一种低功耗低电流失配可编程电荷泵

基于0.13 μm CMOS工艺,实现了一种适用于超宽带EOC-Tuner频率合成器的低功耗可编程电荷泵。通过延迟调节单元基本消除了电荷泵控制信号的延迟失配,采用辅助管降低电荷共享的影响,采用误差放大器实现电流精确匹配。后仿结果表明,电荷泵的标准电流为10~160 μA,电流变化步长为10 μA;当输出电流为160 μA时,电流失配低于0.6%,基本消除了电流失配;在0.3~1.2 V输出电压范围内,电流波动为6.4%,避免了沟道长度调制效应的不良影响;延迟失配和电荷共享导致的电流过冲低于20%;当锁相环环路锁定且电源电压为1.5 V时,电荷泵和鉴频鉴相器仅消耗电流197 μA。流片测试结果表明,锁相环输出信号频率为675 MHz时,电荷泵产生的参考杂散约为－64.81 dBc。     

一种宽动态范围低失配的电荷泵

采用TSMC 0.18 μm混合CMOS工艺,设计了一种应用在GNSS接收机中低杂散锁相环(PLL)的宽动态范围低失配电荷泵。分析了电荷泵非理想因素和压控振荡器(VCO)调谐增益对参考杂散的影响,发现提高电荷泵电流匹配精度和减小VCO调谐增益均可有效抑制锁相环的参考杂散。采用加负反馈的源极开关型电荷泵,以实现电荷泵充放电电流的精确匹配。利用电荷泵输出电压来控制运算放大器的不同输出支路,以拓宽电荷泵的输出电压动态范围,从而降低PLL输出频率范围对VCO调谐增益的要求。仿真结果表明,当电源电压为1.8 V、电荷泵电流为100 μA时,可以实现充放电电流精确匹配,输出电压范围达到0.02~1.78 V,参考杂散为-66.3 dBc。     

一种大电压输出摆幅低电流失配电荷泵的设计

在分析了基本锁相环电荷泵工作机制的基础上,提出一种新型的电荷泵结构,该电荷泵在非常宽的电压范围内具有很低的电流失配,解决了传统电荷泵结构所具有的电荷注入、时钟馈通和电荷共享等问题,并且非常容易实现电荷泵充放电电流的数字控制.基于SMIC 0.18 μm CMOSRF工艺库设计的实际电路,使用Cadence工具仿真结果表明,在电源电压2.0 V时,输出电压为0.3～1.63 V,充放电电流最大失配率小于0.1%,电流绝对值偏移率小于0.6%,说明这种新型电荷泵结构具有良好的性能.     

3 GHz低杂散锁相环中的低失配电荷泵

基于SMIC 40 nm CMOS工艺,提出了一种改进型电荷泵电路。在传统电荷泵锁相环中,电荷泵存在较大的电流失配,导致锁相环产生参考杂散,使锁相环输出噪声性能恶化。设计的电荷泵电路在电流源处引入反馈,降低了电流失配。仿真结果表明,在供电电压为1.1 V,电荷泵充放电电流为0.1 mA,输出电压在0.3~0.7 V范围变化时,电荷泵的电流失配率小于0.83 %,锁相环的输出参考杂散为-65.5 dBc。     

用于锁相环的低失配CMOS电荷泵设计

设计了一种用于锁相环的低失配CMOS电荷泵电路,采用互补差分输入。互补差分管的使用有效地解决了电荷泵的时钟馈通和电荷注入等非理想现象。同时,利用自举的方法消除了电荷共享现象。在电路和版图的设计中,充分考虑了对称性对电流失配的影响。本电荷泵电路基于新加坡Chartered0.25μmN阱CMOS工艺实现,采用Candence中的Spectre仿真工具进行仿真,电源电压为3.3V。测试结果表明,在本芯片需要的各种电荷泵电流下其失配都低于0.65%。本电荷泵电路已应用于射频调谐器当中。     

一种基于比较器失配补偿的高稳定性RC振荡器

针对传统RC振荡器容易受到温度和工艺偏差影响的问题,提出了一种新的振荡器结构。该振荡器电路运用零温度系数参考电压和开关网络,实现了比较器电路的工艺失配补偿,达到了高的温度稳定性。该振荡器具有对温度和工艺偏差不敏感、面积小、功耗低等优点。仿真结果表明,输出时钟频率为11.5 kHz时,在-10℃~90℃温度范围内振荡器频率偏差在±1%以内。     

一种电流失配自适应补偿宽带锁相环设计

针对宽带自偏置锁相环(PLL)中存在严重的电荷泵电流失配问题,提出了一种电流失配自适应补偿自偏置锁相环。锁相环通过放大并提取参考时钟与反馈时钟的锁定相位误差脉冲,利用误差脉冲作为误差判决电路的控制时钟,通过逐次逼近方法自适应控制补偿电流的大小,逐渐减小鉴相误差,从而减小了锁相环输出时钟信号抖动。锁相环基于40 nm CMOS工艺进行设计,后仿真结果表明,当输出时钟频率为5 GHz时,电荷泵输出噪声从-115.7 dBc/Hz@1 MHz降低至-117.7 dBc/Hz@1 MHz,均方根抖动从4.6 ps降低至1.6 ps,峰峰值抖动从10.3 ps降低至4.7 ps。锁相环输出时钟频率为2～5 GHz时,补偿电路具有良好的补偿效果。     

