[實用新型]一種鎖相環泄漏電流補償電路及鎖相環電路

有效

• 申請號: 200920204744.X
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN201515362U
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 梁仁光;胡勝發
• 申請（專利權）人: 安凱（廣州）微電子技術有限公司
• 主分類號: H03L7/093
• 分類號: H03L7/093;H03K19/0185;H03F3/45
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本實用新型屬于鎖相環領域，尤其涉及一種鎖相環泄漏電流補償電路及鎖相環電路。

背景技術

在超深亞微米或更先進的CMOS工藝中，由于柵氧化層變得越來越薄以及亞閾值電壓越來越低，使得泄漏電流變得越來越嚴重了。在0.13umCMOS工藝或90nmCMOS工藝技術中，設計工作電壓為1V左右的鎖相環(Phase?LockedLoop，PLL)就會面臨泄漏電流制約的挑戰；泄漏電流會增加鎖相環的額外功耗，引入噪聲，影響到其性能指標。

通常情況下，在這些先進的CMOS工藝中，泄漏電流主要分為三種類型：(1)隧道泄漏(tunneling?leakage)電流，它與柵氧化層的厚度有關；(2)亞閾值泄漏(subthreshold?leakage)電流，它與晶體管的亞閾值電壓有關；(3)pn結二極管泄漏(junction?diode?leakage)電流，它與寄生的pn結有關。

圖1示出了現有技術中鎖相環電路的泄露電流模型圖，其中，1為鑒相鑒別器，4為分頻器，6為壓控振蕩器，Ileak表示泄漏電流；為了便于說明，主電荷泵電路用開關K1代替，次電荷泵電路用開關K2代替；鑒相鑒別器1輸出控制信號并控制開關K1和開關K2的通斷，從圖中可以清楚的看出，鑒相鑒別器1、分頻器4、壓控振蕩器6、開關K1、K2以及電容C1中均存在泄漏電流Ileak。在鑒相鑒頻器1(Phase?Frequency?Detector，PFD)和分頻器4(divider)中，泄漏電流增加了額外的功耗和噪聲；而在電荷泵電路中，泄漏電流的類型主要是亞閾值泄漏電流，在電荷泵電路關斷時，它也可能會對環路濾波電容C1進行充放電，這會導致壓控振蕩器6(Voltage?Control?Oscillator，VCO)的控制輸入端的電壓來回波動，影響到鎖相環輸出時鐘的頻率波動。低通濾波器中，在0.13um或更先進的CMOS工藝中，MOS電容會存在比較嚴重的隧道泄漏電流，MOS電容面積越大，其泄漏電流也越大。

在數字電路里面，泄漏電流會引起過高的待機靜態電流；而在模擬電路里面，它將會降低電路的精準度，影響性能指標。

實用新型內容

本實用新型實施例的目的在于提供一種鎖相環泄漏電流補償電路，旨在解決MOS電容產生的泄漏電流增加了鎖相環的功耗和噪聲的問題。

本實用新型是這樣實現的，一種鎖相環泄漏電流補償電路，包括：與環路濾波電路連接的補償環路濾波電路中產生的泄漏電流的電壓緩沖器。

其中，所述環路濾波電路包括：電阻R1、電容C1以及電容C2；所述電阻R1的一端連接至主電荷泵電路的輸出端，所述電阻R1的另一端通過所述電容C1接地；所述電容C2的一端連接至主電荷泵電路的輸出端，所述電容C2的另一端接地。

其中，所述補償電路為電壓緩沖器，所述電壓緩沖器的正向輸入端連接至所述電容C2與所述主電荷泵電路的輸出端連接的連接端；所述電壓緩沖器的反向輸入端連接至所述電阻R1與所述電容C1連接的連接端；所述電壓緩沖器的輸出端連接至所述電壓緩沖器的反向輸入端。

其中，所述電壓緩沖器包括：提供兩對差分輸入電壓信號的差分輸入對模塊；根據所述差分輸入對模塊提供的兩對差分輸入電壓信號將輸出電壓信號放大后輸出的共源放大輸出級；以及偏置電路。

其中，所述差分輸入對模塊包括：MOS管M5、MOS管M6、MOS管M7以及MOS管M8；所述MOS管M5的柵極與MOS管M7的柵極連接后作為所述差分輸入對模塊的正電壓輸入端；所述MOS管M5的源極與MOS管M6的源極連接；所述MOS管M6的柵極作為所述差分輸入對模塊的第一負電壓輸入端；所述MOS管M7的源極與所述MOS管M8源極連接；所述MOS管M8的柵極作為所述差分輸入對模塊的第二負電壓輸入端；所述MOS管M6的漏極與所述MOS管M8的漏極分別連接至所述共源放大輸出級的輸入端；所述MOS管M5的漏極連接至偏置電路中MOS管M14的漏極；所述MOS管M7的漏極連接至偏置電路中MOS管M3的漏極。

其中，所述共源放大輸出級包括：MOS管M9以及MOS管M10；所述MOS管M9的柵極作為所述共源放大輸出級的輸入端；所述MOS管M10的柵極連接至偏置電路中MOS管M15的柵極；所述MOS管M9的漏極與所述MOS管M10的漏極連接后作為所述共源放大輸出級的輸出端；所述MOS管M9的源極連接電源VDD；所述MOS管M10的源極接地。

其中，所述電容C1為MOS電容，所述電容C2為MIN電容。