KR19990080026A - Charge pump in phase locked loop circuit - Google Patents

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KR19990080026A
KR19990080026A KR1019980012978A KR19980012978A KR19990080026A KR 19990080026 A KR19990080026 A KR 19990080026A KR 1019980012978 A KR1019980012978 A KR 1019980012978A KR 19980012978 A KR19980012978 A KR 19980012978A KR 19990080026 A KR19990080026 A KR 19990080026A
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charge pump
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voltage
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KR1019980012978A
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Inventor
김상영
전필재
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 챠지 펌프는 풀-업 및 풀-다운 제어 회로들과 풀-업/다운 회로를 제공한다. 상기 풀-업 제어 회로는 위상 비교기로부터 공급되는 업 신호의 제어에 의해 상기 풀-업/다운 회로를 제어한다. 상기 풀-다운 제어 회로는 위상 비교기로부터 공급되는 다운 신호의 제어에 의해 상기 풀-업/다운 회로를 제어한다. 상기 풀-업/다운 회로는 상기 풀-업 및 풀-다운 제어 회로들의 제어에 의해 펌핑 전류를 루프 필터로 공급한다.The charge pump according to the invention provides pull-up and pull-down control circuits and pull-up / down circuits. The pull-up control circuit controls the pull-up / down circuit by controlling an up signal supplied from a phase comparator. The pull-down control circuit controls the pull-up / down circuit by controlling a down signal supplied from a phase comparator. The pull-up / down circuit supplies a pumping current to the loop filter by control of the pull-up and pull-down control circuits.

Description

위상 동기 루프 회로의 챠지 펌프(CHARGE PUMP OF PHASE LOCKED LOOP CIRCUIT)CHARGE PUMP OF PHASE LOCKED LOOP CIRCUIT

본 발명은 위상 동기 루프 회로에 관한 것으로서, 구체적으로는 저 전압으로도 동작할 수 있는 챠지 펌프에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase locked loop circuit, and more particularly to a charge pump that can operate at low voltages.

챠지 펌프 위상 동기 루프 회로(charge pump phase locked loop : CPPLL)는 입력 주파수와 출력 주파수를 동기화 시켜주는 시스템이다. 위상 동기 루프 회로에 구비된 회로들 중에서 챠지 펌프(charge pump)는 외부 공급 전압보다 높은 레벨의 고전압이 필요한 경우 사용되는 회로이다.The charge pump phase locked loop (CPPLL) is a system that synchronizes the input and output frequencies. Among the circuits provided in the phase locked loop circuit, a charge pump is a circuit used when a high voltage of a level higher than an external supply voltage is required.

도 1을 참조하면, 일반적으로 사용되는 위상 동기 루프 회로는 위상 비교기(100), 챠지 펌프 회로(200), 루프 필터(300), 전압 제어 발진기(400) 그리고 분주기(500)로 구성된다. 상기 위상 비교기(100)는 외부로부터 입력되는 기준 주파수(Fref)와 상기 분주기(500)로부터 출력되는 분주 주파수(Ffeed)를 비교하여 비교 신호인 업(UP) 신호와 다운(DN) 신호를 상기 챠지 펌프 회로(200)로 공급한다. 상기 챠지 펌프 회로(200)는 상기 위상 비교기(100)로부터 상기 업/다운(UP/DN) 신호들을 공급받아 펌핑 전류(Ip)를 상기 루프 필터(300)로 공급한다. 상기 루프 필터(300)는 상기 챠지 펌프(200)로부터 공급되는 상기 펌핑 전류(Ip)의 주파수 성분을 필터링(filtering) 한다. 상기 전압 제어 발진기(400)는 상기 루프 필터(300)에서 공급되는 상기 펌핑 전류(Ip)의 전위에 대응하는 주파수(Fout)를 출력한다. 상기 분주기(500)는 상기 전압 제어 발진기(400)에서 출력되는 상기 주파수(Fout)를 분주하여 상기 분주 주파수(Ffeed)를 상기 위상 비교기(100)로 공급한다.Referring to FIG. 1, a commonly used phase locked loop circuit includes a phase comparator 100, a charge pump circuit 200, a loop filter 300, a voltage controlled oscillator 400, and a divider 500. The phase comparator 100 compares a reference frequency (Fref) input from the outside with a frequency division (Ffeed) output from the divider (500) and compares the up (DN) signal and the down (DN) signal as comparison signals. Supply to the charge pump circuit 200. The charge pump circuit 200 receives the up / down (UP / DN) signals from the phase comparator 100 and supplies a pumping current Ip to the loop filter 300. The loop filter 300 filters the frequency component of the pumping current Ip supplied from the charge pump 200. The voltage controlled oscillator 400 outputs a frequency Fout corresponding to the potential of the pumping current Ip supplied from the loop filter 300. The divider 500 divides the frequency Fout output from the voltage controlled oscillator 400 and supplies the divided frequency Ffeed to the phase comparator 100.

