TWI521821B

TWI521821B - 湧流補償電路及比較器模塊

Info

Publication number: TWI521821B
Application number: TW103145348A
Authority: TW
Inventors: 劉漢麒
Original assignee: 原相科技股份有限公司
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-02-11
Also published as: TW201624864A; US9696737B2; US20160190910A1

Description

湧流補償電路及比較器模塊

本發明係關於一種湧流補償電路，且特別是關於一種可以減少供應電源產生之湧流的湧流補償電路以及具有此湧流補償電路的比較器模塊。

電子裝置多數需要一個直流的供應電源，以提供其所需的電力。當電子裝置的晶片中的特定電路(例如，比較器電路)之一輸出信號轉態後(例如，由低電壓轉態至高電壓)，特定電路會瞬間地向供應電源汲取一個較大電流(亦即，湧流)，導致供應電源輸出的電流較為不穩定，從而減少特定電路或供應電源的電壓穩定性及使用壽命。

請參照圖1，圖1是典型比較器電路的電路圖。比較器電路1包括多個P型電晶體(例如，P型金屬氧化物半導體電晶體，簡稱為PMOS)P1~P3與多個N型電晶體(例如，N型金屬氧化物半導體電晶體，簡稱為NMOS)N1~N4。P型電晶體P1~P3的源極用以電性耦接供應電源VDDA，N型電晶體N3、N4的源極電性耦接接地電壓GND，且N型電晶體N3、N4的閘極用以接收偏壓信號VBIAS。P型電晶體P1的閘極電性耦接P型電晶體P2的閘極、P型電晶體P1的汲極與N型電晶體N1的汲極，P型電晶體P2的汲極電性耦接P型電晶體P3的閘極與N型電晶體N2的汲極，而N型電晶體N1、N2的閘極分別用以接收第一輸入信號 VIN與第二輸入信號VIP。N型電晶體N1、N2的源極電性耦接N型電晶體N3的汲極，N型電晶體N4的汲極電性耦接P型電晶體P3的汲極與比較器電路1的輸出級，以產生輸出信號VOUT。透過上述的耦接方式，N型電晶體N1~N3與P型電晶體P1、P2形成一個輸入差動級，而N型電晶體N4與P型電晶體P3形成一個輸出級。

請同時參照圖1與圖2，圖2是典型比較器電路的第一輸入信號、第二輸入信號與比較器電路之輸出級的電流的波形圖。於時間T1前，當第一輸入信號VIN遠大於第二輸入信號VIP，則流經N型電晶體N1與P型電晶體P1之電流會遠大於流經N型電晶體N2與P型電晶體P2之電流(流經N型電晶體N1與P型電晶體P1之電流與流經N型電晶體N2與P型電晶體P2之電流會等於電流I1)，使得P型電晶體P3會被關閉。此時N型電晶體N4為導通狀態，故輸出信號VOUT會是低電壓，且比較器電路1之輸出級的電流I2幾乎為0。

於時間T1附近，當第一輸入信號VIN逐漸相近於第二輸入信號VIP，並接著小於第二輸入信號VIP時，則流經N型電晶體N1與P型電晶體P1之電流會會逐漸地降低，並且小於流經N型電晶體N2與P型電晶體P2之電流，使得P型電晶體P3會被開啟。此時，輸出信號VOUT會由低電壓轉態至高電壓，因此，比較器電路1之輸出級的電流I2會由0逐漸地變大。最後，於時間T1之後，第一輸入信號VIN遠小於第二輸入信號VIP，輸出信號VOUT穩定地維持高電壓，並且比較器電路1之輸出級的電流I2為穩定的電流。

由上述內容可以得知，輸出信號VOUT轉態前後的比較器電路1之輸出級的電流I2並不相同，在目前電子裝置多為高頻操作的情況下，比較器電路1的輸出級之輸出信號VOUT可能會頻繁地轉態，供應電源VDDA輸出的電流會不穩定，從而減少比較器電路1與供應電源VDDA的電壓穩定性及使用壽命。

