電子裝置與其比較器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電子裝置與其比較器，該電子裝置包含取樣單元與放大單元。取樣單元選擇性地對(duì)第一輸入信號(hào)與第二輸入信號(hào)進(jìn)行取樣，并產(chǎn)生差值信號(hào)。放大單元接收差值信號(hào)并產(chǎn)生輸出信號(hào)，其中放大單元經(jīng)由第一預(yù)設(shè)電壓、第二預(yù)設(shè)電壓、第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓與第二系統(tǒng)供應(yīng)電壓所驅(qū)動(dòng)。第一預(yù)設(shè)電壓用以設(shè)置放大單元的操作點(diǎn)，且第二預(yù)設(shè)電壓大于第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓。
【專利說明】電子裝置與其比較器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種電子裝置，且特別是有關(guān)于一種比較器。

【背景技術(shù)】
[0002]比較器常被利用在各種感測(cè)應(yīng)用中，例如觸控面板的感測(cè)電路等等。比較器用以對(duì)輸入信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較，以產(chǎn)生比較結(jié)果。
[0003]目前常見的比較器多以互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)等方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。然而，利用CMOS實(shí)現(xiàn)的比較器的架構(gòu)通常會(huì)利用到P型晶體管與N型晶體管，因此需要用到較繁瑣的制造程序，而使成本增加。此外，若CMOS的制造程序出現(xiàn)變異，可能會(huì)使得比較器的操作失效或產(chǎn)生錯(cuò)誤的比較結(jié)果。
[0004]因此，如何能有效降低比較器的制造成本與操作可靠度，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域亟需改進(jìn)的目標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一態(tài)樣系于提供一種電子裝置。電子裝置包含取樣單元與放大單元。取樣單元用以選擇性地對(duì)第一輸入信號(hào)與第二輸入信號(hào)進(jìn)行取樣，并產(chǎn)生差值信號(hào)。放大單元用以接收差值信號(hào)并產(chǎn)生輸出信號(hào)，其中放大單元經(jīng)由第一預(yù)設(shè)電壓、第二預(yù)設(shè)電壓、第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓與第二系統(tǒng)供應(yīng)電壓所驅(qū)動(dòng)。第一預(yù)設(shè)電壓用以設(shè)置放大單元的操作點(diǎn)，且第二預(yù)設(shè)電壓大于第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓。
[0006]綜上所述，本
【發(fā)明內(nèi)容】
所公開的電子裝置能夠在制程變異下藉由多種電壓設(shè)置方式有效地提升操作可靠度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，附圖的說明如下:
[0008]圖1A為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示比較器的示意圖；
[0009]圖1B為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示圖1A中的比較器的操作時(shí)序圖；
[0010]圖2為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示一種放大單元的示意圖；
[0011]圖3A為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示一種放大單元的示意圖；
[0012]圖3B為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示圖3A的放大單元在預(yù)設(shè)電壓調(diào)整前的電壓增益與差值信號(hào)的關(guān)系曲線圖；
[0013]圖3C為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示圖3A的放大單元在預(yù)設(shè)電壓調(diào)整后的電壓增益Q與差值信號(hào)的關(guān)系曲線圖；
[0014]圖4為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示一種放大單元的示意圖；
[0015]圖5為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示一種光感測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖；以及
