專利名稱：一種電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及集成電路領域，尤其涉及一種電流開關型BiCMOS (雙極 型CMOS)鎖存比較器電路。
背景技術：
鎖存比較器是繼運算放大器之后的第二大被廣泛使用的電子組件，長期以來它 一直被廣泛使用在振蕩器、數據轉換器或前端信號處理機等電子設備中。作為高速 A/D轉換器的重要組成部分，鎖存比較器的速度直接影響并限制著A/D轉換器的 速度。
在高速A/D轉換器中，以閃存模數轉換芯片(Flash ADC)為例，多采用電 流開關雙極型比較器。典型的電流開關雙極型比較器電路如圖l所示，該比較器由 一個寬帶寬的預放大器1，、再生放大鎖存器2，和電流開關3，組成，且均采用雙極 差分對來實現，即預放大器1，包括差分對三極管Q!，和三極管Q2，，再生放大鎖存 器2，包括差分對三極管Q3'、三極管Q4'。當時鐘信號CLK由低變高時，預放大器
r工作，再生放大鎖存器2，關斷，預放大器r放大輸入差值信號，則該比較器電路
工作在跟蹤模式；當時鐘信號CLK由高變低時，由三極管Qs，和三極管Q6，組成的 電流開關3，切斷預放大器l，的尾電流，再生放大鎖存器2'開始工作，鎖存輸出差 分信號，則該比較器電路工作在鎖存模式。在圖l中，由電流開關3'來控制電流 源lEE在預放大器l，和再生放大鎖存器2，之間的流通，以決定該比較器電路工作在 跟蹤模式還是鎖存模式。
在上述比較器電路中，由于三極管Qs，和三極管Q6，構成的雙極型電流開關3， 的開關關斷特性差，使得整個比較器的速度下降，從而直接影響并限制著A/D轉 換器的速度，因此這種典型的電流開關雙極型比較器電路已越來越不能適應高速 A/D轉換器的工作要求。
實用新型內容
為了，克服上述現有技術存在的不足，本實用新型旨在提供一種低功耗、
集成度高、關斷特性好的電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路，以滿足高速高 精度模數轉換芯片(A D C )的工作需求。
本實用新型所述的一種電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路，包括預放大 器、再生放大鎖存器和同時與所述預放大器、再生放大鎖存器連接的電流開關， 其特征在于所述的電流開關包括兩個NMOS管(N溝道MOS管)，且兩個 NMOS管的柵極分別用于接收時鐘信號，啟動所述的電流開關型BiCMOS鎖存 比較器電路。
在上述的電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路中，它還包括一射級跟隨器 和兩個同時與其連接的輸出緩沖器，其中，所述射級跟隨器與所述的預放大器 連接。
在上述的電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路中，所述的射級跟隨器包括 兩個三極管，且兩個三極管的集電極相互連接；所述的兩個輸出緩沖器分別包 括三個相互連接的三極管。
在上述的電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路中，所述的兩個輸出緩沖器 分別連接有一電流源。
由于采用了上述的技術解決方案，本實用新型用NMOS開關取代基本雙極 型電流開關，實現較好的開關特性；同時增加了射極跟隨器和輸出緩沖器，從 而使得本電路可以廣泛應用于高速A/D轉換器模塊和IP核設計。本實用新型 既具有現有的電流開關雙極型比較器電路快速、輸入失調電壓低和大電流驅動 能力的優點，又具備CMOS電路低功耗和高集成度的特性，滿足了高速高精度 模數轉換芯片(ADC)的工作需求。
附困說明
圖1是現有技術中電流開關雙極型比較器電路的原理圖2是本實用新型的一種電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路的原理圖。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型，即一種電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路，包 括預放大器l、再生放大鎖存器2和電流開關3，其中，預放大器l包括兩個三極 管Q1、 Q2;再生放大鎖存器2與預放大器1并聯連接，它包括兩個三極管Q3、 Q4,電流開關3包括兩個NMOS管Ml、 M2,且兩個NMOS管Ml、 M2的斥冊極 分別用于接收時鐘信號CLK,啟動本比較器電路，NMOS管Ml的源極和NMOS 管M2的源極同時連接一電流源正E， NMOS管Ml的漏極分別與預放大器1中三 極管Ql的發射極以及三極管Q2的發射極連接，NMOS管M2的漏極分別與再生 放大鎖存器2中三極管Q3的發射極以及三極管Q4的發射極連接。
本比較器電路還包括一射級跟隨器4和兩個同時與其連接的輸出緩沖器5、 6, 其中，射級跟隨器4與預放大器1連接，它包括兩個三極管Qll、 Q12，且三極管 Qll的集電極與三極管Q12的集電極連接，三極管Qll的發射極與預放大器1中 三極管Ql的基極連接，三極管Q12的發射極與預放大器1中三極管Q2的基極連 接。
