施例促进跨越共模电压范围控制比较器108的输入偏移。参考图3阐释比较器108的框图的实例性实施例。
[0023]比较器108的实例为轨对轨比较器。轨对轨比较器可定义为具有上到正供电轨且下到负供电轨而扩展的输出范围的比较器。在采用轨对轨比较器来控制比较器108的输入偏移时，输入偏移由于具有不同偏移的η型金属氧化物半导体(NMOS)输入晶体管对及5型金属氧化物半导体(PMOS)输入晶体管对的存在而变化。作为所述不同偏移的结果，输入偏移在比较器108的转接点处突然改变，借此导致斜坡信号的斜率误差及PCMC应用的控制回路的不稳定性。下文参考图2Α到2C的图形表示阐释此。
[0024]图2Α到2C为根据实例性情况图解说明多个比较器输入电压的相应工作循环的图形表示。在PCMC应用中，具有有限偏移的比较器(例如比较器108(在图1中))用于通过将模拟信号与DAC 106的斜坡信号进行比较而将模拟信号转换成工作循环信息。假使比较器108的输入偏移是恒定的，那么斜坡信号的斜率保持恒定。
[0025]参考图2A，展示在y轴212上标绘的比较器输入电压(Vc)对比在x轴214中标绘的工作循环之间的曲线图210。描绘对应于实例性情况的曲线图210，其中假定比较器108为理想比较器。如所展示，由y轴212上的参考数字216、218及220指示的三个实例性比较器输入电压具有分别由X轴上的参考数字222、224及226指示的对应工作循环。在实例性情况中，由参考数字216、218及220指示的比较器输入电压分别为具有分别由x轴214上的参考数字222、224及226指示为40 %、30 %及20 %的相应工作循环的1.58伏(V)、1.62V及1.66V。因此，对于理想比较器，当比较器输入电压的差是恒定的(举例来说，为40毫伏(mV))时工作循环的改变是恒定的(举例来说，为10%)。理想比较器的DAC 106的输出由曲线图的斜率228表不。
[0026]参考图2B，展示在y轴212上标绘的比较器输入电压(Vc)对比在x轴214中标绘的工作循环之间的曲线图230。描绘对应于实例性情况的曲线图230，其中针对有限值的输入偏移，由参考数字216、218及220指示的比较器输入电压有效地改变为由,轴212上的参考数字232、234及236指示的比较器输入电压。在实例性情况中，当输入偏移为20mV时，由参考数字216、218及220表示的比较器输入电压(举例来说，分别为对应电压值1.58V、1.62V及1.66V)有效地改变为分别由参考数字232、234及236指示的比较器输入电压(分别为电压值(举例来说)1.60V、1.64V及1.68V)，如图2B中所展示。在实例性情况中，由参考数字232、234及236指示的比较器输入电压的工作循环也改变为分别由x轴214上的参考数字238、240及242指示的工作循环。举例来说，针对由参考数字232、234及236指示的比较器输入电压(举例来说，分别为电压值1.60V、1.64V及1.68V)，由参考数字238、240及242指示的实例性工作循环分别为35%、25%及15%。然而，当比较器的输入偏移为有限值(举例来说20mV)时且当比较器输入电压的差是恒定的(举例来说20mV)时，工作循环的改变也是恒定的，为10%的值。具有为有限值的输入偏移的比较器108的DAC 106的输出由斜率244表示。
[0027]参考图2C，展示在y轴212上标绘的比较器输入电压(Vc)对比在x轴214上标绘的工作循环之间的曲线图250。描绘对应于实例性情况的曲线图250，其中比较器108的输入偏移经调整使得针对高于比较器电压的比较器输入电压，输入偏移为有限值，且针对低于相同比较器电压的比较器输入电压，输入偏移为零。因此，由y轴212上的参考数字216、218及220指示的比较器输入电压有效地改变为分别由y轴212上的参考数字216、218及236指示的比较器输入电压，如图2C中所展示。在一实例中，如果针对高于1.65V的情况输入偏移为20mV且针对低于1.65V的情况输入偏移为OmV，那么由参考数字216、218及220指示的为1.58V、1.62V及1.66V的比较器输入电压分别有效地改变为由参考数字216、218及236指示的为1.58V、1.62V及1.68V的比较器输入电压。由参考数字216、218及236指示的比较器输入电压的对应工作循环还分别改变为由参考数字222、224及242指示的电压。