快速上電的比較器的制造方法
【專利摘要】一種電路方法包括周期性地增大比較器的差分級(jí)的尾電流以周期性地將差分級(jí)上電至通電狀態(tài)，并且周期性地減小差分級(jí)的尾電流以周期性地將差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)。周期性地增大尾電流和周期性地減小尾電流是用于將差分級(jí)上電至通電狀態(tài)并且將差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)的異步操作。用于將差分級(jí)上電至通電狀態(tài)并且將差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)的異步的周期性地增大尾電流和周期性地減小尾電流用于在信號(hào)比較期間提供低噪聲和高速度。
【專利說(shuō)明】快速上電的比較器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求享有2010年12月10日提交的題為“Fast Power Up Comparator”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案號(hào)61/421，784的優(yōu)先權(quán)，并且在此為了所有目的全文引用以作參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請(qǐng)通常涉及一種放大器，并且更具體地涉及一種包括在放大器內(nèi)并且配置為分別由上游和下游控制信號(hào)進(jìn)行上電和降低功率的比較器。
【背景技術(shù)】
[0004]除非在此給出相反指示，【背景技術(shù)】部分所述的方法并非構(gòu)成本申請(qǐng)中權(quán)利要求的現(xiàn)有技術(shù)并且并非因包含在【背景技術(shù)】部分中而承認(rèn)為現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]音頻放大器是已知的并且廣泛應(yīng)用于放大音頻信號(hào)。設(shè)計(jì)音頻放大器通常要求平衡兩個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題。第一個(gè)問(wèn)題是保真度，其涉及音頻放大器再現(xiàn)包含在音頻信號(hào)中聲音的精確度。第二個(gè)問(wèn)題是功率效率，涉及音頻放大器在各種工作條件下的功耗。
[0006]圖1是放大器200的結(jié)構(gòu)圖，諸如D類放大器。放大器200可以配置為放大一組模擬信號(hào)以便輸出放大的模擬信號(hào)到負(fù)載210(即揚(yáng)聲器)上。更具體地，放大器200可以包括信號(hào)生成器220，該信號(hào)生成器可配置為處理所接收的數(shù)字信號(hào)(Dinp，例如數(shù)字音頻信號(hào))并且輸出具有對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼的不同脈沖寬度的第一和第二脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)225a和225b。信號(hào)生成器220可以是數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)并且可以包括各種電路，諸如具有后續(xù)脈沖寬度調(diào)制器的Σ -Δ電路，用于處理接收到的數(shù)字信號(hào)并且產(chǎn)生第一和第二脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)。第一 PWM信號(hào)225a可以輸出在正輸出端230a上，而第二PWM信號(hào)225b可以輸出在負(fù)輸出端230b上。DSP的輸出級(jí)235可以配置為將第一 PWM信號(hào)225a從正輸出端230a傳輸至輸出端240上、或者將第二 PWM信號(hào)225b從負(fù)輸出端230b傳輸至輸出端240上。施加至開(kāi)關(guān)245a和245b的正和負(fù)信號(hào)將第一 PWM信號(hào)或者第二PWM信號(hào)布置在輸出端240上。上拉電流源250a可以耦合至正輸出端230a而下拉電流源250b可以I禹合至負(fù)輸出端230b。輸出端240可以I禹合至輸入電阻器255以用于將第一和第二 PWM信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換為PWM電流信號(hào)(Ipwm)。
[0007]放大器200包括積分器260，該積分器260可以包括多個(gè)放大器，并且配置為將Ipwm和反饋信號(hào)的反饋電流(Ifb)之間的差值進(jìn)行積分。積分的結(jié)果由積分器260提供至比較器265。
[0008]比較器265的輸出端提供至單觸發(fā)電路270，其經(jīng)由一組控制信號(hào)而控制輸出級(jí)275。反饋電壓從輸出級(jí)經(jīng)由反饋電阻器280反饋，反饋電阻器280將反饋電壓轉(zhuǎn)換為反饋電流Ifb。如上所述，Ifb被反饋回積分器260，該積分器260對(duì)電流Ipwm和Ifb之間的差值進(jìn)行積分。積分器260也配置為對(duì)積分電容器(Cint) 285累積的電流進(jìn)行積分，這積分了 Ipwm。
[0009]對(duì)于放大器200的無(wú)數(shù)應(yīng)用，放大器的電路工作在相對(duì)高頻并且消耗了相對(duì)大量的功率。例如，比較器265是耗費(fèi)了相對(duì)大量功率的相對(duì)高頻電路。在各種裝置中，諸如使用小型可再充電電池的手持移動(dòng)設(shè)備，這些放大器的相對(duì)高耗能電路可以使得存儲(chǔ)在電池上的電荷相對(duì)快速地消耗，這通常是不期望的。
[0010]因此，需要具有相對(duì)高功效的新放大器，并且需要提供相對(duì)減低功率的操作放大器的新方法，例如以延長(zhǎng)手持移動(dòng)設(shè)備在電池充電之間所能工作的時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本申請(qǐng)通常涉及放大器，并且更具體地涉及一種包含在放大器中并且配置為分別由上游和下游控制信號(hào)進(jìn)行上電和降低功率的比較器。
[0012]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種電路方法包括周期性地增大比較器的差分級(jí)的尾電流以周期性地將差分級(jí)上電至通電狀態(tài)，以及周期性地減小差分級(jí)的尾電流以周期性地將差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)。周期性地增大尾電流和周期性地減小尾電流是用于將差分級(jí)上電至通電狀態(tài)以及將差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)的異步操作。
[0013]根據(jù)特定實(shí)施例，周期性地增大尾電流和周期性地減小尾電流異步地提供了在信號(hào)比較期間的低噪聲和高速度以便將差分級(jí)上電至通電狀態(tài)以及將差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)。
[0014]根據(jù)另一特定實(shí)施例，電路方法進(jìn)一步包括周期性地增大耦合至第一所述差分級(jí)的比較器的第二差分級(jí)的頭電流以周期性地將第二差分級(jí)上電至通電狀態(tài)，以及周期性地減小第二差分級(jí)的頭電流以周期性地將差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)。周期性地增大頭電流和周期性地減小頭電流是用于將差分級(jí)上電至通電狀態(tài)以及將差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)的異步操作。
