CN111224539B - 电荷泵和用于操作电荷泵的方法 - Google Patents

电荷泵和用于操作电荷泵的方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于操作电荷泵的方法和电荷泵的实施例。在一个实施例中，一种用于操作电荷泵的方法涉及：在所述电荷泵的第一操作阶段期间，根据所述电荷泵的第二电流源设置所述电荷泵的第一电流源；以及在所述第一操作阶段之后的所述电荷泵的第二操作阶段期间，将电流从所述第一电流源提供到所述电荷泵的负载。

Description

电荷泵和用于操作电荷泵的方法
技术领域
本发明公开了一种用于操作电荷泵的方法和电荷泵的实施例。
背景技术
电荷泵可以在许多电路中实施，包括在锁相环(PLL)中的相位/频率检测器(PFD)中实施。电荷泵可以将电流提供到与PFD输入处的相位误差成比例的PLL的环路滤波器中。电流被转换为电压，所述电压进而调节压控振荡器的频率。然而，电荷泵的输出电流的精确度以及因此PLL本身的性能可能由于许多不期望的效应(如装置匹配、随着时间的推移变化的输出电压、片上干扰等)而受到不利影响。
发明内容
公开了一种用于操作电荷泵的方法和电荷泵的实施例。在一个实施例中，一种用于操作电荷泵的方法涉及：在所述电荷泵的第一操作阶段期间，根据所述电荷泵的第二电流源设置所述电荷泵的第一电流源；以及在所述第一操作阶段之后的所述电荷泵的第二操作阶段期间，将电流从所述第一电流源提供到所述电荷泵的负载。还描述了其它实施例。
在一个实施例中，在所述电荷泵的所述第一操作阶段期间，所述电荷泵不向所述负载提供电流。
在一个实施例中，在所述电荷泵的所述第一操作阶段期间，根据所述电荷泵的所述第二电流源设置所述电荷泵的所述第一电流源涉及：在所述电荷泵的所述第一操作阶段期间，将所述电荷泵的所述第一电流源设置为具有与所述电荷泵的所述第二电流源相同的电流电平。
在一个实施例中，在所述电荷泵的所述第一操作阶段期间，将所述电荷泵的所述第一电流源设置为具有与所述电荷泵的所述第二电流源相同的电流电平涉及：在所述电荷泵的所述第一操作阶段期间，使用至少一个误差放大器设置所述电荷泵的所述第一电流源，所述误差放大器具有连接到所述第一电流源的输出端和连接到参考电压的输入端。
在一个实施例中，一种电荷泵至少包括第一电流源和第二电流源以及控制单元，所述控制单元至少连接到所述第一电流源和所述第二电流源。所述控制单元被配置成：在所述电荷泵的第一操作阶段期间，根据所述电荷泵的所述第二电流源设置所述电荷泵的所述第一电流源；并且在所述第一操作阶段之后的所述电荷泵的第二操作阶段期间，将电流从所述第一电流源提供到所述电荷泵的负载。
在一个实施例中，在所述电荷泵的所述第一操作阶段期间，所述电荷泵不向所述负载提供电流。
在一个实施例中，所述控制单元进一步被配置成：在所述电荷泵的所述第一操作阶段期间，将所述电荷泵的所述第一电流源设置为具有与所述电荷泵的所述第二电流源相同的电流电平。
在一个实施例中，所述控制单元包括反馈元件，所述反馈元件具有至少一个误差放大器，所述误差放大器的输出控制由所述第一电流源提供的电流电平。
在一个实施例中，所述电荷泵进一步包括第三电压源和第四电压源。所述控制单元进一步被配置成：在所述电荷泵的所述第一操作阶段期间，根据所述电荷泵的所述第四电流源设置所述电荷泵的所述第三电流源；并且在所述第一操作阶段之后的所述电荷泵的所述第二操作阶段期间，将电流从所述第三电流源提供到所述电荷泵的所述负载。
在一个实施例中，所述控制单元包括反馈元件和多个开关，所述反馈元件连接到所述第一电流源和所述第三电流源。所述反馈元件包括：第一误差放大器，所述第一误差放大器具有连接到所述第一电流源的输出端和连接到第一电容器的第一输入端，所述第一电容器连接到参考电压和第一反馈开关；和第二误差放大器，所述第二误差放大器具有连接到所述第三电流源的输出端和连接到第二电容器的第一输入端，所述第二电容器连接到所述参考电压和第二反馈开关。所述开关连接在所述第一电流源、所述第二电流源、所述第三电流源和所述第四电流源、所述第一反馈开关和所述第二反馈开关以及所述负载之间。
在一个实施例中，所述开关包括：第一开关，所述第一开关连接到所述第一电流源和所述负载；第二开关，所述第二开关连接到所述负载、所述第四电流源和所述第一开关；第三开关，所述第三开关连接到所述第一电流源和所述第一反馈开关；第四开关，所述第四开关连接到所述第四电流源和所述第二反馈开关；第五开关，所述第五开关连接到所述第三电流源、所述第二反馈开关和所述第四开关；第六开关，所述第六开关连接到所述第四电流源、所述第三开关和所述第一反馈开关；第七开关，所述第七开关连接到所述第三电流源和所述负载；以及第八开关，所述第八开关连接到所述第四电流源、所述第七开关和所述负载。
在一个实施例中，所述第一误差放大器被配置成：在所述第一操作阶段期间，将阈值电压与所述第一电容器处的采样电压进行比较以生成控制信号，所述控制信号用于将所述电荷泵的所述第一电流源设置为具有与所述电荷泵的所述第二电流源相同的电流电平。所述第二误差放大器被配置成：在所述第一操作阶段期间，将所述阈值电压与所述第二电容器处的采样电压进行比较以生成控制信号，所述控制信号用于将所述电荷泵的所述第三电流源设置为具有与所述电荷泵的所述第四电流源相同的电流电平。
在一个实施例中，所述控制单元包括反馈元件和多个开关，所述反馈元件连接到所述第一电流源和所述第三电流源。所述反馈元件包括误差放大器，所述误差放大器具有通过两个开关连接到所述第一电流源和所述第三电流源的输出端和连接到参考电压的第一输入端。所述开关连接在所述第一电流源、所述第二电流源、所述第三电流源和所述第四电流源、所述误差放大器的第二输入端以及所述负载之间。
在一个实施例中，所述开关包括：第一开关，所述第一开关连接到所述第一电流源和所述负载；第二开关，所述第二开关连接到所述负载、所述第四电流源和所述第一开关；第三开关，所述第三开关连接到所述第一电流源和所述误差放大器的所述第二输入端；第四开关，所述第四开关连接到所述第四电流源、所述误差放大器的所述第二输入端和所述第三开关；第五开关，所述第五开关连接到所述第一电流源和电压源；第六开关，所述第六开关连接到所述第四电流源、所述第五开关和所述电压源；第七开关，所述第七开关连接到所述第三电流源和所述电压源；第八开关，所述第八开关连接到所述第二电流源、所述第七开关和所述电压源；第九开关，所述第九开关连接到所述第三电流源和所述误差放大器的所述第二输入端；第十开关，所述第十开关连接到所述第二电流源、所述误差放大器的所述第二输入端和所述第九开关；第十一开关，所述第十一开关连接到所述第二电流源和所述负载；以及第十二开关，所述第十二开关连接到所述负载、所述第二电流源和所述第十一开关。
