7 0之其餘電流 2 I 〇 ( = 4 I 〇-2 I 〇)流過負荷電阻器4 0。 而且，自恆定電流源7 1 ，電流I 〇流進主比較閂 1 0 0之正相輸出端，電流I 〇流進主比較閂1 〇 4之]£ 相输出端，及電流I 〇流進恆定電流源5 1。來自恆定電; 流源71之其餘電流Ιο ( = 4I〇 — 31〇)流過負荷 電阻器4 1。 1^1 ^1· nn 1^1 HI ^—^1 i ^^^1 ^^^1 m n^i ^K. ^ ^ . 牙 、-& (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 規格（2丨0 X 297公釐） 17 - A7 A7 經濟部中央標準局賣工消費合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ 297公釐） _ B7_ 五、發明説明（15 ) 故此，負荷電阻器4 0具有一電壓降2 I 〇XR發生 於其上，及負荷電阻器41具有一電壓降IoXR發生於 其上。結果，在負荷電阻器4 0及4 1上所產生之電壓 VD0N 及 VD0P 爲 VD0P<VD0N，其間有一電 壓差I ο X R。 同樣，自恆定電流源7 2，電流I 〇流進主比較閂 1 0 5之正相輸出端，故此，來自恆定電流源7 2之其餘 電流2 I 〇 ( = 3 I ο— I 〇)流過負荷電阻器4 2。 而且，自恆定電流源7 3，電流I 〇流進主比較閂 1 〇 1之正相輸出端，及電流I 〇流進恆定電流源5 0。 來自恆定電流源7 3之其餘電流I 〇 ( = 3 I 〇 — 2 I 〇 )流過負荷電阻器4 3。 故此，負荷電阻器4 2具有一電壓降2 I oXR發生 於其上，及負荷電阻器4 3具有一電壓降I oXR發生於 其上。結果，在負荷電阻器4 2及4 3上所產生之電壓 VD 1 N 及 VD 1 P 爲 VD 1 P<VD 1 N，其間有一電 壓差I ο X R。 同樣，電流I 〇自恆定電流源7 5流進主比較閂 1 〇 3之正相輸出端。來自恆定電流源7 5之其餘電流 I 〇 ( = 2 I 〇 — I 〇)流過負荷電阻器4 5。 而且，來自恆定電流源7 4之電流2 I 〇流過負荷電 阻器4 4。 故此，負荷電阻器4 4具有一電壓降2 I oXR發生 於其上，及負荷電阻器4 5具有一電壓降I o XR發生於 -18 - in. m m HI 1^1 ^^^1 n^i I ^^^1 ^^^1 In HI m nl· ^n'd (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 ___B7 五、發明説明（16 ) 其上。結果，在負荷電阻器4 4及4 5上所產生之電壓 VD2N 及 VD2P 爲 VD2P<VD2N，其間有一電 壓差I ο X R。 其次，說明當輸入類比電壓V i η爲Vr e f 1 < V i n<Vr e f 2時之作用。 此時，自恆定電流源7 Ο，電流I 〇流進主比較閂 1 〇 2之正相輸出端，電流I 〇流進主比較閂1 0 6之正 相輸出端，及電流I 〇流進主比較閂1 0 0之反相輸出端 。來自恆定電流源7 0之其餘電流I 〇 ( = 4 I 〇 — 3 I 〇 )流過負荷電阻器4 0。 而且，自恆定電流源7 1 ，電流I 〇流進主比較閂 1 〇 4之正相輸出端，及電流I 〇流進恆定電流源5 1。 來自恆定電流源71之其餘電流2I〇 (=4I〇— 2 1〇)流過負荷電阻器4 1。 故此，負荷電阻器4 0具有一電壓降I 〇 XR發生於 其上，及負荷電阻器4 1具有一電壓降2 I 〇XR發生於 其上。結果，在負荷電阻器4 0及4 1上所產生之電壓 VD0N 及 VD0P 爲 VD0N<VD0P，其間有一電 壓差I ο X R。 流過其餘負荷電阻器4 2至4 5之電流與以上情形相 同。 其次，說明當輸入類比電壓V i η爲Vr e f 2< Vin<Vref3時之作用。 此時，自恆定電流源7 2，電流I 〇流進主比較閂 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐)~~ ' -iy _ I----------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-=* A7 B7 ~ — .............. — * 五、發明説明（l7 ) 1 〇 5之正相輸出端，及電流I 〇及流進主比較閂1 〇 1 之反相輸出端。來自恆定電流源7 2之其餘電流I 〇 ( =3 I 〇 - 2 I 〇)流過負荷電阻器4 2。 而且，電流I 〇自恆定電流源7 3流進恆定電流源 5 〇，及來自®定電流源7 3之其餘電流2 I 0 ( =3 I 〇 — I 〇)流過負荷電阻器4 3 ° 故此，負荷電阻器4 2具有一電壓降I 〇 XR發生於 其上。及負荷電阻器4 3具有一電壓降2 I oXR發生於 其上。結果，在負荷電阻器4 2及4 3上所產生之電壓 VD 1Ν 及 VD1 Ρ 爲 VD1N<VD1 Ρ，其間有一電 壓差I ο X R。 