[發(fā)明專利]源端開關(guān)的電荷泵、鎖相環(huán)電路及抑制饋通效應(yīng)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410483106.1
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN105490677B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱光;馮光濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H03L7/08
• 分類號: H03L7/08
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

本發(fā)明公開了一種源端開關(guān)的電荷泵、鎖相環(huán)電路及抑制饋通效應(yīng)的方法。其中，該源端開關(guān)的電荷泵包括：在輸出級包括一個電流源電路，電流源電路包括：開關(guān)管，其柵極作為電荷泵的開關(guān)端；電流源管，其源極與開關(guān)管的漏極相連以及其漏極作為電荷泵的輸出端；以及饋通抑制電容，設(shè)置在開關(guān)管的柵端和電流源管的柵端之間，用于抑制饋通效應(yīng)。本發(fā)明解決了相關(guān)技術(shù)中由于交疊電容的固定存在導(dǎo)致源端開關(guān)的電荷泵的饋通效應(yīng)很難抑制的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子線路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種源端開關(guān)的電荷泵、鎖相環(huán)電路及抑制饋通效應(yīng)的方法。

背景技術(shù)

電荷泵是鎖相環(huán)(Phase-Locked Loop，簡稱為PLL)中的一個重要模塊，其為整個環(huán)路提供無窮增益，使得PLL在鎖定時輸入和分頻器輸出之間的相位差為零，從而減小壓控振蕩器(VCO)控制信號的波動，減少輸出雜散(Spur)。由于電荷泵的非理想性，導(dǎo)致電荷泵的充放電電流的在時間和幅度上的不匹配造成VCO上控制電壓的周期波動，形成雜散，從而影響輸出信號的質(zhì)量。

時鐘饋通(Feedthrough)是由于電荷泵的電流源開關(guān)存在柵源和柵漏交疊電容，使得開關(guān)信號在作用到柵極的時候，也會影響電流源控制電壓或者輸出電流，此影響相當(dāng)于電荷泵充放電的電流失配，造成輸出雜散的增大。由于交疊電容是固定存在的，所以，饋通效應(yīng)很難消除，成為電荷泵設(shè)計的一個難點。

相關(guān)技術(shù)中，存在如下兩種電荷泵：

1、漏端開關(guān)的電荷泵：

在抑制饋通效應(yīng)時，采用與開關(guān)晶體管相同的晶體管作為啞管。圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的漏端開關(guān)的電荷泵的電路示意圖，如圖1所示，開關(guān)管和啞管的柵端的時鐘是反向的，使得開關(guān)管和啞管在工作時的饋通效應(yīng)相互抵消，從而減少饋通效應(yīng)。但是，要想抵消饋通效應(yīng)，開關(guān)管和啞管必須有相同的交疊電容，即要求保證開關(guān)管工作在飽和區(qū)。另外，由于漏端開關(guān)，必然導(dǎo)致電荷泵的輸出范圍大大減小，造成VCO的增益增加和噪聲性能的惡化。

2、源端開關(guān)的電荷泵：

通常，將開關(guān)放在電流源管的源端，使得開關(guān)管的柵端距離輸出較遠，以減小時鐘對輸出端的直接饋通。圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的源端開關(guān)的電荷泵的電路示意圖，如圖2所示，當(dāng)時鐘作用到柵端時，電流源管的源端迅速下降，通過其柵源交疊電容使得電流源管的柵端下降，使得輸出電流減小。并且，當(dāng)在柵端退耦電容較小時，柵端電壓波動較大，造成輸出電流波動較大；當(dāng)柵端退耦電容較大時，柵端電壓波動較小，其恢復(fù)到正常偏壓的時間延長，使得輸出電流長時間偏離理想值，除非此退耦電容特別大，使得柵端的電壓波動可以忽略不計，但是，這樣大大增加的電荷泵的面積。所以，無論柵端退耦電容大小都會帶來電荷泵的充放電的電流失配，造成雜散。

可見，以上兩種方法都存在較大的折中，使其應(yīng)用受到了限制。

針對相關(guān)技術(shù)中由于交疊電容的固定存在導(dǎo)致源端開關(guān)的電荷泵的饋通效應(yīng)很難消除的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種源端開關(guān)的電荷泵、鎖相環(huán)電路及抑制饋通效應(yīng)的方，以至少很大程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中由于交疊電容的固定存在導(dǎo)致源端開關(guān)的電荷泵的饋通效應(yīng)很難抑制的問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種源端開關(guān)的電荷泵，包括：在輸出級包括一個電流源電路，上述電流源電路包括：開關(guān)管，其柵極作為上述電荷泵的開關(guān)端；電流源管，其源極與上述開關(guān)管的漏極相連以及其漏極作為上述電荷泵的輸出端；以及饋通抑制電容，設(shè)置在上述開關(guān)管的柵端和上述電流源管的柵端之間，用于抑制饋通效應(yīng)。

可選地，上述電流源電路包括一個P型電流源和一個N型電流源，其中，上述P型電流源和上述N型電流源中分別包括一個上述饋通抑制電容。