[0015]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一差分級(jí)是比較器的負(fù)級(jí)，而第二差分級(jí)是比較器的正級(jí)。
[0016]根據(jù)另一實(shí)施例，比較器包括差分級(jí)，差分級(jí)包括具有第一源-漏極區(qū)的第一下拉晶體管、以及具有耦合至第一源-漏極區(qū)的第二源-漏極區(qū)的第二下拉晶體管。比較器進(jìn)一步包括耦合至第一和第二源-漏極區(qū)的第一電流源，以及選擇性耦合至第一和第二源-漏極區(qū)的第二電流源。比較器進(jìn)一步包括配置為提供選擇性耦合第二電流源的開(kāi)關(guān)組。開(kāi)關(guān)組被配置為接收用于周期性閉合開(kāi)關(guān)組以便上電差分級(jí)的一組上游控制信號(hào)。開(kāi)關(guān)組被配置為接收用于周期性斷開(kāi)差分級(jí)以便將差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)的一組下游控制信號(hào)。
[0017]根據(jù)特定實(shí)施例，比較器進(jìn)一步包括第二差分級(jí)，包括具有第三源-漏極區(qū)的第一上拉晶體管，以及具有耦合至第三源-漏極區(qū)的第四源-漏極區(qū)的第二上拉晶體管。比較器進(jìn)一步包括耦合至第三和第四源-漏極區(qū)的第三電流源，以及選擇性耦合至第三和第四源-漏極區(qū)的第四電流源。比較器進(jìn)一步包括配置為提供選擇性耦合第四電流源的第二開(kāi)關(guān)組。第二開(kāi)關(guān)組配置為接收用于周期性閉合第二開(kāi)關(guān)組以上電第二差分級(jí)的一組上游控制信號(hào)。第二開(kāi)關(guān)組配置為接收用于周期性斷開(kāi)第二開(kāi)關(guān)組以將第二差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)的一組下游控制信號(hào)。
[0018]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一上述差分級(jí)是負(fù)差分級(jí)，而第二差分級(jí)是正差分級(jí)。
[0019]根據(jù)另一特定實(shí)施例，周期性地上電第一前述差分級(jí)的步驟周期性地增大了尾電流用于比較器在信號(hào)比較期間的低噪聲和高速度。
[0020]根據(jù)另一特定實(shí)施例，周期性地上電第二前述差分級(jí)的步驟周期性地增大了尾電流用于比較器在信號(hào)比較期間的低噪聲和高速度。。
[0021]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一下拉晶體管和第一上拉晶體管是互補(bǔ)輸入級(jí)。第二下拉晶體管和第二下拉晶體管是互補(bǔ)參考級(jí)。
[0022]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一下拉和第二下拉晶體管的第一和第二源-漏極區(qū)是源極，并且第三源-漏極區(qū)和第四源-漏極區(qū)是源極。
[0023]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一下拉晶體管的漏極耦合至第一上拉晶體管的漏極，并且第一下拉晶體管和第一上拉晶體管的漏極是第一輸出節(jié)點(diǎn)。
[0024]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第二下拉晶體管的漏極耦合至第二上拉晶體管的漏極，并且第二下拉晶體管的漏極和第二上拉晶體管的漏極是第二輸出節(jié)點(diǎn)。
[0025]根據(jù)另一特定實(shí)施例，比較器進(jìn)一步包括串聯(lián)布置在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的第一電阻器和第二電阻器。第一電阻器和第二電阻器之間的節(jié)點(diǎn)連接到參考電壓。
[0026]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一電阻器和第二電阻器的阻抗小于第一上拉晶體管和第一下拉晶體管的所耦合的漏極區(qū)的阻抗，并且小于第二上拉晶體管和第二下拉晶體管的所耦合的漏極區(qū)的阻抗。
[0027]根據(jù)另一特定實(shí)施例，連接到參考電壓的第一電阻器和第二電阻器抑制了比較器的不穩(wěn)定性。
[0028]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一電阻器是晶體管而第二電阻器是另一晶體管。
[0029]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一下拉晶體管的源極耦合至第二下拉晶體管的源極以及第一電流源，并且第一和第二下拉晶體管的源極選擇性地耦合至第二電流源。
[0030]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一上拉晶體管的源極耦合至第二上拉晶體管的源極和第三電流源，并且第一和第二上拉晶體管的源極選擇性地耦合至第四電流源。
[0031]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一和第三電流源是低功率電流源，并且第二和第四電流源是配置為提供比低功率電流源更高功率的高功率電流源。
[0032]根據(jù)另一特定實(shí)施例，電路包括具有正輸出和負(fù)輸出的全差分比較器，以及耦合至全差分比較器并且配置為將正輸出和負(fù)輸出組合為單一輸出的輸出級(jí)。電路進(jìn)一步包括耦合至全差分比較器和輸出級(jí)的第一電流源，以及選擇性地耦合至全差分比較器和輸出級(jí)的第二電流源。電路進(jìn)一步包括耦合全差分比較器和輸出級(jí)的第三電流源，以及選擇性地耦合至全差分比較器和輸出級(jí)的第四電流源。第一和第三電流源被配置為對(duì)處于低功率狀態(tài)下的全差分比較器和輸出級(jí)供電。第二和第四電流源被配置為對(duì)處于通電狀態(tài)下的全差分比較器和輸出級(jí)進(jìn)行周期性供電。
[0033]根據(jù)特定實(shí)施例，全差分比較器包括第一差分級(jí)和第二差分級(jí)。第一差分級(jí)和第二差分級(jí)形成了包括配置為接收輸入信號(hào)的第一輸入的互補(bǔ)輸入級(jí)，以及包括配置為接收參考電壓的第二輸入的互補(bǔ)參考級(jí)。
[0034]根據(jù)另一特定實(shí)施例，輸出級(jí)包括配置為從全差分比較器接收正輸入的第一組合器級(jí)，以及配置為從全差分比較器接收負(fù)輸入的第二組合器級(jí)。
[0035]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一組合器級(jí)配置為耦合至第一電流源并且選擇性地耦合至第二電流源，以及第二組合器級(jí)配置為耦合至第二電流源并且選擇性地耦合至第四電流源。
[0036]根據(jù)另一特定實(shí)施例，第一和第三電流源是低功率電流源，并且第二和第四電流源是配置為提供比低功率電流源更高功率的高功率電流源。
[0037]以下詳細(xì)說(shuō)明書和附圖提供了對(duì)本發(fā)明的性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)的更詳細(xì)理解。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1是放大器的框圖，諸如D類放大器；
[0039]圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的放大器的簡(jiǎn)化示意圖；
[0040]圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的比較器的簡(jiǎn)化示意圖；以及
