一種輸出失調(diào)自校準(zhǔn)的高增益低功耗比較器的制作方法

一種輸出失調(diào)自校準(zhǔn)的高增益低功耗比較器的制作方法摘要本文提出了一種輸出失調(diào)自校準(zhǔn)的高增益低功耗比較器的制作方法。該比較器采用了失調(diào)自校準(zhǔn)技術(shù)，可以有效減小由于器件參數(shù)漂移引起的失調(diào)現(xiàn)象，提高比較器的精度和穩(wěn)定性。并且，該比較器利用了差分放大器的高增益特性，可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度的比較功能。此外，該比較器還具有低功耗的特點(diǎn)，適用于嵌入式系統(tǒng)等對(duì)功耗要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。引言比較器是數(shù)字電路中常用的模塊，主要用于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的比較和判定。在許多應(yīng)用場(chǎng)景中，比較器的精度和穩(wěn)定性是非常重要的。然而，由于器件參數(shù)漂移等因素的影響，比較器會(huì)產(chǎn)生失調(diào)現(xiàn)象，導(dǎo)致精度和穩(wěn)定性的下降。為了解決這一問題，許多失調(diào)校準(zhǔn)技術(shù)被應(yīng)用到比較器設(shè)計(jì)中。本文提出了一種輸出失調(diào)自校準(zhǔn)的高增益低功耗比較器的制作方法。該比較器采用了失調(diào)自校準(zhǔn)技術(shù)，可以有效減小由于器件參數(shù)漂移引起的失調(diào)現(xiàn)象，提高比較器的精度和穩(wěn)定性。并且，該比較器利用了差分放大器的高增益特性，可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度的比較功能。此外，該比較器還具有低功耗的特點(diǎn)，適用于嵌入式系統(tǒng)等對(duì)功耗要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。比較器的設(shè)計(jì)差分放大器差分放大器是比較器設(shè)計(jì)中常用的核心部件。在本文的比較器中，差分放大器的作用是將輸入電壓進(jìn)行放大，并產(chǎn)生差分輸出。由于比較器需要對(duì)高、低電平進(jìn)行精確的比較，因此差分放大器的增益應(yīng)該盡量高。差分放大器的輸出可以表示為：$$V_{out}=A_d\\cdot(V_{in+}-V_{in-})$$其中Ad表示差分放大器的差分增益，Vin+和通常情況下，差分放大器的增益Ad失調(diào)校準(zhǔn)比較器中常常會(huì)出現(xiàn)失調(diào)現(xiàn)象，其主要原因是由于器件參數(shù)的不一致導(dǎo)致的。為了解決這一問題，失調(diào)校準(zhǔn)技術(shù)被引入到比較器的設(shè)計(jì)中，用于提高比較器的精度和穩(wěn)定性。在本文的比較器中，采用了一種輸出失調(diào)自校準(zhǔn)的技術(shù)。其基本的思路是將比較器的輸出作為一個(gè)反饋信號(hào)，通過反饋?zhàn)饔?，調(diào)整差分放大器的偏置電壓，從而實(shí)現(xiàn)輸出失調(diào)的自校準(zhǔn)。具體地說，當(dāng)比較器輸出為高電平時(shí)，反饋信號(hào)會(huì)增加差分放大器正端的電壓，使得差分放大器正端的電壓與負(fù)端的電壓相等。此時(shí)，比較器的輸出下降，反饋信號(hào)消失，差分放大器的偏置電壓便得到了調(diào)整。當(dāng)比較器輸出為低電平時(shí)，上述過程也會(huì)發(fā)生，只是方向相反。通過輸出失調(diào)自校準(zhǔn)技術(shù)，本文的比較器可以有效減小失調(diào)現(xiàn)象，提高比較器的精度和穩(wěn)定性。電路實(shí)現(xiàn)基于上述設(shè)計(jì)思路，本文的比較器的電路實(shí)現(xiàn)如下：+-----------+

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|M1|

||

Vin+-------+----------------------+||

||||

|+--+-+--+----+----Vout

Vref-------+----+|M2|M3||

|+--+|||

|||||

R1|R2|+----+|

|||||

|+----+------+-------+|

|||

||R3|

||---+----+------------+|

||||||

||||||

|R4|||R5||

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|+---+---+-+--+|

|||||

+-----------+|||

+-+-+其中M1,M2,M3為三個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，R1,R2,R3,R4,R5為五個(gè)電阻器。差分放大器的輸出由晶體管M1和晶體管M2的共同作用產(chǎn)生，由于額外的電阻器R4和R5的作用，差分放大器的增益Ad$$A_d=-\\frac{R4\\parallelR5}{R3}$$其中$\\parallel$表示并聯(lián)。在比較器的工作過程中，M3作為反饋電路的開關(guān)，根據(jù)比較器輸出的高低電平，控制反饋電路產(chǎn)生正、負(fù)向的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)失調(diào)的