比較器和采用比較器的張弛振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供比較器和采用比較器的張弛振蕩器，比較器包括耦接到第一電源導(dǎo)軌的第一到第三偏置電流晶體管。第一和第二輸入晶體管形成連接到第一偏置電流晶體管的一對(duì)并聯(lián)耦接晶體管。第一電流鏡控制晶體管將第一輸入晶體管連接到第二電源導(dǎo)軌。第一電流鏡輸出晶體管耦接到第一電流鏡控制晶體管并將第二偏置電流晶體管連接到第二電源導(dǎo)軌。第二電流鏡控制晶體管將第二輸入晶體管連接到第二電源導(dǎo)軌。第二電流鏡輸出晶體管耦接到第二電流鏡控制晶體管，并將第三偏置電流晶體管連接到第二電源導(dǎo)軌。跨過第三偏置電流晶體管耦接的轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管耦接到第二偏置電流晶體管并提供比較器輸出。
【專利說明】比較器和采用比較器的張弛振蕩器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于集成電路的時(shí)鐘信號(hào)的生成，更特別地，涉及比較器和使用比較器的張弛振蕩器(relaxation oscillator)。
【背景技術(shù)】
[0002]張弛振蕩器發(fā)現(xiàn)于很多電子電路應(yīng)用中且常用于產(chǎn)生控制這種電子電路的定時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)。例如，張弛振蕩器電路能夠用于DC/DC轉(zhuǎn)換器、計(jì)數(shù)器、偏移模塊、微控制器和調(diào)制電路中。典型地，主要通過兩個(gè)電容器的充放電確定張弛振蕩器電路提供的時(shí)鐘信號(hào)的周期。這樣的充放電常常由向電容器供應(yīng)充電電流的電流源或電流鏡控制，放電通過控制跨過電容器耦接的晶體管來實(shí)現(xiàn)。
[0003]電容器的充放電通常向互補(bǔ)比較器提供斜坡或鋸齒波形的輸入，這些比較器的輸出提供形成振蕩器電路輸出波形的脈沖。然而，比較器具有固有的低到高和高到低轉(zhuǎn)變延遲，這可能影響振蕩器電路的上限和頻率精確度。此外，這樣的固有轉(zhuǎn)變延遲對(duì)于需要快速響應(yīng)時(shí)間的比較器電路而言是不期望的。
[0004]比較器常常設(shè)計(jì)成具有快速響應(yīng)時(shí)間，以便減小低到高和高到低轉(zhuǎn)變延遲之一或兩者。然而，這種快速響應(yīng)時(shí)間是以流經(jīng)上拉和下拉晶體管的較大且不希望的靜態(tài)電流為代價(jià)獲得的。因此，如果獲得快速響應(yīng)時(shí)間而不利用較大的靜態(tài)電流的話，對(duì)于張弛振蕩器電路和比較器而言通常都是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一些示范性實(shí)施例提供一種比較器，包括:第一、第二和第三偏置電流晶體管，其每個(gè)都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌的第一節(jié)點(diǎn)且每個(gè)都具有耦接到調(diào)節(jié)輸入的柵極；形成一對(duì)并聯(lián)耦接的晶體管的第一和第二輸入晶體管，具有耦接到所述第一偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)，所述第一輸入晶體管具有提供比較器第一輸入端口的柵極，所述第二輸入晶體管具有提供比較器第二輸入端口的柵極；將所述第一輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌的第一電流鏡控制晶體管；第一電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第一電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第一電流鏡輸出晶體管將所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)連接到所述第二電源導(dǎo)軌；將所述第二輸入晶體管耦接到所述第二電源導(dǎo)軌的第二電流鏡控制晶體管；第二電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第二電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第二電流鏡輸出晶體管將所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)連接到所述第二電源導(dǎo)軌；以及跨過所述第三偏置電流晶體管耦接的轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管，使得所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第一節(jié)點(diǎn)耦接到所述第一電源導(dǎo)軌，所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的柵極耦接到所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，且其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)為所述比較器提供輸出端口。
[0006]本發(fā)明的另一些示范性實(shí)施例提供一種張弛振蕩器，包括:跨過設(shè)置電容器耦接的設(shè)置放電晶體管；跨過重置電容器耦接的重置放電晶體管；設(shè)置重置鎖存器，具有耦接到所述設(shè)置放電晶體管的柵極的設(shè)置輸出、以及耦接到所述重置放電晶體管的柵極的重置輸出；設(shè)置比較器，具有耦接到所述設(shè)置重置鎖存器的設(shè)置輸入的設(shè)置比較器輸出端口、耦接到基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)的設(shè)置比較器第一輸入端口、耦接到所述設(shè)置電容器的電極的設(shè)置比較器第二輸入端口 ；以及重置比較器，具有耦接到所述設(shè)置重置鎖存器的重置輸入的重置比較器輸出端口、耦接到所述基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)的重置比較器第一輸入端口、以及耦接到所述重置電容器的電極的重置比較器第二輸入端口，其中所述設(shè)置比較器包括:第一、第二和第三偏置電流晶體管，其每個(gè)都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌的第一節(jié)點(diǎn)且每個(gè)都具有耦接到調(diào)節(jié)輸入的柵極；形成一對(duì)并聯(lián)耦接的晶體管的第一和第二輸入晶體管，其具有耦接到所述第一偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)，所述第一輸入晶體管具有提供設(shè)置比較器第一輸入端口的柵極，所述第二輸入晶體管具有提供設(shè)置比較器第二輸入端口的柵極；將所述第一輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌的第一電流鏡控制晶體管；第一電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第一電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第一電流鏡輸出晶體管將所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第二電源導(dǎo)軌；將所述第二輸入晶體管耦接到所述第二電源導(dǎo)軌的第二電流鏡控制晶體管；第二電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第二電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第二電流鏡輸出晶體管將所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第二電源導(dǎo)軌；以及跨過所述第三偏置電流晶體管耦接的轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管，使得所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第一節(jié)點(diǎn)耦接到所述第一電源導(dǎo)軌，所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的柵極耦接到所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，并且其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)提供所述設(shè)置比較器輸出端口。