[0041]圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的比較器電路的簡(jiǎn)化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]本申請(qǐng)中所述的實(shí)施例通常涉及提供一種放大器，并且更具體地提供一種包括在放大器中的、配置為分別由上游和下游控制信號(hào)所上電和降低功率的比較器。
[0043]在以下說(shuō)明書中，為了解釋的目的，列出了多個(gè)示例和具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的透徹理解。由權(quán)利要求所限定的特定實(shí)施例可以單獨(dú)包括這些示例中的一些或者全部特征，或者與以下所述其他特征組合，并且可以進(jìn)一步包括在此所述的特征和概念的修改和等價(jià)物。
[0044]諸如音頻放大器的放大器是已知的，并且廣泛用于放大諸如音頻信號(hào)的信號(hào)。設(shè)計(jì)放大器通常需要平衡兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題。第一問(wèn)題是保真度，涉及放大器再現(xiàn)所接收到信號(hào)(例如接收到的音頻信號(hào))的精確度。第二問(wèn)題是功效，涉及放大器在各種工作條件下的功耗。在此所述的放大器實(shí)施例平衡了可接受的保真度與可接受的功耗以便例如用于手持便攜式設(shè)備，諸如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理、平板電腦等。
[0045]圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字放大器300的簡(jiǎn)化示意圖。數(shù)字放大器300包括信號(hào)生成器305，信號(hào)生成器被配置為接收數(shù)字信號(hào)(Dinp)310。數(shù)字信號(hào)310可以是數(shù)字音頻信號(hào)。信號(hào)生成器305可以是數(shù)字信號(hào)處理器并且可以包括脈沖寬度調(diào)制器以及后續(xù)的Σ -Δ電路以用于處理數(shù)字信號(hào)310。信號(hào)生成器305包括f禹合至輸入電阻器320的輸出級(jí)315。輸出級(jí)315包括輸出端317。根據(jù)一些實(shí)施例，輸入電阻器320形成了輸出級(jí)315和信號(hào)生成器305的一部分。輸入電阻器320 I禹合在輸出級(jí)315的輸出端317與積分器330的輸入端325之間。積分器330可以包括運(yùn)算放大器345。運(yùn)算放大器345的第一輸入端耦合至積分器330的輸入端325。運(yùn)算放大器345包括第二輸入端，其可以連接參考電壓，諸如接地、-Vdd等。
[0046]積分器330的輸出端I禹合至比較器350的第一輸入端。比較器350包括第二輸入端，其可以連接參考電壓，諸如接地、-Vdd。比較器350的輸出端耦合至單觸發(fā)電路360的輸入端。單觸發(fā)電路360配置為控制數(shù)字放大器300的輸出級(jí)365，而輸出級(jí)365配置為將放大的信號(hào)(例如放大的音頻信號(hào))傳輸至負(fù)載370 (例如揚(yáng)聲器)。輸出級(jí)365可以包括上拉晶體管365a、下拉晶體管365b、和三態(tài)晶體管365c，它們被配置為基于從單觸發(fā)電路360接收到的相應(yīng)控制信號(hào)PG (正柵極)、NG(負(fù)柵極)和OG (輸出柵極)而產(chǎn)生三級(jí)信號(hào)(高、低和三態(tài))。PG控制信號(hào)可以配置為控制上拉晶體管，OG控制信號(hào)可以配置為控制三態(tài)晶體管，并且NG信號(hào)可以配置為控制下拉晶體管。
[0047]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，數(shù)字放大器300包括從信號(hào)生成器305到比較器350的第一控制通路370a，以及從信號(hào)生成器至比較器350的第二控制通路370b。第一和第二控制通路可以配置為將第一組控制信號(hào)從信號(hào)生成器傳輸至比較器350。第一組控制信號(hào)可以包括第一上電信號(hào)372a(圖2中標(biāo)識(shí)為“上電I”)和第二上電信號(hào)372b (圖2中標(biāo)識(shí)為“上電2”)。根據(jù)一些實(shí)施例，數(shù)字放大器300可以包括在信號(hào)生成器和比較器350之間的單一控制通路(而不是兩個(gè)控制通路)，單一控制通路可以配置為將第一上電信號(hào)和第二上電信號(hào)均傳輸至比較器350。
[0048]數(shù)字放大器300可以進(jìn)一步包括從單觸發(fā)電路360至比較器350的第三控制通路370b。第三控制通路配置為將第二組控制信號(hào)傳輸至比較器350。第二組控制信號(hào)可以包括降低功率信號(hào)372b (圖2中標(biāo)識(shí)為降低功率)。從信號(hào)生成器和單觸發(fā)電路傳輸至比較器350的控制信號(hào)可以配置為控制比較器350的功率狀態(tài)。功率狀態(tài)可以是斷電狀態(tài)、低功率狀態(tài)、通電狀態(tài)等。以下進(jìn)一步詳細(xì)描述比較器350的功率狀態(tài)的控制。
[0049]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，反饋電路通路375將反饋電流從輸出級(jí)365的輸出端反饋至第一運(yùn)算放大器345的第一輸入端。反饋電路通路375包括配置為將來(lái)自輸出級(jí)365的反饋電壓轉(zhuǎn)換為反饋電流(Ifb)366。積分器330進(jìn)一步包括配置為對(duì)輸入電流(Ipwm)318(以下將進(jìn)一步詳述)與反饋電流366之間差值進(jìn)行積分的積分電容器(Cint)385。
[0050]如上簡(jiǎn)述，信號(hào)生成器305配置為接收數(shù)字信號(hào)310并且執(zhí)行對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理以產(chǎn)生第一和第二脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)325a和325b。正和負(fù)信號(hào)395a和395b由信號(hào)生成器產(chǎn)生并且配置為控制是否將第一或第二PWM信號(hào)傳輸至輸出級(jí)315的輸出端317。
[0051]輸出級(jí)315可以包括開(kāi)關(guān)315a和315b，該開(kāi)關(guān)315a和315b由施加至開(kāi)關(guān)的正和負(fù)信號(hào)控制以將第一 PWM信號(hào)325a或者第二 PWM信號(hào)325b置在輸出端317上。上拉電流源315c可以耦合至開(kāi)關(guān)315a并且下拉電流源315d可以耦合至開(kāi)關(guān)315b以將上拉電流源或下拉電流源耦合至輸出端317。
[0052]輸入電阻器320將第一和第二 PWM信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換為PWM電流信號(hào)Ipwm。積分器330配置為將Ipwm與Ifb之間的差值積分到如上所簡(jiǎn)述的Cint 385上。
[0053]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在積分器330放大了第一和第二 PWM信號(hào)(放大的PWM信號(hào))之后，放大的PWM信號(hào)施加至比較器350的第一輸入端。比較器350的第二輸入端賦予參考電壓Vref，其可以是接地。如果施加至比較器350的已放大的PWM信號(hào)的電壓水平大于參考電壓Vref，則比較器350的輸出信號(hào)設(shè)置為高電平，并且如果已放大的PWM信號(hào)的電壓小于參考電壓Vref,貝U比較器350的輸出信號(hào)設(shè)置為小于高電平的低電平。比較器350可以由電源電壓Vdd和-Vdd供電。