도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 챠지 펌프는 밴드갭 레퍼런스(210)와 챠지 펌프(220)로 구성된다. 상기 챠지 펌프(220)는 PMOS 트랜지스터들(PM1, PM2)과 NMOS 트랜지스터들(NM1, NM2)로 구성된다. 상기 PMOS 트랜지스터(PM1)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 전압 전원에 연결되고, 게이트는 상기 밴드갭 레퍼런스(210)의 제 1 출력 단자에 연결되고 그리고 드레인은 상기 PMOS 트랜지스터(PM2)의 드레인에 연결된다. 상기 PMOS 트랜지스터(PM2)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 PMOS 트랜지스터(PM1)의 상기 소오스에 연결되고, 게이트는 제 1 스위치 단자에 연결되고 그리고 드레인은 상기 NMOS 트랜지스터(NM1)의 드레인과 상기 루프 필터(300)의 입력 단자의 접속점에 연결된다.Referring to FIG. 2, the charge pump according to the related art includes a bandgap reference 210 and a charge pump 220. The charge pump 220 is composed of PMOS transistors PM1 and PM2 and NMOS transistors NM1 and NM2. The PMOS transistor PM1 has a source, a gate and a drain, the source is connected to a voltage power supply, a gate is connected to a first output terminal of the bandgap reference 210, and a drain is the PMOS transistor PM2. Is connected to the drain. The PMOS transistor PM2 has a source, a gate, and a drain, the source is connected to the source of the PMOS transistor PM1, a gate is connected to a first switch terminal, and a drain is of the NMOS transistor NM1. It is connected to the connection point of the drain and the input terminal of the loop filter 300.

상기 NMOS 트랜지스터(NM1)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 NMOS 트랜지스터(NM2)의 드레인에 연결되고, 상기 게이트는 제 2 스위치 단자에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 PMOS 트랜지스터(PM2)의 상기 드레인에 연결된다. 상기 NMOS 트랜지스터(NM2)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 접지 전원에 연결되고, 상기 게이트는 상기 밴드갭 레퍼런스(100)의 제 2 출력 단자에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 NMOS 트랜지스터(NM1)의 상기 소오스에 연결된다.The NMOS transistor NM1 has a source, a gate and a drain, the source is connected to a drain of the NMOS transistor NM2, the gate is connected to a second switch terminal, and the drain is the PMOS transistor PM2. Is connected to the drain of the. The NMOS transistor NM2 has a source, a gate and a drain, the source is connected to a ground power supply, the gate is connected to a second output terminal of the bandgap reference 100, and the drain is connected to the NMOS transistor ( NM1).

상기 밴드갭 레퍼런스(210)는 상기 위상 비교기(100)로부터 출력되는 상기 업(UP) 신호와 다운(DN) 신호의 제어에 의해 상보적인 전압 레벨을 갖는 제 1 및 제 2 기준 전압들을 상기 챠지 펌프(220)에 공급한다. 상기 챠지 펌프(220)의 상기 PMOS 트랜지스터들(PM1, PM2)은 상기 밴드갭 레퍼런스(100)로부터 출력되는 상기 업(UP) 신호와 스위치 신호(SW1)의 제어에 의해 상기 펌핑 전류(Ip)를 상기 루프 필터(300)로 공급한다. 상기 NMOS 트랜지스터들(NM1, NM2)은 상기 밴드갭 레퍼런스(100)로부터 출력되는 상기 다운(DN) 신호와 스위치 신호(SW2)의 제어에 의해 상기 펌핑 전류(Ip)를 상기 접지 전원으로 방전시킨다.The bandgap reference 210 may charge the charge pump to the first and second reference voltages having complementary voltage levels by controlling the UP signal and the DN signal output from the phase comparator 100. Supply to 220. The PMOS transistors PM1 and PM2 of the charge pump 220 may control the pumping current Ip by controlling the UP signal and the switch signal SW1 output from the bandgap reference 100. Supply to the loop filter 300. The NMOS transistors NM1 and NM2 discharge the pumping current Ip to the ground power under control of the down signal DN and the switch signal SW2 output from the bandgap reference 100.

