鎖存比較器電路和方法
【專利說明】鎖存比較器電路和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年10月29日提交的美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)N0.14/065,854的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容出于所有目的而通過引用全文結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及電子系統(tǒng)和方法，尤其涉及鎖存電路和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]鎖存器是一種通常具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)并且能夠被用來捕獲和存儲(chǔ)信息的電路。鎖存信息可以以各種方式實(shí)現(xiàn)。一種示例的鎖存電路是接收數(shù)字信號(hào)并且被配置為具有雙穩(wěn)態(tài)輸出的邏輯電路，其中該輸出分解成兩種穩(wěn)定狀態(tài)之一。通常被用作鎖存器的示例邏輯電路包括逆變器、SR鎖存器、JK鎖存器和D鎖存器(有時(shí)被稱作“觸發(fā)電路(Flip Flop)” )。
[0005]比較器電路有時(shí)使用鎖存電路來捕獲比較運(yùn)算的結(jié)果。比較器的性能能夠變得高度依賴于比較電路之后的鎖存器電路的性能。例如，在高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(“ADC” )(例如，SAR、flash型ADC)中，該ADC的整體轉(zhuǎn)換時(shí)間可以取決于該比較器的速度，該比較器的速度則取決于鎖存器對(duì)最終輸出進(jìn)行分解的能力。進(jìn)而，鎖存器的延時(shí)能夠取決于供電電壓的變化。例如，在低供電電壓，互補(bǔ)鎖存器的延時(shí)例如由于偏置電流在低供電電壓處的減小而有所增加。鎖存器還必須隨操作期間的供電電壓變化而處于穩(wěn)定。因此，隨著供電電壓減小，需要找到隨著供電電壓的變化性能良好的、用于執(zhí)行鎖存功能的更快的電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開包括鎖存電路和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，本公開包括一種電路，該電路包括:具有控制端子、第一端子和第二端子的第一晶體管;具有控制端子、第一端子和第二端子的第二晶體管，其中第一晶體管的第一端子耦合至第二晶體管的第一端子;第一逆變器和第二逆變器，其中第一逆變器的輸出耦合至第二逆變器的輸入并且第二逆變器的輸出耦合至第一逆變器的輸入，其中第一逆變器的偏置端子耦合至第一晶體管的第二端子并且第二晶體管的偏置端子耦合至第二晶體管的第二端子。第一逆變器包括:具有控制端子、第一端子和第二端子的第三晶體管，具有控制端子、第一端子和第二端子的第四晶體管，以及耦合在該第三晶體管的控制端子與第四晶體管的控制端子之間的第一電容器。第二逆變器包括:具有控制端子、第一端子和第二端子的第五晶體管，具有控制端子、第一端子和第二端子的第六晶體管，以及耦合在第五晶體管的控制端子與第六晶體管的控制端子之間的第二電容器。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝荒孀兤骱偷诙孀兤鞅唤脮r(shí)，第三晶體管的控制端子上的電壓小于第四晶體管的控制端子上的電壓、并且第五晶體管的控制端子上的電壓小于第六晶體管的控制端子上的電壓。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝荒孀兤骱偷诙孀兤鞅唤脮r(shí)，第三、第四、第五和第六晶體管的第一端子和第二端子以及第四晶體管和第六晶體管的控制端子耦合至基準(zhǔn)電壓，并且第三晶體管和第五晶體管的控制端子耦合至低于該基準(zhǔn)電壓的電壓。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝荒孀兤骱偷诙孀兤鞅唤脮r(shí)，第三晶體管和第五晶體管的控制端子耦合至低于供電電壓的MOS晶體管閾值電壓。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，該電路進(jìn)一步包括耦合至第三晶體管的控制端子和第五晶體管的控制端子的預(yù)充電電路。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)充電電路包括:具有耦合至第三晶體管的控制端子的第一端子以及第二端子的第七晶體管，和具有耦合至第五晶體管的控制端子的第一端子的第八晶體管。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，第七晶體管的第二端子和第八晶體管的第二端子耦合至基準(zhǔn)生成器。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)生成器包括具有與第七晶體管的第二端子和第八晶體管的第二端子耦合的控制端子的第九晶體管，并且其中第九晶體管進(jìn)一步包括耦合至基準(zhǔn)電壓的第一端子以及耦合至第九晶體管的控制端子和負(fù)載的第二端子。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)充電電路包括:具有耦合至第三晶體管的控制端子的第一端子和耦合至基準(zhǔn)生成器的第二端子的第一電阻器，以及具有耦合至第五晶體管的控制端子的第一端子和耦合至基準(zhǔn)生成器的第二端子的第二電阻器。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，基準(zhǔn)生成器包括具有與第一電阻器的第二端子和第二電阻器的第二端子耦合的控制端子的第九晶體管，并且其中第九晶體管進(jìn)一步包括耦合至基準(zhǔn)電壓的第一端子以及耦合至第九晶體管的控制端子和負(fù)載的第二端子。