除了上述典型的比較器電路之外，目前還有一種具有自動歸零功能的比較器電路。請參照圖3，圖3是典型具有自動歸零功能之比較器電路的電路圖。相較於圖1之比較器電路1，比較器電路3額外地具有多個P型電晶體PA1、PA2、隔離電容C1~C3與N型電晶體NA1。P型電晶體PA1、PA2的閘極接收自動歸零控制信號AZ的反向信號AZB，P型電晶體PA1、PA2的汲極分別電性耦接N型電晶體N1、N2的汲極，且P型電晶體PA1、PA2的源極分別電性耦接N型電晶體N1、N2的閘極。N型電晶體NA1的閘極接收自動歸零控制信號AZ，N型電晶體NA1的汲極電性耦接N型電晶體N4的汲極，而N型電晶體NA1的源極電性耦接N型電晶體N4的閘極。另外，N型電晶體N1、N2的閘極係透過隔離電容C1、C2分別接收第一輸入信號VIN與第二輸入信號VIP，且N型電晶體N4的閘極並非電性耦接偏壓信號VBIAS，而是透過隔離電容C3電性耦接接地電壓GND。透過上述的耦接方式，當自動歸零控制信號AZ致能時，輸出信號VOUT會被歸零至預設設計電壓值，但比較器電路3之輸出級的電流I2則是一個不為0的穩定電流。當自動歸零控制信號AZ禁能時，則比較器電路3等效上與圖1之比較器電路1相同。

請同時參照圖3與圖4，圖4是典型具有自動歸零功能之比較器電路的第一輸入信號、第二輸入信號、比較器電路之輸出級的電流與自動歸零控制信號的波形圖。自動歸零控制信號AZ僅有在時間t0到t1之間為致能，此時，P型電晶體PA1、PA2、P3與N型電晶體NA1、N4會導通，故不論第一輸入信號VIN與第二輸入信號VIP，輸出信號VOUT會被歸零至預設設計電壓值，且比較器電路之輸出級的電流I2是一個不為0的穩定電流。自動歸零控制信號AZ被禁能時，比較器電路3等效上與圖1之比較器電路1相同，故輸出信號VOUT轉態前後的比較器電路3之輸出級的電流I2並不相同，供應電源VDDA輸出的電流仍舊不穩定，從而減少比較器電路1與供應電源VDDA的電壓穩定性及使用壽命。

本發明實施例提供一種湧流補償電路。此湧流補償電路用以補償特定電路之輸出級上之輸出信號轉態後對供應電源汲取的湧流，其包括補償電流產生單元與偏壓單元。補償電流產生單元電性耦接特定電路的輸出級，而偏壓單元電性耦接補償電流產生單元。補償電流產生單元根據輸出信號向供應電源汲取補償電流，其中補償電流實質上相等於湧流，以使特定電路的輸出級的電流與補償電流之和於輸出信號轉態前後仍實質上維持不變。偏壓單元用以提供偏壓給補償電流產生單元，以接收通過補償電流產生單元的補償電流或輸出補償電流給補償電流產生單元。

本發明實施例提供一種比較器模塊。此比較器模塊包括比較器電路與湧流補償電路，其中湧流補償電路用以補償比較器電路之輸出級上之輸出信號轉態後對供應電源汲取的湧流。湧流補償電路包括補償電流產生單元與偏壓單元，其中補償電流產生單元電性耦接比較器電路的輸出級，且偏壓單元電性耦接補償電流產生單元。補償電流產生單元根據輸出信號，向供應電源汲取補償電流，其中補償電流實質上相等於湧流，以使特定電路的輸出級的電流與補償電流之和於輸出信號轉態前後仍實質上維持不變。偏壓單元用以提供偏壓給補償電流產生單元，以接收通過補償電流產生單元的補償電流或輸出補償電流給補償電流產生單元。於輸出信號轉態前，補償電流產生單元被致能，以向供應電源汲取補償電流。於輸出信號轉態後，補償電流產生單元被禁能，而不向供應電源汲取補償電流。

綜上所述，本發明實施例所提供的湧流補償電路可以用以讓供應電源於特定電路之輸出信號轉態前後所輸出的電流實質上相同。另外，本發明實施例所提供的比較器模組使用上述湧流補償電路，因此供應電源於比較器電路之輸出信號轉態前後所輸出的電流實質上相同。由於供應電源輸出信號轉態前後所輸出的電流實質上相同，因此，可使用上述湧流補償電路來維持提供穩定電壓及延長供應電源、特定電路與比較器電路的使用壽命。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

