專利名稱：精確匹配電流鏡的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于電流比值轉換的電流鏡。特別地，它涉及一種將參 考電流轉換為精確固定倍數電流的電流比值轉換電流鏡。
背景技術：
眾所周知的最簡單和通用的A/D轉換器如圖1所示，它將輸入的 模擬信號進行快速編碼并且將之轉換為數字信號的閃速形式A/D轉換器。在半 導體集成電路的芯片面積中形成這種類型的A/D轉換器時，每個比較器占據芯 片的面積大小，決定了整個A/D轉換器芯片面積大小。
發明內容
本發明就是為了解決前述兩個問題而提出的，本發明提出了一種電路元件 很少，速度很快的比較器，提供了電路元件很少，速度很快的A/D轉換器。 本發明提供的比較器的基本結構包括第一開關K1，它的一端來自輸入信號； 第一反相器INVi，它的輸入端與所述第一開關1U的另一端相連；第二開關K2， 它的一端來自參考電壓第二反相器INV2，它的輸入端與所述第二開關K2的另 一端相連；第三開關K3，它的一端與所述第一反相器I柳1的輸入端相連，另一 端與所述第二反相器INV2的輸出端相連；第四開關K4，它的一端與所述第二反 相器INV2的輸入端相連，另一端與所述第一反相器INVi的輸出端相連。
本發明提供的比較器的基本結構與傳統的比較器結構完全不相同，傳統的 比較器結構與傳統的二級運算放大器結構類似，這種比較器結構電路元件多，速度越高要求功耗越大，同時面臨較大失調電壓的影響；本發明提供的比較器 的基本結構電路元件少，它的功耗主要花費在放大和再生階段，而這段時間是 在時鐘作用下瞬間完成工作即達到穩定，因此時間相當短暫，功耗很低，對速 度要求遠不如傳統的比較器敏感。同時本發明提供的比較器的失調電壓很小。 本發明提供的比較器的基本結構與斬波型比較器結構也完全不相同，在公開號
為CN1388647A的專利中提供的斬波型比較器結構采用了電容元件，并且有一個 '開關跨接在反相器的輸入輸出端，在這個開關閉合期間，被這個開關跨接的反 相器的輸入輸出端短接，流過電流很大，功耗相當髙；本發明提供的比較器的 基本結構中沒有電容元件，也沒有一個開關跨接在反相器的輸入輸出端，
參照附圖會更好地理解下面公開的本發明，其中
圖1為顯示通用的閃速形式A/D轉換器例子的電路方框圖
具體實施例方式
比較器的工作情況描述如下。
本發明提供一種提高了比較速度的比較器，減少了比較器電路中元件數目。 同時本發明提供的比較器的基本結構既可以單端輸出又可以雙端差分輸出，其 后的鎖存器的設計可以相當靈活多樣，也減少了電路元件數量。另外，作為本 發明的一種應用，還實現了一種A/D轉換器。
權利要求
1、一種精確匹配電流鏡，包括第一PMOS管，它的漏極來自輸入參考電流信號，它的源極與電壓源相連，它的柵極與第二PMOS管的柵極相連，它的襯底與電壓源相連；第二PMOS管，它的漏極來自輸出參考電流信號，它的源極與電壓源相連，它的柵極與第一PMOS管的柵極相連，它的襯底與電壓源相連；第三運算放大器，它的輸出端與第一PMOS管的柵極相連，并第二PMOS管的柵極相連，它的正輸入端與第一PMOS管的漏極相連，它的負輸入端與第二PMOS管的漏極相連；第四電平轉換電路，它的輸入端與所述第二PMOS管的漏極相連；第五NMOS管，它的漏極與所述第四電平轉換電路的輸出端相連，它的襯底與地相連；第六NMOS管，它的漏極與所述第五NMOS管的源極相連，它的柵極與所述第四電平轉換電路的輸出端相連，并與所述第五NMOS管的漏極相連，它的源極與地相連，它的襯底與地相連；第七運算放大器，它的輸出端與第五NMOS管的柵極相連，它的正輸入端與一個參考電壓相連，它的負輸入端與所述第五NMOS管的源極相連，并與所述第六NMOS管的漏極相連。
2、 根據權利要求1所述精確匹配電流鏡，其特征在于，該電路結構可以由單個 集成電路實現，也可以由分立元器件和集成電路塊組合實現；
3、 根據權利要求1所述精確匹配電流鏡，其特征在于，與所述第一 PMOS管的 漏極相連的輸入參考電流信號，可以由任何在集成電路中實現電流信號產生的 電路來實現，也可以由任何分立元器件實現電流信號產生的電路來實現，也可 以由任何集成電路塊實現電流信號產生的電路來實現，也可以由分立元器件和集成電路塊組合實現；
4、 根據權利要求1所述精確匹配電流鏡，其特征在于，所述第四電平轉換電路， 它的輸入端與所述第二 PM0S管的漏極相連，它的輸出端與所述第五NM0S管的 漏極相連，它可以由任何在集成電路中實現電壓電平轉換的電路來實現，也可 由任何分立元器件實現電壓電平轉換的電路來實現，也以由任何集成電路塊實 現電壓電平轉換的電路來實現，也可由分立元器件和集成電路塊組合實現；
5、 根據權利要求1所述精確匹配電流鏡，其特征在于，所述第三運算放大器， 它的輸出端與第一 PM0S管的柵極和第二 PM0S管的柵極相連，它的正輸入端與 第一 PM0S管的漏極相連，它的負輸入端與第二 PM0S管的漏極相連，確保了第 一 PMOS管的和第二 PM0S管的柵源電壓相等，同時確保了第一 PM0S管的和第二 PM0S管的漏源電壓相等，從而保障了流過第一PM0S管的電流和流過第二 PM0S 管的電流之比與第一PMOS管的寬長比和第二 PM0S管的寬長比之比值相等；
6、 根據權利要求l所述精確匹配電流鏡，其特征在于，所述第七運算放大器， 它的輸出端與第五NMOS管的柵極相連，它的正輸入端與一個參考電壓相連，它 的負輸入端與所述第五NMOS管的源極相連，并與所述第六NM0S管的漏極相連， 確保了所述第六NM0S管的漏源電壓和所述第七運算放大器的正輸入端參考電壓 電壓相等；
7、 根據權利要求1所述精確匹配電流鏡，其特征在于，所述第六NM0S管，它 的漏極與所述第五NM0S管的源極相連，它的柵極與所述第網電平轉換電路的輸 出端相連，并與所述第五NMOS管的漏極相連，它的源極與地相連，它的襯底與 地相連，確保了所述第六NMOS管的柵源電壓和所述第五NM0S管的漏極電壓相 等，從而確保了流過所述第六NM0S管的源漏電流與流過所述第二 PM0S管的源 漏電流相等。
全文摘要
一種精確匹配電流鏡，用于模數(下文中稱為“A/D”)轉換器。所述比較器通過第一個開關K1和第一個反相器INV1的輸入端實現采樣功能，通過第一個反相器INV1實現放大功能，通過第四個開關K4和第二個反相器INV2實現再生功能，通過第一反相器INV1和第二反相器INV2以及第三個開關K3和第四個開關K4實現比較和鎖定比較結果的功能。所述比較器通過第一個開關K1和第一個反相器INV1采樣輸入信號，通過第二個開關K2和第二個反相器INV2采樣參考信號，所述比較器通過較少的晶體管數目，獲得較高比較精度和比較速度。
文檔編號G05F3/26GK101498949SQ20081003315
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月28日 優先權日2008年1月28日
發明者曹先國 申請人:曹先國