[0007]本發(fā)明的又一些示范性實(shí)施例提供一種張弛振蕩器，包括:跨過電容器耦接的晶體管；第一、第二和第三偏置電流晶體管，其每個(gè)都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌的第一節(jié)點(diǎn)和耦接到調(diào)節(jié)輸入的柵極；形成一對(duì)并聯(lián)耦接的晶體管的第一和第二輸入晶體管，其具有耦接到所述第一偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)，所述第一輸入晶體管具有耦接到基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)的提供比較器第一輸入端口的柵極，所述第二輸入晶體管具有耦接到所述電容器的提供比較器第二輸入端口的柵極；將所述第一輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌的第一電流鏡控制晶體管；第一電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第一電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第一電流鏡輸出晶體管將所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第二電源導(dǎo)軌；將所述第二輸入晶體管耦接到所述第二電源導(dǎo)軌的第二電流鏡控制晶體管；第二電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第二電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第二電流鏡輸出晶體管將所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第二電源導(dǎo)軌；以及跨過所述第三偏置電流晶體管耦接的轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管，使得所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第一節(jié)點(diǎn)耦接到所述第一電源導(dǎo)軌，所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的柵極耦接到所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，且其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)為比較器提供輸出端口。
【專利附圖】

【附圖說明】[0008]結(jié)合附圖參考以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述，可以更好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0009]圖1是常規(guī)張弛振蕩器的電路圖；
[0010]圖2是示出圖1的張弛振蕩器產(chǎn)生的波形的波形圖；
[0011]圖3是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的比較器的電路圖；
[0012]圖4是根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的比較器的電路圖；
[0013]圖5是根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的張弛振蕩器的電路圖；以及
[0014]圖6是根據(jù)本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的張弛振蕩器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下文結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述旨在作為對(duì)本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的描述，并非要表示可以實(shí)踐本發(fā)明的唯一形式。要理解的是，可以通過旨在包含在本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)的不同實(shí)施例實(shí)現(xiàn)相同或等價(jià)功能。在附圖中，相似的附圖標(biāo)記始終用于表示相似的元件。此外，術(shù)語“包括”、“包含”或其任何其他變體旨在覆蓋非排他性包括，使得包括一系列元素的模塊、電路、裝置部件、方法步驟和結(jié)構(gòu)可以包括未明確列出或這種模塊、電路、步驟或裝置部件固有的其他元素。類似地，由“包括”引領(lǐng)的元素或步驟不排除(沒有更多約束)包括該元素或步驟的額外相同元素或步驟的存在。在本說明書中，可以將術(shù)語柵極、源極和漏極分別與術(shù)語基極、發(fā)射極和集電極互換。此外，術(shù)語耦接和連接能夠指元素之間的直接和間接連接兩者。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種比較器，包括第一、第二和第三偏置電流晶體管，每個(gè)晶體管都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌的第一節(jié)點(diǎn)，每個(gè)晶體管都具有耦接到調(diào)節(jié)輸入的柵極。第一輸入晶體管和第二輸入晶體管形成一對(duì)并聯(lián)耦接的晶體管，具有耦接到第一偏置電流晶體管第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)。第一輸入晶體管具有提供比較器第一輸入端口的柵極，第二輸入晶體管具有提供比較器第二輸入端口的柵極。第一電流鏡控制晶體管將第一輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌，第一電流鏡輸出晶體管具有耦接到第一電流鏡控制晶體管柵極的柵極。第一電流鏡輸出晶體管將第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第二電源導(dǎo)軌。
[0017]第二電流鏡控制晶體管將第二輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌，第二電流鏡輸出晶體管具有耦接到第二電流鏡控制晶體管柵極的柵極。第二電流鏡輸出晶體管將第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第二電源導(dǎo)軌。轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管跨過第三偏置電流晶體管耦接，使得轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第一節(jié)點(diǎn)耦接到第一電源導(dǎo)軌，轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的柵極耦接到第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)為比較器提供輸出端口。