在一个实施例中，所述第一开关和所述第十二开关由第一信号控制，其中所述第二开关和所述第十一开关由第二信号控制。所述第三开关和所述第十开关由第三信号控制。所述第四开关和所述第九开关由第四信号控制所述第五开关和所述第八开关由第五信号控制。所述第六开关和所述第七开关由第六信号控制。
在一个实施例中，所述控制单元包括：反馈元件和多个开关，所述反馈元件连接到所述第一电流源。所述反馈元件包括误差放大器，所述误差放大器具有连接到所述第一电流源的输出端和连接到参考电压的第一输入端。所述开关连接在所述第一电流源和所述第二电流源、所述误差放大器的第二输入端以及所述负载之间。
在一个实施例中，所述误差放大器被配置成：在所述第一操作阶段期间，将所述参考电压与所述第二输入端处的电压进行比较以生成控制信号，所述控制信号用于将所述电荷泵的所述第一电流源设置为具有与所述电荷泵的所述第二电流源相同的电流电平。
在一个实施例中，所述开关包括：第一开关，所述第一开关连接到所述第一电流源和所述误差放大器的所述第二输入端；第二开关，所述第二开关连接到所述第一开关、所述第二电流源和所述误差放大器的所述第二输入端；第三开关，所述第三开关连接到所述第一开关、所述第一电流源和电压源；第四开关，所述第四开关连接到所述第三开关、所述第二电流源和所述电压源；第五开关，所述第五开关连接到所述第一开关和所述第三开关、所述第一电流源和所述负载；以及第六开关，所述第六开关连接到所述第五开关、所述第二电流源和所述负载。
在一个实施例中，所述第一开关和所述第二开关由第一信号控制。所述第四开关和所述第五开关由第二信号控制。所述第三开关和所述第六开关由第三信号控制。
在一个实施例中，电流在交替的时间段沿相反的方向流过所述负载。
在一个实施例中，一种电荷泵包括：第一电流源、第二电流源、第三电流源和第四电流源以及控制单元，所述控制单元连接到所述第一电流源、所述第二电流源、所述第三电流源和所述第四电流源。所述控制单元包括：反馈元件，所述反馈元件连接到所述第一电流源和所述第三电流源；以及第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关和第八开关。所述反馈元件包括：第一误差放大器，所述第一误差放大器具有连接到所述第一电流源的输出端和连接到第一电容器和第一输入端，所述第一电容器连接到参考电压和第一反馈开关；和第二误差放大器，所述第二误差放大器具有连接到所述第三电流源的输出端和连接到第二电容器的第一输入端，所述第二电容器连接到所述参考电压和第二反馈开关。所述第一误差放大器被配置成：在所述电荷泵不向负载提供电流的无源操作阶段期间，将阈值电压与所述第一电容器处的采样电压进行比较以生成控制信号，所述控制信号用于将所述电荷泵的所述第一电流源设置为具有与所述电荷泵的所述第二电流源相同的电流电平。所述第二误差放大器被配置成：在所述无源操作阶段期间，将所述阈值电压与所述第二电容器处的采样电压进行比较以生成控制信号，所述控制信号用于将所述电荷泵的所述第三电流源设置为具有与所述电荷泵的所述第四电流源相同的电流电平。所述第一开关连接到所述第一电流源和所述负载。所述第二开关连接到所述负载、所述第四电流源和所述第一开关。所述第三开关连接到所述第一电流源和所述第一反馈开关。所述第四开关连接到所述第四电流源和所述第二反馈开关。所述第五开关连接到所述第三电流源、所述第二反馈开关和所述第四开关。所述第六开关连接到所述第四电流源、所述第三开关和所述第一反馈开关。所述第七开关连接到所述第三电流源和所述负载。所述第八开关连接到所述第四电流源、所述第七开关和所述负载。
在一个实施例中，在所述无源操作阶段期间，所述第一电流源、所述第二电流源、所述第三电流源和所述第四电流源中的每一个电流源分别通过所述第一开关、所述第二开关、所述第七开关和所述第八开关连接到所述负载，并且所述电荷泵不向所述负载提供电流。
根据结合附图进行的通过对本发明的原理进行举例来说明的以下详细描述，根据本发明的其它方面将变得明显。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的电荷泵的示意性框图。
图2描绘了根据本发明的实施例的差分电荷泵。
图3示出了图2中所描绘的差分电荷泵的信号时序图。
图4描绘了根据本发明的另一个实施例的差分电荷泵。
图5示出了图4中所描绘的差分电荷泵的信号时序图。
图6描绘了根据本发明的实施例的单端电荷泵。
图7示出了图6中所描绘的单端电荷泵的信号时序图。
图8是根据本发明的实施例的PLL的示意性框图。
图9是示出了根据本发明的实施例的用于操作电荷泵的方法的过程流程图。
在整个说明书中，类似附图标记可以用于标识类似元件。
具体实施方式
将容易理解的是，如本文中总体上描述的并且在附图中示出的实施例的部件可以被布置和设计成各种不同配置。因此，如附图中表示的对各个实施例的以下详细描述并不旨在限制本公开的范围，而是仅表示各个实施例。虽然附图中呈现了实施例的各个方面，但除非特别指示，否则附图不一定是按比例绘制的。
在不脱离本发明的精神或基本特性的情况下，本发明可以以其它具体形式体现。所描述的实施例应在所有方面均仅被视为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而非此详细描述指示。落入权利要求书的同等含义和范围内的所有改变均应涵盖在权利要求书的范围内。
贯穿本说明书中对特征、优点或类似语言的参考并不暗示那些可以用本发明来实现的所有特征和优点应该处于或处于本发明的任何单个实施例中。相反，引用特征和优点的语言被理解成意味着结合实施例描述的特定特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书对特征和优点以及类似语言的讨论可以但不一定指代同一个实施例。
另外，本发明的所描述特征、优点和特性可以以任何适合的方式组合在一个或多个实施例中。相关领域技术人员应认识到，鉴于本文中的描述，可以在没有特定实施例的具体特征或优点中的一个或多个具体特征或优点的情况下实践本发明。在其它实例中，在某些实施例中可以认识到可能并不存在于本发明的所有实施例中的另外的特征和优点。
