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比较器-Allen

热度 5已有 2312 次阅读| 2022-8-29 17:59 |个人分类:模拟IC学习记录|系统分类:芯片设计

在两个二进制状态之间存在过渡区间,而使比较器快速的通过过渡区间是非常重要的。

1 比较器的特性
1.1静态特性



1.2动态特性
大信号:响应时间和传输时延
输入信号幅度较大会使得时延较短,当输入电平增大到一个上限,此时即使输入电平再增大也无法对时延产生影响,这时的电压变化率称为摆率。


小信号动态特性取决于频率响应。

定义Vin(最小)为

则有

此时,阶跃输入为Vin(最小)时的传输时延可写为

如果输入为Vin(最小)的k倍,传输时延将为:

很明显,输入越大,传输时延越小。
随着输入的一直增大,比较器会进入大信号模式,在大信号模式下,由于电容充放电电流的限制,将会出现摆率限制。如果传输时延由比较器的摆率决定,那么这一时延可写为:

当传输时延由摆率决定时,减小传输时间的重要手段是增加比较器供出或吸入电流的能力。
2 两级开环比较器



2.1两级开环比较器性能
首先关心的是VOH和VOL值
image.png

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该比较器的第一、二级输出极点为:

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电路的频响为:

image.png

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如果不发生超出摆率的情况,两级比较器的阶跃响应为

image.png

式(8.2-9)最大斜率发生时间:

image.png

此时最大斜率为

image.png


image.png


低于摆率时的比较器传输时延:

image.png


2.2 两级开环比较器的初始工作状态


image.png

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2.3 两级开环比较器达到摆率时的传输时延


image.png

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3 其他开环比较器




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