[0018]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種張弛振蕩器，包括跨過設(shè)置電容器耦接的設(shè)置放電晶體管和跨過重置電容器耦接的重置放電晶體管。設(shè)置重置鎖存器具有耦接到設(shè)置放電晶體管柵極的設(shè)置輸出，鎖存器的重置輸出耦接到重置放電晶體管的柵極。具有設(shè)置比較器輸出端口的設(shè)置比較器耦接到設(shè)置重置鎖存器的設(shè)置輸入，設(shè)置比較器第一輸入端口耦接到基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)，設(shè)置比較器第二輸入端口耦接到設(shè)置電容器的電極。具有重置比較器輸出端口的重置比較器耦接到設(shè)置重置鎖存器的重置輸入，重置比較器第一輸入端口耦接到基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)，重置比較器第二輸入端口耦接到重置電容器的電極。設(shè)置比較器包括第一、第二和第三偏置電流晶體管，每個(gè)晶體管都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌的第一節(jié)點(diǎn)，每個(gè)晶體管都具有耦接到調(diào)節(jié)輸入的柵極。
[0019]第一輸入晶體管和第二輸入晶體管形成一對(duì)并聯(lián)耦接的晶體管，具有耦接到第一偏置電流晶體管第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)。第一輸入晶體管具有提供設(shè)置比較器第一輸入端口的柵極，第二輸入晶體管具有提供設(shè)置比較器第二輸入端口的柵極。第一電流鏡控制晶體管將第一輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌，第一電流鏡輸出晶體管具有耦接到第一電流鏡控制晶體管柵極的柵極。第一電流鏡輸出晶體管將第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第二電源導(dǎo)軌。
[0020]第二電流鏡控制晶體管將第二輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌，第二電流鏡輸出晶體管具有耦接到第二電流鏡控制晶體管柵極的柵極。第二電流鏡輸出晶體管將第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第二電源導(dǎo)軌。轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管跨過第三偏置電流晶體管耦接，使得轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第一節(jié)點(diǎn)耦接到第一電源導(dǎo)軌，轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的柵極耦接到第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)提供設(shè)置比較器輸出端□。
[0021]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種張弛振蕩器，包括跨過電容器耦接的晶體管。提供了第一、第二和第三偏置電流晶體管，每個(gè)晶體管都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌的第一節(jié)點(diǎn)和耦接到調(diào)節(jié)輸入的柵極。第一輸入晶體管和第二輸入晶體管形成一對(duì)并聯(lián)耦接的晶體管，具有耦接到第一偏置電流晶體管第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)。第一輸入晶體管具有耦接到基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)的提供比較器第一輸入端口的柵極，第二輸入晶體管具有耦接到電容器的提供比較器第二輸入端口的柵極。第一電流鏡控制晶體管將第一輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌，第一電流鏡輸出晶體管具有稱接到第一電流鏡控制晶體管柵極的柵極。第一電流鏡輸出晶體管將第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第二電源導(dǎo)軌。
[0022]第二電流鏡控制晶體管將第二輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌，第二電流鏡輸出晶體管具有耦接到第二電流鏡控制晶體管柵極的柵極。第二電流鏡輸出晶體管將第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第二電源導(dǎo)軌。轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管跨過第三偏置電流晶體管耦接，使得轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第一節(jié)點(diǎn)耦接到第一電源導(dǎo)軌，轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的柵極耦接到第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)為比較器提供輸出端口。
[0023]參考圖1，示出常規(guī)張弛振蕩器100的電路圖。張弛振蕩器100包括一側(cè)的電源電壓節(jié)點(diǎn)VDD和另一側(cè)的第一偏置晶體管102的漏極和柵電極之間耦接的恒流源101。第一偏置晶體管102的柵電極耦接到第一鏡晶體管103的柵電極，兩個(gè)晶體管102、103的源電極耦接到返回電壓節(jié)點(diǎn)(地或GND)。
[0024]第二偏置晶體管104的源電極耦接到電源電壓節(jié)點(diǎn)VDD，第二偏置晶體管104的柵電極耦接到其自己的漏電極，并耦接到第一鏡晶體管103的漏電極和第二鏡晶體管105的柵電極兩者。第二鏡晶體管105的源電極耦接到電源電壓節(jié)點(diǎn)VDD，第二鏡晶體管105的漏電極耦接到設(shè)置電容器106的第一電極。設(shè)置電容器106的第二電極耦接到地GND，設(shè)置電容器106的第一電極還耦接到設(shè)置放電晶體管107的漏電極和設(shè)置比較器108的正輸入兩者。
[0025]張弛振蕩器100還包括設(shè)置重置鎖存器109，其設(shè)置輸入S耦接到設(shè)置比較器108的輸出。還有第三鏡晶體管110，其具有耦接到電源電壓節(jié)點(diǎn)VDD的源電極、耦接到第二偏置晶體管104的柵電極的柵電極、以及耦接到重置電容器111的第一電極的漏電極。重置電容器111的第二電極耦接到地GND，重置電容器111的第一電極還耦接到重置放電晶體管112的漏電極和重置比較器113的正輸入。重置比較器113的輸出耦接到設(shè)置重置鎖存器109的重置輸入R，兩個(gè)比較器108、113的負(fù)輸入都耦接到公共閾值電壓參考節(jié)點(diǎn)VREF。
[0026]設(shè)置重置鎖存器109的輸出QBAR耦接到重置放電晶體管112的柵電極，設(shè)置重置鎖存器109的輸出Q耦接到設(shè)置放電晶體管107的柵電極。設(shè)置放電晶體管107和重置放電晶體管112具有耦接到地GND的源電極，如圖所示，振蕩器輸出節(jié)點(diǎn)114耦接到設(shè)置重置鎖存器109的輸出Q。然而，如果需要，振蕩器輸出節(jié)點(diǎn)114可以耦接到設(shè)置重置鎖存器109的輸出QBAR。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，向振蕩器輸出節(jié)點(diǎn)114提供輸出信號(hào)S0UT，該輸出信號(hào)SOUT的頻率取決于設(shè)置和重置電容器106、111的充電速率。然而，輸出信號(hào)SOUT的精確度和可得最大頻率取決于比較器108、113從低到高和從高到低轉(zhuǎn)變的反應(yīng)時(shí)間。