流過其餘負荷電阻器4 0，4 1 ，4 4 ，及4 5之電 流與以上情形相同。 其次，說明當輸入類比電壓V i η進一步改變爲 V r e f 4<V i η時之作用。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^---------外衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此時電流I 〇自恆定電流源7 4流進主比較閂1 0 3 之反相輸出端中，及來自恆定電流源7 4之其餘電流I 〇 (=2 I ο— I 〇)流過負荷電阻器4 4。 而且，電流2 I 〇自恆定電流源7 5流過負荷電阻器 4 5 0 故此，負荷電阻器4 4具有一電壓降I 〇 XR發生於 其上。及負荷電阻器4 5具有一電壓降2 I oXR發生於 其上。結果，在負荷電阻器4 4及4 5上所產生之電壓 VD2N 及 VD2P 爲 VD2N<VD2P，其間有一電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公釐）_ 2〇 - 經濟部中央標隼局員工消費合作社印袈 A7 B7 五、發明説明（18 ) 壓差I ο X R。 即是，依據本實施例1，在負荷電阻器41上所產生 之電壓VD Ο P，在負荷電阻器4 3上所產生之電壓 VD 1 P，及在負荷電阻器4 5上所產生之電壓VD 2 P 提供灰碼，如顯示於圖8 ，此視類比電壓Vi η而定。 以上說明恆定電流源7 0及7 1之電流値I s係設定 於I s = 4 I 〇，恆定電流源7 2及7 3之電流値I s係 設定於I s = 3 I 〇，及恆定電流源7 4及7 5之電流値 I s係設定於I s = 2 I 〇之情形。然而，顯然，恆定電 流源7 0及7 1之電流値I s可設定於I s = 3 I ο，® 定電流源7 2及7 3之電流値I s可設定於I s = 2 I 〇 ，及恆定電流源7 4及7 5之電流値I s可設定於I s = I 〇 ° 如以上所述，在本實施例中，在產生邏輯電壓中重疊 之電流輸出並不直接供應至負荷電阻器（4 0 — 4 5 )， 而是相當於恆定電流源（7 0 — 7 5 )及流過主比較閂（ 1 0 0 — 1 0 6 )間之一差之一電流流過負荷電阻器（ 4 0 — 4 5 ) °
由於僅差電流流過負荷電阻器，故不產生先行技藝中 之大電壓降。故此，主比較閂（1 0 0 — 1 0 6 )之DC 偏壓具有一餘裕，故可疊置更多之主比較閂，從而達成高 分解度之A/D變換器。 實施例2 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐）~~ 一 2 1 - ^^1 ^^^1 ^^^1 In I— ·1 --J. T 口 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製
AT _ B7 ^_____ — i '發明説明（19 ) 圖3顯示具有本發明之另一或第二實施例之摺疊差邏 輯電路之一快閃A/D變換器之僅最低有效數元之電路構 造〇 圖3並顯示A/D變換器在輸入類比信號變換爲3數 元數位信號之情形。 在本實施例2中，設有一額外之電晶體6 0 ，包含公 共基極PNP電晶體QpO及Qpl，具有基極由偏壓 V B B供電，用以固定電流輸出疊置信號線之電位於電壓 (VBE+VBB)，其中，VBE爲該額外電晶體60 之基極一射極電壓，及VB B爲額外電晶體6 0之基極電 壓。 在圖3所示之本實施例2中，信號線至電壓（VBE + V B B )之電位，但恆定電流源及與主比較閂之輸出相 當之一電流間之一差電流流經額外電晶體6 0之射極-集 極徑路而至負荷電阻器4 0或4 1。故此，基本上，圖3 所7K之電路與圖1或2所示之電路作用相同。 然而，在本實施例2中，由於額外電晶體6 0之插入 在於固定電流輸出叠置信號線之電位，故該額外電晶體 6 0阻止產生一時間常數等於信號線之寄生電容及負荷電 阻器之乘積，從而，可防止疊置信號之高速傳輸惡化。 容易明瞭可使用P通道電晶體作爲該額外電晶體，具 有一偏壓V B B施加於閘極上，以取代本實施例2中所用 之P N P電晶體。 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - n^i ^^1 —II 1 I 水 ^^1 ^L— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7____ 五、發明説明（20 ) 實施例3 圖4顯示本發明之另一或第三實施例之具有摺疊差邏 輯電路之一快閃A/D變換器之僅最低有效數元之電路構 造。 圖4亦顯示A/D變換器在輸入類比信號變換爲3數 元數位信號之情形。 在圖4中，參考編號2 0標示一電流鏡電路。在本實 施例3中，主比較閂（1 〇 〇 — 1 〇 6 )之疊置電流輸出 由電流鏡電路2 0接收，及所有之疊置電流由電流鏡電路 2 〇反映或摺疊於負荷電阻器（4 0_4 5 )上。 