发明名称 一种使用双分式比较器而不需取样与保持电路的高位元组比较器
摘要 本发明提供一种使用双分式比较器的类比数位转换器,来决定输入电压的最高位元组。双分式比较器是由三个反相放大器所构成,它不使用自动归零时相而显着减少了双分式比较器的功率消耗。双分式比较器也不使用取样与保持电路,因而也不需要电容存在,如此也有效减小占用积体电路晶片的面积。类比败立转换器使用一组双分式比较器来决定输入电压的最大位元组,而细比类比败立转换器则用来决定输入电压的最低位元组。一组双分式比较器的输出则用来设定细比类比数位转换器所需要的参者电压开关。
申请公布号 TW274164 申请公布日期 1996.04.11
申请号 TW084106172 申请日期 1995.06.16
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 许博钦
分类号 H03M1/02 主分类号 H03M1/02
代理机构 代理人
主权项 1.一个双分式比较器,包含:一个供给电压VDD;一个供给电压VSS;一个参考电压;一个输入电压;一个输出节点;第一节点;第二节点;第一个中间节点;第一个P通道MOS场效应电晶体,具有一个闸极,一个源极,和一个汲极,其中,源极连接到上述的供给电压VDD,上述的汲极连接到上述的第一节点,而该第一节点再连接至中间节点,而该电晶体的闸极则连接至输入电压;第二个N通道MOS场效应电晶体,有第二个闸极,第二个源极,和第二个汲极,这里所指的第二个源极连接到上述的供给电压VSS,上述的第二个汲极连接到上述的第一节点,而上述的第二个闸极则连接至上述的输入电压;第三个P通道MOS场效应电晶体,有第三个闸极,第三个源极,和第三个汲极,其中,该第三个源极连接到上述的供给电压VDD,上述的第三个汲极连接到上述的第二节点,而该第一节点再连接至中间节点,而上述的第三个闸极则连接至上述的参考电压;第四个N通道MOS场效应电晶体,有第四个闸极,第四个源极,和第四个汲极,其中,该第四个源极连接到上述的供给电压VSS,上述的第四个汲极连接到上述的第二节点,而上述的第四个闸极则连接至上述的参考电压;第五个P通道MOS场效应电晶体,有第五个闸极,第五个源极,和第五个汲极,其中,该第五个源极连接到上述的供给电压VDD,上述的第五个汲极连接到上述的输出节点,该第五个闸极连接至上述的中间节点;以及第六个N通道MOS场效应电晶体,有第六个闸极,第六个源极,和第六个汲极,其中,该第六个源极连接到上述的供给电压VSS,上述的第六个汲极连接到上述的输出节点,上述的第六个闸极连接至上述的中间节点。2.如申请专利范围第1项的双分式比较器,其中该第一个电阻连接在上述的第一节点与上述的中间节点之间;而一个第二个电阻则连接在上述的第二节点与上述的中间节点之间。3.如申请专利范围第1项的双分式比较器,其中第一个电阻及第二个电阻个别为20以上。4.如申请专利范围第1项的双分式比较器,其中供给电压VSS为0V。5.如申请专利范围第1项的双分式比较器,其中供给电压VDD约大于2V。6.如申请专利范围第1项的双分式比较器,其中参考电压范围在0V至上述的供给电压VDD之间。7.如申请专利范围第1项的双分式比较器,其中输入电压范围在0V至上述的供给电压VDD之间。8.如申请专利范围第1项的双分式比较器,上述的第一个P通道MOS场效应电晶体,上述的第二个N通道MOS场效应电晶体,上述的第三个P通道MOS场效应电晶体,上述的第四个N通道MOS场效应电晶体,上述的第五个P通道MOS场效应电晶体,上述的第六个N通道MOS场效应电晶体,都为包含于单一晶片中的元件。9.