[0027]參考圖2的波形圖，示出由常規(guī)張弛振蕩器100產(chǎn)生的波形。如圖所示，在設(shè)置比較器108的正輸入處產(chǎn)生基本鋸齒波形SI。該鋸齒波形SI具有設(shè)置電容器106的充電導(dǎo)致的上升斜破部分和設(shè)置電容器106的放電導(dǎo)致的下降部分。理想地，一旦鋸齒波形SI達(dá)到與從參考節(jié)點(diǎn)VREF供應(yīng)的閾值基準(zhǔn)電壓VTH相等的電勢(shì)，設(shè)置比較器108的輸出處的輸出脈沖Pl就從低轉(zhuǎn)變到高。然而，有設(shè)置比較器108的內(nèi)部電路的響應(yīng)時(shí)間導(dǎo)致的固有低到高轉(zhuǎn)變延遲DLH。結(jié)果，輸出脈沖Pl不會(huì)在鋸齒波形SI 一達(dá)到與閾值基準(zhǔn)電壓VTH相等的電勢(shì)就立即從低轉(zhuǎn)變到高。此外，由于設(shè)置重置鎖存器109中的固有延遲以及設(shè)置放電晶體管107的響應(yīng)時(shí)間，鋸齒波形SI不會(huì)在脈沖Pl從低轉(zhuǎn)變到高之后就立即下降到零伏。
[0028]在鋸齒波形SI降到閾值基準(zhǔn)電壓VTH以下時(shí)，存在由設(shè)置比較器108的內(nèi)部電路的響應(yīng)時(shí)間導(dǎo)致的固有高到低轉(zhuǎn)變延遲DHL。這種高到低轉(zhuǎn)變延遲DHL增大了脈沖Pl從高到低的轉(zhuǎn)變時(shí)間。
[0029]還在重置比較器113的正輸入處產(chǎn)生基本鋸齒波形S2。這個(gè)鋸齒波形S2是由重置電容器111的充放電導(dǎo)致的。理想地，一旦鋸齒波形S2達(dá)到與從參考節(jié)點(diǎn)VREF供應(yīng)的閾值基準(zhǔn)電壓VTH相等的電勢(shì)，重置比較器113的輸出處的輸出脈沖P2就從低轉(zhuǎn)變到高。然而，又有重置比較器113的內(nèi)部電路的響應(yīng)時(shí)間導(dǎo)致的固有低到高轉(zhuǎn)變延遲DLH。結(jié)果，輸出脈沖P2不會(huì)在鋸齒波形S2 —達(dá)到等于閾值基準(zhǔn)電壓VTH的電勢(shì)就立即從低轉(zhuǎn)變到高。此外，由于設(shè)置重置鎖存器109中的固有延遲以及重置放電晶體管112的響應(yīng)時(shí)間，鋸齒波形S2不會(huì)在脈沖P2從低轉(zhuǎn)變到高之后就立即降到零伏。
[0030]以與上述類似的方式，在鋸齒波形S2降到閾值基準(zhǔn)電壓VTH以下時(shí)，存在由重置比較器113的內(nèi)部電路的響應(yīng)時(shí)間導(dǎo)致的固有高到低轉(zhuǎn)變延遲DHL。這種高到低轉(zhuǎn)變延遲DHL增加了脈沖P2從高到低的轉(zhuǎn)變時(shí)間。
[0031]脈沖Pl和P2控制設(shè)置重置鎖存器109的輸出Q和QBAR，導(dǎo)致相應(yīng)的輸出信號(hào)SOUT和S0UT1，其中SOUTl與SOUT反相。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，輸出信號(hào)SOUT和SOUTl的頻率Fout的精確度取決于每個(gè)比較器108、113的低到高轉(zhuǎn)變延遲DLH。因此，如果每個(gè)比較器108、113的低到高轉(zhuǎn)變延遲DLH改變，那么輸出信號(hào)SOUT和SOUTl的頻率Fout的精確度也將改變。因此，有益的是減小每個(gè)比較器108、113的低到高轉(zhuǎn)變延遲，從而將減小這種延遲的變化。類似地，每個(gè)比較器108、113的高到低轉(zhuǎn)變延遲DHL影響輸出信號(hào)SOUT和SOUTl的可得最大頻率Fout，因此減小這種延遲同樣是有益的。
[0032]參考圖3，示出根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的比較器300的電路圖。比較器300包括第一偏置電流晶體管301、第二偏置電流晶體管302和第三偏置電流晶體管303。偏置電流晶體管301、302、303中的每個(gè)都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌VDD的第一節(jié)點(diǎn)，偏置電流晶體管301、302、303中的每個(gè)都具有耦接到公共調(diào)節(jié)輸入VB的柵極。第一、第二和第三偏置電流晶體管301、302、303是相同的且因此具有相同的跨過它們的溝道的導(dǎo)電屬性。運(yùn)行時(shí)，它們均提供偏置電流IB，在第一、第二和第三偏置電流晶體管301、302、303的每個(gè)中偏置電流IB都具有相同的最大電流極限。
[0033]第一輸入晶體管304和第二輸入晶體管305形成一對(duì)并聯(lián)稱接的晶體管306,具有耦接到第一偏置電流晶體管301的第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)。第一輸入晶體管304具有提供比較器第一輸入端口 VREF的柵極，第二輸入晶體管305具有提供比較器第二輸入端口 VIN的柵極。第一輸入晶體管304和第二輸入晶體管305是相同的,在向比較器第一輸入端口VREF和比較器第二輸入端口 VIN施加相等電勢(shì)時(shí)，相等的電流IB/2流經(jīng)第一輸入晶體管304和第二輸入晶體管305兩者。
[0034]有將第一輸入晶體管304耦接到第二電源導(dǎo)軌GND的第一電流鏡控制晶體管307。還有第一電流鏡輸出晶體管308，其具有耦接到第一電流鏡控制晶體管307柵極的柵極。第一電流鏡輸出晶體管308將第二偏置電流晶體管302的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第二電源導(dǎo)軌GND，第一電流鏡輸出晶體管308比第一電流鏡控制晶體管307更大。更特別地，第一電流鏡輸出晶體管308的寬長(zhǎng)比(W/L)至少是第一電流鏡控制晶體管307的寬長(zhǎng)比(W/L)的兩倍。
[0035]第二電流鏡控制晶體管309將第二輸入晶體管305耦接到第二電源導(dǎo)軌GND。還有第二電流鏡輸出晶體管310，具有耦接到第二電流鏡控制晶體管309柵極的柵極。第二電流鏡輸出晶體管310將第三偏置電流晶體管303的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第二電源導(dǎo)軌GND，第二電流鏡輸出晶體管310比第二電流鏡控制晶體管309更大。同樣，更特別地，第二電流鏡輸出晶體管310的寬長(zhǎng)比(W/L)至少是第二電流鏡控制晶體管309的寬長(zhǎng)比(W/L)的兩倍。
[0036]比較器300還包括跨過第三偏置電流晶體管303耦接的轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管311。轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管311的第一節(jié)點(diǎn)耦接到第一電源導(dǎo)軌VDD，轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第三偏置電流晶體管303的第二節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管311的柵極耦接到第二偏置電流晶體管302的第二節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管311的第二節(jié)點(diǎn)為比較器300提供輸出端口 VOUT。還有另一個(gè)輸出端口 VOUTl，其通過倒相器314耦接到輸出端口 V0UT，簡(jiǎn)單地提供輸出端口 VOUT處的信號(hào)或電壓電平的反相輸出。