종래의 기술에 따른 펌프 회로는 밴드갭 레퍼런스를 통해 출력되는 업(UP) 신호와 다운(DN) 신호를 공급한 상태에서 스위치 동작을 수행한다. 하지만, 저전압을 인가할수록 종래의 실시예와 같이 4 단의 트랜지스터들을 사용할 경우에는 상기 트랜지스터들의 임피던스가 상대적으로 증가하여 펌프 회로가 필요로 하는 전압의 범위를 충족시킬 수가 없는 문제가 발생한다.The pump circuit according to the related art performs a switch operation while supplying an up signal and a down signal output through a bandgap reference. However, as the low voltage is applied, when the four-stage transistors are used as in the conventional embodiment, the impedance of the transistors increases relatively, which causes a problem that the voltage range required by the pump circuit cannot be satisfied.

따라서 본 발명의 목적은 넓은 범위의 전압 즉, 저 전압에서 동작할 수 있는 챠지 펌프 회로를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a charge pump circuit capable of operating at a wide range of voltages, ie low voltages.

도 1은 일반적인 위상 동기 루프 회로의 블럭도;1 is a block diagram of a general phase locked loop circuit;

도 2는 종래의 기술에 따른 챠지 펌프의 회로도;2 is a circuit diagram of a charge pump according to the prior art;

도 3은 본 발명의 챠지 펌프의 상세 회로도; 그리고3 is a detailed circuit diagram of the charge pump of the present invention; And

도 4는 본 발명에 따른 챠지 펌프의 동작 파형도이다.4 is an operational waveform diagram of a charge pump according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 위상 비교기 200 : 챠지 펌프 회로100: phase comparator 200: charge pump circuit

210 : 밴드갭 레퍼런스 220 : 챠지 펌프210: bandgap reference 220: charge pump

300 : 루프 필터 400 : 전압 제어 발진기300 loop filter 400 voltage controlled oscillator

500 : 분주기500: divider

(구성)(Configuration)

상술한 바와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일특징에 의하면, 상기 챠지 펌프 회로의 동작을 알리는 제 1 및 제 2 비교 신호들에 응답해서 상보적인 레벨의 제 1 및 제 2 기준 전압들을 출력하는 밴드 갭 레퍼런스와; 상기 밴드갭 레퍼런스로부터 상기 제 1 기준 전압을 받아들이고, 상기 제 1 비교 신호에 응답해서 풀-업 제어 신호를 선택적으로 출력하는 풀-업 제어 회로와; 상기 밴드갭 레퍼런스로부터 제 2 기준 전압을 받아들이고, 제 2 비교 신호에 응답해서 풀-다운 제어 신호를 선택적으로 출력하는 풀-다운 제어 회로와; 외부 전압을 받아들이고 상기 풀-업 및 풀-다운 제어 신호들에 응답해서 상기 외부 전압을 선택적으로 출력하는 풀-업/다운 회로를 포함한다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, to output the first and second reference voltages of complementary levels in response to the first and second comparison signals informing the operation of the charge pump circuit. A band gap reference; A pull-up control circuit that receives the first reference voltage from the bandgap reference and selectively outputs a pull-up control signal in response to the first comparison signal; A pull-down control circuit that receives a second reference voltage from the bandgap reference and selectively outputs a pull-down control signal in response to a second comparison signal; A pull-up / down circuit that accepts an external voltage and selectively outputs the external voltage in response to the pull-up and pull-down control signals.

이 실시예에 있어서, 상기 풀-업/다운 회로는, 출력 단자와; 상기 풀-업 신호에 응답해서 상기 외부 전압을 상기 출력 단자를 통해 출력하는 PMOS 트랜지스터와; 상기 풀-다운 신호에 응답해서 상기 출력 단자를 방전시키는 NMOS 트랜지스터를 포함한다.In this embodiment, the pull-up / down circuit comprises: an output terminal; A PMOS transistor outputting the external voltage through the output terminal in response to the pull-up signal; And an NMOS transistor that discharges the output terminal in response to the pull-down signal.

(작용)(Action)

이와같은 장치에 의해서, 상기 챠지 펌프 회로에 구비되어 있는 MOS 트랜지스터의 출력 임피던스를 줄임으로써, 넓은 전압 범위 즉, 저 전압에서 동작할 수 있다.Such a device can operate in a wide voltage range, that is, low voltage, by reducing the output impedance of the MOS transistor provided in the charge pump circuit.