在整个本说明书中对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的提及意味着结合所指示实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个本说明书中出现的短语“在一个实施例中(in one embodiment)”、“在一个实施例中(in anembodiment)”以及类似语言可以但不一定全都指代同一实施例。
图1是根据本发明的实施例的电荷泵100的示意性框图。电荷泵可以向负载110提供电流。在图1中所描绘的实施例中，电荷泵包括第一电流源102、第二电流源104和控制单元106，所述控制单元106连接到第一电流源和第二电流源。尽管所示出的电荷泵在本文中示出有某些部件并且描述有某些功能，但是电荷泵的其它实施例可以包括更少或更多的部件以实施相同、更少或更多的功能。例如，虽然如图1所示出的电荷泵包括两个电流源，但是在其它实施例中，电荷泵可以包括多于两个电流源。例如，电荷泵可以包括四个电流源，并且可以作为差分电荷泵操作。
在图1中所描绘的实施例中，控制单元106被配置成控制将电流从第一电流源102和第二电流源104供应到负载110。控制单元可以包括一个或多个切换装置，如n通道MOSFET(NMOS)晶体管、p通道MOSFET(PMOS)晶体管或其它类型的晶体管。在一些实施例中，控制单元被配置成：在电荷泵的第一操作阶段期间，根据电荷泵的第二电流源设置电荷泵的第一电流源；并且在第一操作阶段之后的电荷泵的第二操作阶段期间，将电流从第一电流源提供到电荷泵的负载。由于电荷泵的第一电流源是根据电荷泵的第二电流源设置的，所以可以减少或消除电荷泵中的电流失配。因此，可以改进电荷泵的性能。另外，由于电荷泵的第一电流源是在一个操作阶段期间设置并且用于在另一个操作阶段期间将电流提供到电荷泵的负载，所以可以在电荷泵无源时调整第一电流源。因此，电荷泵的性能不会受到电荷泵的输出处的电压干扰的不利影响。
在一些实施例中，电荷泵100的第一操作阶段是电荷泵的无源操作阶段，在此阶段期间，电荷泵不向负载110提供电流，并且电荷泵的第二操作阶段是电荷泵的有源操作阶段，在此阶段期间，电荷泵向负载提供电流。因此，电荷泵的第一电流源102可以在无源操作阶段期间进行设置，并且负载110可以在有源操作阶段期间供应有来自第一电流源的经过调整的电流。
在一些实施例中，控制单元106进一步被配置成：在电荷泵100的第一操作阶段期间，将电荷泵的第一电流源102设置为具有与电荷泵的第二电流源104相同的电流电平。在一些实施例中，控制单元106包括至少一个误差放大器，所述误差放大器的输出控制由第一电流源提供的电流电平。
图2描绘了根据本发明的实施例的差分电荷泵200。图2中所描绘的差分电荷泵是图1中所描绘的电荷泵100的实施例。然而，图1中所描绘的电荷泵不限于图2中所示出的实施例。在图2中所描绘的实施例中，差分电荷泵包括参考电流源CSN1、CSN2、受控电流源CSP1、CSP2以及控制单元206，所述控制单元206被配置成在电荷泵输出处控制将电流从电流源供应到负载210。在图2中所描绘的实施例中，参考电流源CSN1、CSN2和受控电流源CSP1、CSP2被实施为晶体管。电流源CSP1、CSP2可以连接到正电压，而电流源CSN1、CSN2可以连接到如接地等参考电压。尽管所示出的差分电荷泵在本文中示出有某些部件并且描述有某些功能，但是差分电荷泵的其它实施例可以包括更少或更多的部件以实施相同、更少或更多的功能。
在图2中所描绘的实施例中，控制单元206包括负载开关组222-1、222-2、交叉耦合开关组224和反馈元件226。负载开关组连接到负载210。负载开关组222-1连接在电流源CSP1与电流源CSN1之间。负载开关组222-1包括两个开关S21、S22。负载开关组222-2连接在电流源CSP2与电流源CSN2之间。负载开关组222-2包括两个开关S27、S28。交叉耦合开关组224连接在电流源CSP1、CSP2、CSN1、CSN2之间，并且包括四个交叉耦合开关S23、S24、S25、S26。开关S21、S28由控制信号UP控制，并且开关S22、S27由控制信号DN控制，开关S23、S26由控制信号控制，所述控制信号/>具有与控制信号UP相反的极性，并且开关S24、S25由控制信号/>控制，所述控制信号/>具有与控制信号DN相反的极性。控制单元被配置成：在差分电荷泵200的无源操作阶段期间，当差分电荷泵不向负载提供电流时，根据电流源CSN2设置电流源CSP1和/或根据电流源CSN1设置电流源CSP2，并且在第一操作阶段之后的电荷泵的有源操作阶段期间，当差分电荷泵向负载提供电流时，将电流从电流源CSP1和/或电流源CSP2提供到差分电荷泵的负载。
在图2中所描绘的实施例中，反馈元件226包括两个误差放大器A21、A22、两个电容器CH1、CH2和两个开关S29、S30，所述两个开关S29、S30由控制信号CM控制。电容器CH1、CH2可以连接到如接地等参考电压。电容器CH1、CH2起存储器元件的功能，在差分电荷泵的有源阶段期间，所述存储器元件将电流源CSP1、CSP2的栅极电压保持在一定的电压电平下。在图2中所描绘的实施例中，控制信号CM基于控制信号DN和UP生成。在一些实施例中，控制信号CM使用或非门生成。例如，控制信号CM是或非门的输出，并且控制信号DN和UP是或非门的输入(例如，)。在一些实施例中，当误差放大器A21、A22的输入处的寄生电容充足时，电容器CH1、CH2不包括在反馈元件中。在图2中所描绘的实施例中，开关S21连接到电流源CSP1和负载210。开关S22连接到负载、电流源CSN1和开关S21。开关S23连接到电流源CSP1和开关S29。开关S24连接到电流源CSN1和开关S30。开关S25连接到电流源CSP2、开关S30和开关S24。开关S26连接到电流源CSN2、开关S23和开关S29。开关S27连接到电流源CSP2和负载。开关S28连接到电流源CSN2、开关S27和负载。开关S29连接到开关S23、S26，并且开关S30连接到开关S24、S25。误差放大器A21的第一输入端连接到电压VCM，误差放大器A21的第二输入端连接到开关S29和电容器CH1，并且误差放大器A21的输出端连接到电流源CSP1。误差放大器A22的第一输入端连接到电压VCM，误差放大器A22的第二输入端连接到开关S30和电容器CH2，并且误差放大器A22的输出端连接到电流源CSP2。交叉耦合开关组、电流源CSP1、CSP2和反馈元件形成两个反馈回路(A21-CSP1-S23，S29和A22-CSP2-S25-S30)。在图2中所描绘的实施例中，电流源CSP1、CSP2由反馈元件控制，并且电流源CSN2、CSN1用作参考电流源。然而，在其它某些实施例中，电流源CSN2、CSN1由反馈元件控制，并且电流源CSP1、CSP2用作参考电流源。
