一种低功耗高精度电流比较器的设计

一种低功耗高精度电流比较器的设计
电流比较器是电路设计中常用的基本功能模块，它可以将两个电流进行比较，输出一个比较结果。

在数字模拟转换中，电流比较器被广泛应用，例如用于模数转换器的闭环校正、快速开关、多位数字与比较等领域。

然而，传统的电流比较器存在功耗高、失配等问题，这些不仅增加了电路复杂度和成本，还降低了其使用效率。

因此，本文提出了一种低功耗高精度电流比较器设计方案。

该设计方案基于CMOS工艺，采用差分对输入方式，同时引入了调节阀压的电流源电路和多电平切换器电路，以提高比较器的精度和降低功耗。

具体的实现步骤如下：
1. 电流源电路
比较器的输出电流是由阀压电压控制的，因此需要一个能够调节阀压的电流源电路。

该电流源电路采用了以 PMOS 和 NMOS 为核心的 CASCODE 电流源，引入了波动抑制电容器，以减小电流源波动对比较器输出的影响。

2. 多电平切换器电路
在比较器中，比较参考电流的调节范围是有限的，因此设计需要一个引入多电平切换器的电路，以拓宽比较器的输入范围。

该电路利用 MOS 管串接产生多个电平值，通过调节输入电压和 MOS 管开启情况，选择合适的电平值作为比较器的参考电流。

3. 差分对输入和反馈
比较器的输入和反馈分别采用了差分对输入和反馈的方式，可以有效抑制共模噪声，提高比较器的精度和稳定性。

同时通过连续时间小信号模型的仿真验证，比较器的增益、带宽和相位裕度等参数均符合设计要求。

通过以上的设计和实现，我们成功地实现了一种低功耗高精度电流比较器。

该电流比较器具有精度高、成本低、功耗小等优点，可以应用于模数转换器的闭环校正、多位数字与比较等领域，为电路设计提供新的思路和方案。