[0016]圖6為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示一種霍爾感測(cè)裝置的應(yīng)用示意圖。
[0017]為讓本
【發(fā)明內(nèi)容】
能更明顯易懂，所附符號(hào)的說明如下:
[0018]100:比較器140、200、300、400:放大單元
[0019]VIN1、VIN2:輸入信號(hào)VC1、VC2:控制信號(hào)
[0020]VSIG:差值信號(hào)α:偏移值
[0021]VINIT、VCC、VEE:預(yù)設(shè)電壓501、502:光感測(cè)器
[0022]Tl、T2、T3、T4、T5、T6、SffU Sff2, SW3:開關(guān)
[0023]VCCl、VINITl、VEEl、VSl、VS3:電壓 120:取樣單元
[0024]142:放大電路VOUT:輸出信號(hào)
[0025]Q:電壓增益A、B:節(jié)點(diǎn)
[0026]VDD、VSS:系統(tǒng)供應(yīng)電壓光感測(cè)裝置:500
[0027]光罩:503霍爾感測(cè)裝置:600
[0028]霍爾元件:601C:電容
[0029]IDSl、IDS2、IDS3、IDS4、IDS6、IFl、IF2:電流

【具體實(shí)施方式】
[0030]下文舉實(shí)施例配合附圖作詳細(xì)說明，但所提供的實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明所涵蓋的范圍，而結(jié)構(gòu)操作的描述非用以限制其執(zhí)行的順序，任何由元件重新組合的結(jié)構(gòu)，所產(chǎn)生具有均等功效的裝置，皆為本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅以說明為目的，并未依照原尺寸作圖。為使便于理解，下述說明中相同元件將以相同的符號(hào)標(biāo)示來說明。
[0031]另外，關(guān)于本文中所使用的“耦接”或“連接”，均可指二或多個(gè)元件相互直接作實(shí)體或電性接觸，或是相互間接作實(shí)體或電性接觸，亦可指二或多個(gè)元件相互操作或動(dòng)作。
[0032]請(qǐng)參照?qǐng)D1A，圖1A為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示比較器100的示意圖。如圖1A所示，比較器100包含取樣單元120與放大單元140。取樣單元120用以選擇性地對(duì)輸入信號(hào)VINl與輸入信號(hào)VIN2進(jìn)行取樣，并產(chǎn)生差值信號(hào)VSIG。放大單元140電性耦接取樣單元120，并用以接收差值信號(hào)VSIG，以產(chǎn)生輸出信號(hào)V0UT。
[0033]于本
【發(fā)明內(nèi)容】
的各個(gè)實(shí)施例中，放大單元140設(shè)置以經(jīng)由預(yù)設(shè)電壓VINIT、預(yù)設(shè)電壓VCC、系統(tǒng)供應(yīng)電壓VDD與系統(tǒng)供應(yīng)電壓VSS所驅(qū)動(dòng)。上述的預(yù)設(shè)電壓VINIT可用以設(shè)置放大單元140的操作點(diǎn)，其中預(yù)設(shè)電壓VCC設(shè)置以高于系統(tǒng)供應(yīng)電壓VDD，系統(tǒng)供應(yīng)電壓VDD設(shè)置以高于系統(tǒng)供應(yīng)電壓VSS。藉由上述的配置方式，當(dāng)放大單元140的內(nèi)部元件因制程誤差或長(zhǎng)期使用產(chǎn)生變異時(shí)，可相應(yīng)地將預(yù)設(shè)電壓VINIT與預(yù)設(shè)電壓VCC —起調(diào)高或調(diào)低，以降低內(nèi)部元件變異的影響。如此，放大單元140操作可靠度得以改善。此處的相關(guān)操作將在后續(xù)段落詳細(xì)說明。
[0034]如圖1A所示，于一些實(shí)施例中，取樣單元120包含開關(guān)SWl、開關(guān)SW2與電容C。開關(guān)SWl的第一端用以接收輸入信號(hào)VINl，且開關(guān)SWl的控制端用以接收控制信號(hào)VCl。開關(guān)SW2的第一端用以接收輸入信號(hào)VIN2，且開關(guān)SW2的控制端用以接收控制信號(hào)VC2，其中上述的控制信號(hào)VCl與控制信號(hào)VC2設(shè)置為反相。電容C的第一端(亦即節(jié)點(diǎn)A)電性耦接至開關(guān)SWl的第二端與開關(guān)SW2的第二端。
[0035]再者，放大單元140包含開關(guān)SW3與放大電路142。開關(guān)SW3的第一端電性耦接電容C的第二端(亦即節(jié)點(diǎn)B)，開關(guān)SW3的第二端用以接收預(yù)設(shè)電壓VINIT，且開關(guān)SW3的控制端用以接收控制信號(hào)VC1。放大電路142電性耦接至開關(guān)SW3的第一端(即節(jié)點(diǎn)B)，并根據(jù)控制信號(hào)VCl的時(shí)序接收差值信號(hào)VSIG與預(yù)設(shè)電壓VINIT。例如，放大電路142可在開關(guān)SW3被控制信號(hào)VCl導(dǎo)通時(shí)接收預(yù)設(shè)電壓VINIT，并在開關(guān)SW3被控制信號(hào)VCl關(guān)閉時(shí)接收差值信號(hào)VSIG與預(yù)設(shè)電壓VINIT迭加后的信號(hào)，進(jìn)而產(chǎn)生輸出信號(hào)VOUT。