(실시예)(Example)

이하 본 발명의 실시예에 따른 참조도면 3 및 도 4에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, reference will be made in detail with reference to FIGS. 3 and 4 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 챠지 펌프 회로는 풀-업 및 풀-다운 제어 회로들 및 풀-업/다운 회로를 제공한다. 상기 풀-업 제어 회로는 밴드갭 레퍼런스로부터 출력되는 업 신호를 공급하여 펌핑 전류를 루프 필터로 공급하도록 상기 풀-업/다운 회로를 제어한다. 상기 풀-다운 제어 회로는 밴드갭 레퍼런스로부터 출력되는 다운 신호를 공급하여 펌핑 전류를 루프 필터로 공급하도록 상기 풀-업/다운 회로를 제어한다.3, the charge pump circuit according to the present invention provides pull-up and pull-down control circuits and pull-up / down circuits. The pull-up control circuit controls the pull-up / down circuit to supply an up signal output from a bandgap reference to supply a pumping current to the loop filter. The pull-down control circuit controls the pull-up / down circuit to supply a down signal output from a bandgap reference to supply a pumping current to the loop filter.

도 3은 본 발명의 챠지 펌프의 상세 회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of the charge pump of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 챠지 펌프 회로(200)는 밴드갭 레퍼런스(210)와 챠지 펌프(220)를 포함한다. 상기 밴드갭 레퍼런스(210)는 PMOS 트랜지스터들(PM1, PM2, PM3)과 NMOS 트랜지스터들(NM1, NM2, NM3)을 포함한다. 상기 PMOS 트랜지스터(PM1)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 전압 전원에 연결되고, 상기 게이트는 상기 위상 비교기(100)의 상기 출력 단자에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 PMOS 트랜지스터(PM2)의 게이트에 연결된다. 상기 PMOS 트랜지스터(PM2)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 전압 전원에 연결되고, 상기 게이트는 상기 PMOS 트랜지스터(PM1)의 상기 소오스에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 NMOS 트랜지스터(NM1)의 드레인에 연결된다.Referring to FIG. 3, the charge pump circuit 200 of the present invention includes a bandgap reference 210 and a charge pump 220. The bandgap reference 210 includes PMOS transistors PM1, PM2, and PM3 and NMOS transistors NM1, NM2, and NM3. The PMOS transistor PM1 has a source, a gate and a drain, the source is connected to the voltage power supply, the gate is connected to the output terminal of the phase comparator 100, and the drain is the PMOS transistor PM2. Is connected to the gate. The PMOS transistor PM2 has a source, a gate and a drain, the source is connected to the voltage power supply, the gate is connected to the source of the PMOS transistor PM1, and the drain is the NMOS transistor NM1. Is connected to the drain.

상기 PMOS 트랜지스터(PM3)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 전압 전원에 연결되고, 상기 게이트는 상기 풀-업 제어 회로(221)의 NMOS 트랜지스터(NM4)의 드레인에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 NMOS 트랜지스터(NM3)의 드레인에 연결된다. 상기 NMOS 트랜지스터(NM1)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 접지 전원에 연결되고, 상기 게이트는 상기 NMOS 트랜지스터(NM2)의 드레인에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 PMOS 트랜지스터(PM2)의 상기 드레인에 연결된다. 상기 NMOS 트랜지스터(NM2)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 접지 전원에 연결되고, 상기 게이트는 동작 신호(EN) 단자에 연결되고 그리고 드레인은 상기 NMOS 트랜지스터(NM1)의 상기 게이트에 연결된다. 상기 NMOS 트랜지스터(NM3)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 접지 전원에 연결되고, 상기 게이트는 상기 NMOS 트랜지스터(NM1)의 상기 게이트에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 PMOS 트랜지스터(PM3)의 상기 드레인에 연결된다.The PMOS transistor PM3 has a source, a gate and a drain, the source is connected to the voltage power supply, the gate is connected to a drain of an NMOS transistor NM4 of the pull-up control circuit 221 and the A drain is connected to the drain of the NMOS transistor NM3. The NMOS transistor NM1 has a source, a gate, and a drain, the source is connected to a ground power supply, the gate is connected to a drain of the NMOS transistor NM2, and the drain is connected to the PMOS transistor PM2. Connected to the drain. The NMOS transistor NM2 has a source, a gate and a drain, the source is connected to the ground power supply, the gate is connected to an operation signal EN terminal, and a drain is connected to the gate of the NMOS transistor NM1. Connected. The NMOS transistor NM3 has a source, a gate, and a drain, the source is connected to the ground power source, the gate is connected to the gate of the NMOS transistor NM1, and the drain is the PMOS transistor PM3. Is connected to the drain of the.