以下描述了图2中所描绘的差分电荷泵200的操作的例子。当控制信号UP和DN处于0时，开关S21、S22、S27、S28断开(即，不导电)，并且电流源CSP1、CSP2、CSN1、CSN2与负载210断开连接，而开关S23-S26闭合(即，导电)，并且电流从电流源CSP1流到电流源CSN2并且从电流源CSP2流到电流源CSN1。由于UP和DN控制信号两者都为0，因此使用布尔运算生成的信号CM为1，并且因此开关S29、S30闭合(即，导电)，从而使得两个反馈回路A21-CSP1-S23，S29和A22-CSP2-S25-S30有源。误差放大器A21、A22将其非反相输入处的电压与电压VCM进行比较，并且生成补偿误差电压，所述补偿误差电压被施加到电流源CSP1、CSP2的栅极端，从而将电流源CSP1、CSP2的电流分别设置为等于流经电流源CSN2和CSN1的参考电流Iref。电容器CH1、CH2跟踪误差放大器A21、A22的非反相输入处的电压。一旦控制信号UP或DN从0变为1，控制信号CM就从1变为0(例如，/>)，从而断开开关S29、S30(即，不导电)，并且误差放大器A21、A22的非反相输入处的电压分别保持在电容器CH1、CH2上。如果UP信号变为1并且DN信号保持在0，则开关S23、S26断开(即，不导电)，并且S21、S28闭合(即，导电)。因此，电流经由开关S21和S28流过负载从电流源CSP1到电流源CSN2，并且在图2中描绘为-Iref。此时，开关S24、S25闭合(即，导电)，从而保持电流从电流源CSP2流到电流源CSN1，以便保持电流源CSP2和CSN1处于饱和。如果DN信号变为1并且UP信号保持在0，则开关S24、S25断开(即，不导电)，并且S22、S27闭合(即，导电)。因此，电流经由开关S27和S22流过负载从电流源CSP2到电流源CSN1，并且在图2中描绘为+Iref。此时，开关S23、S26闭合(即，导电)，从而保持电流从电流源CSP1流到电流源CSN2，以便保持电流源CSP1和CSN2处于饱和。当控制信号UP和DN处于1时，开关S23、S24、S25、S26断开(即，不导电)，并且开关S21、S22、S27、S28闭合(即，导电)。在这种情况下，没有电流流过开关S23、S24、S25、S26和负载210。电流通过开关S21、S22从电流源CSP1流到电流源CSN1，并且通过开关S27、S28从电流源CSP2流到电流源CSN2。
图3示出了图2中所描绘的差分电荷泵200的信号时序图。在图3所示出的信号时序图中，在差分电荷泵的有源阶段、测量阶段和空闲阶段示出了控制信号UP、DN和CM、流过负载210的负载电流I负载、流过开关S21、S28的电流IS21，S28、流过开关S27、S22的电流IS27，S22、通过开关S25、S24的电流IS25，S24和通过开关S23、S26的电流IS23，S26。负载电流I负载是当UP信号为1且DN信号为0时或当DN信号为1且UP信号为0时流过负载的电流。在时间点t0处，控制信号UP从0变为1，开始差分电荷泵的有源阶段，即当差分电荷泵向负载提供电流时的时间段。从时间点t0开始，负载电流I负载等于-Iref，这指示负载电流I负载经由负载和开关S21、S28(图3中的电流IS21，S28)从电流源CSP1流到电流源CSN2。同时，电流IS25，S24流过开关S25、S24，以保持电流源CSP2、CSN1处于饱和。在时间点t1处，DN信号从0变为1，并且差分电荷泵的空闲阶段开始。在此空闲阶段期间，开关S21、S22、S27、S28闭合(即，导电)，而开关S23-S26断开(即，不导电)。因此，没有电流流过开关S23、S26或开关S24、S25(即，IS23，S26和IS25，S24为零)。在此空闲阶段期间，也没有电流流过负载，因为电流分别经由开关S21、S22直接从电流源CSP1流到电流源CSN1，并且经由开关S27、S29从电流源CSP1流到电流源CSN1。在时间点t2处，控制信号UP和DN两者从逻辑1变为逻辑0，迫使信号CM变为1(例如，)，并且差分电荷泵的测量阶段开始，在此阶段期间，电流流经开关S23、S26(IS23，S26)和S25、S24(IS25，S24)。在时间点t3处，控制信号DN从0变为1，迫使信号CM变为0。从时间点t3开始，负载电流I负载等于+Iref，这指示负载电流I负载经由负载和开关S27、S22(IS27，S22)从电流源CSP2流到电流源CSN1。同时，电流IS23，S26流动以保持电流源CSP1、CSN2处于饱和。在时间点t4处，UP信号从0变为1，并且上文所描述的空闲阶段开始。在时间点t5处，测量阶段重新启动，在所述测量阶段期间，可以对电流源CSP1、CSP2中的一个或多个进行调整。
图4描绘了根据本发明的实施例的差分电荷泵400。图4中所描绘的差分电荷泵是图1中所描绘的电荷泵100的实施例。然而，图1中所描绘的电荷泵不限于图4中所示出的实施例。在图4中所描绘的实施例中，差分电荷泵包括参考电流源CSN1、CSN2、受控电流源CSP1、CSP2以及控制单元406，所述控制单元406被配置成控制将电流从电流源供应到差分电荷泵的负载410。图4中所描绘的电荷泵400与图2中所描绘的电荷泵200之间的差异在于，图4中所描绘的电荷泵400使用反馈元件426中的单个误差放大器A41来调整电流源CSP1、CSP2，而图2中所描绘的电荷泵200使用两个误差放大器A21、A22。尽管所示出的差分电荷泵在本文中示出有某些部件并且描述有某些功能，但是差分电荷泵的其它实施例可以包括更少或更多的部件以实施相同、更少或更多的功能。