輸出緩沖器5包括三個相互連接的三極管Q5、 Q7、 Q9,三極管Q5的基極與 預放大器1中三極管Ql的集電極連接，三極管Q5的集電極與射級跟隨器4中三 極管Qll的集電極連接，三極管Q5的發射極分別與三極管Q7的集電極和基極連 接，三極管Q7的發射極分別與三極管Q9的集電極和基極連接，三極管Q9的發 射極與電流源IEF連接；輸出緩沖器6包括三個相互連接的三極管Q6、 Q8、 Q10, 三極管Q6的基極與預放大器1中三極管Q2的集電極連接，三極管Q6的集電極 與射級跟隨器4中三極管Q12的集電極連接，三極管Q6的發射極分別與三極管 Q8的集電極和基極連接，三極管Q8的發射極分別與三極管Q10的集電極和基極 連接，三極管Q10的發射極與電流源IEF連接。
在本實用新型中，用由NM0S管M1、 M2組成的電流開關取代了由三極管組 成的雙極型電流開關，NMOS管電流開關在傳輸電流時可以雙向傳輸，只需對它 的源極和漏極互換角色即可，并且當開關導通時，輸出電壓Vout隨輸入電壓Vinl、 Vin2的變化而變化；當開關斷開后，輸出電壓Vout保持為常數，因此實現了較好 的開關特性，從而提高了本比較器電路的速度。在本實用新型中增設射極跟隨器4， 一方面提高了本比較器電路的輸入阻抗， 另一方面利用了其阻抗變換特性，使得源阻抗偏差ARs減小，從而提高了本比較 器電路的精度，減小了失調電壓。
輸出緩沖器5、 6中的三極管Q7、 Q8在以下幾方面改善了本比較器電路的性 能1、減小了三極管Q5、 Q6在輸出節點的電容負載效應，因此提高了小信號帶 寬和再生放大速度；2、提高了輸出電壓Vout的擺幅，當擺幅達到V朋(三極管基 極與發射極間的最大電壓)時而不會進入飽和狀態；3、為驅動與本比較器電路連 接的外部數據鎖存器電^m供了小的輸出阻抗。
在簡單比較器電路的分析中，由于負載電容直接影響電路的穩定性，為了把負 載電容的影響減到最小，通過三極管Q5、 Q6對輸出節點的負載電容和電阻Ru、 Ru進行緩沖，同時也為三極管Q3、 Q4提供一個大的基極充電電流。
綜上所述，本實用新型既具有現有的電流開關雙極型比較器電路快速、輸 入失調電壓低和大電流驅動能力的優點，又具備CMOS電路低功耗和高集成度 的特性，滿足了高速高精度模數轉換芯片(ADC)的工作需求。
以上結合附圖實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域中普通技術人 員可根據上述說明對本實用新型做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節 不應構成對本實用新型的限定，本實用新型將以所附權利要求書界定的范圍作 為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路，包括預放大器、再生放大鎖存器和同時與所述預放大器、再生放大鎖存器連接的電流開關，其特征在于所述的電流開關包括兩個NMOS管(M1、M2)，且兩個NMOS管(M1、M2)的柵極分別用于接收時鐘信號，啟動所述的電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路，且NMOS管(M1)的源極和NMOS管(M2)的源極同時連接一電流源(IEE)。
2. 根據權利要求1所述的電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路，其特征 在于它還包括一射級跟隨器和兩個同時與其連接的輸出緩沖器，其中，所述 射級跟隨器與所述的預放大器連接。
3. 根據權利要求1或2所述的電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路，其 特征在于所述的射級跟隨器包括兩個三極管(Qll、 Q12)，且三極管(Q11) 的集電極與三極管(Q12)的集電極連接；所述的兩個輸出緩沖器分別包括三 個相互連接的三極管(Q5、 Q7、 Q9和Q6、 Q8、 Q10)。
4. 根據權利要求l或2所述的電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路，其 特征在于所述的兩個輸出緩沖器分別連接有一電流源(IEF)。
專利摘要本實用新型涉及一種電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路，包括預放大器、再生放大鎖存器和同時與所述預放大器、再生放大鎖存器連接的電流開關，所述的電流開關包括兩個NMOS管(M1、M2)，且兩個NMOS管(M1、M2)的柵極分別用于接收時鐘信號，啟動所述的電流開關型BiCMOS鎖存比較器電路，且NMOS管(M1)的源極和NMOS管(M2)的源極同時連接一電流源(IEE)。本實用新型既具有現有的電流開關雙極型比較器電路快速、輸入失調電壓低和大電流驅動能力的優點，又具備CMOS電路低功耗和高集成度的特性，滿足了高速高精度模數轉換芯片(ADC)的工作需求。
文檔編號H03K19/0185GK201341126SQ20082015822
公開日2009年11月4日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者帥 師 申請人:上海貝嶺股份有限公司