讀出放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種讀出放大器，特別是涉及一種可減少功耗的讀出放大器。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種讀出放大器的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，NM0S管ΝΜ0 - 2、 PM0S管ΡΜ0 - PM1組成第一級比較器，NM0S管NM1和NM2組成第一級比較器的差分放大電 路，PM0S管ΡΜ0和PM1為第一級比較器的差分放大電路的有源負(fù)載，NM0S管ΝΜ0是第一級 比較器的電流偏置電路；NM0S管NM3、PM0S管PM2組成第二級比較器，PM0S管PM2為第二 級比較器的放大電路，NM0S管匪3是第二級比較器的電流偏置電路。
[0003] NM0S管ΝΜ0和NM3的源極均接地，其柵極均接電源電壓VDD，NM0S管ΝΜ0的漏極 接NM0S管匪1 一 2的源極形成節(jié)點(diǎn)C，NM0S管匪1柵極接參考電壓VREF，NM0S管匪2柵 極E為讀出放大器的輸入，一般接位線BL(未示出），NM0S管匪1漏極與PM0S管ΡΜ0的漏 極、柵極以及PM0S管PM1的柵極相接組成節(jié)點(diǎn)B，NM0S管NM2漏極與PM0S管PM1的漏極和 PM2的柵極相接組成節(jié)點(diǎn)A，PM0S管PM0、PM1的源極相接電源電壓VDD ;PM0S管PM2的源極 接電源電壓VDD，其漏極和NM0S管匪3的漏極相接組成輸出節(jié)點(diǎn)OUT。
[0004] 由于兩級比較器的電流偏置電路的柵極直接接電源電壓VDD，則其輸出電流直接 和電源電壓正相關(guān)，同時由于工藝參數(shù)的變化，M0S管的閾值電壓有較大差別，這進(jìn)一步導(dǎo) 致電流源的輸出電流差異增大，在〇. 18um IBG工藝下，VDD范圍是1.8V±0. 25V，即1.55~ 2. 05V，再計入工藝角影響，讀出電路電流比達(dá)到近5倍，難以取得良好的產(chǎn)品性能和一致 性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之一目的在于提供一種讀出放大器，其 通過將讀出放大器的比較器的電流偏置電路的管子?xùn)艠O固定在一個跟閾值電壓相關(guān)、跟電 源電壓弱相關(guān)的電位上，減少了讀出放大器在電源電壓和工藝變化下的功耗。
[0006] 為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種讀出放大器，包括第一級比較器、第二級比 較器，該讀出放大器還包括一電源弱相關(guān)偏置電壓產(chǎn)生電路，該電源弱相關(guān)偏置電壓產(chǎn)生 電路分別連接該第一級比較器與該第二級比較器的電流偏置電路，以產(chǎn)生一與閾值電壓相 關(guān)而與電源電壓弱相關(guān)的偏置電壓給該第一級比較器與該第二級比較器的電流偏置電路。
[0007] 進(jìn)一步地，該電源弱相關(guān)偏置電壓產(chǎn)生電路包括一源極跟隨器及一鉗位電路，該 鉗位電路用于產(chǎn)生一與電源弱相關(guān)而與工藝相關(guān)的基準(zhǔn)電壓，該源極跟隨器用于對該基準(zhǔn) 電壓進(jìn)行微調(diào)并增加電路的帶負(fù)載能力。
[0008] 進(jìn)一步地，該鉗位電路包括第四PM0S管、第四NM0S管、第五NM0S管及第一電阻， 該第四PM0S管源極與該第五NM0S管漏極接電源電壓，該第五NM0S管柵極與該第四PM0S 管的漏極、該第四NM0S管的漏極相接形成第一節(jié)點(diǎn)，該第五NM0S管源極與該第四PM0S管 柵極、該第四NM0S管柵極以及第一電阻相接形成第二節(jié)點(diǎn)，該第一電阻的另一端接地。
[0009] 進(jìn)一步地，該源極跟隨器包括第六NM0S管和第二電阻，該第六NM0S管漏極接電源 電壓，柵極接該第一節(jié)點(diǎn)，源極與該第二電阻一端相接形成輸出節(jié)點(diǎn)，該第二電阻另一端接 地。
[0010] 進(jìn)一步地，該輸出節(jié)點(diǎn)與該第一級比較器及該第二級比較器的電流偏置電路連接 以提供一與閾值電壓相關(guān)而與電源電壓弱相關(guān)的偏置電壓。
[0011] 進(jìn)一步地，該第一級比較器與該第二級比較器的電流偏置電路為一 NM0S管，該輸 出節(jié)點(diǎn)連接該NM0S管柵極。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種讀出放大器通過利用電源弱相關(guān)偏置電壓產(chǎn)生電路 提供一與閾值電壓相關(guān)而與電源電壓弱相關(guān)的偏置電壓給第一比較器與第二比較器的電 流偏置電路，使得兩個比較器的電流偏置電路的管子?xùn)艠O固定在一個跟閾值電壓相關(guān)、跟 電源電壓弱相關(guān)的電位上，減少了讀出放大器在電源電壓和工藝變化下的功耗。
【附圖說明】
[0013] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種讀出放大器的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0014] 圖2為本發(fā)明一種讀出放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例中電源弱相關(guān)偏置電壓產(chǎn)生電路22的電路示意圖；
[0016] 圖4為單級源跟隨器的電路和其小信號圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下通過特定的具體實(shí)例并結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同 的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
[0018] 圖2為本發(fā)明一種讀出放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本發(fā)明一種讀出 放大器，至少包括：第一級比較器20、第二級比較器21以及電源弱相關(guān)偏置電壓產(chǎn)生電路 22〇
[0019] 其中第一級比較器20與第二級比較器21的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)一樣，第一級比較器 20 包括 NM0S 管 ΝΜ0 - NM2 及 PM0S 管 ΡΜ0 - PM1，第二級比較器 21 包括 NM0S 管 NM3、PM0S 管PM2,與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，第一級比較器20的電流偏置電路的NM0S管ΝΜ0與第二級比 較器21的電流偏置電路的NM0S管匪3的柵極接電源弱相關(guān)偏置電壓產(chǎn)生電路22,該電源 弱相關(guān)偏置電壓產(chǎn)生電路22用以產(chǎn)生一與閾值電壓相關(guān)而與電源電壓弱相關(guān)的偏置電壓 提供給第一級比較器20與第二級比較器21的電流偏置電路。
[0020] 圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例中電源弱相關(guān)偏置電壓產(chǎn)生電路22的電路示意圖。如 圖3所示，該電源弱相關(guān)偏置電壓產(chǎn)生電路22包括源極跟隨器221及鉗位電路222,鉗位電 路222用于產(chǎn)生一電源弱相關(guān)而與工藝相關(guān)的基準(zhǔn)電壓，源極跟隨器221用于對基準(zhǔn)電壓 進(jìn)行微調(diào)并增加電路的帶負(fù)載能力。
[0021] 具體的說，PM0S管PM4(可稱之為第四PM0S管）、NM0S管NM4-NM5(可分別稱之為 第四NM0S管、第五NM0S管）和電阻R1組成鉗位電路，鉗位電路用于產(chǎn)生一電源弱相關(guān)的 基準(zhǔn)電壓，NM0S管NM6和電阻R2組成源極跟隨器以微調(diào)