高精度抗干扰比较器及应用该比较器的存储器结构的制作方法
【专利说明】高精度抗干扰比较器及应用该比较器的存储器结构 【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种高精度抗干扰比较器及应用该比较 器的存储器结构。 【【背景技术】】
[0002] 在电路中，比较器是一种常用的功能单元。通常主要由放大器来实现。如图1所 示，为一个最常用的比较器，它主要由放大器和反相器（非门）组成。放大器的输入端分别 为参考电压和输入。参考电压用来确定比较器比较的阈值，而输入即为被比较器比较检测 的信号。输入信号经放大器比较之后经过两个反相器整形后输出。
[0003] 对于图1中的现有比较器，因为实际工作中由于噪声等的干扰，该比较器的输出 可能会不稳定，甚至会输出错误的结果。因此为了解决上述问题，迟滞比较器被提出，如图 2所示。迟滞比较器在参考电压输入端接入串联的电阻R0、R1和R2,同时输出通过反馈回 路控制串联电阻R2的接入状态，从而就通过电阻R0、R1和R2串联电阻值的改变，就可以改 变比较器的阈值电压。从而可以在一定程度上避免噪声的干扰。
[0004] 但是，迟滞比较器也有缺点，迟滞比较器的比较电压值是一个电压范围而不是一 个电压值，因此迟滞比较器的精度就会低，同时它的抗干扰能力也是有限的。
[0005] 同时，在存储器中进行数据的读取时需要用到比较器。通常为了能够读出数据，存 储器中读取数据的比较器需要很高的灵敏度，但是，由于存储器中的存储单元中信号的不 确定性以及噪声等的干扰，有时因为比较器的灵敏度太高可能会有误动作产生。这样会使 读出的数据错误，影响存储器的准确率，而读出数据的准确率是衡量存储器优劣的一个非 常重要的指标。 【【实用新型内容】】
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种高精度抗干扰比较器及应用该比较器的存储器 结构，以解决上述技术问题。
[0007] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0008] 高精度抗干扰比较器，包括放大器以及调整模块；
[0009] 放大器的输入端连接参考电压信号线和输入电压信号线，放大器的输出接调整模 块；
[0010] 调整模块，用于调整放大器的灵敏度，使放大器工作状态灵敏度高于非工作状态； 或使放大器不工作状态灵敏度低于工作状态。
[0011] 本实用新型进一步的改进在于：调整模块为输入级M0S管的尺寸调整模块；输入 级M0S管的尺寸调整模块，用于根据放大器的输出端信号改变放大器的输入级M0S管的宽 长比，使放大器工作状态的输入级M0S管的宽长比大于非工作状态的输入级M0S管的宽长 比，进而使放大器工作状态的放大倍数大于非工作状态的放大倍数，即使放大器工作状态 的灵敏度大于非工作状态的灵敏度。
[0012] 本实用新型进一步的改进在于：调整模块为输入级M0S管的尺寸调整模块：在放 大器输入级中固定连接的输入M0S管上并联连接调节M0S管，通过开关调节并联连接的调 节M0S管的接入状态改变放大器输入级M0S管的尺寸，开关的状态由放大器的输出控制。
[0013] 本实用新型进一步的改进在于：所述开关为M0S管。
[0014] 本实用新型进一步的改进在于：调整模块为放大器的一部分或者为外设电路。
[0015] -种应用高精度抗干扰比较器的存储器结构，包括高精度抗干扰比较器；还包括 存储单元支路、参考支路和控制模块；在比较器的正相输入端接参考支路，用于生成参考电 压；在比较器的反相输入端接存储单元支路，用于生成输入电压；存储单元支路包括存储 单元；
[0016] 本实用新型进一步的改进在于：
[0017] 存储单元支路为：存储单元依次接M0S管MM3和MN41，M0S管MN41的漏极接比 较器的反相输入端，M0S管MN41的漏极通过电阻R41接到电源；M0S管MM3的源级接存储 单元，M0S管MM3的漏极与MN41的源级相连；参考支路为：参考电流依次接M0S管MN44 和MN42，M0S管MM2的漏极接比较器的正相输入端，M0S管MM2的漏极通过电阻R42接到 电源；M0S管MN44的源级接参考电流，M0S管MN44的漏极与MM2的源级相连；钳位M0S管 MN41和MM2的栅极接钳位信号，使能M0S管MM3和MN44分别接第一使能信号和第二使能 信号；所述控制模块，用于在降低比较器的灵敏度后，在比较器的进入下次正常工作状态之 前，通过控制输入级M0S管的尺寸调整模块将比较器的灵敏度提高到工作时的状态。
[0018] 本实用新型进一步的改进在于：存储单元为RRAM存储单元。
