一种基于可调电荷泵的动态比较器失调校准电路的制作方法

文档序号:19148845发布日期:2019-11-15 23:50阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于可调电荷泵的动态比较器失调校准电路,包括:比较器、电荷泵电路和逻辑控制电路;比较器的校准输入端作为本电路的输出端,比较器的输出端与电荷泵电路的输入端相连,电荷泵电路的控制端与逻辑控制电路的输出端相连;其中,当比较器的输出发生变化时,逻辑控制电路产生相应的脉冲控制电荷泵电路的通断,以调节电荷泵的充放电速率;电荷泵电路包括上端电容和下端电容,该上端电容选择性地耦合于电源电压或校准输入电压,该下端电容选择性地耦合于地电压或校准输入电压。

2.如权利要求1所述的基于可调电荷泵的动态比较器失调校准电路,其特征在于,比较器为预放大动态比较器,包括预放大级和锁存级,预放大级用于放大差分输入电压并抑制回踢噪声,锁存级利用正反馈把输出电压拉至高电平和低电平。

3.如权利要求2所述的基于可调电荷泵的动态比较器失调校准电路,其特征在于,预放大级包括输入晶体管m1、m2,校准输入管mc1、mc2,开关管msw1、msw2,尾电流管mtail1,以及晶体管m3、m4;m1、m2的栅极分别与输入端vip、vin相连,并通过漏极分别与m3、mc1、m4及mc2相连,通过源极分别与开关管msw1、msw2相连;开关管msw1、msw2的栅极分别与节点q、p相连,并通过源极与尾电流管mtail1相连;尾电流管mtail1的栅极与比较器的输入时钟clk相连,源极接地;晶体管m3、m4的栅极与clk相连,源极接电源;晶体管mc1、mc2的栅极与节点q、p相连,源极接电源;

锁存级包括尾电流管mtail2,晶体管m5-m10;尾电流管mtail2的栅极与时钟clk的反相clkb相连,源极接电源,并通过漏极与晶体管m9、m10相连;晶体管m9、m10通过比较器输出节点outp、outn分别与m7、m8相连;晶体管m5、m6的源漏极分别与m7、m8的源漏极相连,源极接地;

预放大级的晶体管mc1通过节点p与锁存级的晶体管m5相连,预放大级的晶体管mc2通过节点q与锁存级的晶体管m6相连。

4.如权利要求3所述的基于可调电荷泵的动态比较器失调校准电路,其特征在于,数字控制电路的输入端与比较器的输出端outp、outn相连,输出端与mp2、mn2的栅极相连;其中,outp经过三个反相器和与非门与节点uppre相连,outn再经过一个反相器与节点dnpre相连。

5.如权利要求1所述的基于可调电荷泵的动态比较器失调校准电路,其特征在于,可调电荷泵电路包括两级,第一级由mos管mp1、mp2、mn1及mn2组成,电流为2i,负责vcal_n的快速建立;第二级包括mos管mp3、mn3、mp4、mn4,电流为i,提供稳定的低电流;mp2、mn2的栅极与控制逻辑的输出端s1、s2相连,mp1、mn1、mp3及mn3的栅极与比较器的输出相连。

6.如权利要求5所述的基于可调电荷泵的动态比较器失调校准电路,其特征在于,在校准开始时,电荷泵以3i的电流启动,形成最高泵速;然后控制mp2、mn2关闭第一级,将电流降低到i,直至vcal_n稳定至某一参考电平附近。

7.如权利要求5所述的基于可调电荷泵的动态比较器失调校准电路,其特征在于,电荷泵电路为基于电容电荷共享的电荷泵,其电路由mos管mp1、mp2、mn1及mn2和电容cup、cdn、ccaln组成;mp1、mn1通过x、y节点与mp2、mn2相连;mp2、mn2源极分别接电源、接地;cup、cdn的上极板分别接入x、y节点,下极板接地;ccaln的上极板接入vcal_n,下极板接地。

8.如权利要求7所述的基于可调电荷泵的动态比较器失调校准电路,其特征在于,在电荷泵处于预充状态时,mp2、mn2导通,x、y点被预充为vdd和gnd;在校准阶段,若比较器的失调电压为正,即比较器输出outp=1,outn=0,那么mp1导通,电容ccaln和cup之间发生电荷共享,使得vcal_n的电压上升。


技术总结
本发明提出一种基于可调电荷泵的动态比较器失调校准电路,包括:比较器、电荷泵电路和逻辑控制电路。比较器的校准输入端作为本电路的输出端,比较器的输出端与电荷泵电路的输入端相连,电荷泵电路的控制端与逻辑控制电路的输出端相连;其中,只要比较器的输出发生变化,逻辑控制电路就会产生相应的脉冲控制电荷泵电路的通断,以调节电荷泵的充放电速率。本发明实现了一种用于高速动态比较器的新型校准技术,本电路利用基于电容电荷分享的可调电荷泵电路来控制校准过程,降低了比较器的失调电压,这种值的选择提供了足够的校准范围并形成可以忽略不计的校准噪声。

技术研发人员:张姣;盖伟新;冯玉凡;蒲中柱;冯建华
受保护的技术使用者:北京大学
技术研发日:2019.07.08
技术公布日:2019.11.15
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