[0054]單觸發(fā)電路360配置為接收由比較器350輸出的高電平和低電平信號(hào)并且可以接收額外的信號(hào)，諸如來(lái)自信號(hào)生成器的定時(shí)信號(hào)以用于控制將控制信號(hào)PG、OG和NG施加(asserting)到輸出級(jí)365的定時(shí)。如上所述，輸出級(jí)365配置為基于分別在上拉晶體管365a、三態(tài)晶體管365c和下拉晶體管365b上的控制信號(hào)PG、0G和NG的施加(assertion)來(lái)產(chǎn)生三電平信號(hào)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，濾波器對(duì)輸出級(jí)365的輸出濾波以從輸出級(jí)365的輸出信號(hào)中去除高頻。數(shù)字放大器300可以包括低通濾波器、帶通濾波器或配置為執(zhí)行所述濾波的其他濾波器。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，負(fù)載370 (例如揚(yáng)聲器)包括所述濾波器并且輸出級(jí)365的輸出可以直接施加至負(fù)載。
[0055]以下緊接著更詳述比較器350的功率狀態(tài)的控制。比較器350可以是配置用于相對(duì)高頻操作的相對(duì)高功率電路。為了減小比較器350的功耗，如果比較器350應(yīng)比較從積分器330接收的信號(hào)與參考電壓，則數(shù)字放大器300配置為對(duì)比較器350上電以便使得比較器350處于通電狀態(tài)，而如果比較器350不應(yīng)比較從積分器330接收的信號(hào)與參考電壓，則進(jìn)一步配置數(shù)字放大器300為降低比較器350的功率以使得比較器350處于低功率狀態(tài)。備選地，數(shù)字放大器300可以配置為降低比較器的功率至斷電狀態(tài)而不是低功率狀態(tài)。更具體地，數(shù)字放大器300可以配置為在比較器350應(yīng)進(jìn)行比較之前的相對(duì)短時(shí)間對(duì)比較器350上電，并且在比較器350已做出比較之后的相對(duì)短時(shí)間降低比較器350的功率。
[0056]在低功率狀態(tài)下，比較器350被配置為汲取相對(duì)小量的電流，而在降低功率狀態(tài)下，比較器350被配置為不汲取電流。在低功率狀態(tài)下，比較器350可以汲取相對(duì)小量的電流以保持比較器350中的各種電路處于通電狀態(tài)，而保持通電狀態(tài)的各種電路可以具有從降低功率狀態(tài)的相對(duì)長(zhǎng)的上電時(shí)間。在低功率狀態(tài)下比較器350配置為汲取比通電狀態(tài)相當(dāng)少的電流(例如10%或更少)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的。
[0057]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果開(kāi)關(guān)315a閉合，則信號(hào)生成器305被配置為施加第一上電信號(hào)至比較器350以上電比較器350并且將第一 PWM信號(hào)325a傳輸至輸出級(jí)315的輸出端。第一上電信號(hào)可以由信號(hào)生成器305施加至比較器350以使得比較器350具有充足時(shí)間從低功率狀態(tài)或者降低功率狀態(tài)上電，從而比較器350能夠在第一 PWM信號(hào)被轉(zhuǎn)換為PWM電流信號(hào)、被積分器330積分,并且將放大的PWM信號(hào)傳輸至比較器350之后，比較第一 PWM信號(hào)與參考電壓。第一上電信號(hào)可以是施加至開(kāi)關(guān)315a的正信號(hào)395a的“拷貝”并且如果需要的話可以相對(duì)于正信號(hào)395a短暫地延遲或者短暫地提前以使得比較器350可以充分上電以便執(zhí)行比較。
[0058]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果開(kāi)關(guān)315b閉合，則配置信號(hào)生成器305施加第二上電信號(hào)至比較器350以上電比較器并且第二 PWM信號(hào)325b傳輸至輸出級(jí)315的輸出端。類似于第一上電信號(hào)，可以由信號(hào)生成器305施加第二上電信號(hào)至比較器350以使得比較器350具有充足時(shí)間以從低功率狀態(tài)或者降低功率狀態(tài)上電，從而比較器350能夠在第二 PWM信號(hào)被轉(zhuǎn)換為PWM電流信號(hào)、被積分器330積分，并且將放大的PWM信號(hào)傳輸至比較器350之后，比較第二 PWM信號(hào)與參考電壓。第二上電信號(hào)可以是施加至開(kāi)關(guān)315b的負(fù)信號(hào)395b的“拷貝”并且如果需要的話可以相對(duì)于負(fù)信號(hào)395b短暫地延遲或者短暫地提前以使得比較器350可以充分上電以便執(zhí)行比較。
[0059]信號(hào)生成器305可以基于第一 PWM信號(hào)的上升沿的定時(shí)施加(assertion)第一上電信號(hào)和正信號(hào)。類似的，信號(hào)生成器305可以基于第二 PWM信號(hào)的上升沿的定時(shí)來(lái)產(chǎn)生第二上電信號(hào)和負(fù)信號(hào)。第一上電信號(hào)、第二上電信號(hào)、正信號(hào)以及負(fù)信號(hào)中每個(gè)均是“上游”信號(hào)，并且由信號(hào)生成器305在比較器350配置用于從信號(hào)生成器305接收上游信號(hào)并在上游信號(hào)上操作的短暫之前產(chǎn)生和施加。如在此所述，通過(guò)處理流中的電路來(lái)在處理流中產(chǎn)生和/或處理上游信號(hào)，該處理流中的電路在處理流中另一電路處理上游信號(hào)的短暫之前處理上游信號(hào)。
[0060]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在比較器350已執(zhí)行了第一或第二 PWM信號(hào)的比較之后，數(shù)字放大器300被配置為降低比較器350的功率。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，單觸發(fā)電路被配置為將降低功率信號(hào)372c施加至比較器350以降低比較器的功率。在比較器已執(zhí)行比較之后可以將降低功率信號(hào)施加至比較器350。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，單觸發(fā)電路被配置為從信號(hào)生成器305接收一組單觸發(fā)控制信號(hào)397 (例如圖2中標(biāo)識(shí)為Pgate和Ngate)以用于分別控制上拉晶體管、三態(tài)晶體管和下拉晶體管上的PG、OG和NG信號(hào)的短暫施加(assertion)和短暫解施加(de-assertion)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，配置單觸發(fā)電路以基于從信號(hào)生成器305接收到的一個(gè)或多個(gè)單觸發(fā)控制信號(hào)來(lái)產(chǎn)生降低功率信號(hào)。如果需要的話，可以使得降低功率信號(hào)相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)單觸發(fā)控制信號(hào)短暫延遲或者短暫提前，以使得在比較器350已執(zhí)行比較之后可以相對(duì)快速地降低比較器350的功率。降低功率信號(hào)是“下游”信號(hào)，并且由單觸發(fā)電路在比較器350被配置為對(duì)所接收的信號(hào)(例如已放大的PWM信號(hào))執(zhí)行處理操作之后產(chǎn)生并施加，其中該比較器350在接收來(lái)自信號(hào)生成器305的上游信號(hào)的短暫之后執(zhí)行上述處理操作。如在此所述，處理流中的電路在處理流中的其他電路處理信號(hào)的短暫之后在處理流中產(chǎn)生和/或處理下游信號(hào)。