상기 챠지 펌프(220)는 풀-업 제어 회로(221), 풀-다운 제어 회로(222) 그리고, 풀-업/다운 회로(223)를 포함한다. 상기 풀-업 제어 회로(221)는 PMOS 트랜지스터(PM4)와 NMOS 트랜지스터(NM4)를 포함한다. 상기 PMOS 트랜지스터(PM4)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 전압 전원에 연결되고, 상기 게이트는 상기 위상 비교기(100)의 제 1 출력 단자에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 NMOS 트랜지스터(NM4)의 소오스에 연결된다. 상기 NMOS 트랜지스터(NM4)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 PMOS 트랜지스터(PM4)의 상기 드레인에 연결되고, 상기 게이트는 상기 위상 비교기(100)의 상기 제 1 출력 단자에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 PMOS 트랜지스터(PM3)의 상기 드레인에 연결된다.The charge pump 220 includes a pull-up control circuit 221, a pull-down control circuit 222, and a pull-up / down circuit 223. The pull-up control circuit 221 includes a PMOS transistor PM4 and an NMOS transistor NM4. The PMOS transistor PM4 has a source, a gate and a drain, the source is connected to the voltage power supply, the gate is connected to a first output terminal of the phase comparator 100, and the drain is connected to the NMOS transistor ( NM4). The NMOS transistor NM4 has a source, a gate and a drain, the source is connected to the drain of the PMOS transistor PM4, the gate is connected to the first output terminal of the phase comparator 100 and The drain is connected to the drain of the PMOS transistor PM3.

상기 풀-다운 제어 회로(222)는 PMOS 트랜지스터(PM5)와 NMOS 트랜지스터(NM5)를 포함한다. 상기 PMOS 트랜지스터(PM5)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 NMOS 트랜지스터(NM5)의 상기 드레인에 연결되고, 상기 게이트는 상기 위상 비교기(100)의 제 2 출력 단자에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 NMOS 트랜지스터(NM5)의 상기 소오스에 연결된다. 상기 NMOS 트랜지스터(NM5)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 접지 전원에 연결되고, 상기 게이트는 상기 위상 비교기(100)의 상기 제 2 출력 단자에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 PMOS 트랜지스터(PM5)의 상기 소오스에 연결된다.The pull-down control circuit 222 includes a PMOS transistor PM5 and an NMOS transistor NM5. The PMOS transistor PM5 has a source, a gate and a drain, the source is connected to the drain of the NMOS transistor NM5, the gate is connected to a second output terminal of the phase comparator 100 and the A drain is connected to the source of the NMOS transistor NM5. The NMOS transistor NM5 has a source, a gate and a drain, the source is connected to the ground power supply, the gate is connected to the second output terminal of the phase comparator 100 and the drain is the PMOS transistor. Is linked to the source of (PM5).

상기 풀-업/다운 회로(223)는 PMOS 트랜지스터(PM6)와 NMOS 트랜지스터(NM6)를 포함한다. 상기 PMOS 트랜지스터(PM6)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 전압 전원에 연결되고, 상기 게이트는 상기 풀-업 제어 회로(221)의 출력 단자에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 NMOS 트랜지스터(NM6)의 드레인에 연결된다. 상기 NMOS 트랜지스터(NM6)는 소오스, 게이트 및 드레인을 갖고, 상기 소오스는 상기 접지 전원에 연결되고, 상기 게이트는 상기 풀-다운 제어 회로(222)의 출력 단자에 연결되고 그리고 상기 드레인은 상기 PMOS 트랜지스터(PM6)의 상기 드레인에 연결된다.The pull-up / down circuit 223 includes a PMOS transistor PM6 and an NMOS transistor NM6. The PMOS transistor PM6 has a source, a gate and a drain, the source is connected to the voltage power supply, the gate is connected to an output terminal of the pull-up control circuit 221 and the drain is the NMOS transistor. Is connected to the drain of NM6. The NMOS transistor NM6 has a source, a gate and a drain, the source is connected to the ground power supply, the gate is connected to an output terminal of the pull-down control circuit 222 and the drain is the PMOS transistor. Is connected to the drain of PM6.