[0019] 本实用新型更进一步的改进在于：RRAM存储单元是1T1R结构。
[0020] 相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
[0021] 1、在比较器比较时灵敏度很高，能够实现高精度的比较；
[0022] 2、比较之后，通过改变放大器的放大倍数降低比较器的灵敏度，从而增加比较器 的抗干扰能力；
[0023] 3、相对于迟滞比较器，比较器的阈值范围更集中，可以是一个确定的值；
[0024] 4、本实用新型比较器实现结构简单。
[0025] 5、本实用新型比较器在存储器中使用可以极大地提高存储数据读出的准确率，而 读出数据的准确率是衡量存储器优劣的一个非常重要的指标。 【【附图说明】】
[0026] 图1为现有常规比较器的结构示意图；
[0027] 图2为迟滞比较器的结构示意图；
[0028] 图3本实用新型的一种高精度抗干扰比较器的一种结构示意图；
[0029]图4本实用新型的输入级M0S管的尺寸调整模块的结构示意图；
[0030] 图5本实用新型一种应用高精度抗干扰比较器的存储器结构示意图。 【【具体实施方式】】
[0031] 对于比较器而言，理论上：
[0032] 1、比较器的灵敏度影响比较器的抗干扰能力。灵敏度越高抗干扰能力越差。
[0033] 2、放大器的放大倍数Av影响着比较器的灵敏度。放大倍数Av越高，比较器的灵 敏度也越高。
[0034] 3、由公式
[0035] Jr 〇c (1)
[0036] 可知：放大器的放大倍数Av与放大器输入级M0S管的宽长比（W/L)的开平方成正 比；同时，放大器的放大倍数Av与偏置电流的（Id)的开平方成反比。
[0037] 由上述理论分析可知：可以通过改变放大器输入级M0S管的宽长比（W/L)或偏置 电流的（Id)改变放大器的放大倍数Av，从而改变比较器的灵敏度。
[0038] 基于上述分析，为了解决【背景技术】中现有比较器的缺点，获得一个高精度抗干扰 能力强的比较器，可以通过这样的过程实现：在比较器进行比较时，保持比较器很高的灵敏 度，而在比较器进行比较过程结束后，降低比较器的灵敏度。这样，既可以使比较器进行比 较时精度很高（因为比较器进行比较时灵敏度高），又可以使比较器的抗干扰能力增强（因 为在比较后降低了比较器的灵敏度）。
[0039] 通过改变放大器输入级M0S管的宽长比（W/L)就可以实现上述过程。
[0040] 这个过程具体为：
[0041 ] W/LI-AvI-灵敏度I
[0042] S卩：放大器输入级M0S管的宽长比（W/L)降低，放大器的放大倍数Av随之降低，导 致放大器的的灵敏度降低。
[0043] 如图3所示为本实用新型的一种实现形式：放大器输入级M0S管的尺寸改变。本 实用新型一种高精度抗干扰比较器通过放大器输入级M0S管的尺寸改变实现。放大器的输 入端连接参考电压信号线和输入电压信号线，放大器的输出端连接两个串联的反相器整形 后输出（这里的两个反相器的作用是：对放大器输出的信号进行整形，这里的两个反相器 不是必须的），反相器的输出端连接放大器的输入级M0S管的尺寸调整模块的控制端。
[0044] 放大器通过两个反相器整形后的输出信号反馈输入给了输入级M0S管的尺寸调 整模块。在比较器在进行工作时，当比较器的输入信号超过参考电压的值时（高于参考电 压的值或者低于参考电压的值），比较器的输出信号状态发生改变（由高电平变为低电平 或者由低电平变为高电平）。发生改变的输出信号输入给输入级M0S管的尺寸调整模块，输 入级M0S管的宽长比（W/L)降低，因此降低放大器的放大倍数Av，从而通过降低放大器的灵 敏度。
[0045] 如图4所示为本实用新型的输入级M0S管的尺寸调整模块的实现形式之一。图4 只是放大器的一种示意形式，目的是为了说明放大器输入级M0S管尺寸调整的方式。图4 中放大器输入级M0S管的偏置电流Id31、Id32以及Id33在这里也只是示意，与放大器输入 级M0S管尺寸调整的方式无关。由图4可知，放大器输入级固定接有M0S管丽31和丽32。 另外通过开关K31、K32、K33和K34可选择接有M0S管MN33和MN34。当开关K31和K32接 通、K33和K34断开时，M0S管丽33和丽34分别于丽31和丽32并联，相当于输入级M0S管 的尺寸（W/L)增加。需要说明的是这里的开关K31、K32、K33和K34可以由M0S管实现，开 关的状态由放大器输出控制。由于开关K31、K32的状态与K33、K34的状态相反，所以可由 放大器的输出经过反相前后的信号控制。
[0046] 上述具体过程为：当比较器在比较时，开关K31和K32接通、K3