【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及模擬電路和半導體集成電路，具體地，涉及一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路。
技術介紹
1、如圖1，現有的電平比較電路比較器具有兩個模擬電壓輸入端v0和v1，一個數字狀態輸出端vout，輸出端只有兩種狀態，用以表示兩個輸入端電位的高低關系。這種結構可以很容易看到其輸入電壓范圍有限，取決于比較器是采用pmos差分對管和nmos差分對管，其v0和v1輸入范圍為vth到vdd或者0到vdd-vth，其中vth為mos管的導通閾值電壓，在超寬輸入電壓領域難以應用。此外，在對電壓信號進行監控過程中，通常需要檢測兩個電壓信號間的相對壓差值大小是否滿足一定的要求，比如，當輸入信號v0大于輸入信號v150mv時，才能允許輸出一邏輯電平信號，為實現該功能需要使用比較器電路，而傳統的比較器結構多為柵極輸入，只能實現等值檢測，必須通過增加失調或遲滯的方法實現相對差值的檢測，而此類結構所增加的電路精度會隨器件工藝偏差的變化而變化，尤其是當所要求的差值小于100mv時，器件工藝偏差的變化可能會大于所要求的差值，難以滿足量產的要求。
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的問題，本專利技術提供了一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，可以在超寬輸入電壓范圍下實現相對壓差電平比較功能，進而實現靈活的電平比較功能。
2、為實現上述技術目的，本專利技術采用如下技術方案：一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，包括：相對壓差電平產生模塊、傳輸門和軌到軌比較器；
3、所述相對壓差電平產生
4、所述傳輸門用于控制相對壓差電平中的其中一個進入軌到軌比較器與比較電壓比較，形成遲滯窗口。
5、進一步地，所述相對壓差電平產生模塊分為負相對壓差電平產生模塊和正相對壓差電平產生模塊，所述負相對壓差電平產生模塊用于基于基準電平產生負相對壓差電平；所述正相對壓差電平產生模塊用于基于基準電平產生正相對壓差電平。
6、進一步地，所述負相對壓差電平產生模塊包括：第一電流源、第一nmos管、第一電阻、第二電阻和第二nmos管，所述第一電流源的正端與vdd連接，所述第一電流源的負端分別與第一nmos管的漏極、第一nmos管的柵極、第二nmos管的柵極連接，所述第一nmos管的源極、第二nmos管的源極均接地，所述第二nmos管的漏極與第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與第一電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與基準電平v0連接。
7、進一步地，所述第一電阻的一端與第二電阻的另一端共同作為第一輸出端；所述第二電阻的一端與第二nmos管的漏極共同作為第二輸出端。
8、進一步地，所述正相對壓差電平產生模塊包括：第一pmos管、第二電流源、第二pmos管、第三電阻和第四電阻，所述第一pmos管的源極、第二pmos管的源極均與vdd連接，所述第一pmos管的柵極、第一pmos管的漏極、第二pmos管的柵極均與第二電流源的正端連接，所述第二電流源的負端接地，所述第二pmos管的漏極與第三電阻的一端連接，所述第三電阻的另一端與第四電阻的一端連接，所述第四電阻的另一端與基準電平v0連接。
9、進一步地，所述第二pmos管的漏極與第三電阻的一端共同作為第一輸出端；所述第三電阻的另一端與第四電阻的一端共同作為第二輸出端。
10、進一步地，所述傳輸門的正端與相對壓差電平產生模塊的第一輸出端連接，所述傳輸門的負端、相對壓差電平產生模塊的第二輸出端均與軌到軌比較器的負相輸入端連接，所述軌到軌比較器的正相輸入端與比較電壓v1連接，所述軌到軌比較器的輸出端與第一反相器的輸入端連接，所述第一反相器的輸出端與第二反相器的輸入端連接，所述第二反相器的輸出端為輸出信號vout。
11、進一步地，所述傳輸門的正邏輯控制端、軌到軌比較器的輸出端、第一反相器的輸入端均接邏輯電平b信號；所述傳輸門的負邏輯控制端、第一反相器的輸出端、第二反相器的輸入端均接邏輯電平bb信號。
12、進一步地，所述邏輯電平b信號和邏輯電平bb信號為互反信號。
13、與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：本專利技術超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路將現有技術中的普通的pmos差分對比較器或者nmos差分對比較器改成軌到軌比較器，通過改變比較器的結構來實現超寬電壓范圍；其次，本專利技術設計了相對壓差電平產生模塊，該相對壓差電平產生模塊既可以實現超寬輸入電壓范圍，又可以產生寬電壓范圍的相對壓差電平信號，從而實現超寬電壓范圍相對壓差比較功能；此外，本專利技術分別設計了負相對壓差電平產生模塊和正相對壓差電平產生模塊，從而使相對壓差電平實現正、負兩個方向的精準調控，并且與傳統的比較器相比，電路功耗、電阻、面積更容易折衷。
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1.一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，包括：相對壓差電平產生模塊、傳輸門和軌到軌比較器；