1、3、51、51’、81、81’‧‧‧比較器電路

5、5’、8、8’‧‧‧比較器模組

52、52’、82、82’‧‧‧湧流補償電路

521、521’、821、821’‧‧‧補償電流產生單元

522、522’、822、822’‧‧‧偏壓單元

823、823’‧‧‧自動歸零偵測單元

C1~C3‧‧‧隔離電容

N1~N4、NA1、NA2、NC1、NCA1、NCA2‧‧‧N型電晶體

P1~P4、PA1、PA2、PC1、PCA1、PCA2‧‧‧P型電晶體

圖1是典型比較器電路的電路圖。

圖2是典型比較器電路的第一輸入信號、第二輸入信號與比較器電路之輸出級的電流的波形圖。

圖3是典型具有自動歸零功能之比較器電路的電路圖。

圖4是典型具有自動歸零功能之比較器電路的第一輸入信號、第二輸入信號、較器電路之輸出級的電流與自動歸零控制信號的波形圖。

圖5是本發明實施例的比較器模組的電路圖。

圖6是本發明實施例之比較器模組的第一輸入信號、第二輸入信號與較器電路之輸出級的電流及補償電流之和的波形圖。

圖7是本發明另一實施例的比較器模組的電路圖。

圖8是本發明實施例的具有自動歸零功能之比較器模組的電路圖。

圖9是本發明實施例之比較器模組的第一輸入信號、第二輸入信號、較器電路之輸出級的電流及補償電流之和與自動歸零控制信號的波形圖。

圖10是本發明另一實施例的具有自動歸零功能之比較器模組的電路圖。

在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。

本發明實施例提供一種湧流補償電路，此湧流補償電路可用以補償特定電路之輸出級上之輸出信號轉態前後對供應電源汲取的湧流。此湧流補償電路主要具有補償電流產生單元與偏壓單元，補償電流產生單元根據特定電路之輸出級上的輸出信號決定是否向供應電源汲取補償電流，而偏壓單元提供偏壓給補償電流產生單元。所述補償電流實質上相同於所述湧流，而使得特定電路之輸出級的電流與補償電流之和於輸出信號轉態前後仍實質上維持不變，也就是說，供應電源係輸出穩定的電流。

在本發明一實施例中，上述特定電路可以是一種比較器電路(但本發明並不限制特定電路為比較器電路)，且比較器電路與湧流補償電路可以構成比較器模塊。另外，若選用的比較器電路具有自動歸零功能，則湧流補償電路更包括自動歸零偵測單元。當自動歸零控制信號禁能(亦即，自動歸零控制信號為邏輯低準位與自動歸零控制信號的反向信號為邏輯高準位，且比較器電路的自動歸零功能被禁能)，則自動歸零偵測單元用以傳遞比較器電路的輸出信號給補償電流產生單元，也就是說，補償電流產生單元與偏壓單元不會受到影響，依然可使特定電路之輸出級的電流與補償電流之和於輸出信號轉態前後仍實質上維持不變。相反地，當自動歸零控制信號致能(亦即，自動歸零控制信號為邏輯高準位與自動歸零控制信號的反向信號為邏輯低準位，且比較器電路的自動歸零功能被致能)，則自動歸零偵測單元會禁能補償電流產生單元，使得補償電流單元不向供應電源汲取補償電流，因此，即便是在自動歸零功能致能的情況下，供應電源輸出的電流實質上與自動歸零功能禁能時的電流相同。

以下將以數種不同的實施例配合圖式進一步地說明湧流補償電路與使用此湧流補償電路之比較器模組的細部實現方式，當然，所屬技術領域具有通常知識者會理解下述實施例並非用以限制本發明。

請參照圖5，圖5是本發明實施例的比較器模組的電路圖。比較器模組5包括比較器電路51與湧流補償電路52。湧流補償電路電性耦接比較器電路51的輸出級，以補償比較器電路51之輸出級上的輸出信號VOUT轉態(例如，由低電壓變為高電壓)後對供應電源VDDA汲取的湧流。比較器電路51為一個典型比較器電路，其與圖1的比較器電路1相同，故不贅述。湧流補償電路52包括補償電流產生單元521與偏壓單元522，其中補償電流產生單元521電性耦接比較器電路51的輸出級與供應電源VDDA，而偏壓單元522電性耦接補償電流產生單元521，並接收偏壓信號VBIAS。

