CN1913360A

CN1913360A - 电荷泵装置、系统和方法

Info

Publication number: CN1913360A
Application number: CNA2006101263870A
Authority: CN
Inventors: 萨伊德·阿巴西; 方怡
Original assignee: Pine Valley Investments Inc
Current assignee: M/a-Com; MA Com Inc; Pine Valley Investments Inc
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2007-02-14
Also published as: EP1746710A3; US20070018701A1; EP1746710A2

Abstract

一种装置、系统和方法，包括一个单一公共节点偏置电压；至少一个第一电流路径，用于基于该单一公共节点偏置电压来驱动偏置电流；至少一个第一电流镜，用于在一个第二电流路径中镜像该偏置电流；以及，一个输出电流路径，包括电流驱动器，用于驱动匹配该偏置电流的源电流和吸收电流。第一电流镜包括至少一个部分共射电流镜。该装置和系统提供了一个单一公共节点偏置电压，用于产生一个偏置电流；在至少一个电流路径中镜像该偏置电流；以及，基于该偏置电流输出匹配较好的输出源电流和输出吸收电流。

Description

电荷泵装置、系统和方法

技术领域

本发明涉及一种电荷泵装置、系统及其方法。

背景技术

某些集成电路设备需要源电流和吸收电流。需要这种源电流和吸收电流的电路包括许多设备，例如，电荷泵的上升/下降(UP/DN)电流开关元件，响应于PLL电路的某种反馈，将源电流和吸收电流提供给锁相环(PLL)电路。电荷泵型PLL电路广泛应用于现代集成电路中。在各种各样的PLL布局中，PLL电荷泵被广泛应用，这是因为它具有优于传统的“异或”门/低通滤波器(XOR/LPF)方式的优点。应用于PLL布局上的电荷泵控制着PLL的压控振荡器(VCO)元件的输入电压，因此控制着VCO的输出频率。应用于PLL布局上的电荷泵通常需要匹配得很好的源电流和吸收电流。

在PLL布局中，传统的电荷泵电路通常连接一个低通滤波器(LPF)。然而，这种传统的电荷泵在LPF输出电压上产生高脉动(ripple)。即使当PLL处于锁定状态时，该脉动也会调制VCO的频率并且引起VCO的周期波形上的失真。该失真导致PLL上的较高的相位噪声附加峰刺(spur)，这是不希望出现在通信应用中的。

PLL布局中还可以采用一个相位频率检测器(PFD)。在传统的PLL中，当处于锁定位置时，PFD在用于控制电荷泵电路中模拟开关的两个输出端UP和DN处产生相同的窄脉冲。窄脉冲同时导通源电流和吸收电流给电荷泵。结果，只有在网络源电流和吸收电流相互匹配并且无动态转换失配动态转换失配时，由电荷泵注入到LPF(例如是环路滤波器)的网络电流是零。与源网络和吸收网络中的动态转换有关的电流失配一般会随着LPF的电压而变化。而且，源电流和吸收电流的失配随着金属氧化物半导体(MOS)晶体管的沟道长度效应而变化，而这些MOS晶体管被广泛的用于实现包括电荷泵电路的PLL电路。沟道长度效应可以通过增加源电流电路和吸收电流电路的输出阻抗来减少，其中，该源电流电路和吸收电流电路使用电流共射晶体管实现。传统的电流共射晶体管被用于改善输出阻抗，然而，附加电压需要显著地增加附加电压。

发明内容

通过提供一种装置来解决该技术问题，该装置包括一个单一公共节点偏置电压，至少一个第一电流路径，用来基于该单一公共节点偏置电压驱动一个偏置电流，至少一个第一电流镜，用来对第二电流路径上的偏置电流进行镜像，其中该第一电流镜包括至少一个部分共射电流镜，并且该输出电流路径包括电流驱动器，用来驱动与偏置电流相匹配的源电流和吸收电流。将对其它的实施例描述并且要求保护。