一种用于PLL的新型电荷泵结构

本文设计了一种适用于PLL的新型电荷泵电路,将MOS开关置于源极,抑制电荷共享和电荷注入,并且采用可调节共源共栅结构增大输出阻抗,用于抑制电流失配。同时该电路具有结构简单、功耗低、充放电速度快等特点。采用Charter 0．35μm CMOS工艺模型,Mentor Graphics公司的Eldo进行仿真,在电荷泵输出电压范围为0．5～2．8V内,充放电电流匹配良好。     

一种用于Flash的新型电荷泵调节技术

在Flash、带电可擦可编程只读存储器(EEROM)等存储器中,电荷泵电路是用于提供编程、擦除和读取高压的重要模块.电荷泵调节电路用于输出稳定的电压和电流.文章提出了一种新型Flash电荷泵调节电路,以解决传统电路在轻负载时纹波过大而难以适用多位Flash的问题.其电路结构特征是对传统频率调节电路增加了时钟幅度调节模块...     

一种CMOS电荷泵电路的设计

本文采用SMIC 0.18m CMOS工艺分析设计了一种CMOS电荷泵电路,电路采用PMOS与NMOS构成的互补CMOS开关,有效地减小了电流失配、电荷泄漏、开关效应等电荷泵的非理想效应。仿真结果现实,在1.8V电源电压条件下,输出电压线性度良好,电荷泵电路的静态功耗仅为1.44m W;电荷泵上拉和下拉电流变化较小,电流失配率约为1.3%。     

一种新型低电荷共享电荷泵电路

采用GSMC0.18μm工艺设计了性能优良的电荷泵,与传统电荷泵相比,此电荷泵具有低失配(mismatch≤2%)、低功耗(≤0.15mw)、低电荷共享的特点,可广泛应用于电荷泵锁相环(CPPLL)中。     

Self-Balanced Charge Pump with Very Low Phase Error

A self-balanced charge pump (CP) to achieve nearly zero phase error is proposed and analyzed. The proposed topology is based on an additional mirror CP and mirror phase/frequency detector (PFD). The mirror CP and PFD balance charges and generate a bias for the master CP. The proposed CP is designed based on the SMIC 0.25-μm 1P5M CMOS process with a 2.5-V supply voltage. HSPICE simulation shows that even if the mismatch of the PFD were beyond 10%, the charge pump could still keep nearly zero phase error. The proposed CP needs only one side of bias current; the other side of the bias is self-balanced, so it is irrelevant to the current mismatch.     

一种高增益低纹波的电荷泵电路

针对现有电荷泵存在的体效应、电荷回流等问题,提出一种高增益低纹波的电荷泵电路。该电荷泵采用两路互补的结构,减小了输出电压纹波;使用电位选择电路消除体效应,并使用两相低电平不交叠时钟避免电荷回流,提高了电压增益和转换效率。Hspice仿真结果表明,在级数同为5级和电流负载相同的情况下,文中提出的电荷泵相比现有电荷泵具有更高的输出电压和更小的电压纹波。     

采用新型变频调制的高效率低纹波电荷泵设计

设计了一种基于变频调制(VFM)的新型电荷泵系统.该电荷泵系统通过自动调节时钟频率,使系统在很大的负载范围内保持高效率低纹波的特点.为了设计该变频模式电荷泵系统,导出基于变频模式电荷泵的大信号和小信号模型.依据这些模型,选择合适的器件参数,设计了补偿网络.系统在TSMC的0.35 μm混合信号CMOS工艺下设计完成.仿真结果表明,提出的设计目标均已实现,所获结果与理论计算高度一致,证明了模型以及分析方法的正确性.     

一种低电压、高增益电荷泵

电荷泵在低压电路中扮演着重要的角色。作为片上电荷泵,其面临的主要问题是：电压增益、电压纹波和面积效率。该文提出了一种新型的电荷泵电路,它采用辅助电荷泵、电平转移电路结构来产生不同摆幅的时钟,该时钟被用来驱动开关管的栅极,以有效控制开关管的电导,提高电压增益。由于采用PMOS管作为开关管,传输过程中避免了阈值电压损失。仿真结果显示,与以往文献中提到的电荷泵结构相比,该电荷泵具有更高的电压增益,开启时间短,纹波小,在低压应用环境优势更为突出。     

一个有利于消除电荷共享的新型电荷泵

为了消除电荷泵的电荷共享效应,通过在发生电荷共享的节点预置一个特定的电压,设计出了一个适用于频率合成器的新型电荷泵.在Chartered公司0.18 RF CMOS工艺条件下,HSPICE的仿真结果表明,这一新型电荷泵与传统的相比,很好地抑制了电荷共享效应,具有很低的输出纹波,在高性能频率合成器中具有良好的应用前景.