即是，在連接於主比較閂之輸出端上之信號線上之電 流流過電流鏡電路之輸入側上之一閘一吸極短及接成二極 體之P通道輸入MO S電晶體。與以上電流成比例之一電 流流體電流鏡電路之輸出側上之一 P通道輸出Μ 0 S電晶 體之源一吸極徑路。 例如，當輸入類比電壓V i η爲V i nCVr e f 1 時，與流進主比較閂1 0 2之正相輸出端之電流I o及流 進主比較閂1 〇 6之正相輸出端中之電流I 〇之和相當之 電流2 I 〇由電流鏡電路2 0反映，故該電流流過負荷電 阻器4 1 。而且，與流進主比較閂1 〇 〇之正相輸出端之 電流Ϊ 〇，流進主比較閂1 〇 4之正相輸出端之電流I 〇 ’及流進恆定電流源51中之電流I〇之和相當之電流 3 ί 〇由電流鏡電路2 0反映，故該電流流過負荷電阻器 4 0 ° 本紙張尺度適用中國ϋ標準（CNS) Α4規格（2ι〇χ 297公釐）—23 _ n^l ^^^1 111^1 i I n^i ^^^1 n^i ^^^1 一 ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 — B7 五、發明説明（21 ) 故此，在負荷電阻器4 0上所產生之一電壓VD Ο N 爲3 I 〇XR，及在負荷電阻器4 1所產生之一電壓爲 2 I 0XR。結果，在負荷電阻器4 0及4 1上所產生之 電壓VD0P及VD0N具有一電壓差I〇XR在其間。 電流鏡電路2 0之輸入側由接成二極體之一主動元件 ，如諸一閘一吸極短路及接成二極體之MOS電晶體，或 一基-集極短路及接成二極體之雙極電晶體構成。此接成 二極體之主動元件作用如非線性元件。故此，一電壓降不 與電流成比例，或與電流或非線性關係。結果，此接成二 極體之主動元件作用如一電壓夾元件，且故此，當負荷電 阻器受直接驅動時，不產生大電壓降。 另一方面，在電流鏡電路2 0之輸出側上之負荷電阻 器（4 0 ，4 1 )上產生與電流成比例之一電壓降。然而 ，電流鏡電路2 0之輸出側對其輸入側並無重大之影響。 故此，在本實施例3中，主比較閂（1 0 0 _ 1 〇 6 )之DC偏壓亦具有一餘裕，與上述之情形同樣，其中， 僅摺疊差電流。因而，可疊置更多之主比較閂。 實施例4 圖5顯示用於本發明之以上實施例之快閃A/D變換 器中之主比較閂之電路構造。 在本實施例4中，使用一主比較閂（1 〇 〇 — 1 〇 6 )作爲第二實施例2中之主比較閂（1 0 0 — i 〇 6 )， 使用一B i — CMOS方法。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 24 en nn ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 ^^^^1 . ^ 、\έ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 ______ B7 五、發明説明（22 ) 在圖5中，當一時鐘信號CLK I採取、高〃位準時 ，採取放大模式。此時，電晶體Q 5接通，故雙極電晶體 Q 1及Q 2之一接通，此依來自前置放大器5之輸出信號 或反相輸出信號而定，以吸收電流I 〇。 當一時鐘信號CLK2採取"高"位準時，採取閂定 模式。此時，電晶體Q 6接通，以閂定在放大模式時接通 之雙極電晶體Q 1或Q 2之狀態。 故此，電晶體Q 5及Q 6及電晶體Q 1及Q 2形成一 E C L串連閘。 在本情形中，在閂定模式中作用之一電晶體（Μ 1 ， M2 )通常由一雙極電晶體構成。然而，在本實施例中， 電晶體（Ml ，M2)特別由一MOS電晶體構成。 在閂定模式中作用之電晶體爲具有垂直結構之一雙極 電晶體之情形，其作用速度由於大集極一基體電容（ Csub)而惡化。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 ^^^1 ^^^1 In ^^^1 ^^^1 ^>1— ^^^1 n ^^^1 ^n* ^ 、V5 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 另一方面，在於閂定模式中作用之電晶體由具有橫向 結構之MO S電晶體構成之情形，作用速度提高，因爲集 極一基體電容非常小。 以上實施例中所示之快閃A/D變換器可應用於圖6 所示之P RML信號處理中，此無待言。 雖本發明已以實施例來作特別說明，但本發明並不限 於此等實施例，且在本發明之範圍內可作各種更改及修改 ，而不脫離本發明之要旨，此自無待言。 由本申請書所發表之發明所獲得之效果可歸納如下。 本紙張尺度適用中國國家標率 ( CNS ) A4規格（210X297公嫠）_ & - A7 B7 五、發明説明（23 ) (1 )依據本發明，可減少快閃A / D變換器中之功 率消耗，且可疊置更多之比較器。 號之 信輸 中傳 器速 換高 變之 D號 \ 信 A 置 閃疊 快止 除防 消可 可而 ， 從 明， 發響 本影 據之 依容 t \1/ 賃 2 生 { 寄。 之化 線惡 , ,4 τ* 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）