在图4中所描绘的实施例中，控制单元406包括负载开关组422-1、422-2、交叉耦合开关组424、虚拟开关组432-1、432-2、反馈元件426以及电压源440，所述电压源440连接到虚拟开关组并且具有电压VCM。负载开关组422-1包括两个开关S41、S42，负载开关组422-2包括两个开关S51、S52，交叉耦合开关组424包括四个开关S43、S44、S49、S50，虚拟开关组432-1包括两个开关S45、S46，并且虚拟开关组432-2包括两个开关S47、S48。开关S43、S44、S49、S50、开关S45、S46、S47、S48和反馈元件形成反馈回路。反馈元件包括误差放大器A41、两个电容器CH1、CH2和两个开关S53、S54。负载开关S41、S42、S51、S52连接到负载410，并且开关S43、S44、S49、S50连接到误差放大器A41。负载开关S41、S42连接在电流源CSP1与电流源CSN1之间。在图4中所描绘的实施例中，开关S41连接到电流源CSP1和负载410，开关S42连接到负载、电流源CSN1和开关S41，开关S43连接到电流源CSP1和误差放大器A41的非反相输入端，开关S44连接到电流源CSN1、误差放大器A41的非反相输入端和开关S43，开关S45连接到电流源CSP1和电压源440，开关S46连接到电流源CSN1、开关S45和电压源，开关S47连接到电流源CSP2和电压源，开关S48连接到电流源CSN2、开关S47和电压源，开关S49连接到电流源CSP2和误差放大器A41的非反相输入端，开关S50连接到电流源CSN2、误差放大器A41的非反相输入端和开关S49，开关S51连接到电流源CSP2和负载，并且开关S52连接到负载、电流源CSN2和开关S51。开关S42、S51由控制信号DN控制，并且开关S41、S52由控制信号UP控制。开关S53、S54分别由控制信号CM1、CM2控制。用于虚拟开关S45、S46、S47、S48的控制信号基于控制信号DN、UP、CM1和CM2生成。在一些实施例中，控制信号CM1、CM2使用一个或多个逻辑电路(例如，非门和或门)生成。控制信号CM1和CM2可以依次在差分电荷泵的空闲阶段内生成。虚拟开关S45、S46、S47、S48的控制可以用布尔运算描述如下：误差放大器A41的反相输入端连接到电压VCM，误差放大器A41的非反相输入端连接到开关S43、S44、S49、S50，并且误差放大器A41的输出端连接到开关S53、S54。在一些实施例中，电流源CSN1、CSN2由电压Vg控制。控制单元被配置成：在差分电荷泵400的无源操作阶段期间，当差分电荷泵不向负载提供电流时，根据电流源CSN2设置电流源CSP1和/或根据电流源CSN1设置电流源CSP2，并且在第一操作阶段之后的电荷泵的有源操作阶段期间，当差分电荷泵向负载提供电流时，将电流从电流源CSP1和/或电流源CSP2提供到差分电荷泵的负载。
以下描述了图4中所描绘的差分电荷泵300的操作的例子。当控制信号UP和DN两者都为0时，开关S41、S42、S51、S52断开(即，不导电)，从而将电流源CSP1、CSP2、CSN1、CSN2与负载410断开连接。根据控制信号(CM1或CM2)为1，开关S43、S50、S47、S46、S49、S44、S45、S50中的至少一些开关闭合(即，导电)并且开始将电流从电流源CSP1传导到电流源CSN2或从电流源CSP2传导到电流源CSN1。同时，开关S53或S54中的一个开关闭合，从而将误差放大器A41连接到相应的电流源CSP1或CSP2和相应的采样电容器CH1或CH2，使得反馈回路A41-S53-CSP1-S43或A41-S54-CSP2-S49中的一个反馈回路有源。误差放大器A41将其非反相输入处的电压与其反相输入处的电压VCM进行比较，并且生成补偿误差电压，所述补偿误差电压被施加到MOST电流源CSP1或CSP2的栅极，从而将电流源CSP1或CSP2的电流分别设置为等于电流源CSN2、CSN1的参考电流Iref。电容器CH1、CH2跟踪电流源CSP1、CSP2的栅极处的电压。当UP信号从0变为1并且控制信号DN、CM1、CM2都保持在0时，开关S45、S48断开(即，不导电)，并且开关S41、S52闭合(即，导电)。因此，电流经由开关S41和S52沿从电流源CSP1到电流源CSN2的方向流到负载中。同时，开关S47、S46闭合，从而维持电流在电流源CSP2、CSN1中的每一个电流源与电压源440之间流动。如果DN信号变为1并且控制信号UP、CM1、CM2都保持在0，则开关S47、S46断开(即，非导电)，并且开关S51、S42闭合(即，导电)。因此，电流经由开关S51和S42沿从电流源CSP2到电流源CSN1的方向流到负载中。同时，开关S45、S48闭合(即，导电)，从而维持电流在电流源CSP2、CSN1中的每一个电流源与电压源440之间流动。当控制信号UP和DN处于1时，开关S45-S48断开(即，不导电)，并且开关S41、S42、S51、S52闭合(即，导电)。在这种情况下，没有电流流经开关S45-S48。电流经由开关S41、S42从电流源CSP1流到电流源CSN1并且经由负载开关S51、S52从电流源CSP2流到电流源CSN2。
图5示出了图4中所描绘的差分电荷泵400的信号时序图。在图5所示出的信号时序图中，在差分电荷泵的有源阶段、测量阶段和空闲阶段示出了控制信号UP、DN、CM1、CM2、流过负载410的负载电流I负载、通过开关S43、S50的电流IS43，S50、通过开关S49、S44的电流IS49，S44、流过开关S47、S46的电流IS47，S46、流过开关S45、S48的电流IS45，S48、流过开关S41、S52的电流IS41，S52和流过开关S51、S42的电流IS51，S42。负载电流I负载是当UP信号为1且DN信号为0时或当DN信号为1且UP信号为0时流过负载的电流。在时间点t0处，控制信号UP从0变为1，开始电荷泵的有源阶段，即当差分电荷泵向负载提供电流时的时间段。从时间点t0开始，负载电流I负载等于-Iref，这指示负载电流I负载经由负载和开关S41、S52(图5中的电流IS41，S52)从电流源CSP1流到电流源CSN2。同时，电流IS46，S47流过开关S46、S47，以保持电流源CSP2、CSN1处于饱和。在时间点t1处，DN信号从0变为1，并且差分电荷泵的空闲阶段开始。在此空闲阶段期间，开关S41、S42、S51、S52闭合(即，导电)，而开关S43-S50断开(即，不导电)。