補償電流產生單元521可根據輸出信號VOUT向供應電源VDDA汲取補償電流IC，其中補償電流IC實質上相等於湧流，以使比較器電路51之輸出級的電流I2與補償電流IC之和於輸出信號VOUT轉態前後仍實質上維持不變，亦即，供應電源VDDA係輸出穩定的電流。偏壓單元522用以提供偏壓給補償電流產生單元521，以接收通過補償電流產生單元521的補償電流IC。

於此實施例中，補償電流產生單元521為P型電晶體PC1。P型電晶體PC1的汲極電性耦接偏壓單元522，P型電晶體PC1的源極電性耦接供應電源VDDA，P型電晶體PC1的閘極用以接收輸出信號VOUT，以使P型電晶體PC1依據輸出信號VOUT而被開啟或關閉(亦即，使補償電流產生單元521被致能或禁能)，並據此向供應電源VDDA汲取補償電流IC。

另外，於此實施例中，偏壓單元為N型電晶體NC1。N型電晶體NC1的汲極電性耦接補償電流產生單元521，N型電晶體NC1的源極電性耦接接地電壓GND，N型電晶體NC1的閘極用以接收偏壓信號VBIAS，以使N型電晶體NC1接收通過補償電流產生單元521的補償電流IC。

請同時參照圖5與圖6，圖6是本發明實施例之比較器模組的第一輸入信號、第二輸入信號與比較器電路之輸出級的電流及補償電流之和的波形圖。在輸出信號VOUT轉態前(也就是時間T1前，輸出信號VOUT為低電壓，比較器電路51之輸出級的電流I2為0)，補償電流產生單元被致能(P型電晶體PC1會被開啟)，以向供應電源VDDA汲取補償電流IC。於輸出信號VOUT轉態後(也就是時間T1後，輸出信號VOUT為高電壓)，補償電流產生單元521被禁能(P型電晶體PC1會被關閉)，而不向供應電源VDDA汲取補償電流IC(亦即，使補償電流等於0)。透過N型電晶體N4、N型電晶體NC1通道寬長比進行設計，可以讓輸出信號VOUT轉態前的補償電流IC實質上等同於輸出信號VOUT轉態後之比較器電路51的輸出級之電流I2，以使比較器電路51之輸出級的電流I2與補償電流IC之和於輸出信號VOUT轉態前後仍實質上維持不變。

附帶一提的是，僅需對圖5之比較器電路5的耦接方式作些微的修改，多個N型電晶體N1~N4可以改用多個P型電晶體來實現，且多個P型電晶體P1~P3可以改用多個N型電晶體來實現。另外，於此種比較器模組中，湧流補償電路內的補償電流產生單元與偏壓單元之耦接方式亦會有對應地改變。以下將介紹此種比較器模組的細節。

請參照圖7，圖7是本發明另一實施例的比較器模組的電路圖。比較器模組5’包括比較器電路51’與湧流補償電路52’。比較器電路51’包括多個N型電晶體N1~N3與多個P型電晶體P1~P4。N型電晶體N1~N3的源極用以電性耦接接地電壓GND，N型電晶體P3、P4的源極電性耦接供應電源VDDA，且N型電晶體P3、P4的閘極用以接收偏壓信號VBIAS。N型電晶體N1的閘極電性耦接N型電晶體N2的閘極、N型電晶體N1的汲極與P型電晶體P1的汲極，N型電晶體N2的汲極電性耦接N型電晶體N3的閘極與P型電晶體P2的汲極，而P型電晶體P1、P2的閘極分別用以接收第一輸入信號VIN與第二輸入信號VIP。P型電晶體P1、P2的源極電性耦接P型電晶體P3的汲極，P型電晶體P4的汲極電性耦接N型電晶體N3的汲極與比較器電路1的輸出級，以產生輸出信號VOUT。透過上述的耦接方式，P型電晶體P1~P3與N型電晶體N1、N2形成一個輸入差動級，而P型電晶體P4與N型電晶體N3形成一個輸出級。

