CMOS比较器解读VIP免费

1高速CMOS比较器2比较器的性能VP-VNVOVOHVOL比较器理想传输特性3比较器的性能（静态特性）比较器理想传输特性VP-VNVOHVOLVOVILVIHVP-VNVOHVOLVOVILVIHVOS包含输入失调电压的比较器的传输曲线4比较器的性能（动态特性）比较器的传输延迟VOHtVOVOLttpVi=VP-VNVIHVIL2ln21PcKtK0011VVVccAAASs假设比较器差分电压增益可表示为：vA定义比较器的最小输入电压为：=0OHOLinVVVVA最小inV最小加在比较器上，比较器的传输时延可写为ln20.693Pcct最大inV最小K如果输入是的倍，则传输时延为：当5比较器的分类及结构根据放大器的不同应用形式，可以分为开环和闭环两种按照工作原理划分，可以分为开环比较器和可再生比较器按照电路结构划分，可以分为单端输出结构比较器和双端输出结构比较器两种从功耗的角度，比较器可以分为静态比较器和动态比较器两种6开环比较器这类比较器在理论上可以由单级高增益放大器和由两级或者两级以上的放大器级联开环应用实现线型小信号线型小信号线型大信号大信号小电容大信号中等电容大信号大电容01As01As01As01As01As01As级联开环比较器结构图开环比较器结构简单，却具有大的失调电压和较高的噪声7自动调零技术－＋＋－VOS理想比较器VOS－＋＋－VOS理想比较器－＋＋－VOS理想比较器＋CAZVIN－VOS失调消除方法（a）包含失调的比较器简单模型；（b）前半个自动较零周期内存储失调；（c）后半个自动较零周期内输入端抵消失调(a)(b)(c)8迟滞比较器非迟滞比较器对含有噪声的输入的响应迟滞比较器对含有噪声的输入的响应9迟滞比较器VINVOUTVONVOLVTRP+VTRP-迟滞比较器传输曲线R2－＋VOUTVINR1R2R2－＋VOUTVINR1R2外部正反馈实现的迟滞比较器10可再生比较器+锁存器放大器+正反馈++--锁存比较器等效图11可再生比较器传输延迟推导如下：其中，为锁存器的输入输出电容之和。对上式变形并积分有：设锁存比较器的延时为，则有：一般情况下，，所以+-gmvRLC+-V锁存比较器小信号模型mLVdVgVCRdt2211111tVmmLtVgdtdVCgRV22111ln11DmmLVCtttgVgR1mLgR2211lnDmVCtttgVC12可再生比较器回踢噪声的来源+－前级等效电路VDD0一般来说，锁存比较器由于其正反馈结构能够达到很高的速度。然而，这类比较器却存在较大的失调电压，其中锁存电路中的回踢噪声会贡献很大一部分失调电压。13开关电容比较器在许多A/D转换系统应用中，输入端常会有一个采样保持电路。这样会使得输入信号在采样时钟相位发生变化时才变化。这种应用的比较器可以采用开关电容的结构，这是一种将开关电容电路和开环应用比较器相结合的电路。其特点是可以采用单端结构的电路来比较差分信号，而且很方便使用自动校零技术来消除直流失调电压。开关电容比较器结构Φ1VIN-Φ2VIN+－＋＋－VOSΦ1＋－VCCPVOUT14几种比较器结构的性能比较开环比较器，特别是多级开环比较器容易做到高速高精度。然而，由于这类比较器中运放的增益和带宽的折衷，很难做到超高速。此外，多级开环比较器相比于其他结构的比较器功耗较大，这限制了这类比较器在超高速高精度中的应用。迟滞比较器在抗噪声抗干扰环境中具有广泛的应用。然而，它是放大器在闭环情况下的应用，速度受限。开关电容比较器属于典型的离散时间比较器，设计难度较大，且电路中非线性因素较多可再生锁存比较器再生速度高，容易做到超高速。然而，它的大的失调电压限制了它在高精度中的应用。15高速CMOS比较器预放大锁存比较器原理、分类及结构预放大级的设计和优化再生锁存级的设计和优化输出锁存级的设计和优化16预放大再生锁存比较器原理预放大再生锁存比较器的原理是在再生锁存器前加前置放大器，使比较器的输入经过预放大器后被放大到足够大后再加到再生锁存器上。其优点是结合了放大器的负指数响应和锁存器的正指数响应，使输出迅速的达到要求的电压值，比较器的速度提高。再生锁存器和预放大再生锁存器输出信号的阶跃响应预放大器再生锁存...