[0036]以功能而言，開關(guān)SWl用以根據(jù)控制信號(hào)VCl選擇性地導(dǎo)通，以將輸入信號(hào)VINl傳送至電容C進(jìn)行儲(chǔ)存。同樣地，開關(guān)SW2可根據(jù)控制信號(hào)VC2選擇性地導(dǎo)通，已將輸入信號(hào)VIN2傳送至電容C進(jìn)行儲(chǔ)存。電容C可根據(jù)所儲(chǔ)存的控制信號(hào)VCl與控制信號(hào)VC2而輸出差值信號(hào)VSIG。而開關(guān)SW3則根據(jù)控制信號(hào)VCl選擇性地導(dǎo)通，以將預(yù)設(shè)電壓VINIT傳送至電容C的第二端，藉此調(diào)整差值信號(hào)VSIG的信號(hào)位準(zhǔn)，進(jìn)而設(shè)置放大電路142的操作點(diǎn)。
[0037]圖1B為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示圖1A中的比較器100的操作時(shí)序圖。為了方便說明，請(qǐng)一并參照?qǐng)D1A與圖1B。
[0038]于時(shí)間Tl時(shí)，控制信號(hào)VCl切換至高位準(zhǔn)電壓，開關(guān)SWl與開關(guān)SW3因此導(dǎo)通。輸入信號(hào)VINl可經(jīng)由開關(guān)SWl傳送至電容C，而使節(jié)點(diǎn)A的電壓位準(zhǔn)切換至輸入信號(hào)VINl的位準(zhǔn)。同時(shí)，預(yù)設(shè)電壓VINIT經(jīng)由開關(guān)SW3傳送至電容C，而使節(jié)點(diǎn)B的電壓位準(zhǔn)切換至預(yù)設(shè)電壓VINIT的位準(zhǔn)。
[0039]于時(shí)間T2時(shí)，控制信號(hào)VCl切換至低位準(zhǔn)電壓，開關(guān)SWl與開關(guān)SW3因此關(guān)斷，節(jié)點(diǎn)A的電壓位準(zhǔn)仍維持在輸入信號(hào)VINl的電壓位準(zhǔn)，且節(jié)點(diǎn)B的電壓位準(zhǔn)亦維持在預(yù)設(shè)電壓VINIT的電壓位準(zhǔn)。
[0040]于時(shí)間T3時(shí)，控制信號(hào)VC2切換至高位準(zhǔn)電壓，開關(guān)SW2因此導(dǎo)通。輸入信號(hào)VIN2可經(jīng)由開關(guān)SW2傳送至電容C，而使節(jié)點(diǎn)A的電壓位準(zhǔn)由輸入信號(hào)VINl的位準(zhǔn)切換至輸入信號(hào)VIN2的位準(zhǔn)，此電位差的變化即為差值信號(hào)VSIG，亦即差值信號(hào)VSIG = VIN2-VIN1。同時(shí)，由于電容C的特性，節(jié)點(diǎn)B上亦會(huì)產(chǎn)生相同的電位差的變化，節(jié)點(diǎn)B的電壓位準(zhǔn)因此由預(yù)設(shè)電壓VINIT的電壓位準(zhǔn)往上提升了相同的電位差(亦即約為差值信號(hào)VSIG的振幅)。因此，放大電路142可將此差值信號(hào)VSIG進(jìn)行放大。若放大電路142的電壓增益為Q，則可輸出Q倍的差值信號(hào)VSIG，亦即輸出信號(hào)VOUT = Q*VSIG。
[0041 ] 如圖1B所示，若當(dāng)輸入信號(hào)VIN2大于輸入信號(hào)VINl，則比較器100可輸出具有高位準(zhǔn)電壓的輸出信號(hào)VOUT。反之，若當(dāng)輸入信號(hào)VIN2小于輸入信號(hào)VINl，則比較器100可輸出具有低位準(zhǔn)電壓的輸出信號(hào)VOUT。因此，可藉由輸出信號(hào)VOUT的電壓位準(zhǔn)得知輸入信號(hào)VINl與輸入信號(hào)VIN2的比較結(jié)果。
[0042]本
【發(fā)明內(nèi)容】
以下段落將提出數(shù)個(gè)實(shí)施例，可用以實(shí)現(xiàn)上述的放大單元140所述的功能與操作，但本
【發(fā)明內(nèi)容】
并不僅以下列的實(shí)施例為限。
[0043]請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示一種放大單元200的示意圖。如圖2所示，放大單元200中的放大電路142包含開關(guān)Tl與開關(guān)T2。開關(guān)Tl的第一端用以接收系統(tǒng)供應(yīng)電壓VDD，開關(guān)Tl的第二端用以產(chǎn)生輸出信號(hào)V0UT，且開關(guān)Tl的控制端用以接收預(yù)設(shè)電壓VCC。開關(guān)T2的第一端電性耦接開關(guān)Tl的第二端，且開關(guān)T2的第二端用以接收系統(tǒng)供應(yīng)電壓VSS，即輸出信號(hào)VOUT皆電性耦接開關(guān)Tl的第二端與開關(guān)T2的第一端，且開關(guān)T2的控制端用以接收差值信號(hào)VSIG。