[0061 ] 圖3是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的比較器350 (例如全差分比較器)的簡(jiǎn)化示意圖。比較器350可以包括分別可以為pMOSFET的第一和第二上拉晶體管400和405，并且可以包括分別可以為nMOSFET的第一和第二下拉晶體管410和415。第一和第二上拉晶體管400和405 (pMOSFET)是比較器的正差分級(jí)部分，以及第一和第二下拉晶體管410和415是比較器的負(fù)差分級(jí)并且形成全差分比較器。比較器350可以進(jìn)一步包括也可以是MOSFET的第一和第二負(fù)載晶體管420和425。比較器350也可以包括低功率上拉(LPPU)電流源430、高功率上拉(HPPU)電流源435、低功率下拉(LPro)電流源440、以及高功率下拉(HPPD)電流源445。LPPU電流源430和HPPU電流源435可以連接Vdd (例如+1.8伏)。LPPD電流源440和HPH)電流源445可以連接接地、-Vdd(例如-1.8伏)等。比較器350進(jìn)一步包括第一開(kāi)關(guān)組450和第二開(kāi)關(guān)組455。雖然第一開(kāi)關(guān)組和第二開(kāi)關(guān)組每個(gè)均通常顯示為單個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是可以經(jīng)由多種開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)而實(shí)施第一和第二開(kāi)關(guān)組，每個(gè)開(kāi)關(guān)組可以包括配置為執(zhí)行在此所述的開(kāi)關(guān)切換的一個(gè)或多個(gè)晶體管。
[0062]比較器350進(jìn)一步包括配置為接收來(lái)自積分器330的第一和第二已放大PWM信號(hào)的第一輸入節(jié)點(diǎn)460。第一輸入節(jié)點(diǎn)460耦合至第一上拉晶體管400以及第一下拉晶體管410的柵極。比較器350也包括配置為接收參考電壓(例如Vref)的第二輸入節(jié)點(diǎn)465。第二輸入節(jié)點(diǎn)耦合至第二上拉晶體管405以及第二下拉晶體管415的柵極。比較器350包括第一和第二輸出節(jié)點(diǎn)470和475。
[0063]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一上拉晶體管400包括耦合至LPPU電流源430的第一源-漏極區(qū)(例如源極區(qū))并且經(jīng)由開(kāi)關(guān)組450切換耦合至HPPU電流源435。第一上拉晶體管400包括耦合至第一下拉晶體管410的第一源-漏極區(qū)(例如漏極區(qū))的第二源漏極區(qū)(例如漏極區(qū))。第一下拉晶體管的第二源-漏極區(qū)(例如源極區(qū))耦合至LPH)電流源440并且經(jīng)由開(kāi)關(guān)組455切換耦合至HPH)電流源445。根據(jù)另一實(shí)施例，第一上拉晶體管400的第一源-漏極區(qū)以及第二上拉晶體管405的第一源-漏極區(qū)經(jīng)由開(kāi)關(guān)組451也切換耦合至LPPU電流源430。根據(jù)又一實(shí)施例，第一下拉晶體管410的第二源-漏極區(qū)以及第二下拉晶體管415的源漏極區(qū)經(jīng)由開(kāi)關(guān)組465切換耦合至LPH)電流源440。
[0064]第一上拉晶體管400和第一下拉晶體管410形成了互補(bǔ)輸入級(jí)411。互補(bǔ)輸入級(jí)411提供了無(wú)論Vin460是高或者低均驅(qū)動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)470至輸出狀態(tài)(高或者低)。也即，第一上拉晶體管400 (例如pMOS)和第一下拉晶體管410 (例如nMOS)是互補(bǔ)的并且針對(duì)Vin460是高或者低而驅(qū)動(dòng)輸出節(jié)點(diǎn)至輸出狀態(tài)。因此，與輸出節(jié)點(diǎn)懸浮至高狀態(tài)或者低狀態(tài)的電路相比較而言，輸出節(jié)點(diǎn)可以相對(duì)快速地驅(qū)動(dòng)至輸出狀態(tài)。
[0065]根據(jù)另一實(shí)施例，第一上拉晶體管400的耦合至LPPU電流源430和HPPU電流源435的第一源-漏極區(qū)是源極區(qū)，以及第一下拉晶體管410的耦合至LPH)電流源440和HPPD電流源445的第二源-漏極區(qū)也是源極區(qū)。由LPPU電流源430和HPPU電流源435供應(yīng)的電流有時(shí)稱為“頭電流”。由LPro電流源440和HPro電流源445供應(yīng)的電流有時(shí)稱為“尾電流”。將第一上拉晶體管400和第一下拉晶體管410的源極區(qū)耦合(也稱為閉合開(kāi)關(guān))至電流源430、435、440和445提供了與第一上拉晶體管400和第一下拉晶體管410的其他結(jié)構(gòu)相比相對(duì)快速地切換第一上拉晶體管400和第一下拉晶體管410。
[0066]第二上拉晶體管405和第二下拉晶體管415形成互補(bǔ)參考級(jí)416。互補(bǔ)參考級(jí)416提供了將輸出節(jié)點(diǎn)475驅(qū)動(dòng)至輸出狀態(tài)(高或者低)以使得將輸出節(jié)點(diǎn)475的輸出狀態(tài)相對(duì)快速的驅(qū)動(dòng)至輸出狀態(tài)。
[0067]根據(jù)另一實(shí)施例，第二上拉晶體管405的耦合至LPPU電流源430和HPPU電流源435的第一源-漏極區(qū)是源極區(qū)，以及第二下拉晶體管415的耦合至LPH)電流源440和HPPU電流源445的第二源-漏極區(qū)也是源極區(qū)。將第二上拉晶體管405和第二下拉晶體管415的源極區(qū)耦合至電流源430、435、440和445，提供了與第二上拉晶體管405和第二下拉晶體管415的其他結(jié)構(gòu)相比相對(duì)快速地切換第二上拉晶體管405和第二下拉晶體管415。
[0068]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第二上拉晶體管405包括耦合至LPPU電流源430的第一源-漏極區(qū)并且經(jīng)由開(kāi)關(guān)組450切換耦合至HPPU電流源435。第二上拉晶體管的第一源-漏極區(qū)也耦合至第一上拉晶體管的第一源-漏極區(qū)。第二上拉晶體管包括耦合至第二下拉晶體管415的第一源-漏極區(qū)的第二源漏極區(qū)。第二下拉晶體管的第二源-漏極區(qū)耦合至LPH)電流源440并且經(jīng)由開(kāi)關(guān)組455切換耦合至HPH)電流源445。第二下拉晶體管的第二源-漏極區(qū)也耦合至第一下拉晶體管的第二源-漏極區(qū)。
[0069]第一輸出節(jié)點(diǎn)470耦合在第一上拉晶體管的第二源-漏極區(qū)與第一下拉晶體管的第一源-漏極區(qū)之間。第二輸出節(jié)點(diǎn)475耦合在第二上拉晶體管的第二源-漏極區(qū)與第二下拉晶體管的第一源-漏極區(qū)之間。