[0016]在另一個(gè)實(shí)施例中，以下所描述的技術(shù)包括一種方法。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括:在第一晶體管的控制端子上接收第一輸入電壓，該第一晶體管具有第一端子和第二端子;在第二晶體管的控制端子上接收第二輸入電壓，該第二晶體管具有第一端子和第二端子，其中第二晶體管的第一端子耦合至第一晶體管的第一端子并且有選擇地耦合至第一基準(zhǔn)電壓;將來自第一晶體管的第二端子的差分信號(hào)的第一分量耦合至第一逆變器的偏置端子;將來自第二晶體管的第二端子的差分信號(hào)的第二分量耦合至第二逆變器的偏置端子，其中第一逆變器的輸出耦合至第二逆變器的輸入并且第二逆變器的輸出耦合至第一逆變器的輸入;將來自該第二逆變器的輸出的輸出信號(hào)耦合至第四晶體管的控制端子以及處于該第一逆變器的輸入處的第一電容器的第一端子，并且將輸出信號(hào)通過第一電容器耦合至第三晶體管的控制端子；以及將來自第一逆變器的輸出的輸出信號(hào)耦合至第六晶體管的控制端子以及處于第二逆變器的輸入處的第二電容器的第一端子，并且將該輸出信號(hào)通過第二電容器耦合至第五晶體管的控制端子。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括對(duì)第三晶體管的控制端子和第五晶體管的控制端子進(jìn)行預(yù)充電。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，該預(yù)充電包括有選擇地通過具有耦合至第三晶體管的控制端子的第一端子的第七晶體管和具有耦合至第五晶體管的控制端子的第一端子的第八晶體管而耦合第二基準(zhǔn)電壓。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括在第九晶體管中生成第二基準(zhǔn)電壓，該第九晶體管具有耦合至第三基準(zhǔn)電壓的第一端子以及耦合至第九晶體管的控制端子和負(fù)載的Λ-Λ- _-上山弟一棲子。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)充電包括通過具有耦合至第三晶體管的控制端子的第一端子的第一電阻器和具有耦合至第五晶體管的控制端子的第一端子的第二電阻器而耦合第二基準(zhǔn)電壓。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括在第九晶體管中生成第二基準(zhǔn)電壓，該第九晶體管具有耦合至第三基準(zhǔn)電壓的第一端子以及耦合至第九晶體管的控制端子和負(fù)載的
Λ-Λ- _-上山弟一棲子。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝荒孀兤骱偷诙孀兤鞅唤脮r(shí)，第三晶體管的控制端子上的電壓小于第四晶體管的控制端子上的電壓、并且第五晶體管的控制端子上的電壓小于第六晶體管的控制端子上的電壓。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)該第一逆變器和第二逆變器被禁用時(shí)，第三、第四、第五和第六晶體管的第一端子和第二端子以及第四晶體管和第六晶體管的控制端子耦合至基準(zhǔn)電壓，并且第三晶體管和第五晶體管的控制端子耦合至低于該基準(zhǔn)電壓的電壓。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝荒孀兤骱偷诙孀兤鞅唤脮r(shí)，第三晶體管和第五晶體管的控制端子耦合至低于供電電壓的MOS晶體管閾值電壓。
[0025]在另一個(gè)實(shí)施例中，本公開包括一種電路，該電路包括用于接收第一電壓和第二電壓并且產(chǎn)生差分信號(hào)的器件;第一邏輯電路，包括串行配置的第一晶體管配對(duì)，在第一晶體管配對(duì)的控制端子之間配置有第一電容器，其中第一逆變器的偏置端子接收該差分信號(hào)的第一分量；以及第二邏輯電路，包括串行配置的第二晶體管配對(duì)，在第二晶體管配對(duì)的控制端子之間配置有第二電容器，其中第二逆變器的偏置端子接收該差分信號(hào)的第二分量，其中第一邏輯電路的輸出耦合至第二邏輯電路的輸入，并且第二邏輯電路的輸出耦合至第一邏輯電路的輸入以產(chǎn)生雙穩(wěn)態(tài)輸出。
[0026]以下詳細(xì)描述和附圖提供了對(duì)本公開的屬性和優(yōu)勢(shì)的更好理解。
【附圖說明】
[0027]圖1圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例電路。
[0028]圖2圖不了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的不例實(shí)現(xiàn)方式。
[0029]圖3圖不了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的預(yù)充電電路的一個(gè)不例。
[°03°]圖4圖不了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的預(yù)充電電路的另一個(gè)不例。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本公開涉及鎖存電路和鎖存比較器。在以下描述中，出于解釋的目的闡述了很多示例和具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本公開的全面理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，如權(quán)利要求中所限定的本公開內(nèi)容顯然將可以包括單獨(dú)或者與以下所描述的其它特征相結(jié)合地包括這些示例中的一些或全部特征、并且可以進(jìn)一步包括這里所描述的特征和概念的修改和等同形式。
[0032]圖1圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例鎖存比較器電路。鎖存比較器電路100包括差分電路101以及被配置為提供雙穩(wěn)態(tài)輸出的一對(duì)交