為了分析達(dá)到擺率時兩級開環(huán)比較器的傳輸時延，必須首先搞清楚第一級和第二級初始輸出電壓的工作狀態(tài)?？疾烊鐖D8.2-3所示的兩級開環(huán)比較器。第一級和第二級的電容分別為C和。CH。VDDuiv1M4M3M6cl4iv∞M1M2則則ασ2vaCnIssM7M5VBIASVss圖8.2-3 用于求初始狀態(tài)的兩級開環(huán)比較器　

　我們選擇一個直流電平作為輸入，并且找出其他比這一直流電平高或低的電平作為輸入時第一級和第二級的輸出電壓。

　　事實上，我們要對每種可能性考慮兩種情況。
　　它們是 M1 和M2的電流不等但都不為零， 以及一個輸入晶體管的電流為l,另一個為零。
　　我們首先假設(shè)v等于直流V∞2,且i1<IS,i2>0時,。vC1>VG2。
　　在這種情況下， M4處在飽和區(qū),i=i=i并且大于i由于有差分電流流入CI,v變大。
　　隨著v不斷增大， M4將進(jìn)入放大區(qū)，且i<i當(dāng)M4的源、漏電壓降低到使i=i時，第一級的輸出電壓ve穩(wěn)定。這一電壓值為：藍(lán)VDDV5pu(藍(lán)f)<vθ1<VDD,vC1>VC2,l1<ISS及i>0(8.2-18)在式(8.2-18)成立的情況下, vsc6的值小于VTp|, M6將截止,此時, 輸出電壓為:Vout= Vss.vσ:>Vca: l<Iss及l(fā)>0(8.2-19)如果vG1>Vσ2,則i1=lSS,i2=0,vo1=VDD,且ν仍然為V　　接下來，假設(shè) vc仍然等于νVσ2,但當(dāng)i1>0,i2<I5S時,va1<VG2,在這種情況下，i=i=i<i,同時v減小。當(dāng)vo1≤Vα2Vm時， M2 處在放大區(qū)。
　　隨著v1持續(xù)降低到vDm<VDS2(飽和),M2的電流持續(xù)降低直到i=il/2,在這一點上v穩(wěn)定。此時，Vσ2Vaα2<v1<Vσ2V∞52+VDs2(飽和)(8.2-20)或Vs2<vo1<V52+VDs2(飽和),νG<Vσ2.t1>0及i<l(8.2-21)
　　在式(8.221)的條件下，輸出電壓vogt將接近VDD,并且可以通過例5.1-2的方法求出結(jié)果。如果νC1<Vσ,剛才的結(jié)果仍然有效，直到MI 或M2 的源電壓使 M5 離開飽和區(qū)?！　∪绻霈F(xiàn)這種情況， 則l降低，v接近V且v∞可用例5.1-2的方法確定。

　　如果 M1 柵極等于直流電壓Vc1,我們現(xiàn)在可以重復(fù)以上的過程， 對第一級和第二級的初始輸出狀態(tài)進(jìn)行考察。首先假設(shè)ot=Vcc,νσ2>Vol,t2<ls且i>0只要M4處于飽和區(qū)，由l<l可得i<l因此，由于差分電流流出C,ν降低。
　　隨著ν降低， M2將進(jìn)入放大區(qū)， 且將降i低到i=i=I/2處， 此時γ穩(wěn)定， 其值為：Vσ1VCπ(ls/2)<vo1<VG1Vcs2(ls)/2)+VDs2(飽和)(8.2-22)或VS2(I5(2)<νa1<Vs2(I5D)+VD>2(飽和).va2>vC1,t1>0及i<Iss(8.2-23)在式(8.2-23)的條件下,輸出電壓v將接近vV,，且可以由例5.1-2 的方法求解。如果v2>>VC1,以上結(jié)論仍然有效，直到M1或M2的源電壓使 M5 離開飽和區(qū)。如果發(fā)生這種情況，則ls降低，v接近V,且v可以用例5.1-2的方法確定?！　〗酉聛? 假設(shè) va仍然等于Vo,但(va2<VC1,i1<Is5且i>0i>i得到i>i并使 v。增大。v只要M4處于飽和區(qū)，。l>t。當(dāng)M4進(jìn)入放大區(qū)，將下降直至i4l=i,在這一點上v1穩(wěn)定， 且Voo- Vso(飽和)< v。1 <Voo, va2< Va, i<Iss及t>0(8.2-24)在式(8.224)的條件下， vso的值小于vO|V|,且M6截止， 輸出電壓為：v∞=V55,vσ2<VC1,i1<I35及i>0(8.2-25)如果vG2<<VG1,則i1=IS,i2=0,vol=Vpo,v=仍然是V以上的結(jié)論在表8.2-1中歸總列出。