[0044]實(shí)作上，前述的開關(guān)Tl與開關(guān)T2各自具有臨界電壓(thresholdvoltage) VTH。于正常操作下，預(yù)設(shè)電壓VCC會(huì)設(shè)置為大于系統(tǒng)供應(yīng)電壓VDD與臨界電壓VTH之和的電壓VCC1，亦即VCC = VCCDVDD+VTH，且預(yù)設(shè)電壓VINIT設(shè)置為電壓VINITl。如圖2所示，預(yù)設(shè)電壓VINT施加于開關(guān)T2的控制端，藉此設(shè)置放大電路142的操作點(diǎn)。因此，可視實(shí)際需求調(diào)整電壓VINITl的值，以將放大電路142操作于適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件。當(dāng)制程產(chǎn)生變異或元件老化，而使得開關(guān)Tl與開關(guān)T2的臨界電壓VTH產(chǎn)生變異時(shí)，可藉由調(diào)整預(yù)設(shè)電壓VINIT與預(yù)設(shè)電壓VCC，以改善放大單元140的可靠度。
[0045]舉例而言，比較器100可應(yīng)用于觸控面板的感測(cè)電路中。在正常操作時(shí)，經(jīng)由上述的電壓設(shè)置，開關(guān)T2操作于飽和區(qū)，而開關(guān)Tl操作于線性區(qū)，因此開關(guān)T2的電流IDS2與開關(guān)Tl的電流IDSl可分別表示為下式(I)與式(2)，其中β為開關(guān)Tl與開關(guān)Τ2的制程參數(shù):
[0046]IDS2 = (β /2) X [ (VINT1+VSIG-VSS) -VTH]2— (I)
[0047]IDSl = (β /2)X[(VCC1-VOUT)-VTH-1/2(VDD-VOUT)]X (VDD-VOUT)…(2)
[0048]在多個(gè)觸控面板制造完成后，透過對(duì)各個(gè)面板進(jìn)行測(cè)試，可得知各個(gè)面板的元件是否有出現(xiàn)變異。假設(shè)因?yàn)橹瞥套儺?，使得其中一個(gè)面板所對(duì)應(yīng)的感測(cè)電路中的開關(guān)Tl與開關(guān)T2的臨界電壓VTH相較其他面板的開關(guān)Tl與開關(guān)T2的臨界電壓VTH產(chǎn)生了偏移值α，其中α可為任意值。此時(shí)開關(guān)Τ2的IDS2A與開關(guān)Tl的電流IDSlA可分別表示為下式
(3)與式(4):
[0049]IDS2A = ( β /2) X [ (VINIT1+VSIG-VSS) - (VTH+ a ) ]2...(3)
[0050]IDSlA = ( β /2) X [ (VCC1-VOUT) - (VTH+ α )-1/2 (VDD-VOUT) ] X (VDD-VOUT)…(4)
[0051]上述偏移值α可藉由自動(dòng)測(cè)試設(shè)備對(duì)各個(gè)面板進(jìn)行各種電性參數(shù)(例如電壓、電流、臨界電壓等等)量測(cè)而得知。為了避免制程變異造成放大單元120的電壓增益Q偏移或操作失效，于此實(shí)施例中，可將預(yù)設(shè)電壓VINT設(shè)置為電壓VINTl與偏移值α的總和，亦即VINT = VINTl+α，并將預(yù)設(shè)電壓VCC設(shè)置為電壓VCCl與偏移值α的總和，亦即VCC =VCCl+α。將調(diào)整后的預(yù)設(shè)電壓VINT與預(yù)設(shè)電壓VCC再次帶入上述的式(3)與式(4)，可得到原先的式(I)與式(2)。也就是說，藉由上述的配置，可改善制程變異或元件老化對(duì)開關(guān)Tl與開關(guān)Τ2帶來的影響，進(jìn)而使開關(guān)Tl與開關(guān)Τ2可保持穩(wěn)定的操作電流。上述調(diào)整電壓的操作，可藉由自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備或控制器所完成，但本
【發(fā)明內(nèi)容】
并不以此為限。
[0052]請(qǐng)參照?qǐng)D3Α，圖3Α為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示一種放大單元300的示意圖。在上述圖2的放大單元200中的放大電路142為單級(jí)放大器。在一些實(shí)施例中，放大電路142包含了多級(jí)串接的放大器，以具有更高的電壓增益Q。舉例而言，相較于放大單元200，放大單元300更經(jīng)預(yù)設(shè)由電壓VEE所驅(qū)動(dòng)，且放大單元300中的放大電路142更包含開關(guān)Τ3、開關(guān)Τ4、開關(guān)Τ5與開關(guān)Τ6。其中開關(guān)Tl與開關(guān)Τ2構(gòu)成第I級(jí)放大器，開關(guān)Τ3與開關(guān)Τ4構(gòu)成了第2級(jí)放大器，且開關(guān)Τ5與開關(guān)Τ6構(gòu)成了第3級(jí)放大器。上述僅為例示，本
【發(fā)明內(nèi)容】
并不以此為限，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)所需要的電壓增益Q而選擇相應(yīng)的放大電路142的架構(gòu)。