[0070]第一和第二負(fù)載晶體管420和425的柵極耦合至使能輸入端480，該使能輸入端可以配置為接收來(lái)自積分器330、先前比較器級(jí)等的使能信號(hào)。第一負(fù)載晶體管的第一源-漏極區(qū)耦合至第一輸出節(jié)點(diǎn)470，并且第一負(fù)載晶體管的第二源-漏極區(qū)耦合至第二負(fù)載晶體管425的第一源-漏極區(qū)以及耦合至例如接地、-Vdd等的參考電壓。第二負(fù)載晶體管的第二源-漏極區(qū)耦合至第二輸出節(jié)點(diǎn)475。
[0071]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一和第二負(fù)載晶體管420和425提供了負(fù)載阻抗，該負(fù)載阻抗小于由第一上拉晶體管400和第一下拉晶體管410的漏極區(qū)節(jié)點(diǎn)所提供的在輸出節(jié)點(diǎn)470處的輸出阻抗。第一和第二負(fù)載晶體管420和425可以視作串聯(lián)負(fù)載或者串聯(lián)電阻器。第一和第二負(fù)載晶體管420和425也提供了負(fù)載阻抗，該負(fù)載阻抗小于由第二上拉晶體管405和第二下拉晶體管415的漏極區(qū)節(jié)點(diǎn)所提供的在輸出節(jié)點(diǎn)475處的輸出阻抗。例如，負(fù)載晶體管420和425的負(fù)載阻抗可以是由第一上拉晶體管400和第一下拉晶體管410的漏極區(qū)提供的在輸出節(jié)點(diǎn)470處輸出阻抗的約十分之一至二十分之一，并且可以是由第二上拉晶體管405和第二下拉晶體管415的漏極區(qū)提供的在輸出節(jié)點(diǎn)475處輸出阻抗的約十分之一至二十分之一。將負(fù)載晶體管420和425的相對(duì)低阻抗提供至負(fù)載晶體管420和425之間的參考電壓抑制了在輸出級(jí)470和475處的不穩(wěn)定性并且因此提供了輸出節(jié)點(diǎn)470和475的輸出狀態(tài)的相對(duì)快速切換。
[0072]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一開(kāi)關(guān)組450被配置為接收第一上電信號(hào)和第二上電信號(hào)以用于將HPPU電流源435耦合(在此也稱為閉合開(kāi)關(guān))至第一和第二上拉晶體管400和405的第一源-漏極區(qū)。更具體地，可以配置第一上電信號(hào)和第二上電信號(hào)的每一個(gè)以獨(dú)立地將HPPU電流源耦合至第一和第二上拉晶體管400和405的第一源-漏極區(qū)?？梢耘渲玫谝婚_(kāi)關(guān)組450以接收降低功率信號(hào)以從第一和第二上拉晶體管400和405的第一源-漏極區(qū)解耦合(在此也稱為斷開(kāi)開(kāi)關(guān))HPPU電流源。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相對(duì)于降低功率信號(hào)而異步施加第一和第二上電信號(hào)。
[0073]第二開(kāi)關(guān)組455配置為接收第一上電信號(hào)和第二上電信號(hào)以用于將HPH)電流源445耦合至第一和第二下拉晶體管410和415的第二源-漏極區(qū)。更具體地，可以配置第一上電信號(hào)和第二上電信號(hào)的每一個(gè)以獨(dú)立地將HPH)電流源耦合至第一和第二下拉晶體管410和415的第二源-漏極區(qū)。第二開(kāi)關(guān)組455可以配置為接收降低功率信號(hào)從第一和第二下拉晶體管410和415的第二源-漏極區(qū)解耦合HPH)電流源。
[0074]在HPPU電流源耦合至第一和第二上拉晶體管400和405的第一源-漏極區(qū)，并且HPPD電流源耦合至第一和第二下拉晶體管410和415的第二源-漏極區(qū)的情形下，比較器被配置為通過(guò)四個(gè)電流源HPPU、LPPU、HPro和LPro所施加的電流而處于通電狀態(tài)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，HPPU電流源被配置為向比較器提供與LPPU電流源相比相對(duì)更高的功率量。例如，HPPU電流源可以被配置為向比較器提供與LPPU電流源相比90%的更多功率，而LPPU電流源可以向比較器提供與HPPU電流源相比10%或更少的功率。類似的，HPPD電流源被配置為向比較器提供與LPro電流源相比相對(duì)更高的功率量(例如來(lái)自吸收電流(sinkingcurrent)的功率)。例如，HPTO電流源可以被配置為向比較器提供與LPTO電流源相比90%的更多功率，而LPPU電流源可以向比較器提供與HPH)電流源相比10%或更少的功率。
[0075]如上所述，降低功率信號(hào)被配置為控制第一開(kāi)關(guān)組和第二開(kāi)關(guān)組以從第一和第二上拉晶體管解耦合HPPU電流源，并且從第一和第二下拉晶體管解耦合HPro電流源。在HPPU電流源和HPPD電流源從與它們相關(guān)聯(lián)的晶體管解耦合的情況下，比較器被置于低功率狀態(tài)，而LPPU電流源和LPro電流源被配置為向處于低功率狀態(tài)的比較器供電。LPPU電流源和LPro電流源被配置為提供足夠能量以維持比較器各種電路上的電勢(shì)偏壓(potentialbasis)以使得比較器可以相對(duì)快速的上電至通電狀態(tài)。
[0076]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，開(kāi)關(guān)組451和456可以被配置為接收第二降低功率信號(hào)(降低功率信號(hào)II)以用于耦合(也稱為閉合開(kāi)關(guān))和解耦合(也稱為斷開(kāi)開(kāi)關(guān))LPPU電流源430和LPPD電流源440。在HPPU電流源435、HPPD電流源445、LPPU電流源430和LPPD電流源440的解耦合模式中，比較器350可以置于比較器并不從HPPU電流源435、HPPD電流源445、LPPU電流源430和LPTO電流源440汲取電流的降低功率狀態(tài)中。
[0077]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，i)提供了耦合至第一和第二上拉晶體管400和405的LPPU電流源430和HPPU電流源435，ii)提供了耦合至第一和第二下拉晶體管410和415的源極區(qū)的LPro電流源440和HPro電流源445，iii)提供了互補(bǔ)輸入級(jí)，iv)提供了互補(bǔ)參考級(jí)，以及V)提供了至參考電壓的負(fù)載晶體管，比較器350可以被配置為相對(duì)快速地上電，并且相對(duì)快速地切換輸出節(jié)點(diǎn)470和475的輸出狀態(tài)。例如，比較器可以工作在約500kHz或更高，其中比較器可以處于通電狀態(tài)持續(xù)約50ns而在占空比的剩余時(shí)間內(nèi)處于低功率狀態(tài)。在此所述的比較器的實(shí)施例提供了與傳統(tǒng)比較器相比在開(kāi)關(guān)速度方面的相對(duì)大的改進(jìn)。
[0078]圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的比較器電路500的簡(jiǎn)化示意圖。比較器電路500包括多個(gè)比較器510，其中每個(gè)比較器標(biāo)識(shí)有基本附圖標(biāo)記510以及字母后綴(a、b、c……η)。每個(gè)比較器510a至510η可以包括上述以及圖3中所示的比較器350。每個(gè)比較器510a至510η可以是全差分比較器(例如比較器350)，以用于接收正輸入和負(fù)輸入，并且用于輸出正輸出和負(fù)輸出。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)比較器510a至510η具有相對(duì)小的增益，例如約3-5的增益，并且因此與具有更高增益的比較器相比具有相對(duì)快的切換速度。通過(guò)提供具有相對(duì)低增益的一系列比較器510a至510η，與提供了相對(duì)高增益的單個(gè)傳統(tǒng)比較器相比，該比較器系列可以提供針對(duì)相對(duì)高增益而言相對(duì)快的切換。
