技术领域本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种电压比较器。
背景技术：
电压比较器是模数转换器设计中的重要组成部分，也是在各种数字电子系统中应用较为广泛的电路之一。电压比较器可应用于电压监测、电平转换、D/A和A/D转换器、V/F转换、适用于采样跟踪保持电路、过零检测和延迟线的检测，系统级应用包括便携式和电池驱动的系统、扫描仪、机顶盒和高速差分线接收器。电压比较器也用于恢复时钟信号和高速方波。衡量比较器性能的指标一般有共模输入范围、最小差模输入(也就是增益)、传输时延、摆率、单位增益带宽等。电压比较器的性能，尤其是速度、功耗、延时等，对整个电路的速度、功耗和延时都有着至关重要的影响。由此科技，如何降低电压比较器的功耗和延时是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种电压比较器，用于降低电压比较器的功耗和延时。为解决上述技术问题，本发明提供一种电压比较器，包括：提供输入电流的电流源、第一N-MOS管、第二N-MOS管、第一P-MOS管、有源负载电路、第二P-MOS管、第三P-MOS管、第三N-MOS管和第四N-MOS管；其中，所述电流源的第一端接地，所述电流源的第二端与所述第一N-MOS管的源极和第二N-MOS管的源极的公共端连接，所述第一N-MOS管的栅极作为所述电压比较器的第一输入端，所述第一N-MOS管的漏极与所述有源负载电路的第一端和第二P-MOS管的栅极连接，所述第二N-MOS管的栅极作为所述电压比较器的第二输入端，所述第二N-MOS管的漏极与所述第一P-MOS管的栅极和源极连接，所述第一P-MOS管的漏极与所述有源负载电路的第二端和第三P-MOS管的栅极连接，所述有源负载电路的第三端、所述第二P-MOS管的漏极和所述第三P-MOS管的漏极与电源端连接，所述第二P-MOS管的源极与所述第三N-MOS管的漏极和第三N-MOS管的栅极连接，所述第三N-MOS管的源极与所述第四N-MOS管的源极接地，所述第三N-MOS管的栅极和所述第四N-MOS管的栅极连接，所述第四N-MOS管的漏极与所述第三P-MOS管的源极作为所述电压比较器的输出端。优选地，所述有源负载电路具体包括第四P-MOS管和第五P-MOS管；其中，所述第四P-MOS管的栅极与所述第四P-MOS管的源极连接作为所述有源负载电路的第一端，所述第五P-MOS管的源极作为所述有源负载电路的第二端，所述第四P-MOS管的漏极与所述第五P-MOS管的漏极连接作为所述有源负载电路的第三端。优选地，所述电源端的电压为2V。优选地，所述第一N-MOS管的导通电压为4V、所述第二N-MOS管的导通电压为4V、所述第三N-MOS管的导通电压为4V、所述第四N-MOS管的导通电压为4V。优选地，所述电流源为恒流电流源。优选地，所述电流源提供的电流为纳安级。本发明所提供的电压比较器，通过上述连接方式，使用较少的电子器件能够实现第一输入端和第二输入端的电压的比较。由于使用的电子器件较少，因此，电压比较器的体积更小，且由于电子器件较少，可以直接地减少电压比较器的功耗和降低延时时间。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明提供的一种电压比较器的结构图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。本发明的核心是提供一种电压比较器。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。图1为本发明提供的一种电压比较器的结构图。如图1所示，电压比较器，包括：提供输入电流的电流源Ib、第一N-MOS管T1、第二N-MOS管T2、第一P-MOS管T9、有源负载电路10、第二P-MOS管T5、第三P-MOS管T6、第三N-MOS管T7和第四N-MOS管T8；其中，电流源Ib的第一端接地，电流源Ib的第二端与第一N-MOS管T1的源极和第二N-MOS管T2的源极的公共端连接，第一N-MOS管T1的栅极作为电压比较器的第一输入端Vin-，第一N-MOS管T1的漏极与有源负载电路的第一端和第二P-MOS管T5的栅极连接，第二N-MOS管T2的栅极作为电压比较器的第二输入端Vin+，第二N-MOS管T2的漏极与第一P-MOS管T9的栅极和源极连接，第一P-MOS管T9的漏极与有源负载电路10的第二端和第三P-MOS管T6的栅极连接，有源负载电路10的第三端、第二P-MOS管T5的漏极和第三P-MOS管T6的漏极与电源端VDD连接，第二P-MOS管T5的源极与第三N-MOS管T7的漏极和第三N-MOS管T7的栅极连接，第三N-MOS管T7的源极与第四N-MOS管T8的源极接地，第三N-MOS管T7的栅极和第四N-MOS管T8的栅极连接，第四N-MOS管T8的漏极与第三P-MOS管T6的源极作为电压比较器的输出端Vout。