因此，没有电流流过开关S43-S50(即，IS43，S50、IS49，S44、IS47，S46、IS45，S48为零)。在此空闲阶段期间，负载中也没有电流，因为电流分别经由开关S41、S42直接从电流源CSP1流到电流源CSN1，并且经由开关S51、S52从电流源CSP1流到电流源CSN1。在时间点t2处，UP、DN信号变为0，CM1信号从0变为1，电流IS43，S50通过开关S43、S50从电流源CSP1流到电流源CSN2，从而测量和调整电流源CSP1。因为控制信号CM1为1，开关S53闭合，并且误差放大器A41连接到电流源CSP1和采样电容器CH1，从而使得反馈回路A41-S53-CSP1-S43有源。误差放大器A41将其非反相输入处的电压与其反相输入处的电压VCM进行比较，并且生成补偿误差电压，所述补偿误差电压被施加到MOST电流源CSP1的栅极，从而将电流源CSP1的电流分别设置为等于电流源CSN2的参考电流Iref。同时，电流IS47，S46流过开关S47、S46，以保持电流源CSP2、CSN1处于饱和。在时间点t3处，CM1信号从1变为0，CM2信号从0变为1，并且电流IS49，S44通过开关S49、S44从电流源CSP1流到电流源CSN2，从而测量和调整电流源CSP2。因为控制信号CM2为1，开关S54闭合，并且误差放大器A41连接到电流源CSP2和采样电容器CH1，从而使得反馈回路A41-S54-CSP2-S49有源。误差放大器A41将其非反相输入处的电压与其反相输入处的电压VCM进行比较，并且生成补偿误差电压，所述补偿误差电压被施加到MOST电流源CSP2的栅极，从而将电流源CSP2的电流分别设置为等于电流源CSN1的参考电流Iref。在时间点t4处，控制信号DN从0变为1，从而开始电荷泵的有源阶段。负载电流I负载等于+Iref，这指示负载电流I负载经由负载和开关S51、S42(图5中的电流IS51，S42)从电流源CSP2流到电流源CSN1。同时，电流IS45，S48流过开关S45、S48，以保持电流源CSP1、CSN2处于饱和。在时间点t5处，UP信号变为1并且电荷泵再次处于空闲阶段，与在时间点t1-t2期间类似。在时间点t6处，CM1信号从0变为1，并且UP信号和DN信号都从1变为0，并且测量阶段再次开始。
图6描绘了根据本发明的实施例的单端电荷泵600。图6中所描绘的单端电荷泵是图1中所描绘的电荷泵100的实施例。然而，图1中所描绘的电荷泵不限于图6中所示出的实施例。在图6中所描绘的实施例中，单端电荷泵包括电流源CSP和CSN以及控制单元606，所述电流源CSP和CSN分别实施为PMOS和NMOS电流源，所述控制单元606被配置成控制将电流从电流源供应到电荷泵的负载610。尽管所示出的单端电荷泵在本文中示出有某些部件并且描述有某些功能，但是单端电荷泵的其它实施例可以包括更少或更多的部件以实施相同、更少或更多的功能。
在图6中所描绘的实施例中，控制单元606包括连接到负载610的负载开关组622、测量分支624、虚拟分支632和反馈元件626。测量分支、电流源CSP和反馈元件形成反馈回路。测量分支、虚拟分支和负载开关组连接在电流源CSP与电流源CSN之间。测量分支包括两个开关S61、S62，虚拟分支包括两个开关S63、S64，并且负载开关组包括两个开关S65、S66。虚拟分支中的开关S63、S64连接到具有参考电压“VCM”的电压源646。开关S63、S66由控制信号DN控制，并且开关S64、S65由控制信号UP控制。反馈元件包括误差放大器A61和电容器CH。在图6中所描绘的实施例中，开关S61连接到电流源CSP和误差放大器A61的非反相输入端，开关S62连接到开关S61、电流源CSN和误差放大器A61的非反相输入端，开关S63连接到开关S61、电流源CSP和电压源，开关S64连接到开关S63、电流源CSN和电压源，开关S65连接到开关S61、S63、电流源CSP和负载，并且开关S66连接到开关S65、电流源CSN和负载。开关S61、S62由控制信号CM控制，所述控制信号CM基于控制信号DN和UP生成。控制信号CM可以由一个或多个逻辑电路生成。在一些实施例中，控制信号CM使用或非门生成。例如，控制信号CM是或非门的输出，并且控制信号DN和UP是或非门的输入。在一些实施例中，在误差放大器A61的输入处使用寄生电容而不非电容器CH。误差放大器A61的反相输入端连接到电压VCM，并且误差放大器A61的非反相输入连接在开关S61与开关S62之间，并且误差放大器A61的输出端连接到电流源CSP。在图6中所描绘的实施例中，电流源CSP由反馈元件控制，并且电流源CSN用作参考电流源。然而，在其它某些实施例中，电流源CSN由反馈元件控制，并且电流源CSP用作参考电流源。在一些实施例中，电流源CSN由电压Vg控制。控制单元被配置成：在电荷泵的无源操作阶段期间，当电荷泵不向负载提供电流时，根据电流源CSN设置电流源CSP，并且在第一操作阶段之后的电荷泵的有源操作阶段期间，当差分电荷泵向负载提供电流时，将电流从电流源CSP提供到差分电荷泵的负载。
在图6中所描绘的电荷泵600的操作的例子中，NMOS电流源CSN用作参考电流源，而PMOS电流源CSP通过反馈元件进行调整。当控制信号UP和DN都为0时，开关S65、S66断开(即，不导电)，从而将电流源CSP、CSN与负载610断开连接。同时，开关S63、S64也断开，从而将参考电压VCM与电流源CSP、CSN断开连接。当信号CM变为1时，开关S61、S62闭合(即，导电)，反馈回路A61-CSP-S61有源。误差放大器A61将其非反相输入处的电压与电压VCM进行比较，并且生成补偿误差电压，所述补偿误差电压被施加到电流源CSP的栅极，从而将CSP的电流设置为等于流过电流源CSN的参考电流Iref。电容器CH跟踪放大器A61的非反相输入处的电压。一旦UP或DN信号从0变为1，可以使用布尔运算生成的控制信号CM就从1变为0，从而断开开关S61、S62(即，非导电)，并且误差放大器A61的非反相输入处的电压保持在电容器CH的电压上。如果UP信号从0变为1并且DN信号保持为0，则开关S66断开并且开关S65闭合。因此，电流通过开关S65沿从电流源CSP到接地的方向流到负载中。同时，开关S64闭合，从而保持电流在电压源646与电流源CSN之间流动，以使电流源CSN保持在饱和区域。如果DN信号从0变为1并且UP信号保持为0，则开关S65断开并且开关S66闭合。因此，电流经由开关S66沿从负载到电流源CSN的方向流过负载。同时，开关S63闭合，从而保持电流在电流源CSP与电压源646之间流动，以使电流源CSN保持在饱和区域。当UP和DN信号都为1时，开关S61、S62断开并且开关S63、S64、S65、S66闭合。电流经由开关S63、S64从电流源CSP1流到电流源CSN1。即使开关S65、S66闭合，也没有电流通过开关S65、S66，因为开关S63、S64也闭合并且连接到电压源646，所述电压源具有比电流源CSP、CSN的输出电阻低得多的输出电阻。因此，由电流源CSP提供的电流流到电压源646，并且由电流源CSN吸取的电流从电压源646流出。由于由电流源CSN和CSP生成的电流相等并且沿相反方向流过电压源646，因此消除了通过电压源646的电流。