[0079]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，比較器電路500包括輸出級(jí)520，其中輸出級(jí)520包括配置為從比較器510a接收正輸入的正輸入端525，以及包括配置為從比較器510η接收負(fù)輸入的負(fù)輸入端530。輸出級(jí)520被配置為將正輸入端525處所接收的正輸入與負(fù)輸入端530處所接收的負(fù)輸入組合在單一輸出端540上。輸出級(jí)520可以被配置為針對(duì)比較器510a至510η向輸出端540提供軌到軌(rail to rail)的驅(qū)動(dòng)。輸出級(jí)520包括用于將高輸出信號(hào)拉至高軌(high rail)(例如+Vdd)的第一組合器級(jí)550以及包括用于將低輸出信號(hào)拉至低軌(low rail)(例如-Vdd)的第二組合器級(jí)560。第一組合器級(jí)550可以是第一電流鏡，而第二組合器級(jí)560可以是第二電流鏡。為了方便，第一組合器級(jí)550稱為第一電流鏡550，而第二組合器級(jí)560稱為第二電流鏡560。
[0080]第一電流鏡550包括第一上拉晶體管550a、第一下拉晶體管550b、第二上拉晶體管550c和第二下拉晶體管550d，其中第一上拉晶體管550a和第一下拉晶體管550b是第一電流鏡550的第一分支， 而第二上拉晶體管550c和第二下拉晶體管550d是第一電流鏡550的第二分支。
[0081]第二電流鏡560包括第一上拉晶體管560a、第一下拉晶體管560b、第二上拉晶體管560c和第二下拉晶體管560d，其中第一上拉晶體管560a和第一下拉晶體管560b是第二電流鏡560的第一分支，而第二上拉晶體管560c和第二下拉晶體管560d是第二電流鏡560的第二分支。
[0082]正輸入端525可以耦合至第一電流鏡550的第一下拉晶體管550b的柵極以及第二電流鏡560的第二上拉晶體管560d的柵極。負(fù)輸入端530可以稱合至第一電流鏡550的第一上拉晶體管550a的柵極以及第二電流鏡560的第二下拉晶體管560d的柵極。
[0083]第一電流鏡550的輸出節(jié)點(diǎn)550e耦合至上拉輸出晶體管570的柵極，如果正輸出由比較器510η施加(asserted)至輸出級(jí)520，則上拉輸出晶體管被配置為將單一輸出端540上拉至+Vdd(減去二極管壓降)。第二電流鏡560的輸出節(jié)點(diǎn)560e耦合至下拉輸出晶體管575的柵極，如果負(fù)輸出由比較器510η施加(asserted)至輸出級(jí)520，則下拉輸出晶體管被配置為將單一輸出端540下拉至-Vdd(減去二極管壓降)。
[0084]第一電流鏡550的“頂端”550f可以連接至Vdd，而第一電流鏡550的“底端”550g可以連接至LPro電流源440以及HPro電流源445。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一電流鏡550的底端550g經(jīng)由開(kāi)關(guān)580切換耦合至HPH)電流源445。開(kāi)關(guān)580可以被配置為接收第一上電信號(hào)、第二上電信號(hào)以及降低功率信號(hào)以用于將第一電流鏡上電至通電狀態(tài)以及將第一電流鏡降低功率至低功率狀態(tài)。第一上電信號(hào)、第二上電信號(hào)和降低功率信號(hào)在圖4中通常標(biāo)識(shí)為FPU (快速上電)。
[0085]第二電流鏡560的“頂端” 560f可以連接至LPTO電流源440和HPTO電流源445，而第二電流鏡560的“底端”560g可以連接至-Vdd。根據(jù)另一實(shí)施例，第二電流鏡560的頂端560f經(jīng)由開(kāi)關(guān)585切換耦合至HPH)電流源445。開(kāi)關(guān)585可以配置為接收第一上電信號(hào)、第二上電信號(hào)和降低功率信號(hào)以用于將第二電流鏡560上電至通電狀態(tài)以及將第二電流鏡560降低功率至低功率狀態(tài)。提供將第一電流鏡550的底端550g和第二電流鏡560的頂端560f連接至LPH)電流源440并且切換耦合至HPH)電流源，進(jìn)一步提供了可以與比較器510a至510η基本同步地將輸出級(jí)520置于通電狀態(tài)和低功率狀態(tài)以節(jié)省功率，并且可以相對(duì)快速地從低功率狀態(tài)切換至通電狀態(tài)，因?yàn)榈谝缓偷诙娏麋R550和560由LPPU電流源430和LPH)電流源440偏置以用于相對(duì)快速地上電。
[0086]以上說(shuō)明書描述了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例以及可以如何實(shí)施本發(fā)明的方面的示例。上述示例和實(shí)施例不應(yīng)認(rèn)為是僅有的實(shí)施例，而是展示這些示例和實(shí)施例以說(shuō)明由以下權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的靈活性和優(yōu)點(diǎn)。例如，應(yīng)該理解的是盡管在此描述的多個(gè)實(shí)施例包括M0SFET，應(yīng)該理解的是各種晶體管類型可以用于實(shí)施在此所述的電路的邏輯和操作?；谝陨险f(shuō)明書和以下權(quán)利要求。可以不脫離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍而采用其他設(shè)置、實(shí)施例、實(shí)施方式和等價(jià)物。
【權(quán)利要求】
1.一種電路方法，包括: 周期性地增大比較器的差分級(jí)的尾電流以周期性地將所述差分級(jí)上電為通電狀態(tài)；以及 周期性地減小所述差分級(jí)的所述尾電流以周期性地將所述差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)，其中所述周期性地增大所述尾電流以及所述周期性地減小所述尾電流是用于將所述差分級(jí)上電至所述通電狀態(tài)并將所述差分級(jí)降低功率至所述低功率狀態(tài)的異步操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電路方法，進(jìn)一步包括: 周期性地增大耦合至第一所述差分級(jí)的所述比較器的第二差分級(jí)的頭電流以周期性地將所述第二差分級(jí)上電至通電狀態(tài)；以及 周期性地減小所述第二差分級(jí)的所述頭電流以將所述差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)，其中: 所述周期性地增大所述頭電流以及所述周期性地減小所述頭電流是用于將所述差分級(jí)上電至所述通電狀態(tài)并且將所述差分級(jí)降低功率至所述低功率狀態(tài)的異步操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路方法，其中，所述第一差分級(jí)是所述比較器的負(fù)級(jí)，并且所述第二差分級(jí)是所述比較器的正級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路方法，其中，異步地用于將所述差分級(jí)上電至所述通電狀態(tài)并且將所述差分級(jí)降低功率至所述低功率狀態(tài)的所述周期地增大所述尾電流以及所述周期性地減小所述尾電 流提供 了在信號(hào)比較期間的低噪聲和高速度。