[0053]具體而言，開關(guān)Tl的第一端用以接收系統(tǒng)供應(yīng)電壓VDD，且開關(guān)Tl的控制端用以接收預(yù)設(shè)電壓VCC。開關(guān)Τ2的第一端電性耦接開關(guān)Tl的第二端，且開關(guān)Τ2的第二端用以接收系統(tǒng)供應(yīng)電壓VSS，且開關(guān)Τ2的控制端用以接收差值信號(hào)VSIG。開關(guān)Τ3的第一端用以接收預(yù)設(shè)電壓VCC，開關(guān)Τ3的控制端亦用以接收預(yù)設(shè)電壓VCC。開關(guān)Τ4的第一端電性耦接開關(guān)T3的第二端，開關(guān)Τ4的第二端用以接收預(yù)設(shè)電壓VEE，且開關(guān)Τ4的控制端電性耦接開關(guān)Tl的第二端，即開關(guān)Τ4的控制端皆電性耦接開關(guān)Tl的第二端與開關(guān)Τ2的第一端。開關(guān)Τ5的第一端用以接收系統(tǒng)供應(yīng)電壓VDD，開關(guān)Τ5的第二端用以產(chǎn)生輸出信號(hào)VOUT，且開關(guān)Τ5的控制端電性耦接開關(guān)Τ3的第二端，即開關(guān)Τ5的控制端皆電性耦接開關(guān)Τ3的第二端與開關(guān)Τ4的第一端。開關(guān)Τ6的第一端電性耦接開關(guān)Τ5的第二端，開關(guān)Τ6的第二端用以接收預(yù)設(shè)電壓VEE，且開關(guān)Τ6的控制端電性耦接開關(guān)Τ4的控制端，即開關(guān)Τ6的控制端皆電性耦接開關(guān)Τ4的控制端、開關(guān)Tl的第二端與開關(guān)Τ2的第一端。
[0054]在正常操作下，預(yù)設(shè)電壓VEE設(shè)置為大于等于供應(yīng)電壓VSS與臨界電壓VTH的和的電壓VEEl，亦即電壓VEEl ≥ VSS+VTH，以使開關(guān)Τ3、開關(guān)Τ4與開關(guān)Τ6皆操作于飽和區(qū)。因此開關(guān)Τ3的電流IDS3、開關(guān)Τ4的電流IDS4與開關(guān)Τ6的電流IDS6可分別表示為下式
(5)、式(6)與式(7)，其中β為開關(guān)Tl~Τ6的制程參數(shù)，VSl為開關(guān)Tl的第二端的電壓，VS3為開關(guān)Τ3的第二端的電壓:
[0055]IDS3 = (β /2) X [ (VCC1-VS3) -VTH]2…(5)
[0056]IDS4 = (β/2) X [(VSl-VEEl)-VTH]2…(6)
[0057]IDS6 = (β /2) X [ (VS1-VEEI)-VTH]2…(7)
[0058]若感測(cè)電路中的多個(gè)開關(guān)Tl~T6的臨界電壓VTH因制程變異產(chǎn)生偏移值α，此時(shí)開關(guān)Τ3的IDS3A、開關(guān)Τ4的電流IDS4A與流經(jīng)開關(guān)Τ6的電流IDS6A可分別表示為下式
(8)、式(9)與式(10):
[0059]IDS3A = ( β /2) X [ (VCC1-VS3) - (VTH+ α )]2— (8)
[0060]IDS4A = (β /2) X [ (VSl-VEEl) - (VTH+α ) ]2— (9)
[0061]IDS6A = (β/2) X [(VSl-VEEl)-(VTH+α )]2...(10)
[0062]同樣地，為了避免制程變異的影響，可將預(yù)設(shè)電壓VCC設(shè)置為電壓VCCl與偏移值α的總和，亦即VCC = VCCl+α，并將預(yù)設(shè)電壓VEE設(shè)置為電壓VEEl與偏移值α的差值，亦即VEE = VEEl- α。將調(diào)整后的預(yù)設(shè)電壓VCC與預(yù)設(shè)電壓VEE再次帶入上述的式(8)、式
(9)與式(10)，可得到原先的式(5)、式(6)與式(7)。
[0063]由于開關(guān)Tl與開關(guān)Τ2與先前放大單元200類似，其操作電流的關(guān)系亦相同于前述的式(I)~式(4)，故于此不再贅述。藉由上述的多個(gè)預(yù)設(shè)電壓的配置方式，可有效地改善開關(guān)Tl、開關(guān)Τ2、開關(guān)Τ3、開關(guān)Τ4與開關(guān)Τ6受到變異的影響。
[0064]圖3Β為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示圖3Α的放大單元300在預(yù)設(shè)電壓調(diào)整前的電壓增益Q與差值信號(hào)VSIG的關(guān)系曲線圖。圖3C為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示圖3Α的放大單元300在預(yù)設(shè)電壓調(diào)整后的電壓增益Q與差值信號(hào)VSIG的關(guān)系曲線圖。
[0065]請(qǐng)一并參照?qǐng)D3Α與圖3Β，其中假設(shè)上述的偏移值α分別為+3V、+2V、+1V、-1V、-2V與-3V。如圖3A所示，在預(yù)設(shè)電壓VINIT、預(yù)設(shè)電壓VCC與預(yù)設(shè)電壓VEE尚未進(jìn)行調(diào)整前，若多個(gè)開關(guān)Tl~T6產(chǎn)生變異，會(huì)讓放大單元300的電壓增益Q產(chǎn)生約2~10的變動(dòng)。若當(dāng)放大單元300的電壓增益Q過大，可能會(huì)使輸出信號(hào)VOUT過飽和，而使觸控面板的感測(cè)電路的操作失效。