在一实例中，由参考数字216、218及236指示的为1.58V、1.62V及1.68V的比较器输入电压的对应工作循环分别改变为分别由参考数字222、224及242指示的为40%、30%及15%的工作循环。因此，如所图解说明，工作循环的改变不针对比较器输入电压的恒定差而保持恒定。举例来说，比较器输入电压的差针对1.58V及1.62V的比较器输入电压是恒定的，为20mV，且工作循环的改变也是恒定的，为10%。然而，当比较器输入电压的差针对1.62V及1.68V的比较器输入电压是恒定的(为20mV)时，工作循环的改变为从10%到15%。因此，DAC106的输出对于比较器108是非线性的(其中输入偏移随比较器输入电压而非线性地改变)且由斜率252表示。
[0028]图3是根据实施例的比较器300的电路图。在一实施例中，图3中所图解说明的比较器300是比较器108的实例。在一实施例中，比较器300可在多个应用中用于将两个输入信号(例如两个电压或两个电流)进行比较，且提供指示输入信号的相对值的输出。比较器300的应用的实例可包含切换电路、时钟恢复电路、窗检测器、施密特(Schmitt)触发器及电平检测器。比较器300可用于多个电子装置(举例来说，微控制器、计算机、移动电话及其它手持式电子装置)、计量系统、定时器以及警报及监视电路中。比较器300可经设计以用于完全差分操作，其中比较器300的两个输入是差分输入(Vi+及V1-)，以供与完全差分模拟电路一起使用。比较器300还设计为轨对轨比较器以供用于轨对轨操作中，其中比较器300在从负供电轨到正供电轨的宽广共模输入电压范围内操作。
[0029]轨对轨比较器(例如比较器300)使用两个互补差分晶体管对，举例来说在共模电压范围的高端(正供电轨)处操作的NMOS输入晶体管对及经配置以在共模输入电压范围的低端(负供电轨)处操作的PMOS输入晶体管对。尽管轨对轨比较器的此设计可促进在正供电轨与负供电轨之间的全范围内的操作，但在操作的转接点处存在不确定性能。本文中，术语‘转接点’可指代其中轨对轨比较器在NMOS输入晶体管对与PMOS输入晶体管对之间转变的电压值。比较器的不确定性能归因于轨对轨比较器的变化的偏移，变化的偏移是由于PMOS输入晶体管对及NMOS输入晶体管对与不同偏移相关联，此在转接点处产生DAC106的斜坡信号的斜率误差。
[0030]在一实施例中，比较器300可促进输入晶体管对之间的平稳转变，借此缓解比较器的归因于变化的偏移的不确定性能的风险。在实例性实施例中，比较器300可采用包含第一输入电路及第二输入电路的输入偏移控制电路，使得第一输入电路及第二电路经配置以分别在第一共模电压范围及第二共模电压范围内操作。在一实施例中，输入偏移控制电路经配置而以使得基于增加共模电压来减小与第一输入电路相关联的第一输入电流且增加与第二输入电路相关联的第二输入电流的方式操作，借此促进从第一输入电路到第二输入电路的平稳转变。
[0031]参考图3，比较器300包含耦合到增益电路(举例来说，增益电路116)的输入偏移控制电路(举例来说，输入偏移控制电路114)。在一些实施例中，比较器300仅包含输入偏移控制电路114且不包含增益电路116。下文中，为了理解方便及描述简洁，输入偏移控制电路114可称为输入电路114。如所讨论，输入电路114包含例如第一输入电路302的第一输入电路及例如第二输入电路304的第二输入电路。
[0032]第一输入电路302包含第一差分晶体管对306及第一电阻兀件308。第一差分晶体管对306包含第一晶体管310及第二晶体管312。在一实施例中，第一晶体管310及第二晶体管312的栅极端子分别耦合到正端子(举例来说Vi+)及负端子(举例来说ViJ。另夕卜，第一晶体管310及第二晶体管312的源极端子分别耦合到第一电阻元件308的第一端子350。第一晶体管310及第二晶体管312的漏极端子耦合到第二输入电路304的输出，如稍后段落中将阐释。第一电阻元件308的第二端子348耦合到供应电压源(Vcc)。
[0033]在一实施例中，第二输入电路304经配置以在第二共模电压范围内操作。在一实施例中，第二输入电路304包含耦合到电压电平移位电路316的第二差分晶体管对314。在一实施例中，第二差分晶体管对314包含第三晶体管318及第四晶体管320。电压电平移位电路316包含至少一个电流镜电路(举例来说，电流镜电路330A及/或电流镜电路330B)及至少一个第一电流路径(322A及