[0037]在第一電流鏡輸出晶體管308和第二偏置電流晶體管302之間插入有第一隔離晶體管312。還在第二電流鏡輸出晶體管310和第三偏置電流晶體管303之間插入有第二隔離晶體管313。第一隔離晶體管312和第二隔離晶體管313的柵極都耦接到偏壓，在本實(shí)施例中偏壓是公共隔離晶體管偏壓VCAS。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，第一隔離晶體管312和第二隔離晶體管313分別減弱了第一電流鏡輸出晶體管308和第二電流鏡輸出晶體管310的電容負(fù)載效應(yīng)。因此，包括第一隔離晶體管312和第二隔離晶體管313實(shí)現(xiàn)了輸出端口 VOUT處響應(yīng)時(shí)間的減小。[0038]在本實(shí)施例中，晶體管301、302、303、304、305和311是P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，晶體管307、308、309、310、312和313是N溝道FET。此外，運(yùn)行時(shí)，通常將VDD設(shè)置為大約3.3伏，將VB設(shè)置為大約2.3伏，將VCAS設(shè)置為大約1.1伏。此外，對(duì)于高頻和低功率應(yīng)用，可以將VREF設(shè)置為大約0.4伏的低電壓。
[0039]如果向比較器第二輸入端口 VIN供應(yīng)鋸齒波形SI，同時(shí)為比較器第一輸入端口VREF供應(yīng)恒定閾值基準(zhǔn)電壓VTH，那么在鋸齒波形SI處在零伏時(shí)，通過第一偏置電流晶體管301供應(yīng)的所有偏置電流IB將流經(jīng)第二輸入晶體管305。因此通過第一偏置電流晶體管301供應(yīng)的所有偏置電流IB將流經(jīng)第二電流鏡控制晶體管309。在這種運(yùn)行狀態(tài)中，晶體管304、307和308將處于非傳導(dǎo)(截止)狀態(tài)，因此第二偏置電流晶體管302將轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管311的柵極拉到大約VDD。因此轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管311處于非傳導(dǎo)狀態(tài)，由于第二電流鏡輸出晶體管310處于傳導(dǎo)(導(dǎo)通)狀態(tài)，所以輸出端口 VOUT將被拉向GND (零伏)。
[0040]在鋸齒波形SI的電壓稍大于閾值基準(zhǔn)電壓VTH時(shí)，通過第一偏置電流晶體管301供應(yīng)的大部分偏置電流IB將流經(jīng)第一輸入晶體管304。這導(dǎo)致與第二電流鏡控制晶體管309中流動(dòng)的電流相比，更大比例的偏置電流IB流經(jīng)第一電流鏡控制晶體管307。因此，第二電流鏡輸出晶體管310實(shí)質(zhì)上轉(zhuǎn)變到非傳導(dǎo)狀態(tài),而第一電流鏡輸出晶體管308處于傳導(dǎo)狀態(tài)，其將轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管311的柵極拉向GND。在轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管311的柵極電壓下降到VDD-VT (其中VT是晶體管的導(dǎo)通閾值電壓)時(shí)，晶體管311開始導(dǎo)電且因此將輸出端口 VOUT連接到VDD。
[0041]由于轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管311的寬長(zhǎng)比(W/L)較大，它迅速使輸出端口 VOUT的狀態(tài)從零伏(GND)轉(zhuǎn)變到VDD，由此減小了比較器300固有的低到高轉(zhuǎn)變延遲DLH。類似地，在鋸齒波形SI的電壓衰減從而稍低于閾值基準(zhǔn)電壓VTH時(shí)，通過第一偏置電流晶體管301供應(yīng)的大部分偏置電流IB將再次流經(jīng)第二輸入晶體管305。結(jié)果，第二電流鏡輸出晶體管310將輸出端口 VOUT從VDD迅速拉向零伏(GND)，由此減小比較器300固有的高到低轉(zhuǎn)變延遲DHL。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯然的是，比較器第一輸入端口 VREF和比較器第二輸入端口 VIN可以互換，從而將鋸齒波形SI施加到倒相輸入而非比較器300的非倒相。就此而言，根據(jù)比較器300應(yīng)用的運(yùn)行要求，可以將輸出端口 VOUT或VOUTl的任一個(gè)或兩者用作比較器300的輸出端口。
[0042]參考圖4，示出根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的比較器400的電路圖。比較器400包括第一偏置電流晶體管401、第二偏置電流晶體管402和第三偏置電流晶體管403。偏置電流晶體管401、402、403中的每個(gè)都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌GND的第一節(jié)點(diǎn)，偏置電流晶體管401、402、403中的每個(gè)都具有耦接到公共調(diào)節(jié)輸入VB的柵極。第一、第二和第三偏置電流晶體管401、402、403是相同的且因此具有相同的跨過它們的溝道的導(dǎo)電屬性。運(yùn)行時(shí)，它們均提供偏置電流IB，在第一、第二和第三偏置電流晶體管401、402、403的每個(gè)中偏置電流IB都具有相同的最大電流極限。
[0043]第一輸入晶體管404和第二輸入晶體管405形成一對(duì)并聯(lián)耦接的晶體管406，具有耦接到第一偏置電流晶體管401的第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)。第一輸入晶體管404具有提供比較器第二輸入端口 VIN的柵極，第二輸入晶體管405具有提供比較器第一輸入端口 VREF的柵極。第一輸入晶體管404和第二輸入晶體管405是相同的,在向比較器第一輸入端口VREF和比較器第二輸入端口 VIN施加相等電勢(shì)時(shí)，相等的電流IB/2流經(jīng)第一輸入晶體管404和第二輸入晶體管405兩者。
[0044]有將第一輸入晶體管404耦接到第二電源導(dǎo)軌VDD的第一電流鏡控制晶體管407。還有第一電流鏡輸出晶體管408，其具有耦接到第一電流鏡控制晶體管407柵極的柵極。第一電流鏡輸出晶體管408將第二偏置電流晶體管402的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第二電源導(dǎo)軌VDD，第一電流鏡輸出晶體管408比第一電流鏡控制晶體管407更大。更特別地，第一電流鏡輸出晶體管408的寬長(zhǎng)比(W/L)至少是第一電流鏡控制晶體管407的寬長(zhǎng)比(W/L)的兩倍。
[0045]第二電流鏡控制晶體管409將第二輸入晶體管405耦接到第二電源導(dǎo)軌VDD。還有第二電流鏡輸出晶體管410，其具有耦接到第二電流鏡控制晶體管409柵極的柵極。第二電流鏡輸出晶體管410將第三偏置電流晶體管403的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第二電源導(dǎo)軌VDD，第二電流鏡輸出晶體管410比第二電流鏡控制晶體管409更大。同樣，更特別地，第二電流鏡輸出晶體管410的寬長(zhǎng)比(W/L)至少是第二電流鏡控制晶體管409的寬長(zhǎng)比(W/L)的兩倍。
[0046]比較器400還包括跨過第三偏置電流晶體管403耦接的轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管411。轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管411的第一節(jié)點(diǎn)耦接到第一電源導(dǎo)軌GND，轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到第三偏置電流晶體管403的第二節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管411的柵極耦接到第二偏置電流晶體管402的第二節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管411的第二節(jié)點(diǎn)為比較器400提供輸出端口 VOUT。還有另一個(gè)輸出端口 VOUTl，其通過倒相器414耦接到輸出端口 V0UT，簡(jiǎn)單地提供輸出端口 VOUT處的信號(hào)或電壓電平的反相輸出。