一个类比数位转换器,包含:一个缓冲器;一个输入电压;一组细比类比数位转换器,该细比类比数位转换器有一个细比输入端及细比输出端;其中,该细比输入端连接至上述的输入电压,而该细比输出端则连接至上述的缓冲器;一组双分式比较器的粗比类比数位转换器,其中,该双分式比较器包含:一个供给电压VDD;一个供给电压VSS;一个参考电压;一个输入电压;一个输出节点;第一节点;第二节点;一个中间节点;第一个P通道MOS场效应电晶体,有第一个闸极,第一个源极,和第一个汲极,其中,该第一个源极连接到上述的供给电压VDD,上述的第一个汲极连接到上述的第一节点,而该第一节点再连接至上述的中间节点,上述的第一个闸极则连接至上述的输入电压;第二个N通道MOS场效应电晶体,有第二个闸极,第二个源极,及第二个汲极,其中,该第二个源极连接到上述的供给电压VSS,上述的第二个汲极连接到上述的第一节点,而上述的第二个闸极则连接至上述的输入电压;第三个P通道MOS场效应电晶体,有第三个闸极,第三个源极,和第三个汲极,其中,该第三个源极连接到上述的供给电压VDD,上述的第三个汲极连接到上述的第二节点,而该第二节点再连接至上述的中间节点,该第三个闸极则连接至上述的参考电压;第四个N通道MOS场效应电晶体,有第四个闸极,第四个源极,和第四个汲极,其中,该第四个源极连接到上述的供给电压VSS,上述的第四个汲极连接到上述的第二节点,而上述的第四个闸极则连接至上述的参考电压;第五个P通道MOS场效应电晶体,有第五个闸极,第五个源极,和第五个汲极,其中,该第五个源极连接到上述的供给电压VDD,上述的第五个汲极连接到上述的输出节点,而该第五个闸极连接至上述的中间节点;以及第六个N通道MOS场效应电晶体,有第六个闸极,第六个源极,和第六个汲极,其中,该第六个源极连接到上述的供给电压VSS,上述的第六个汲极连接到上述的输出节点,而上述的第六个闸极连接至上述的中间节点。10.如申请专利范围第9项的类比数位转换器,其中细比类比数位转换器的数目的是2。11.如申请专利范围第9项的类比数位转换器,其中第一个电阻连接在上述的第一节点与中间节点之间;一个第二个电阻则连接在上述的第二节点与中间节点之间。12.如申请专利范围第11项的类比数位转换器,其中第一个电阻及第二个电阻个别为20以上。13.如申请专利范围第9项的类比数位转换器,其中第一个双分式比较器的VSS电压节点,连接至供给电压0V。14.如申请专利范围第9项的类比数位转换器,其中每一个双分式比较器的VDD电压节点,连接至大于2V之供给电压。15.如申请专利范围第9项的类比数位转换器,其中每一个双分式比较器的参考电压节点,连接至上述的供给电压VDD与0V之间的电压。16.如申请专利范围第9项的类比数位转换器,其中输入电压范围是在上述的供给电压VDD与0V之间。17.如申请专利范围第9项的类比数位转换器,其中每一个双分式比较器,都是包含于单一晶片中的元件。图示简单说明:图1是传统的二阶式类比数位转换器的方块图。图2为使用反相放大器及电容之传统二阶式类比数位转换器的方块图。图3A为本发明之双分式比较器的电路图。图3B为本发明由三个反相放大器组成之双分式比较器的方块图。图3C为本发明之双分式比较器使用电阻做为短路保护的电路图。图4为本发明之双分式比较器的头两个反相放大器的电路图。图5A-5D为本发明之双分式比较器的头两个反相放大器的转换函数曲线图,参考电压设在0V。图6A-6D为本发明之双分式比较器的头两个反相放大器的转换函数曲线图,参考电压设在5V。图7为本发明之双分式比较器的头两个反相放大器的电流为输入电压及参考电压之函数图。图8为由16个双分式比较器与两个细比类比数位转换器组
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