2.根據權利要求1所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述相對壓差電平產生模塊分為負相對壓差電平產生模塊(201)和正相對壓差電平產生模塊(301)，所述負相對壓差電平產生模塊(201)用于基于基準電平產生負相對壓差電平；所述正相對壓差電平產生模塊(301)用于基于基準電平產生正相對壓差電平。
3.根據權利要求2所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述負相對壓差電平產生模塊(201)包括：第一電流源(401)、第一NMOS管(402)、第一電阻(403)、第二電阻(404)和第二NMOS管(405)，所述第一電流源(401)的正端與VDD連接，所述第一電流源(401)的負端分別與第一NMOS管(402)的漏極、第一NMOS管(402)的柵極、第二NMOS管(405)的柵極連接，所述第一NMOS管(402)的源極、第二NMOS管(405)的源極均接地，所述第二NMOS管(405)的漏極與第二電阻(404)的一端連接
4.根據權利要求3所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述第一電阻(403)的一端與第二電阻(404)的另一端共同作為第一輸出端；所述第二電阻(404)的一端與第二NMOS管(405)的漏極共同作為第二輸出端。
5.根據權利要求2所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述正相對壓差電平產生模塊(301)包括：第一PMOS管(406)、第二電流源(407)、第二PMOS管(408)、第三電阻(409)和第四電阻(410)，所述第一PMOS管(406)的源極、第二PMOS管(408)的源極均與VDD連接，所述第一PMOS管(406)的柵極、第一PMOS管(406)的漏極、第二PMOS管(408)的柵極均與第二電流源(407)的正端連接，所述第二電流源(407)的負端接地，所述第二PMOS管(408)的漏極與第三電阻(409)的一端連接，所述第三電阻(409)的另一端與第四電阻(410)的一端連接，所述第四電阻(410)的另一端與基準電平V0連接。
6.根據權利要求5所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述第二PMOS管(408)的漏極與第三電阻(409)的一端共同作為第一輸出端；所述第三電阻(409)的另一端與第四電阻(410)的一端共同作為第二輸出端。
7.根據權利要求4或6所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述傳輸門的正端與相對壓差電平產生模塊的第一輸出端連接，所述傳輸門的負端、相對壓差電平產生模塊的第二輸出端均與軌到軌比較器的負相輸入端連接，所述軌到軌比較器的正相輸入端與比較電壓V1連接，所述軌到軌比較器的輸出端與第一反相器的輸入端連接，所述第一反相器的輸出端與第二反相器的輸入端連接，所述第二反相器的輸出端為輸出信號VOUT。
8.根據權利要求7所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述傳輸門的正邏輯控制端、軌到軌比較器的輸出端、第一反相器的輸入端均接邏輯電平B信號；所述傳輸門的負邏輯控制端、第一反相器的輸出端、第二反相器的輸入端均接邏輯電平BB信號。
9.根據權利要求8所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述邏輯電平B信號和邏輯電平BB信號為互反信號。
...【技術特征摘要】
1.一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，包括：相對壓差電平產生模塊、傳輸門和軌到軌比較器；
2.根據權利要求1所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述相對壓差電平產生模塊分為負相對壓差電平產生模塊(201)和正相對壓差電平產生模塊(301)，所述負相對壓差電平產生模塊(201)用于基于基準電平產生負相對壓差電平；所述正相對壓差電平產生模塊(301)用于基于基準電平產生正相對壓差電平。
3.根據權利要求2所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述負相對壓差電平產生模塊(201)包括：第一電流源(401)、第一nmos管(402)、第一電阻(403)、第二電阻(404)和第二nmos管(405)，所述第一電流源(401)的正端與vdd連接，所述第一電流源(401)的負端分別與第一nmos管(402)的漏極、第一nmos管(402)的柵極、第二nmos管(405)的柵極連接，所述第一nmos管(402)的源極、第二nmos管(405)的源極均接地，所述第二nmos管(405)的漏極與第二電阻(404)的一端連接，所述第二電阻(404)的另一端與第一電阻(403)的一端連接，所述第一電阻(403)的另一端與基準電平v0連接。
4.根據權利要求3所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述第一電阻(403)的一端與第二電阻(404)的另一端共同作為第一輸出端；所述第二電阻(404)的一端與第二nmos管(405)的漏極共同作為第二輸出端。
5.根據權利要求2所述的一種超寬電壓范圍相對壓差電平比較電路，其特征在于，所述正相對壓差電平產生模塊(301)包括：第一pmos管(406)、第二電流源(407)、第二pmos管...
【專利技術屬性】
技術研發人員：林瑞，徐飛，付美俊，王錫璁，
申請(專利權)人：上海帝迪集成電路設計有限公司，
類型：發明
國別省市：
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