[0047]在第一電流鏡輸出晶體管408和第二偏置電流晶體管402之間插入有第一隔離晶體管412。還在第二電流鏡輸出晶體管410和第三偏置電流晶體管403之間插入有第二隔離晶體管413。第一隔離晶體管412和第二隔離晶體管413的柵極都耦接到偏壓，在本實(shí)施例中偏壓是公共隔離晶體管偏壓VCAS。第一隔離晶體管412和第二隔離晶體管413分別減弱了第一電流鏡輸出晶體管408和第二電流鏡輸出晶體管410的電容負(fù)載效應(yīng)。因此，如上所述，包括第一隔離晶體管412和第二隔離晶體管413實(shí)現(xiàn)了輸出端口 VOUT處響應(yīng)時(shí)間的減小。
[0048]在本實(shí)施例中，晶體管401、402、403、404、405和411是N溝道FET，晶體管407、408、409、410、412和413是P溝道FET。此外，運(yùn)行時(shí)，通常將VDD設(shè)置為大約3.3伏，將VB設(shè)置為大約I伏，將VACS設(shè)置為大約2.2伏。因此，在本實(shí)施例中顯然的是，VREF必須至少為1.2伏，因此不能在與比較器300相同的高頻和低功率應(yīng)用下工作。
[0049]如果向比較器第二輸入端口 VIN供應(yīng)鋸齒波形SI，同時(shí)為比較器第一輸入端口VREF供應(yīng)恒定閾值基準(zhǔn)電壓VTH，那么當(dāng)鋸齒波形SI處在零伏時(shí)，通過第一偏置電流晶體管401的所有偏置電流IB將流經(jīng)第二輸入晶體管405。因此流經(jīng)第一偏置電流晶體管401的所有偏置電流IB將流經(jīng)第二電流鏡控制晶體管409。在該運(yùn)行狀態(tài)中，晶體管404、407和408將處于非傳導(dǎo)(截止)狀態(tài)，因此第二偏置電流晶體管402將轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管411的柵極拉向GND。因此轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管411處于非傳導(dǎo)狀態(tài)，由于第二電流鏡輸出晶體管410處于傳導(dǎo)(導(dǎo)通)狀態(tài)，所以輸出端口 VOUT將被拉向VDD。
[0050]在鋸齒波形SI的電壓稍大于閾值基準(zhǔn)電壓VTH時(shí)，流經(jīng)第一偏置電流晶體管401的大部分偏置電流IB將流經(jīng)第一輸入晶體管404。這導(dǎo)致與第二電流鏡控制晶體管409中流動(dòng)的電流相比，更大比例的偏置電流IB流經(jīng)第一電流鏡控制晶體管407。因此，第二電流鏡輸出晶體管410實(shí)質(zhì)上轉(zhuǎn)變到非傳導(dǎo)狀態(tài)，而第一電流鏡輸出晶體管408處于傳導(dǎo)狀態(tài)，其將轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管411的柵極拉向VDD。在轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管411的柵極電壓上升到GND+VT (其中VT是晶體管的導(dǎo)通閾值電壓)時(shí)，晶體管411開始導(dǎo)電且因此將輸出端口 VOUT連接到GND。
[0051]由于轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管411的寬長(zhǎng)比(W/L)較大，所以它迅速使輸出端口 VOUT的狀態(tài)從VDD伏轉(zhuǎn)變到GND，由此減小了比較器400固有的高到低轉(zhuǎn)變延遲DHL。類似地，在鋸齒波形SI的電壓衰減從而稍低于閾值基準(zhǔn)電壓VTH時(shí)，流經(jīng)第一偏置電流晶體管401的大部分偏置電流IB將再次流經(jīng)第二輸入晶體管405。結(jié)果，第二電流鏡輸出晶體管410將把輸出端口 VOUT從GND迅速拉向VDD伏，由此減小比較器400固有的低到高轉(zhuǎn)變延遲DLH。如上，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯然的是，比較器第一輸入端口 VREF和比較器第二輸入端口 VIN可以互換，從而將鋸齒波形SI施加到非倒相輸入而非比較器400的倒相輸入。就此而言，根據(jù)比較器400應(yīng)用的工作要求，可以將輸出端口 VOUT或VOUTl的任一個(gè)或兩者用作比較器400的輸出端口。
[0052]參考圖5，示出根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的張弛振蕩器500的電路圖。張弛振蕩器500是現(xiàn)有技術(shù)張弛振蕩器300的改進(jìn)型，為避免重復(fù)，將僅描述差異。張弛振蕩器500具有設(shè)置比較器508，其是具有公共隔離晶體管偏壓VACS和公共調(diào)節(jié)輸入VB的比較器300。如圖所示，設(shè)置比較器第二輸入端口( + )耦接到設(shè)置電容器106的電極，放電晶體管107跨過設(shè)置電容器106耦接。
[0053]張弛振蕩器500還有重置比較器513，其是具有公共隔離晶體管偏壓VACS和公共調(diào)節(jié)輸入VB的比較器300。重置比較器第二輸入端口( + )耦接到重置電容器111的電極，重置放電晶體管112跨過重置電容器111耦接。此外，設(shè)置比較器輸出端口耦接到設(shè)置重置鎖存器109的設(shè)置輸入，重置比較器輸出端口耦接到設(shè)置重置鎖存器109的重置輸入。振蕩器輸出節(jié)點(diǎn)OUT耦接到設(shè)置重置鎖存器109的輸出Q，但如果需要的話，可以將其耦接到設(shè)置重置鎖存器109的輸出QBAR。
[0054]參考圖6，示出根據(jù)本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的張弛振蕩器600的電路圖。張弛振蕩器600具有一側(cè)的電源電壓節(jié)點(diǎn)VDD和另一側(cè)的第一參考晶體管602的漏極和柵電極之間耦接的恒流源601。第一參考晶體管602的柵電極耦接到第一鏡晶體管603的柵電極，兩個(gè)晶體管602、603的源電極耦接到返回電壓節(jié)點(diǎn)(地GND)ο
[0055]第二參考晶體管604的源電極耦接到電源電壓節(jié)點(diǎn)VDD，第二參考晶體管604的柵電極耦接到其自己的漏電極，并耦接到第一鏡晶體管603的漏電極和第二鏡晶體管605的柵電極。第二鏡晶體管605的源電極耦接到電源電壓節(jié)點(diǎn)VDD，第二鏡晶體管605的漏電極耦接到電容器606的第一電極。電容器606的第二電極耦接到地GND，設(shè)置電容器606的第一電極還耦接到放電晶體管607的漏電極和比較器608的正輸入。因此，放電晶體管607跨過電容器606耦接。
[0056]比較器608是具有公共隔離晶體管偏壓VCAS和公共調(diào)節(jié)輸入VB的比較器300。比較器608的輸出通過延遲電路609耦接到放電晶體管607的柵極。此外，振蕩器輸出節(jié)點(diǎn)OUT耦接到比較器608的輸出，如果需要的話，輸出節(jié)點(diǎn)OUT可以通過緩沖電路耦接。
[0057]對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，盡管振蕩器500和600使用比較器300，但也可以使用比較器400。此外，對(duì)振蕩器電路做微小調(diào)整，可以互換這些比較器300、400的倒相和非倒相輸入。就此而言，可以將輸出端口 VOUT或VOUTl的任一個(gè)或兩者用作比較器300或400的輸出端口。