상기 루프 필터(300)는 저항(R)과 커패시터들(C1, C2)을 포함한다. 상기 저항(R)의 일 단자는 상기 PMOS 트랜지스터(PM6)의 상기 소오스와 상기 NMOS 트랜지스터(NM6)의 상기 드레인의 접속점에 연결되고, 타 단자는 상기 커패시터(C1)의 일 단자에 연결된다. 상기 커패시터(C1)의 일 단자는 상기 저항(R)의 상기 타 단자에 연결되고, 타 단자는 상기 접지 전원에 연결된다. 상기 커패시터(C2)의 일 단자는 상기 PMOS 트랜지스터(PM6)의 상기 소오스와 상기 NMOS 트랜지스터(NM6)의 상기 드레인의 접속점에 연결되고 타 단자는 상기 접지 전원에 연결된다.The loop filter 300 includes a resistor R and capacitors C1 and C2. One terminal of the resistor R is connected to a connection point of the source of the PMOS transistor PM6 and the drain of the NMOS transistor NM6, and the other terminal is connected to one terminal of the capacitor C1. One terminal of the capacitor C1 is connected to the other terminal of the resistor R, and the other terminal is connected to the ground power source. One terminal of the capacitor C2 is connected to a connection point of the source of the PMOS transistor PM6 and the drain of the NMOS transistor NM6, and the other terminal is connected to the ground power source.

이하 도 3을 참조하여, 본 발명의 챠지 펌프의 동작이 설명된다.3, the operation of the charge pump of the present invention will be described.

다시 도 3을 참조하면, 상기 밴드갭 레퍼런스(210)는 상기 위상 비교기(100)로부터 출력되는 상기 업/다운(UP/DN) 신호들의 제어에 의해 제 1 및 제 2 기준 전압들을 상기 챠지 펌프(220)에 공급한다. 상기 풀-업 제어 회로(221)는 상기 위상 비교기(100)로부터 공급되는 상기 업(UP) 신호의 제어에 의해 상기 풀-업/다운 회로(223)의 상기 PMOS 트랜지스터(PM6)를 제어한다. 예컨데, 상기 업(UP) 신호가 하이 레벨(high level)일 경우에는 상기 NMOS 트랜지스터(NM4)의 전류 통로는 도통되고 그리고 상기 PMOS 트랜지스터(PM4)의 전류 통로는 차단되어 상기 전압 전원으로부터 공급되는 펌핑 전류(Ip)를 상기 루프 필터(300)로 공급한다. 상기 업(UP) 신호가 로우 레벨(low level)일 경우에는 상기 NMOS 트랜지스터(NM4)의 전류 통로는 차단되고 그리고 상기 PMOS 트랜지스터(PM4)의 전류 통로는 도통되어 상기 전압 전원으로부터 공급되는 상기 펌핑 전류(Ip)를 차단한다.Referring to FIG. 3 again, the bandgap reference 210 sets first and second reference voltages to the charge pump by controlling the up / down (UP / DN) signals output from the phase comparator 100. 220). The pull-up control circuit 221 controls the PMOS transistor PM6 of the pull-up / down circuit 223 by controlling the up signal supplied from the phase comparator 100. For example, when the UP signal is at a high level, the current path of the NMOS transistor NM4 is turned on and the current path of the PMOS transistor PM4 is shut off to pump the voltage supplied from the voltage power supply. The current Ip is supplied to the loop filter 300. When the UP signal is at a low level, the current path of the NMOS transistor NM4 is blocked and the current path of the PMOS transistor PM4 is turned on to provide the pumping current supplied from the voltage power supply. Block (Ip).

상기 풀-다운 제어 회로(222)는 상기 위상 비교기(100)로부터 공급되는 상기 다운(DN) 신호의 제어에 의해 상기 풀-업/다운 회로(223)의 상기 NMOS 트랜지스터(NM6)를 제어한다. 예컨데, 상기 다운(DN) 신호가 하이 레벨(high level)일 경우에는 상기 NMOS 트랜지스터(NM5)의 전류 통로는 도통되고 그리고 상기 PMOS 트랜지스터(PM5)의 전류 통로는 차단되어 상기 접지 전원으로 방전되는 펌핑 전류(Ip)를 차단한다. 상기 다운(DN) 신호가 로우 레벨(low level)일 경우에는 상기 NMOS 트랜지스터(NM5)의 전류 통로는 차단되고 그리고 상기 PMOS 트랜지스터(PM5)의 전류 통로는 도통되어 상기 접지 전원으로 상기 펌핑 전류(Ip)를 방전시킨다.The pull-down control circuit 222 controls the NMOS transistor NM6 of the pull-up / down circuit 223 by controlling the down (DN) signal supplied from the phase comparator 100. For example, when the down (DN) signal is at a high level, the current path of the NMOS transistor NM5 is turned on and the current path of the PMOS transistor PM5 is blocked to discharge the pump to the ground power supply. Shut off current Ip. When the down (DN) signal is at a low level, the current path of the NMOS transistor NM5 is cut off, and the current path of the PMOS transistor PM5 is conducted so that the pumping current Ip to the ground power source. ) Is discharged.