可以理解的是，有源负载电路10可以具体包括第四P-MOS管T3和第五P-MOS管T4；其中，第四P-MOS管T3的栅极与第四P-MOS管T3的源极连接作为有源负载电路10的第一端，第五P-MOS管T4的源极作为有源负载电路10的第二端，第四P-MOS管T3的漏极与第五P-MOS管T4的漏极连接作为有源负载电路10的第三端。为了让本领域技术人员更加理解本发明提供的电压比较器的工作原理，以下给出具体的应用场景。在具体实施中，将两个待比较的电压分别输入至电压比较器的第一输入端Vin-和第二输入端Vin+。若第二输入端Vin+输入的电压小于第一输入端Vin-输入的电压，那么第一N-MOS管T1的电流大于第二N-MOS管T2的电流，则A点的电位下降，VA下降；B点的电位升高，即VB上升。VA下降导致第二P-MOS管T5的栅极电流增大，导致第二P-MOS管T5的漏极电流增大，使得第二P-MOS管T5到第三N-MOS管T7这条支路的电流变大，由于第三N-MOS管T7的栅极和漏极相连，则C点的电流和第二P-MOS管T5到第三N-MOS管T7这条支路的电流相等，即C点的电流增大，使得VC增大，即第四N-MOS管T8的栅极电压增大，释放电流的能力增强。对于Vin+支路的电流变小，则B点的电位上升，即VB上升，使得第三P-MOS管T6的栅极电流下降，漏极电流减小，导致对第三P-MOS管T6到第四N-MOS管T8这条支路的充电电流变小。则对于输出端Vout的输出电压，第三P-MOS管T6对支路的充电电流变小，第四N-MOS管T8对这条支路上电流的放电电流增大，从而使得这条支路的电流很小，使得Vout变得很小，即低电位0。由此可见，当Vin+<Vin-时，则输出端Vout输出低电平信号，换句话说，如果输出端Vout输出低电平信号，这说明说明第二输入端Vin+输入的电压小于第一输入端Vin-输入的电压。(2)若第二输入端Vin+输入的电压大于第一输入端Vin-输入的电压，那么第一N-MOS管T1的电流小于第二N-MOS管T2的电流，A点的电位上升，VA上升；B点的电位下降，即VB下降。VA下降导致第二P-MOS管T5的栅极电流减小，导致第二P-MOS管T5的漏极电流减小，使得第二P-MOS管T5到第三N-MOS管T7这条支路的电流减小，使得VC减小，即第四N-MOS管T8的栅极电压减小，释放电流的能力减弱。对于Vin+支路的电流变大，则B点的电位下降，即VB下降，使得第三P-MOS管T6的栅极电流增大，导致漏极电流增大，使得对第三P-MOS管T6到第四N-MOS管T8这条支路的充电电流变大。则对于节点Vout的输出电压，第三P-MOS管T6对支路的充电电流变大，第四N-MOS管T8对这条支路上电流的放电电流减小，从而使得这条支路的电流很大，使得Vout变得很大，即高电位1。由此可见，当Vin+>Vin-时，则输出端Vout输出高电平信号，换句话说，如果输出端Vout输出高电平信号，这说明说明第二输入端Vin+输入的电压大于第一输入端Vin-输入的电压。综上所述，图1所示的电压比较器，可以比较第一输入端Vin-和第二输入端Vin+输入的电压的大小。若输出端输出高电平信号，则说明第二输入端Vin+输入的电压大于第一输入端Vin-输入的电压；若输出端输出低电平信号，则说明第二输入端Vin+输入的电压小于第一输入端Vin-输入的电压。在具体实施中，通过设置电流源Ib的电流值，使得有源负载电路10工作在亚阈值，从而能够使得电压比较器的功耗更低。另外，由于本发明中用到的器件较少，因此电压比较器的体积更小。且由于电子器件较少，可以直接地减少电压比较器的功耗和降低延时时间。另外有源负载电路10通过第四P-MOS管T3和第五P-MOS管T4组成电流镜。通过设定电流源Ib的电流值使第四P-MOS管T3和第五P-MOS管T4工作在亚阈值区域，从而降低电压比较器的功耗。这是由于工作在亚阈值区域的晶体管相对于工作在饱和区的晶体管，具有更大的跨导与电流的比率,从而功耗更低。第一P-MOS管T9是为了稳定电路的工作点。作为一种优选的实施方式，电流源为恒流电流源。其中，电流源Ib提供的电流为纳安级。从而保证了输入差分对晶体管工作在亚阈值区域。为了减少输入的参考噪声，第四P-MOS管T3和第五P-MOS管T4工作在强反型区。作为一种优选的实施方式，电源端VDD的电压为2V。这里电源端的电压是为了给各个MOS管提供驱动电压。作为一种优选的实施方式，第一N-MOS管T1的导通电压为4V、第二N-MOS管T2的导通电压为4V、第三N-MOS管T7的导通电压为4V、第四N-MOS管T8的导通电压为4V。本发明提供的电压比较器，通过上述连接方式，使用较少的电子器件能够实现第一输入端和第二输入端的电压的比较。由于使用的电子器件较少，因此，电压比较器的体积更小，且由于电子器件较少，可以直接地减少电压比较器的功耗和降低延时时间。以上对本发明所提供的电压比较器进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。