图7示出了图6中所描绘的单端电荷泵600的信号时序图。在图7中所示的信号时序图中，在单端电荷泵的有源阶段、测量阶段和空闲阶段示出了控制信号UP、DN和CM、通过开关的电流和流过负载610的负载电流I负载。负载电流I负载是当UP信号为1且DN信号为0时或当DN信号为1且UP信号为0时流过负载的电流。在时间点t0处，控制信号UP从0变为1，从而开始电荷泵的有源阶段，即当单端电荷泵向负载提供电流时的时间段。从时间点t0开始，负载电流I负载等于-Iref，这指示负载电流I负载经由开关S65(图7中的电流I65)从电流源CSP流到接地。同时，电流Is64通过开关S64从电压源646流到电流源CSN，以保持电流源CSN处于饱和。在时间点t1处，DN信号从0变为1，并且单端电荷泵的空闲阶段开始。在此空闲阶段期间，没有电流流过开关S65、S66(即，电流I65、I66为零)，并且因此没有电流流过负载，因为电流在电流源CSP、CSN与电压源646之间流动(图7中描绘为I63、I64)。在时间点t2处，控制信号UP和DN两者都从1变为0，从而使信号CM从0变为1(例如，使用布尔运算生成)，并且单端电荷泵的测量阶段开始，在此阶段期间，电流流过开关S61、S62，在图7中描绘为I61、I62。在时间点t3处，控制信号DN从0变为1，从而使信号CM从1变为0。负载电流I负载等于+Iref，这指示负载电流I负载经由开关S66从接地流到电流源CSN。在时间点t4处，UP信号从0变为1，并且上文所描述的空闲阶段开始。在时间点t5处，测量阶段再次开始。
图8是根据本发明的实施例的包括电荷泵800的PLL 850的示意性框图。在一些实施例中，PLL用于将参考信号的相位与源自PLL的输出信号的信号的相位进行比较，并且调整其受控振荡器以保持相位匹配。PLL可以用于无线通信、计算机和其它电子应用。在图8中所描绘的实施例中，PLL包括相位/频率检测器(PFD)854、电荷泵800、环路滤波器856、振荡器858和分频器860。在一些实施例中，PFD和电荷泵被实施为相位/频率检测器系统852。图8中所描绘的电荷泵800是图1中所描绘的电荷泵100的实施例。然而，图1中所描绘的电荷泵不限于图8中所示出的实施例。PFD被配置成从分频器接收参考相位信号“clk_ref”和反馈相位信号“clk_fb”，并且生成“向上”和“向下”频率控制信号。在图8中所描绘的PLL中，环路滤波器为电荷泵的负载。电荷泵被配置成从PFD接收“向上”和“向下”频率控制信号，并且基于频率控制信号生成信号，所述信号被输入到环路滤波器中以控制振荡器。在一个实施例中，电荷泵将这些控制信号转换为拉出到所述电荷泵的输出端的电流、从所述电荷泵的输出端灌入的电流或不通过所述电荷泵的输出端的电流。在环路滤波器的控制下，振荡器生成时钟信号“clk_out”，并且将时钟信号输出到分频器。响应于时钟信号，分频器生成反馈相位信号“clk_fb”。在一个实施例中，分频器为N分频器(N为正整数)，时钟信号“clk_out”的频率是反馈相位信号“clk_fb”的频率的N倍。
图9是示出了根据本发明的实施例的用于操作电荷泵的方法的过程流程图。电荷泵可以与图1中所描绘的电荷泵100、图2中所描绘的电荷泵200、图4中所描绘的电荷泵400、图5中所描绘的电荷泵500、图7中所描绘的电荷泵700和/或图8中所描绘的电荷泵800相同或类似。在框902处，在电荷泵的第一操作阶段期间(例如，在图3、5和7的测量阶段期间)，根据电荷泵的第二电流源设置电荷泵的第一电流源。在框904处，在第一操作阶段之后的电荷泵的第二操作阶段期间(例如，在图3、5和7的有源阶段期间)，将电流从第一电流源和第二电流源提供到电荷泵的负载。
在上文的描述中，提供了各个实施例的具体细节。然而，一些实施例可以在少于全部这些具体细节的情况下实践。在其它实例中，为了简洁和清晰起见，对某些方法、程序、部件、结构和/或功能的描述的详细程度不如实现本发明的各个实施例的详细程度。
尽管以特定顺序示出和描述了本文中的一种和多种方法的操作，但是可以改变每种方法的操作的顺序，使得某些操作可以以相反的顺序执行，或者使得某些操作可以至少部分地与其它操作同时执行。在另一个实施例中，不同操作的指令或子操作可以以间歇性和/或交替的方式实施。
可替换的是，本发明的实施例可以完全以软件或以包含硬件和软件元件两者的实施方案实施。在使用软件的实施例中，软件可以包括但不限于固件、常驻软件、微代码等。
虽然已经描述和示出了本发明的具体实施例，但是本发明不应限于如此描述和示出的具体部件形式或布置。本发明的范围将由在此所附权利要求及其等效物限定。

Claims (6)

1.一种用于操作电荷泵的方法，其特征在于，所述方法包括：
在所述电荷泵的第一操作阶段期间，使用所述电荷泵的第一误差放大器（A21）将所述电荷泵的第一电流源（CSP1）设置为具有与所述电荷泵的第二电流源(CSN2)相同的电流电平，所述第一误差放大器（A21）具有连接到所述第一电流源的输出端以及连接到第一电容器(CH1)的输入端，所述第一电容器（CH1）连接到参考电压和第一反馈开关（S29），其中使用所述第一误差放大器(A21)包括在所述第一误差放大器(A21)处比较阈值电压（Vcm）和所述第一电容器的采样电压以产生控制信号用于设置所述第一电流源使其具有与所述第二电流源相同的电流水平；以及