湧流補償電路52’包括補償電流產生單元521’與偏壓單元522’。於此實施例中，補償電流產生單元521’電性耦接比較器電路51’的輸出級與接地電壓GND，而偏壓單元522’電性耦接補償電流產生單元521’，並接收偏壓信號VBIAS。不同於圖5的湧流補償電路52，偏壓單元522’係用以輸出補償電流IC給補償電流產生單元521’。因此，補償電流產生單元521’與偏壓單元522’係分別為N型電晶體NC1與P型電晶體PC1。

N型電晶體NC1的汲極電性耦接偏壓單元522’，N型電晶體NC1的源極電性耦接接地電壓GND，N型電晶體NC1的閘極用以接收輸出信號VOUT，以使N型電晶體NC1依據輸出信號VOUT而被開啟或關閉(亦即，使補償電流產生單元521’被致能或禁能)，並據此向供應電源VDDA汲取補償電流IC。P型電晶體PC1的汲極電性耦接補償電流產生單元521’，P型電晶體PC1的源極電性耦接供應電源VDDA，P型電晶體PC1的閘極用以接收偏壓信號VBIAS，以使P型電晶體PC1輸出補償電流IC通過補償電流產生單元521’。

附帶一提的是，除了上述比較器模組之外，本發明實施例還提供一種具有自動歸零功能的比較器模組。於具有自動歸零功能的比較器模組中，湧流補償電路更具有自動歸零偵測單元。以下將進一步地介紹此種比較器模組的細節。

請參照圖8，圖8是本發明實施例的具有自動歸零功能之比較器模組的電路圖。比較器模組8包括比較器電路81與湧流補償電路82。比較器電路81具有自動歸零功能，其與圖3的比較器電路3相同，故不再贅述。

相較於圖5的湧流補償電路52，湧流補償電路除了包括補償電流產生單元521與偏壓單元522之外，更包括自動歸零偵測單元823。補償電流產生單元821與偏壓單元822的功能分別與圖5之補償電流產生單元521與偏壓單元522的功能相同，故不再贅述重複的內容，而僅就差異處進行說明。不同於圖5之偏壓單元522，偏壓單元822之N型電晶體NC1的閘極係透過隔離電容C3電性耦接接地電壓GND，且自動歸零偵測單元823電性耦接於比較器電路81的輸出級與補償電流產生單元821之P型電晶體PC1的閘極之間。

請同時參照圖8與圖9，圖9是本發明實施例之比較器模組的第一輸入信號、第二輸入信號、較器電路之輸出級的電流及補償電流之和與自動歸零控制信號的波形圖。當自動歸零控制信號AZ為邏輯低準位與自動歸零控制信號AZ的反向信號AZB為邏輯高準位(如圖9之時間t1~T1)，即比較器電路81的自動歸零功能未被啟用時，自動歸零偵測單元823用以傳遞輸出信號VOUT給補償電流產生單元，此時比較器模組8等效上相同於比較器模組5，且湧流補償電路82使得輸出信號VOUT轉態前後之供應電源 VDDA所輸出的電流實質上相同，亦即，使比較器電路81之輸出級的電流I2與補償電流IC之和於輸出信號轉態前後仍實質上維持不變。

當自動歸零控制信號AZ為邏輯高準位與自動歸零控制信號AZ的反向信號AZB為邏輯低準位，即比較器電路81的自動歸零功能被啟用時(如圖9的時間t0~t1)，自動歸零偵測單元823用以禁能補償電流產生單元821(亦即，關閉P型電晶體PC1)，使得補償電流單元821不向供應電源VDDA汲取補償電流IC，亦即，使補償電流IC為0。於自動歸零功能致能時，比較器電路81之輸出級的電流I2等同於比較器電路81之輸出級於自動歸零功能禁能時比較器電路81之輸出級的電流I2，因此，此時不應該再讓補償電流單元821向供應電源VDDA汲取補償電流IC，以使自動歸零功能致能前後的比較器電路81之輸出級的電流I2與補償電流IC之和實質上相同。