[0066]相反地，如圖3C所示，在預(yù)設(shè)電壓VINIT、VCC與VEE進(jìn)行調(diào)整后，可看出放大單元300的電壓增益Q因制程變異的影響所產(chǎn)生變化范圍明顯變小，電壓增益Q皆可穩(wěn)定落約在6~7的數(shù)值范圍。
[0067]請(qǐng)參照?qǐng)D4,圖4為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示一種放大單元400的示意圖。相較于圖3A中的放大單元300，放大單元400的開關(guān)T3的第一端設(shè)置以接收系統(tǒng)供應(yīng)電壓VDD。于此例中，開關(guān)T3改操作于線性區(qū)，而達(dá)到不同的電壓增益Q的應(yīng)用。其中，放大單元400內(nèi)的其余元件與其相關(guān)操作與上述圖2與圖3A所示的實(shí)施例類似，故相關(guān)描述于此不再重復(fù)贅述。
[0068]若當(dāng)制程產(chǎn)生變異，開關(guān)T3的電流IDS3可表示為下式(11):
[0069]IDS3 = ( β /2) X [ (VCC-VS3) - (VTH+ α )-1/2 (VDD-VS3) ] X (VDD-VS3)…(I I)
[0070]同樣地，預(yù)設(shè)電壓VCC可設(shè)置為電壓VCCl與偏移值α的總和，亦即VCC =VCCl+α，而降低電流IDS3的變異。
[0071]值得注意的是，上述放大單元200、300或400的架構(gòu)僅利用到單一類型的開關(guān)，因此可使制程成本降低，并可具有較佳的良率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求所需的電壓增益或電路成本而選擇使用上述放大單元200、300或400的架構(gòu)。上述放大單元200、300或400的架構(gòu)僅為例示，本
【發(fā)明內(nèi)容】
并不以此為限，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可相應(yīng)置換其內(nèi)部開關(guān)元件，以達(dá)成不同電壓增益。
[0072]于本
【發(fā)明內(nèi)容】
的各個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)開關(guān)可為各類型的晶體管，例如為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(MOSFET)、底柵型晶體管、頂柵型晶體管、薄膜晶體管等等。上述僅為例示，本發(fā)明并不以此為限
[0073]請(qǐng)參照?qǐng)D5，圖5為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示一種光感測(cè)系統(tǒng)500的應(yīng)用示意圖。本
【發(fā)明內(nèi)容】
所示的比較器100可應(yīng)用于多種電子裝置，例如前述的觸控面板的感測(cè)電路、光感測(cè)裝置、霍爾感測(cè)裝置等應(yīng)用。舉例而言，如圖5所示，光感測(cè)裝置500包含光感測(cè)器501、光感測(cè)器502、光罩503與比較器100。光感測(cè)器501與光感測(cè)502可為光電二極管、光敏電阻等等。光感測(cè)器501用以偵測(cè)待測(cè)環(huán)境的光強(qiáng)度而產(chǎn)生輸入信號(hào)VINl。光罩503設(shè)置在光感測(cè)器502上，以使光感測(cè)器502僅偵測(cè)待測(cè)環(huán)境的背景雜訊，以輸出輸入信號(hào)VIN2。如此，利用比較器100所輸出的輸出信號(hào)V0UT，可得知濾除背景雜訊后的光強(qiáng)度。其中，取樣單元(例如:圖1A中的取樣單元120)與放大單元(例如:圖1A中的放大單元140)的操作與前述圖1A所示的實(shí)施例相同，故相關(guān)描述不再重復(fù)贅述。
[0074]請(qǐng)參照?qǐng)D6，圖6為根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一實(shí)施例繪示一種霍爾感測(cè)裝置600的應(yīng)用示意圖。如圖6所示，霍爾感測(cè)裝置600包含霍爾元件601與比較器100。霍爾元件601用以根據(jù)電流IFl與電流IF2產(chǎn)生不同數(shù)值的輸入信號(hào)VINl與輸入信號(hào)VIN2。當(dāng)輸出信號(hào)VOUT越大，代表輸入信號(hào)VINl與輸入信號(hào)VIN2的電壓差越大，亦即因電流IFl與電流IF2產(chǎn)生的磁場(chǎng)越大。如此，可藉由比較器100量測(cè)出霍爾元件100的兩端產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度。其中，取樣單元(例如:圖1A中的取樣單元120)與放大單元(例如:圖1A中的放大單元140)的操作與前述圖1A所示的實(shí)施例相同，故相關(guān)描述不再重復(fù)贅述。
[0075]綜上所述，本
【發(fā)明內(nèi)容】
所發(fā)明的比較器可具有多種應(yīng)用，并能夠在制程變異下藉由多種電壓設(shè)置方式有效地提升操作可靠度。
[0076]雖然本