[0058]有利地，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了比較器中固有低到高轉(zhuǎn)變延遲DLH和/或高到低轉(zhuǎn)變延遲DHL的減小或緩解。更特別地，于是偏置電流IB可以較小，且因此比較器300、400的功耗小于常規(guī)快速響應(yīng)比較器。本發(fā)明對(duì)于使用這種較低功耗比較器的張弛振蕩器也特別有利，在較低功耗比較器中，不希望有固有的低到高轉(zhuǎn)變延遲DLH和/或高到低轉(zhuǎn)變延遲DHL的任一種或兩者。
[0059]已經(jīng)為了例示和說明而給出了對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的描述，但并非要將本發(fā)明窮舉或限制到所公開的形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員將要認(rèn)識(shí)到，可以對(duì)上述實(shí)施例做出改變而不脫離其廣義的發(fā)明構(gòu)思。因此將理解，本發(fā)明不限于所公開的具體實(shí)施例，而是覆蓋所附權(quán)利要求界定的本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)的修改。
【權(quán)利要求】
1.一種比較器，包括: 第一、第二和第三偏置電流晶體管，其每個(gè)都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌的第一節(jié)點(diǎn)且每個(gè)都具有耦接到調(diào)節(jié)輸入的柵極； 形成一對(duì)并聯(lián)耦接的晶體管的第一和第二輸入晶體管，具有耦接到所述第一偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)，所述第一輸入晶體管具有提供比較器第一輸入端口的柵極，所述第二輸入晶體管具有提供比較器第二輸入端口的柵極； 將所述第一輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌的第一電流鏡控制晶體管； 第一電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第一電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第一電流鏡輸出晶體管將所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)連接到所述第二電源導(dǎo)軌； 將所述第二輸入晶體管耦接到所述第二電源導(dǎo)軌的第二電流鏡控制晶體管； 第二電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第二電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第二電流鏡輸出晶體管將所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)連接到所述第二電源導(dǎo)軌；以及 跨過所述第三偏置電流晶體管耦接的轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管，使得所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第一節(jié)點(diǎn)耦接到所述第一電源導(dǎo)軌，所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的柵極耦接到所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，且其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)為所述比較器提供輸出端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中所述第一、第二和第三偏置電流晶體管基本相同且具有相同的跨過它們的溝道的導(dǎo)電屬性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的比較器，其中在運(yùn)行時(shí)，所述第一、第二和第三偏置電流晶體管具有基本相同的最大電流極限。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中所述第一和第二輸入晶體管基本相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的比較器，其中在運(yùn)行中，當(dāng)向所述第一和第二比較器輸入端口施加相等電勢(shì)時(shí)，相等電流流經(jīng)所述第一和第二輸入晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中所述第一電流鏡輸出晶體管比所述第一電流鏡控制晶體管更大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中所述第一電流鏡輸出晶體管的寬長(zhǎng)比至少是所述第一電流鏡控制晶體管的寬長(zhǎng)比的兩倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，其中所述第二電流鏡輸出晶體管的寬長(zhǎng)比至少是所述第二電流鏡控制晶體管的寬長(zhǎng)比的兩倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比較器，還包括連接于所述第一電流鏡輸出晶體管和所述第二偏置電流晶體管之間的第一隔離晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的比較器，還包括連接于所述第二電流鏡輸出晶體管和所述第三偏置電流晶體管之間的第二隔離晶體管。
11.一種張弛振蕩器，包括: 跨過設(shè)置電容器耦接的設(shè)置放電晶體管； 跨過重置電容器耦接的重置放電晶體管；設(shè)置重置鎖存器，具有耦接到所述設(shè)置放電晶體管的柵極的設(shè)置輸出、以及耦接到所述重置放電晶體管的柵極的重置輸出； 設(shè)置比較器，具有耦接到所述設(shè)置重置鎖存器的設(shè)置輸入的設(shè)置比較器輸出端口、耦接到基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)的設(shè)置比較器第一輸入端口、耦接到所述設(shè)置電容器的電極的設(shè)置比較器第二輸入端口 ；以及 重置比較器，具有耦接到所述設(shè)置重置鎖存器的重置輸入的重置比較器輸出端口、耦接到所述基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)的重置比較器第一輸入端口、以及耦接到所述重置電容器的電極的重置比較器第二輸入端口， 其中所述設(shè)置比較器包括: 第一、第二和第三偏置電流晶體管，其每個(gè)都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌的第一節(jié)點(diǎn)且每個(gè)都具有耦接到調(diào)節(jié)輸入的柵極； 形成一對(duì)并聯(lián)耦接的晶體管的第一和第二輸入晶體管，其具有耦接到所述第一偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)，所述第一輸入晶體管具有提供設(shè)置比較器第一輸入端口的柵極，所述第二輸入晶體管具有提供設(shè)置比較器第二輸入端口的柵極； 將所述第一輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌的第一電流鏡控制晶體管； 第一電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第一電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第一電流鏡輸出晶體管將所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第二電源導(dǎo)軌； 將所述第二輸入晶體管耦接到所述第二電源導(dǎo)軌的第二電流鏡控制晶體管； 