一种输出失调自校准的高增益低功耗比较器的制作方法

一种输出失调自校准的高增益低功耗比较器的制作方法摘要本文提出了一种输出失调自校准的高增益低功耗比较器的制作方法。该比较器采用了失调自校准技术，可以有效减小由于器件参数漂移引起的失调现象，提高比较器的精度和稳定性。并且，该比较器利用了差分放大器的高增益特性，可以实现高灵敏度的比较功能。此外，该比较器还具有低功耗的特点，适用于嵌入式系统等对功耗要求较高的应用场景。引言比较器是数字电路中常用的模块，主要用于进行数字信号的比较和判定。在许多应用场景中，比较器的精度和稳定性是非常重要的。然而，由于器件参数漂移等因素的影响，比较器会产生失调现象，导致精度和稳定性的下降。为了解决这一问题，许多失调校准技术被应用到比较器设计中。本文提出了一种输出失调自校准的高增益低功耗比较器的制作方法。该比较器采用了失调自校准技术，可以有效减小由于器件参数漂移引起的失调现象，提高比较器的精度和稳定性。并且，该比较器利用了差分放大器的高增益特性，可以实现高灵敏度的比较功能。此外，该比较器还具有低功耗的特点，适用于嵌入式系统等对功耗要求较高的应用场景。比较器的设计差分放大器差分放大器是比较器设计中常用的核心部件。在本文的比较器中，差分放大器的作用是将输入电压进行放大，并产生差分输出。由于比较器需要对高、低电平进行精确的比较，因此差分放大器的增益应该尽量高。差分放大器的输出可以表示为：$$V_{out}=A_d\\cdot(V_{in+}-V_{in-})$$其中Ad表示差分放大器的差分增益，Vin+和通常情况下，差分放大器的增益Ad失调校准比较器中常常会出现失调现象，其主要原因是由于器件参数的不一致导致的。为了解决这一问题，失调校准技术被引入到比较器的设计中，用于提高比较器的精度和稳定性。在本文的比较器中，采用了一种输出失调自校准的技术。其基本的思路是将比较器的输出作为一个反馈信号，通过反馈作用，调整差分放大器的偏置电压，从而实现输出失调的自校准。具体地说，当比较器输出为高电平时，反馈信号会增加差分放大器正端的电压，使得差分放大器正端的电压与负端的电压相等。此时，比较器的输出下降，反馈信号消失，差分放大器的偏置电压便得到了调整。当比较器输出为低电平时，上述过程也会发生，只是方向相反。通过输出失调自校准技术，本文的比较器可以有效减小失调现象，提高比较器的精度和稳定性。电路实现基于上述设计思路，本文的比较器的电路实现如下：+-----------+

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|M1|

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Vin+-------+----------------------+||

||||

|+--+-+--+----+----Vout

Vref-------+----+|M2|M3||

|+--+|||

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R1|R2|+----+|

|||||

|+----+------+-------+|

|||

||R3|

||---+----+------------+|

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|R4|||R5||

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|+---+---+-+--+|

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+-----------+|||

+-+-+其中M1,M2,M3为三个场效应晶体管，R1,R2,R3,R4,R5为五个电阻器。差分放大器的输出由晶体管M1和晶体管M2的共同作用产生，由于额外的电阻器R4和R5的作用，差分放大器的增益Ad$$A_d=-\\frac{R4\\parallelR5}{R3}$$其中$\\parallel$表示并联。在比较器的工作过程中，M3作为反馈电路的开关，根据比较器输出的高低电平，控制反馈电路产生正、负向的调整，从而实现失调的