使用所述电荷泵的第二误差放大器(A22) 将所述电荷泵的第三电流源（CSP2）设置为具有与所述电荷泵的第四电流源(CSN1)相同的电流电平，所述第二误差放大器（A22）具有连接到所述第三电流源的输出端以及连接到第二电容器(CH2)的输入端，所述第二电容器（CH2）连接到参考电压和第二反馈开关（S30），其中使用所述第二误差放大器(A22)包括在所述第二误差放大器(A22)处比较阈值电压（Vcm）和所述第二电容器的采样电压以产生控制信号用于设置所述第三电流源使其具有与所述第四电流源相同的电流水平；
在所述第一操作阶段之后的所述电荷泵的第二操作阶段期间，将电流从所述第一电流源和所述第三电流源提供到所述电荷泵的负载；
其中，通过多个开关连接所述第一电流源、所述第二电流源、所述第三电流源和所述第四电流源、所述第一反馈开关和所述第二反馈开关，以及负载，所述多个开关包括：
第一开关，所述第一开关连接到所述第一电流源和所述负载；
第二开关，所述第二开关连接到所述负载、所述第四电流源和所述第一开关；
第三开关，所述第三开关连接到所述第一电流源和所述第一反馈开关；
第四开关，所述第四开关连接到所述第四电流源和所述第二反馈开关；
第五开关，所述第五开关连接到所述第三电流源、所述第二反馈开关和所述第四开关；
第六开关，所述第六开关连接到所述第四电流源、所述第三开关和所述第一反馈开关；
第七开关，所述第七开关连接到所述第三电流源和所述负载；以及
第八开关，所述第八开关连接到所述第四电流源、所述第七开关和所述负载。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电荷泵的所述第一操作阶段期间，所述电荷泵不向所述负载提供电流。
3.一种电荷泵，其特征在于，所述电荷泵至少包括：
第一电流源、第二电流源、第三电流源和第四电流源；以及
控制单元，所述控制单元连接到所述第一电流源、所述第二电流源、所述第三电流源和所述第四电流源，其中所述控制单元包括：
连接到所述第一电流源和所述第三电流源的反馈元件，其中所述反馈元件包括：
第一误差放大器（A21），具有连接到所述第一电流源的输出端以及连接到第一电容器(CH1)的输入端，所述第一电容器（CH1）连接到参考电压和第一反馈开关（S29）；以及
第二误差放大器（A22），具有连接到所述第三电流源的输出端以及连接到第二电容器(CH2)的输入端，所述第二电容器（CH2）连接到参考电压和第二反馈开关（S30）；
连接在所述第一电流源、所述第二电流源、所述第三电流源和所述第四电流源、所述第一反馈开关和所述第二反馈开关，以及负载之间的多个开关，所述多个开关包括：
第一开关，所述第一开关连接到所述第一电流源和所述负载；
第二开关，所述第二开关连接到所述负载、所述第四电流源和所述第一开关；
第三开关，所述第三开关连接到所述第一电流源和所述第一反馈开关；
第四开关，所述第四开关连接到所述第四电流源和所述第二反馈开关；
第五开关，所述第五开关连接到所述第三电流源、所述第二反馈开关和所述第四开关；
第六开关，所述第六开关连接到所述第四电流源、所述第三开关和所述第一反馈开关；
第七开关，所述第七开关连接到所述第三电流源和所述负载；以及
第八开关，所述第八开关连接到所述第四电流源、所述第七开关和所述负载；
其中所述控制单元被配置成：
在所述电荷泵的第一操作阶段期间，
使用所述电荷泵的第一误差放大器（A21）将所述电荷泵的所述第一电流源（CSP1）设置为具有与所述电荷泵的第二电流源(CSN2)相同的电流电平，其中使用所述第一误差放大器(A21)包括在所述第一误差放大器(A21)处比较阈值电压（Vcm）和所述第一电容器的采样电压以产生控制信号用于设置所述第一电流源使其具有与所述第二电流源相同的电流水平；以及
使用所述电荷泵的第二误差放大器(A22) 将所述电荷泵的所述第三电流源（CSP2）设置为具有与所述电荷泵的第四电流源(CSN1)相同的电流电平，其中使用所述第二误差放大器(A22)包括在所述第二误差放大器(A22)处比较阈值电压（Vcm）和所述第二电容器的采样电压以产生控制信号用于设置所述第三电流源使其具有与所述第四电流源相同的电流水平；并且
在所述第一操作阶段之后的所述电荷泵的第二操作阶段期间，将电流从所述第一电流源和所述第三电流源提供到所述负载。
4.根据权利要求3所述的电荷泵，其特征在于，在所述电荷泵的所述第一操作阶段期间，所述电荷泵不向所述负载提供电流。
5.根据权利要求3所述的电荷泵，其特征在于，电流在交替的时间段沿相反的方向流过所述负载。
6.一种电荷泵，其特征在于，所述电荷泵包括：
第一电流源、第二电流源、第三电流源和第四电流源；以及
控制单元，所述控制单元连接到所述第一电流源、所述第二电流源、所述第三电流源和所述第四电流源，其中所述控制单元包括：
反馈元件，所述反馈元件连接到所述第一电流源和所述第三电流源，其中所述反馈元件包括：
第一误差放大器，所述第一误差放大器具有连接到所述第一电流源的输出端和连接到第一电容器的第一输入端，所述第一电容器连接到参考电压和第一反馈开关，其中所述第一误差放大器被配置成：在所述电荷泵不向负载提供电流的无源操作阶段期间，将阈值电压与所述第一电容器处的采样电压进行比较以生成控制信号，所述控制信号用于将所述电荷泵的所述第一电流源设置为具有与所述电荷泵的所述第二电流源相同的电流电平；以及
第二误差放大器，所述第二误差放大器具有连接到所述第三电流源的输出端和连接到第二电容器的第一输入端，所述第二电容器连接到所述参考电压和第二反馈开关，其中所述第二误差放大器被配置成：在所述无源操作阶段期间，将所述阈值电压与所述第二电容器处的采样电压进行比较以生成控制信号，所述控制信号用于将所述电荷泵的所述第三电流源设置为具有与所述电荷泵的所述第四电流源相同的电流电平；
第一开关，所述第一开关连接到所述第一电流源和所述负载；
第二开关，所述第二开关连接到所述负载、所述第四电流源和所述第一开关；
第三开关，所述第三开关连接到所述第一电流源和所述第一反馈开关；
第四开关，所述第四开关连接到所述第四电流源和所述第二反馈开关；
第五开关，所述第五开关连接到所述第三电流源、所述第二反馈开关和所述第四开关；
第六开关，所述第六开关连接到所述第四电流源、所述第三开关和所述第一反馈开关；
第七开关，所述第七开关连接到所述第三电流源和所述负载；以及
第八开关，所述第八开关连接到所述第四电流源、所述第七开关和所述负载。
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