[实用新型]一种动态充放电电流匹配电荷泵电路

摘要

本实用新型公开了一种应用于电荷泵锁相环的动态充放电电流匹配的电荷泵电路。该电荷泵电路包括：主电荷泵、辅助电荷泵、偏置电路和环路滤波器电路。主电荷泵包括：由M7、M8、R1、R2、R3、I_bias2和M5、M6、R4、R5、R6、I_bias1组成的全摆幅转低压摆幅信号差分放大器，以及由M1、M2、M3、M4、M9、M12组成的传统电荷泵。辅助电荷泵包括：由M26、M27、R7、R8、R9、I_bias3和M24、M25、R10、R11、R12、I_bias4组成的全摆幅转低压摆幅信号差分放大器，由M19、M20、M21、M22、M23、M13组成的传统电荷泵，以及由M10、M11、M12、C组成的电流源。通过信号全摆幅转低压摆幅信号差分放大器，降低差分信号电压的摆幅，提高电荷泵开关管的速度。通过辅助电荷泵实现放电电流对充电电流的动态跟随，保证了充放电电流动态匹配。本实用新型特别适合宽频带锁相环工作时对电荷泵动态匹配的要求。

主权项

一种动态充放电电流匹配电荷泵电路，包括：主电荷泵电路(1)、辅助电荷泵电路(2)、环路滤波器电路(3)和偏置电路(4)，其特征在于：所述主电荷泵电路(1)中的UP信号全摆幅转低压摆幅信号差分放大器包括NMOS器件M7、M8、电阻R1、R2、R3和电流源Ibias2，R1一端接电源，另一端接R2和R3，R2和R3的另一端分别接M8和M7的漏极，M7和M8的源极都接电流源Ibias2，电流源的另一端接地，UP和UPB为差分信号输入端，分别与M8、M7的栅极相连；所述主电荷泵电路(1)中的DOWN信号全摆幅转低压摆幅信号差分放大器包括PMOS器件M5、M6、电阻R4、R5、R6和电流源Ibias1，电流源Ibias1一端接电源Vdd，另一端接M5、M6的源极，M5、M6的漏极分别与电阻R5、R4相连，R4、R5的另一端与电阻R6相连，R6的另一端与地相连，DN和DNB为差分信号输入端，分别与M5、M6的栅极相连；所述主电荷泵电路(1)中的传统电荷泵包括NMOS管M1、M2、M12和PMOS管M3、M4、M9，M9栅极与M14管的栅极和漏极相连，形成充电电流源，M9管源极与电源Vdd连接，M9管漏极与M3、M4的源极相连，M4漏极接地，栅极接M8的漏极，M3的栅极连接M7的漏极，M3的漏极接M1的漏极，同时接滤波器的电阻R和电容C2，M1、M2的源极与放电电流源管M12的漏极相连，M2的漏极与电源Vdd相连，栅极与M6漏极相连，M1栅极与M5漏极相连；所述辅助电荷泵电路(2)中的UP信号全摆幅转低压摆幅信号差分放大器包括NMOS器件M26、M27、电阻R7、R8、R9和电流源Ibias3，R7一端接电源，另一端接R8和R9，R8和R9的另一端分别接M27和M26的漏极，M27和M26的源极都接电流源Ibias3，电流源的另一端接地，UP和UPB为差分信号输入端，分别与M27、M26的栅极相连；所述辅助电荷泵电路(2)中的DOWN信号全摆幅转低压摆幅信号差分放大器包括PMOS器件M24、M25、电阻R10、R11、R12和电流源Ibias4；电流源Ibias4一端接电源Vdd，另一端接M24、M25的源极，M24、M25的漏极分别与电阻R11、R10相连，R10、R11的另一端与电阻R12相连，R12的另一端与地相连。UP和UPB为差分信号输入端，分别与M24、M25的栅极相连；所述辅助电荷泵电路(2)中的传统电荷泵包括NMOS管M19、M20、M13和PMOS管M21、M22、M23；M23栅极与M14管的栅极和漏极相连，形成充电电流源，M23管源极与电源Vdd连接，M23管漏极与M21、M22的源极相连，M22漏极接地，栅极接M27的漏极，M21的栅极连接M26的漏极，M21的漏极接M19的漏极，同时接电容C和M10的栅极，M19、M20的源极与M13的漏极相连，M20的漏极与电源Vdd相连，栅极与M25漏极相连，M19栅极与M24漏极相连；所述辅助电荷泵(2)电流镜包括NMOS管M10、M11和M12，M10的漏极接电源Vdd，源极接M11的漏极和栅极，栅极接电容C，M11的栅极与M12和M13栅极相连，源极接地，M12的源极接地，漏极与M1、M2的源极相连。