請繼續參照圖8，接著，進一步地說明自動歸零偵測單元823的其中一種實現方式，當然此領域具有通常知識者理應理解下述自動歸零偵測單元823的實現方式並非用以限制本發明。自動歸零偵測單元823包括P型電晶體PCA1與PCA2。P型電晶體PCA1的汲極電性耦接補償電流產生單元821，P型電晶體PCA1的源極接收輸出信號VOUT，P型電晶體PCA1的閘極用以接收自動歸零控制信號AZ。P型電晶體PCA2的汲極電性耦接補償電流產生單元821與P型電晶體PCA1的汲極，P型電晶體PCA2的源極電性耦接供應電源VDDA，.P型電晶體PCA2的閘極用以接收自動歸零控制信號AZ的反向信號AZB。

當自動歸零控制信號AZ為邏輯低準位與自動歸零控制信號AZ的反向信號AZB為邏輯高準位，P型電晶體PCA1被開啟，而P型電晶體PCA2被關閉，以藉此讓輸出信號VOUT被傳送給補償電流產生單元821。當自動歸零控制信號AZ為邏輯高準位與與自動歸零控制信號AZ的反向信號AZB為邏輯低準位，P型電晶體PCA1被關閉，而P型電晶體PCA2被開啟，以藉此禁能補償電流產生單元821。

附帶一提的是，僅需對圖8之比較器電路8的耦接方式作些微的修改，多個N型電晶體N1~N4可以改用多個P型電晶體來實現，且多個P型電晶體P1~P3可以改用多個N型電晶體來實現。另外，於此種具有自動歸零功能之比較器模組中，湧流補償電路內的補償電流產生單元與偏壓單元之耦接方式亦會有對應地改變。以下將介紹此種具有自動歸零功能之比較器模組的細節。

圖10是本發明另一實施例的具有自動歸零功能之比較器模組的電路圖。比較器模組8’包括比較器電路81’與湧流補償電路82’。比較器電路81’大致上與圖7的比較器電路51’相同，但額外地具有隔離電容C1~C3、N型電晶體NA1、NA2與P型電晶體PA1。N型電晶體NA1、NA2的閘極接收自動歸零控制信號AZ，N型電晶體NA1、NA2的汲極分別電性耦接P型電晶體P1、P2的汲極，且N型電晶體NA1、NA2的源極分別電性耦接P型電晶體P1、P2的閘極。P型電晶體PA1的閘極接收自動歸零控制信號AZ的反向信號AZB，P型電晶體PA1的汲極電性耦接P型電晶體P4的汲極，而P型電晶體PA1的源極電性耦接P型電晶體P4的閘極。另外，P型電晶體P1、P2的閘極係透過隔離電容C1、C2分別接收第一輸入信號VIN與第二輸入信號VIP，且P型電晶體P4的閘極並非電性耦接偏壓信號VBIAS，而是透過隔離電容C3電性耦接供應電源VDDA。

湧流補償電路82’包括補償電流產生單元821’、偏壓單元822’與自動歸零偵測單元823’。補償電流產生單元821’與偏壓單元822’的功能與實現方式大致上與圖5的補償電流產生單元521’與偏壓單元522’的功能與實現方式相同，但偏壓單元822’的P型電晶體PC1之閘極並非用以接收偏壓信號VBIAS，而是透過隔離電容C3電性連接供應電源VDDA。

自動歸零偵測單元823’的功能與圖8的自動歸零偵測單元823的功能相同，其差異在於實現的方式略有差異。自動歸零偵測單元823’包括N型電晶體NCA1與NCA2。N型電晶體NCA1的汲極電性耦接補償電流產生單元821’，N型電晶體NCA1的源極接收輸出信號VOUT，N型電晶體NCA1的閘極用以接收自動歸零控制信號AZ的反向信號AZB。N型電晶體NCA2的汲極電性耦接補償電流產生單元821’與N型電晶體NCA1的汲極，N型電晶體NCA2的源極電性耦接接地電壓GND，N型電晶體NCA2的閘極用以接收自動歸零控制信號AZ。

當自動歸零控制信號AZ為邏輯低準位與自動歸零控制信號AZ的反向信號AZB為邏輯高準位，N型電晶體NCA1被開啟，而N型電晶體NCA2被關閉，以藉此讓輸出信號VOUT被傳送給補償電流產生單元821’。當自動歸零控制信號AZ為邏輯高準位與與自動歸零控制信號AZ的反向信號AZB為邏輯低準位，N型電晶體NCA1被關閉，而N型電晶體NCA2被開啟，以藉此禁能補償電流產生單元821’。