상기 풀-업/다운 회로(223)의 상기 PMOS 트랜지스터(PM6)는 상기 풀-업 제어 회로(221)로부터 공급되는 상기 업(UP) 신호의 제어에 의해 상기 펌핑 전류(Ip)를 상기 루프 필터(300)로 공급한다. 상기 NMOS 트랜지스터(NM6)는 상기 풀-다운 제어 회로(NM6)로부터 공급되는 상기 다운(DN) 신호의 제어에 의해 상기 펌핑 전류(Ip)를 상기 접지 전원으로 방전시킨다. 상기 루프 필터(300)는 상기 챠지 펌프(200)로부터 공급되는 상기 펌핑 전류(Ip)의 주파수 성분을 필터링하여 출력한다.The PMOS transistor PM6 of the pull-up / down circuit 223 supplies the pumping current Ip to the loop filter by controlling the UP signal supplied from the pull-up control circuit 221. Supply to 300. The NMOS transistor NM6 discharges the pumping current Ip to the ground power by controlling the down signal DN supplied from the pull-down control circuit NM6. The loop filter 300 filters and outputs a frequency component of the pumping current Ip supplied from the charge pump 200.

도 4는 본 발명에 따른 챠지 펌프의 동작을 보여주는 파형도이다.4 is a waveform diagram showing the operation of the charge pump according to the present invention.

도 4a는 공급 전압이 3.3 볼트인 경우의 업/다운 전류를 나타낸다.4A shows the up / down current when the supply voltage is 3.3 volts.

도 4b는 공급 전압이 3.3 볼트인 경우의 루프 필터 전압을 나타낸다.4B shows the loop filter voltage when the supply voltage is 3.3 volts.

도 4c는 공급 전압이 3.3 볼트, 입력 주파수 50MHz인 경우의 업/다운 전류를 나타낸다.4C shows the up / down currents when the supply voltage is 3.3 volts and the input frequency is 50 MHz.

도 4b는 공급 전압이 3.3 볼트, 입력 주파수 50MHz인 경우의 루프 필터 전압을 나타낸다.4B shows the loop filter voltage when the supply voltage is 3.3 volts and the input frequency is 50 MHz.

도 4e는 공급 전압이 2.5 볼트인 경우의 업/다운 전류를 나타낸다.4E shows the up / down current when the supply voltage is 2.5 volts.

도 4f는 공급 전압이 2.5 볼트인 경우의 루프 필터 전압을 나타낸다.4F shows the loop filter voltage when the supply voltage is 2.5 volts.

도 4g는 공급 전압이 1.5 볼트인 경우의 업/다운 전류를 나타낸다.4G shows the up / down currents when the supply voltage is 1.5 volts.

도 4h는 공급 전압이 1.5 볼트인 경우의 루프 필터 전압을 나타낸다.4H shows the loop filter voltage when the supply voltage is 1.5 volts.

도 4a 내지 도 4h를 참조하면, 본 발명의 챠지 펌프 회로는 종래의 챠지 펌프 회로보다 작은 입력 임피던스를 갖는다. 이에따라, 상기 챠지 펌프 회로의 출력 전압 즉, 상기 루프 필터(300)의 전압은 범위가 0.5 ~ 2.6 볼트(volt)이며, 업/다운(up/down) 전류차는 1uA 정도이다. 또한 피크 전류는 작은 수준으로 발생하며, 입력 주파수를 50MHz로 인가한 상태에서 상기 펌핑 전류(Ip)가 인가되는 시간 즉, 상기 MOS 트랜지스터들(PM6, NM6)의 스위칭의 스피드도 향상되었다.4A to 4H, the charge pump circuit of the present invention has a smaller input impedance than the conventional charge pump circuit. Accordingly, the output voltage of the charge pump circuit, that is, the voltage of the loop filter 300 is in the range of 0.5 to 2.6 volts, and the up / down current difference is about 1 uA. In addition, the peak current is generated at a small level, and the time at which the pumping current Ip is applied while the input frequency is applied at 50 MHz, that is, the speed of switching the MOS transistors PM6 and NM6 is improved.

