深入学习比较器：模拟IC学习（二）

比较器按照结构划分可以分为开环运放架构比较器和动态锁存比较器两大类。开环运放架构比较器
可以通过设计运放的开环增益而达到很高的分辨率，但是比较速度却由于运放有限的带宽而常常受到限制。动态锁存比较器由于其基于正反馈网络的比较原理，一般具有较快的比较速度，但是动态锁存比较器的分辨率一般非常有限。而且，和开环运放架构的比较器相比较，动态锁存比较器的等效输入噪声和输入失调电压一般会比较高。

一、开环比较器

假设开环比较器的增益、-3dB 带宽、建立时常数分别为Ai、ωi和，则，延时可以表示为：

即，带宽越宽，开环比较器的延时越少，用表示单位增益带宽积，则比较器延时可以表示为:

这就是为什么一般比较器由多个高带宽，小增益的开环运放级联而成。

二、动态锁存比较器

动态比较器由于在比较阶段之外管子全部关闭，因此有较低的静态功耗，有利于低功耗设计。

 当处于比较阶段，锁存器依据正反馈原理充放电，此时，电路可以等效为下图：

 设两个运放的跨导、输出阻抗和负载电容都相等，可以得到：

定义运放的增益为 A=gmRout，运放输出端电压建立的时常数为τ=CLRout，得到Vx和Vy之间的电压差 ：

ΔV 的解为：

由上式可以看出，由于进入锁存模式下的正反馈机制，动态锁存比较器的输出端电压差随时间呈正指数增长的趋势 ，这也是为什么动态锁存器速度快的原因。