綜上所述，本發明實施例所提供的湧流補償電路可以用以讓供應電源於特定電路之輸出信號轉態前後所輸出的電流實質上相同。因此，在高頻操作的情況下，供應電源輸出的電流不會有太大的變化，從而使得特定電路與供應電源的操作穩定性和使用壽命可以增加。另外，本發明實施例還提供一種使用所述湧流補償電路的比較器模組，且甚至此比較器模組可以具有自動歸零功能。所述比較器模組於其輸出信號轉態前後對供應電源所汲取的電流實質上相同，故適用於高頻操作的電子裝置，且其操作穩定性和使用壽命也較傳統之比較器電路來得長。

以上所述，僅為本發明最佳之具體實施例，惟本發明之特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

5‧‧‧比較器模組

51‧‧‧比較器電路

52‧‧‧湧流補償電路

521‧‧‧補償電流產生單元

522‧‧‧偏壓單元

N1~N4、NC1‧‧‧N型電晶體

P1~P3、PC1‧‧‧P型電晶體

Claims

一種湧流補償電路，用以補償一特定電路之一輸出級上之一輸出信號轉態後對一供應電源汲取的一湧流，包括：一補償電流產生單元，電性耦接該特定電路的該輸出級，根據該輸出信號向該供應電源汲取一補償電流，其中該補償電流實質上相等於該湧流，以使該特定電路的該輸出級的電流與該補償電流之和於輸出信號轉態前後仍實質上維持不變；以及一偏壓單元，電性耦接該補償電流產生單元，用以提供一偏壓給該補償電流產生單元，以接收通過該補償電流產生單元的該補償電流或輸出該補償電流給該補償電流產生單元。
如請求項第1項所述之湧流補償電路，其中於該輸出信號轉態前，該補償電流產生單元被致能，以向該供應電源汲取該補償電流；以及於該輸出信號轉態後，該補償電流產生單元被禁能，而不向該供應電源汲取該補償電流。
如請求項第1項所述之湧流補償電路，其中該特定電路為一比較器電路。
如請求項第1項所述之湧流補償電路，其中該補償電流產生單元為一第一電晶體，該第一電晶體的一汲極電性耦接該偏壓單元，該第一電晶體的一源極電性耦接該供應電源或一接地電壓，該第一電晶體的一閘極用以接收該輸出信號，以使該第一電晶體依據該輸出信號而被開啟或關閉，並據此向該供應電源汲取該補償電流。
如請求項第1項所述之湧流補償電路，其中該偏壓單元為一第二電晶體，該第二電晶體的一汲極電性耦接該補償電流產生單元，該第二電晶體的一源極電性耦接一接地電壓或該供應電源，該第二電晶體的一閘極用以接收一偏壓信號或透過一隔離電容電性耦接該接地電壓或供應電源，以使該第二電晶體接收通過該補償電流產生單元的該補償電流或輸出該補償電流給該補償電流產生單元。
如請求項第3項所述之湧流補償電路，其中該比較器電路具有一自動歸零功能，且該湧流補償電路更包括：一自動歸零偵測單元，電性耦接於該比較器電路的該輸出級與該補償電流產生單元之間，當一自動歸零控制信號為邏輯低準位與該自動歸零控制信號的一反向信號為邏輯高準位，即該比較器電路的自動歸零功能未被啟用時，該自動歸零偵測單元用以傳遞該輸出信號給該補償電流產生單元，當該自動歸零控制信號為邏輯高準位與該自動歸零控制信號的該反向信號為邏輯低準位，即該比較器電路的自動歸零功能被啟用時，該自動歸零偵測單元用以禁能該補償電流產生單元，使得該補償電流單元不向該供應電源汲取該補償電流。