第二電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第二電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第二電流鏡輸出晶體管將所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第二電源導(dǎo)軌；以及 跨過所述第三偏置電流晶體管耦接的轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管，使得所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第一節(jié)點(diǎn)耦接到所述第一電源導(dǎo)軌，所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的柵極耦接到所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，并且其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)提供所述設(shè)置比較器輸出端口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的張弛振蕩器，其中所述設(shè)置比較器第一輸入端口和所述重置比較器第一輸入端口耦接到公共基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的張弛振蕩器，其中所述第一、第二和第三偏置電流晶體管是相同的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的張弛振蕩器，其中在向所述第一和第二設(shè)置比較器輸入端口施加相等電勢(shì)時(shí)，相等電流流經(jīng)所述第一和第二輸入晶體管。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的張弛振蕩器，其中所述重置比較器包括: 第一、第二和第三偏置電流晶體管，其每個(gè)都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌的第一節(jié)點(diǎn)且每個(gè)都具有耦接到調(diào)節(jié)輸入的柵極； 形成一對(duì)并聯(lián)耦接的晶體管的第一和第二輸入晶體管，具有耦接到所述第一偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)，所述第一輸入晶體管具有提供所述重置比較器第一輸入端口的柵極，所述第二輸入晶體管具有提供所述重置比較器第二輸入端口的柵極；將所述第一輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌的第一電流鏡控制晶體管； 第一電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第一電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第一電流鏡輸出晶體管將所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第二電源導(dǎo)軌； 將所述第二輸入晶體管耦接到所述第二電源導(dǎo)軌的第二電流鏡控制晶體管； 第二電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第二電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第二電流鏡輸出晶體管將所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第二電源導(dǎo)軌；以及 跨過所述第三偏置電流晶體管耦接的轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管，使得所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第一節(jié)點(diǎn)耦接到所述第一電源導(dǎo)軌，所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的柵極耦接到所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，且其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)提供所述重置比較器輸出端口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的張弛振蕩器，其中所述第一電流鏡輸出晶體管的寬長(zhǎng)比至少是所述第一電流鏡控制晶體管的寬長(zhǎng)比的兩倍。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的張弛振蕩器，其中所述第二電流鏡輸出晶體管的寬長(zhǎng)比至少是所述第二電流鏡控制 晶體管的寬長(zhǎng)比的兩倍。
18.—種張弛振蕩器,包括: 跨過電容器耦接的晶體管； 第一、第二和第三偏置電流晶體管，其每個(gè)都具有耦接到第一電源導(dǎo)軌的第一節(jié)點(diǎn)和耦接到調(diào)節(jié)輸入的柵極； 形成一對(duì)并聯(lián)耦接的晶體管的第一和第二輸入晶體管，其具有耦接到所述第一偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)的公共節(jié)點(diǎn)，所述第一輸入晶體管具有耦接到基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)的提供比較器第一輸入端口的柵極，所述第二輸入晶體管具有耦接到所述電容器的提供比較器第二輸入端口的柵極； 將所述第一輸入晶體管耦接到第二電源導(dǎo)軌的第一電流鏡控制晶體管； 第一電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第一電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第一電流鏡輸出晶體管將所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第二電源導(dǎo)軌； 將所述第二輸入晶體管耦接到所述第二電源導(dǎo)軌的第二電流鏡控制晶體管； 第二電流鏡輸出晶體管，具有耦接到所述第二電流鏡控制晶體管的柵極的柵極，其中所述第二電流鏡輸出晶體管將所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第二電源導(dǎo)軌；以及 跨過所述第三偏置電流晶體管耦接的轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管，使得所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第一節(jié)點(diǎn)耦接到所述第一電源導(dǎo)軌，所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)耦接到所述第三偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的柵極耦接到所述第二偏置電流晶體管的第二節(jié)點(diǎn)，且其中所述轉(zhuǎn)變時(shí)間減小晶體管的第二節(jié)點(diǎn)為比較器提供輸出端口。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的張弛振蕩器，其中所述第一電流鏡輸出晶體管的寬長(zhǎng)比至少是所述第一電流鏡控制晶體管的寬長(zhǎng)比的兩倍。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的張弛振蕩器，其中所述第二電流鏡輸出晶體管的寬長(zhǎng)比至少是所述第二電流鏡控制晶體·管的寬長(zhǎng)比的兩倍。
【文檔編號(hào)】H03K5/22GK103580655SQ201210257566
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】王正香 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司