请教一下这个比较器电路的工作原理

大桐桐 · 发表于 2024-9-11 16:34:37

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一直没想明白为什么比较输入inn和inp的大小，输出就能得到我们想要的0和1，希望大佬从具体电路层面详细解释一下

letianbojue · 发表于 2024-9-11 16:45:58

输入端VGS比大小，两路电流竞争，向上或者向下拉，比较出结果。

大桐桐 · 发表于 2024-9-11 17:00:12

letianbojue 发表于 2024-9-11 16:45
输入端VGS比大小，两路电流竞争，向上或者向下拉，比较出结果。

哥，可以稍微详细一点介绍吗，小弟刚入门

xdmicro · 发表于 2024-9-11 17:12:35

这是一个放大器，后面连接两个反相器，相当于是一个具有很高增益的放大器，就成了一个比较器。这种比较器相比于latch构成的比较器慢一些

xdmicro · 发表于 2024-9-11 17:17:36

推荐你学习 Alleny的CMOS模拟IC设计，这本书对比较器讲解的比较详细

ZXY2002 · 发表于 2024-9-11 17:24:55

inp高的话，那路电流小，这样镜像过去的电流左边大、右边小，这样左边二极管的栅拉低，但右边电流小，只能out上升，不知道对不对，望指教

Vawell · 发表于 2024-9-11 17:45:03

一个ota+俩反相器，没啥分析的地方啊。

大桐桐 · 发表于 2024-9-11 20:35:11

本帖最后由大桐桐于 2024-9-11 20:38 编辑

ZXY2002 发表于 2024-9-11 17:24
inp高的话，那路电流小，这样镜像过去的电流左边大、右边小，这样左边二极管的栅拉低，但右边电流小，只能o ...

谢谢，这样理解也挺有道理的吧，既然out上升了，那out上升前的值又是多少了，怎么又能确保out上升了之后的值（这时假设inp大于inn）经过两个反相器真正的输出y输出1了？（或者直接这样理解：两个反相器前的电路组成高增益运放，当inp大于inn，运放的输出out=Av（inp-inn），out大于反相器的阈值电压（1/2）VDD，但是这时out经过两个反相器就直接输出0了）

大桐桐 · 发表于 2024-9-11 20:45:47

ZXY2002 发表于 2024-9-11 17:24
inp高的话，那路电流小，这样镜像过去的电流左边大、右边小，这样左边二极管的栅拉低，但右边电流小，只能o ...

我这边师傅说的是这么理解：直接inn和inp比较，谁大谁为1，谁小谁为0，图片中圈起来的电路看作反相器，后面的这样连线的也都直接看作反相器，这样直接比较出结果，只是没想通为什么直接inn和inp比较，谁大谁就是1了

Vawell · 发表于 2024-9-12 00:09:45

大桐桐发表于 2024-9-11 20:45
我这边师傅说的是这么理解：直接inn和inp比较，谁大谁为1，谁小谁为0，图片中圈起来的电路看作反相器，后 ...

你对运放的原理还没理解，输入的mos管可以认为是一个压控电流源，inn和inp的不同代表了控制电流能力的不同。

首先你tail current是固定的，两个输入对管流过的电流相加等于你的tail current。
举例，inn大于inp，MP9的电流小于MP11的电流，由MN1-MN3 & MN2-MN6两个电流镜镜像之后MN3的电流小于MN6的电流，同样的MP1的电流偏置来源于MP0即MN3的电流。
所以最终相当于MP1和MN6的电流竞争，因为MP1的电流等于MP0等于MN3等于MN1等于MP9的电流，而MN6的电流等于MN2等于MP11. 因为前述MP9电流小于MP11电流，所以MP0电流小于MN6电流。所以下拉电流大于上拉电流，这时候comp_out输出电压会被拉低。接着通过两级反相器整形形成rail to tail的信号。

比较器或者说运放的核心概念，无非就是输入电压通过输入对管进行V-I的转换，电流镜作为active loading你可以认为它是电阻负载来实现I-V的转变。最终实现了电压的小信号放大

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