如請求項第6項所述之湧流補償電路，其中該自動歸零偵測單元包括：一第三電晶體，該第三電晶體的一汲極電性耦接該補償電流產生單元，該第三電晶體的一源極接收該輸出信號，該第三電晶體的一閘極用以接收該自動歸零控制信號或該自動歸零控制信號的該反向信號；以及一第四電晶體，該第四電晶體的一汲極電性耦接該補償電流產生單元與該第三電晶體的該汲極，該第四電晶體的一源極電性耦接該供應電源或一接地電壓，該第四電晶體的一閘極用以接收該反向信號或該自動歸零控制信號；其中當該自動歸零控制信號為邏輯低準位與該自動歸零控制信號的該反向信號為邏輯高準位，該第三電晶體被開啟，而該第四電晶體被關閉，以藉此讓該輸出信號被傳送給該補償電流產生單元；以及當該自動歸零控制信號為邏輯高準位與該自動歸零控制信號的該反向信號為邏輯低準位，該第三電晶體被關閉，而該第四電晶體被開啟，以藉此禁能該補償電流產生單元。
一種比較器模塊，包括：一比較器電路；以及一湧流補償電路，用以補償該比較器電路之一輸出級上之一輸出信號轉態後對一供應電源汲取的一湧流，包括：一補償電流產生單元，電性耦接該比較器電路的該輸出級，根據該輸出信號，向該供應電源汲取一補償電流，其中該補償電流實質上相等於該湧流，以使該輸出級的電流與該補償電流之和於輸出信號轉態前後仍實質上維持不變；以及一偏壓單元，電性耦接該補償電流產生單元，用以提供一偏壓給該補償電流產生單元，以接收通過該補償電流產生單元的該補償電流或輸出該補償電流給該補償電流產生單元；其中於該輸出信號轉態前，該補償電流產生單元被致能，以向該供應電源汲取該補償電流，以及於該輸出信號轉態後，該補償電流產生單元被禁能，而不向該供應電源汲取該補償電流。
如請求項第8項所述之比較器模塊，其中該比較器電路具有一自動歸零功能，且該湧流補償電路更包括：一自動歸零偵測單元，電性耦接於該比較器電路與該補償電流產生單元之間，當一自動歸零控制信號為邏輯低準位與該自動歸零控制信號的一反向信號為邏輯高準位，即該比較器電路的自動歸零功能未被啟用時，該自動歸零偵測單元用以傳遞該輸出信號給該補償電流產生單元，當該自動歸零控制信號為邏輯高準位與該自動歸零控制信號的該反向信號為邏輯低準位，即該比較器電路的自動歸零功能被啟用時，該自動歸零偵測單元用以禁能該補償電流產生單元，使得該補償電流單元不向該供應電源汲取該補償電流。
如請求項第8項所述之比較器模塊，其中該補償電流產生單元為一第一電晶體，該偏壓單元為一第二電晶體，該第一電晶體的一汲極電性耦接該第二電晶體的一汲極，該第一電晶體的一源極電性耦接該供應電源或一接地電壓，該第一電晶體的一閘極用以接收該輸出信號，以使該第一電晶體依據該輸出信號而被開啟或關閉，並據此向該供應電源汲取該補償電流，該第二電晶體的一源極電性耦接一接地電壓或該供應電源，該第二電晶體的一閘極用以接收一偏壓信號，以使該第二電晶體接收通過該補償電流產生單元的該補償電流或輸出該補償電流給該補償電流產生單元。
如請求項第9項所述之比較器模塊，其中該自動歸零偵測單元包括：一第三電晶體，該第三電晶體的一汲極電性耦接該補償電流產生單元，該第三電晶體的一源極接收該輸出信號，該第三電晶體的一閘極用以接收該自動歸零控制信號或該自動歸零控制信號的該反向信號；以及一第四電晶體，該第四電晶體的一汲極電性耦接該補償電流產生單元與該第三電晶體的該汲極，該第四電晶體的一源極電性耦接該供應電源或一接地電壓，該第四電晶體的一閘極用以接收該反向信號或該自動歸零控制信號；其中當該自動歸零控制信號為邏輯低準位與該自動歸零控制信號的該反向信號為邏輯高準位，該第三電晶體被開啟，而該第四電晶體被關閉，以藉此讓該輸出信號被傳送給該補償電流產生單元；以及當該自動歸零控制信號為邏輯高準位與該自動歸零控制信號的該反向信號為邏輯低準位，該第三電晶體被關閉，而該第四電晶體被開啟，以藉此禁能該補償電流產生單元。