5.一種比較器，包括: 差分級(jí)，包括: 第一下拉晶體管，具有第一源-漏極區(qū)；以及 第二下拉晶體管，具有耦合至所述第一源-漏極區(qū)的第二源-漏極區(qū)； 第一電流源，耦合至所述第一源-漏極區(qū)和所述第二源-漏極區(qū)； 第二電流源，選擇性地耦合所述第一源-漏極區(qū)和所述第二源-漏極區(qū)；以及 開(kāi)關(guān)組，配置為提供所述第二電流源的選擇性耦合，其中: 所述開(kāi)關(guān)組被配置為接收一組上游控制信號(hào)用于周期性地閉合所述開(kāi)關(guān)組以上電所述差分級(jí)，以及 所述開(kāi)關(guān)組被配置為接收一組下游控制信號(hào)用于周期性地?cái)嚅_(kāi)所述開(kāi)關(guān)組以將所述差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的比較器，進(jìn)一步包括: 第二差分級(jí)，包括: 第一上拉晶體管，具有第三源-漏極區(qū)；以及 第二上拉晶體管，具有耦合至所述第三源-漏極區(qū)的第四源-漏極區(qū)； 第三電流源，耦合至所述第三源-漏極區(qū)和第四源-漏極區(qū)； 第四電流源，選擇性地耦合至所述第三源-漏極區(qū)和第四源-漏極區(qū)；以及 第二開(kāi)關(guān)組，配置為提供所述第四電流源的選擇性耦合，其中: 所述第二開(kāi)關(guān)組被配置為接收一組上游控制信號(hào)用于周期性地閉合所述第二開(kāi)關(guān)組以上電所述第二差分級(jí)，以及 所述第二開(kāi)關(guān)組被配置為接收一組下游控制信號(hào)用于周期性地?cái)嚅_(kāi)所述第二開(kāi)關(guān)組以將所述第二差分級(jí)降低功率至低功率狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的比較器，其中，第一所述差分級(jí)是負(fù)差分級(jí)，并且所述第二差分級(jí)是正差分級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的比較器，其中，周期性地上電第一所述差分級(jí)使得周期性地增大尾電流，以便獲得所述比較器在信號(hào)比較期間的低噪聲和高速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的比較器，其中，周期性地上電第二所述差分級(jí)使得周期性地增大尾電流，以便獲得所述比較器在信號(hào)比較期間的低噪聲和高速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的比較器，所述第一下拉晶體管和所述第一上拉晶體管是互補(bǔ)輸入級(jí)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的比較器，所述第二下拉晶體管和所述第二上拉晶體管是互補(bǔ)參考級(jí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的比較器，其中，所述第一下拉晶體管和第二下拉晶體管的第一源-漏極區(qū)和第二源-漏極區(qū)是源極，并且所述第三源-漏極區(qū)和第四源-漏極區(qū)是源極。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的比較器，其中，所述第一下拉晶體管的漏極耦合至所述第一上拉晶體管的漏極，并且所述第一下拉晶體管和第一上拉晶體管的漏極是第一輸出節(jié)點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán) 利要求13所述的比較器，其中，所述第二下拉晶體管的漏極耦合至所述第二上拉晶體管的漏極，并且所述第二下拉晶體管和第二上拉晶體管的漏極是第二輸出節(jié)點(diǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的比較器，進(jìn)一步包括串聯(lián)布置在所述第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的第一電阻器和第二電阻器，其中所述第一電阻器和第二電阻器之間的節(jié)點(diǎn)連接至參考電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的比較器，其中，所述第一電阻器和第二電阻器的阻抗小于所述第一上拉晶體管和第一下拉晶體管的所耦合的漏極區(qū)的阻抗，并且小于所述第二上拉晶體管和第二下拉晶體管的所耦合的漏極區(qū)的阻抗。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的比較器，其中，所述連接至參考電壓的所述第一電阻器和所述第二電阻器抑制了所述比較器的不穩(wěn)定性。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的比較器，其中，所述第一電阻器是晶體管，并且所述第二電阻器是另一晶體管。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路方法，其中: 所述第一下拉晶體管的源極耦合至所述第二下拉晶體管的源極以及第一電流源，以及 所述第一下拉晶體管和第二下拉晶體管的源極選擇性地耦合至所述第二電流源。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電路方法，其中: 所述第一上拉晶體管的源極耦合至所述第二上拉晶體管的源極以及所述第三電流源，以及 所述第一上拉晶體管和第二上拉晶體管的源極選擇性地耦合至所述第四電流源。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的比較器，其中，所述第一電流源和所述第三電流源是低功率電流源，并且所述第二電流源和所述第四電流源是配置為提供比所述低功率電流源更高功率的高功率電流源。
22.—種電路,包括: 全差分比較器，具有正輸出和負(fù)輸出； 輸出級(jí)，耦合至所述全差分比較器并且配置為將所述正輸出和所述負(fù)輸出組合為單一輸出； 第一電流源，耦合至所述全差分比較器和所述輸出級(jí)； 第二電流源，選擇性地耦合至所述全差分比較器和所述輸出級(jí)； 第三電流源，耦合至所述全差分比較器和所述輸出級(jí)； 第四電流源，選擇性地耦合至所述全差分比較器和所述輸出級(jí)，其中: 所述第一電流源和所述第三電流源被配置為向處于低功率狀態(tài)的所述全差分比較器和所述輸出級(jí)供電，以及 所述第二電流源和所述第四電流源被配置為周期性地向處于通電狀態(tài)的所述全差分比較器和所述輸出級(jí)供電。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電路，其中，所述全差分比較器包括第一差分級(jí)和第二差分級(jí)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電路，其中，所述第一差分級(jí)和所述第二差分級(jí)形成了包括配置為接收輸入信號(hào)的第一輸入的互補(bǔ)輸入級(jí)，以及包括配置為接收參考電壓的第二輸入的互補(bǔ)參考級(jí)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電路，其中，所述輸出級(jí)包括配置為從所述全差分比較器接收正輸入的第一組合器級(jí)，以及配置為從所述全差分比較器接收負(fù)輸入的第二組合器級(jí)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電路，其中: 所述第一組合器級(jí)被配置為耦合至所述第一電流源并且選擇性地耦合至所述第二電流源，以及 所述第二組合器級(jí)被配置為耦合至所述第二電流源并且選擇性地耦合至所述第四電流源。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電路，其中，所述第一電流源和所述第三電流源是低功率電流源，并且所述第二電流源和所述第四電流源是配置為提供比所述低功率電流源更高功率的高功率電流源。
【文檔編號(hào)】H03G3/20GK103703681SQ201180059748
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月10日
【發(fā)明者】S·希魯賢 申請(qǐng)人:馬維爾國(guó)際貿(mào)易有限公司