【發(fā)明內(nèi)容】
已以實(shí)施方式公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與修改，因此本
【發(fā)明內(nèi)容】
的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書保護(hù)范圍所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電子裝置，其特征在于，包含: 一取樣單元，用以選擇性地對(duì)一第一輸入信號(hào)與一第二輸入信號(hào)進(jìn)行取樣，并產(chǎn)生一差值信號(hào)；以及 一放大單元，用以接收該差值信號(hào)并產(chǎn)生一輸出信號(hào)，其中該放大單元經(jīng)由一第一預(yù)設(shè)電壓、一第二預(yù)設(shè)電壓、一第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓與一第二系統(tǒng)供應(yīng)電壓所驅(qū)動(dòng)， 其中該第一預(yù)設(shè)電壓用以設(shè)置該放大單元的一操作點(diǎn)，且該第二預(yù)設(shè)電壓大于該第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于，該放大單元包含一開關(guān)，具有一臨界電壓，于正常操作時(shí)，該第一預(yù)設(shè)電壓為一第一電壓，該第二預(yù)設(shè)電壓為大于該第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓與該臨界電壓的總和的一第二電壓，當(dāng)該開關(guān)發(fā)生變異時(shí)，該第一預(yù)設(shè)電壓設(shè)置為該第一電壓與該臨界電壓的一偏移值的總和，且該第二預(yù)設(shè)電壓設(shè)置為該第二電壓與該偏移值的總和。
3.如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于，該取樣單元包含: 一電容，用以產(chǎn)生該差值信號(hào)； 一第一開關(guān)，用以根據(jù)一第一控制信號(hào)選擇性導(dǎo)通，以傳送該第一輸入信號(hào)至該電容；以及 一第二開關(guān)，用以根據(jù)一第二控制信號(hào)選擇性導(dǎo)通，以傳送該第二輸入信號(hào)至該電容，其中該第一控制信號(hào)與該第二控制信號(hào)為反相。
4.如權(quán)利要求3所述的電子裝置，其特征在于，該放大單元包含: 一第三開關(guān)，用以根據(jù)該第一控制信號(hào)選擇性導(dǎo)通而傳送該第一預(yù)設(shè)電壓至該電容，以調(diào)整該差值信號(hào)的位準(zhǔn)。
5.如權(quán)利要求4所述的電子裝置，其特征在于，該放大單元還經(jīng)由一第三預(yù)設(shè)電壓所驅(qū)動(dòng)，該第三預(yù)設(shè)電壓大于等于該第二系統(tǒng)供應(yīng)電壓，該放大單元更包含多個(gè)開關(guān)，每一該些開關(guān)包含一第一端、一第二端與一控制端，該些開關(guān)包含: 一第四開關(guān)，其中該第四開關(guān)的該第一端用以接收該第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓，且該第四開關(guān)的該控制端用以接收該第二預(yù)設(shè)電壓； 一第五開關(guān)，其中該第五開關(guān)的該第一端電性耦接該第四開關(guān)的該第二端，該第五開關(guān)的該第二端用以接收該第二系統(tǒng)供應(yīng)電壓，且該第五開關(guān)的該控制端用以接收該差值信號(hào); 一第六開關(guān)，其中該第六開關(guān)的該第一端用以接收該第二預(yù)設(shè)電壓或該第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓，且該第六開關(guān)的該控制端用以接收該第二預(yù)設(shè)電壓； 一第七開關(guān)，其中該第七開關(guān)的該第一端電性耦接該第六開關(guān)的該第二端，該第七開關(guān)的該第二端用以接收該第三預(yù)設(shè)電壓，且該第七開關(guān)的該控制端電性耦接該第四開關(guān)的該第二端； 一第八開關(guān)，其中該第八開關(guān)的該第一端用以接收該第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓，該第八開關(guān)的該第二端用以輸出該輸出信號(hào)，且該第八開關(guān)的該控制端電性耦接該第六開關(guān)的該第二端；以及 一第九開關(guān)，其中該第九開關(guān)的該第一端電性耦接該第八開關(guān)的該第二端，該第九開關(guān)的該第二端用以接收該第三預(yù)設(shè)電壓，且該第九開關(guān)的該控制端電性耦接該第四開關(guān)的該第二端。
6.如權(quán)利要求5所述的電子裝置，其特征在于，于正常操作時(shí)，該第三預(yù)設(shè)電壓為一第一電壓，當(dāng)該些開關(guān)發(fā)生變異時(shí)，該第一預(yù)設(shè)電壓設(shè)置為該第一電壓與該些開關(guān)的一臨界電壓的一偏移值的總和，該第二預(yù)設(shè)電壓設(shè)置為該第二電壓與該偏移值的總和，且該第三預(yù)設(shè)電壓設(shè)置為該第一電壓與該偏移值的差值。