상기한 바와같이, 출력 단에 2 단의 트랜지스터를 구비함으로써, 저전압의 인가에 따라 출력 임피던스의 급격한 증가를 방지하여 저 전압 범위에서 동작하는 챠지 펌프를 구현할 수 있다.As described above, by providing two-stage transistors at the output stage, it is possible to implement a charge pump operating in the low voltage range by preventing a sudden increase in the output impedance in response to the application of a low voltage.

Claims (2)

인가되는 전압보다 높은 레벨의 전압을 공급하기 위한 위상 동기 루프 회로의 챠지 펌프 회로에 있어서:In a charge pump circuit of a phase locked loop circuit for supplying a voltage at a level higher than the applied voltage: 상기 챠지 펌프 회로의 동작을 알리는 제 1 및 제 2 비교 신호들에 응답해서 상보적인 레벨의 제 1 및 제 2 기준 전압들을 출력하는 밴드 갭 레퍼런스와;A band gap reference outputting complementary levels of first and second reference voltages in response to first and second comparison signals informing the charge pump circuit of operation; 상기 제 1 기준 전압을 받아들이고, 상기 제 1 비교 신호에 응답해서 풀-업 제어 신호를 선택적으로 출력하는 풀-업 제어 회로와;A pull-up control circuit that receives the first reference voltage and selectively outputs a pull-up control signal in response to the first comparison signal; 상기 제 2 기준 전압을 받아들이고, 상기 제 2 비교 신호에 응답해서 풀-다운 제어 신호를 선택적으로 출력하는 풀-다운 제어 회로와;A pull-down control circuit which receives the second reference voltage and selectively outputs a pull-down control signal in response to the second comparison signal; 외부 전압을 받아들이고, 상기 풀-업 및 풀-다운 제어 신호들에 응답해서 상기 외부 전압을 선택적으로 출력하는 풀-업/다운 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 챠지 펌프 회로.And a pull-up / down circuit that receives an external voltage and selectively outputs the external voltage in response to the pull-up and pull-down control signals. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 풀-업/다운 회로는,The pull-up / down circuit, 출력 단자와;An output terminal; 상기 풀-업 신호에 응답해서 상기 외부 전압을 상기 출력 단자를 통해 출력하는 PMOS 트랜지스터와;A PMOS transistor outputting the external voltage through the output terminal in response to the pull-up signal; 상기 풀-다운 신호에 응답해서 상기 출력 단자를 방전시키는 NMOS 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.And an NMOS transistor configured to discharge the output terminal in response to the pull-down signal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100900864B1 (en) * 2003-12-11 2009-06-04 모사이드 테크놀로지스, 인코포레이티드 High output impedance charge pump for PLL/DLL
US7750695B2 (en) 2004-12-13 2010-07-06 Mosaid Technologies Incorporated Phase-locked loop circuitry using charge pumps with current mirror circuitry

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100900864B1 (en) * 2003-12-11 2009-06-04 모사이드 테크놀로지스, 인코포레이티드 High output impedance charge pump for PLL/DLL
US7616035B2 (en) 2003-12-11 2009-11-10 Mosaid Technologies, Inc. Charge pump for PLL/DLL
US7692461B2 (en) 2003-12-11 2010-04-06 Mosaid Technologies Incorporated Charge pump for PLL/DLL
KR100968296B1 (en) * 2003-12-11 2010-07-07 모사이드 테크놀로지스, 인코포레이티드 High output impedance charge pump for PLL/DLL
US7893737B2 (en) 2003-12-11 2011-02-22 Mosaid Technologies Incorporated Charge pump for PLL/DLL
US8049541B2 (en) 2003-12-11 2011-11-01 Mosaid Technologies Incorporated Charge pump for PLL/DLL
US8222937B2 (en) 2003-12-11 2012-07-17 Mosaid Technologies Incorporated Charge pump for PLL/DLL
USRE47715E1 (en) 2003-12-11 2019-11-05 Conversant Intellectual Property Management Inc. Charge pump for PLL/DLL
USRE49018E1 (en) 2003-12-11 2022-04-05 Mosaid Technologies Incorporated Charge pump for PLL/DLL
US7750695B2 (en) 2004-12-13 2010-07-06 Mosaid Technologies Incorporated Phase-locked loop circuitry using charge pumps with current mirror circuitry
US7868808B2 (en) 2004-12-13 2011-01-11 Mosaid Technologies Incorporated Phase-locked loop circuitry using charge pumps with current mirror circuitry

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