7.如權(quán)利要求4所述的電子裝置，其特征在于，該放大單元還包含: 一第四開關(guān)，包含一第一端、一第二端與一控制端，其中該第四開關(guān)的該第一端用以接收該第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓，該第四開關(guān)的該 第二端用以產(chǎn)生該輸出信號(hào)，且該第四開關(guān)的該控制端用以接收該第二預(yù)設(shè)電壓；以及 一第五開關(guān)，包含一第一端、一第二端與一控制端，其中該第五開關(guān)的該第一端電性率禹接該第四開關(guān)的該第二端，該第五開關(guān)的該第一端用以接收該第二系統(tǒng)供應(yīng)電壓，且該第五開關(guān)的該控制端用以接收該差值信號(hào)。
8.—種比較器,該比較器具有一輸出端，用以輸出一輸出信號(hào)，其特征在于，該比較器包含: 一第一開關(guān)，包含一第一端、一第二端與一控制端，其中該第一開關(guān)的該第一端用以接收一第一輸入信號(hào)，且該第一開關(guān)的該控制端用以接收一第一控制信號(hào)； 一第二開關(guān)，包含一第一端、一第二端與一控制端，其中該第二開關(guān)的該第一端用以接收一第二輸入信號(hào)，且該第二開關(guān)的該控制端用以接收一第二控制信號(hào)，其中該第一控制信號(hào)與該第二控制信號(hào)為 反相； 一電容，其中該電容的一第一端電性耦接該第一開關(guān)的該第二端與該第二開關(guān)的該第~.丄山一觸； 一第三開關(guān),包含一第一端、一第二端與一控制端,其中該第三開關(guān)的該第一端電性率禹接該電容的一第二端，該第三開關(guān)的該第二端用以接收一第一預(yù)設(shè)電壓，且該第三開關(guān)的該控制端用以接收該第一控制信號(hào)； 一第四開關(guān)，包含一第一端、一第二端與一控制端，其中該第四開關(guān)的該第一端用以接收一第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓，該第四開關(guān)的該第二端電性耦接至該比較器的輸出端，且該第四開關(guān)的該控制端用以接收一第二預(yù)設(shè)電壓；以及 一第五開關(guān)，包含一第一端、一第二端與一控制端，其中該第五開關(guān)的該第一端電性率禹接至該電容的該第二端，該第五開關(guān)的該第二端用以接收一第二系統(tǒng)供應(yīng)電壓，且該第五開關(guān)的該控制端電性耦接至該電容的該第二端。
9.如權(quán)利要求8所述的比較器，其特征在于，還包含: 一第六開關(guān)，包含一第一端、一第二端與一控制端，其中該第六開關(guān)的該第一端用以接收該第二預(yù)設(shè)電壓或該第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓，且該第六開關(guān)的該控制端用以接收該第二預(yù)設(shè)電壓； 一第七開關(guān)，包含一第一端、一第二端與一控制端，其中該第七開關(guān)的該第一端電性耦接該第六開關(guān)的該第二端，該第七開關(guān)的該第二端用以接收一第三預(yù)設(shè)電壓，且該第七開關(guān)的該控制端電性耦接該第四開關(guān)的該第二端； 一第八開關(guān)，包含一第一端、一第二端與一控制端，其中該第八開關(guān)的該第一端用以接收該第一系統(tǒng)預(yù)設(shè)電壓，該第八開關(guān)的該第二端電性耦接至該輸出端，且該第八開關(guān)的該控制端電性耦接該第六開關(guān)的該第二端；以及 一第九開關(guān)，包含一第一端、一第二端與一控制端，其中該第九開關(guān)的該第一端電性耦接該第八開關(guān)的該第二端，該第九開關(guān)的該第二端用以接收該第三預(yù)設(shè)電壓，且該第九開關(guān)的該控制端電性耦接該第四開關(guān)的該第二端。
10.如權(quán)利要求9所述的比較器，其特征在于，于正常操作時(shí)，該第一預(yù)設(shè)電壓為一第一電壓，該第二預(yù)設(shè)電壓為大于該第一系統(tǒng)供應(yīng)電壓與該些開關(guān)的一臨界電壓的總和的一第二電壓，該第三預(yù)設(shè)電壓為大于等于該第二系統(tǒng)供應(yīng)電壓的一第三電壓，當(dāng)該些開關(guān)發(fā)生變異時(shí)，該第一預(yù)設(shè)電壓設(shè)置為該第一電壓與該臨界電壓的一偏移值的總和，該第二預(yù)設(shè)電壓設(shè)置為該第二電壓與該偏移值的總和，且該第三預(yù)設(shè)電壓設(shè)置為該第三電壓與該偏移值的差值。
【文檔編號(hào)】H03K5/22GK104079270SQ201410312025
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】小澤德郎, 青木幸司, 郭志徹 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司