附图说明

本发明将会通过参考附图的实例来进行描述，其中：

图1说明了电路100的一个实施例。

图2说明了电路100等价的电路200的一个实施例。

图3说明了电荷泵电路300的一个实施例。

图4说明了电路400的一个实施例。

图5说明了电路400的时序图的一个实施例。

图6说明了可编程电流电荷电路600的一个实施例。

图7说明了可编程电流电荷电路700的一个实施例。

图8说明了锁相环(PLL)电路800的一个实施例。

图9说明了逻辑流程900的一个实施例。

具体实施方式

图1说明了部分共射电路100的一个实施例，该电路具有一个高输出阻抗，其需要比传统的完全共射电路元件要低的附加电压。在一个实施例中，部分共射电路100可以包括串联连接的第一场效应晶体管(FET)M1和第二FET M2。M1，M2的栅极由公共偏置电压Vbn来驱动。M1的源极连接到M2的漏极，它们的栅极连接在一起，并且由单一节点上的公共偏置电压Vbn来驱动。电路100的输出电压是V₀，输出电流是I₀，并且输出阻抗是R₀。尽管电路100的一个实施例可以利用n-型半导体材料FET(n-FET)元件来实现，但是本领域技术人员可以理解，电路100的实施例也可以使用p-型半导体材料FET(p-FET)元件，n-型或p-型半导体材料结-FET(p-JFET或n-JFET)元件，n-型或p-型半导体材料MOS FET(p-MOSFET或n-MOSFET)元件，其它类型的FET元件中的一种来实现。

图2说明了图1中所示的部分共射电路100的等价电路200。以下的方程式表现了等价电路200的操作特性。例如。

V_gs1＝-V₂

V₂＝I₀*r_2ds2

V_{0} = g_{m 1} (- I_{0} * r_{ds 2}) + \frac{V_{0}}{r_{ds 1}} - I_{0} \frac{r_{ds 2}}{r_{ds 1}}

I_{0} (1 + g_{m 1} r_{ds 2} + \frac{r_{ds 2}}{r_{ds 1}}) = \frac{V_{0}}{r_{ds 1}}

R_{0} = \frac{V_{0}}{I_{0}}

g_{ds 1} = \frac{1}{r_{ds 1}}

g_{ds 2} = \frac{1}{r_{ds 2}}

R_{0} = \frac{(1 + g_{m 1} r_{ds 2} + \frac{r_{ds 2}}{r_{ds 1}})}{r_{ds 1}} {\approx g}_{m 1} r_{ds 2} r_{ds 1}

V_gs1是M1的栅-源电压，g_m1是M1的小信号跨导，r_ds1是晶体管M1的漏-源沟道电阻，并且g_ds1是晶体管M1的漏-源沟道电导率。V₂是V_gs2，V_gs2是M2的栅-源电压，g_m2是M2的小信号跨导，r_ds2是晶体管M2的漏-源沟道电阻，并且g_d2是晶体管M2的漏-源沟道电导率。

返回来参考图1，V₀是部分共射电路100的输出电压，I₀是输出电流，和R₀是输出阻抗。部分共射电路100的输出阻抗R₀可以通过晶体管M1的公共栅极电压增益g_m1来增加，而不会增加由传统的完全共射电路所需求的附加电压。因此，部分共射电路100一般用于实现具有输出阻抗R₀的电荷泵电流源电路和电荷泵电流吸收电路，其中例如，R₀可以通过晶体管M1的公共栅极电压增益g_m1来增加，而不会显著地大量增加附加电压。

图3说明了电荷泵电路300的一个实施例，该电路分别提供了匹配较好的源电流和吸收电流Isource，Isink，这两个电流来自公共偏置电压节点316，用来驱动设备302。在一个实施例中，电荷泵电路300例如可以形成用于标准PLL或sigma-delta分数-N PLL布局中的电荷泵电路的一部分。设备302包括上升/下降(UP/DN)模拟电流开关元件，其响应于来自PLL电路中的某些反馈，用来选择地将源电流和吸收电流Isource，Isink切换给PLL电路元件。正如所描述的，电荷泵电路300例如采用了先前参考图1和2所描述的部分共射晶体管电路的技术。电荷泵电路300还包括公共偏置电压节点316，其中单一偏置电压Vbp可以应用于电荷泵电路300中用来产生输出源电流和输出吸收电流Isource，Isink。在运行中，电荷泵电路300基于应用于节点316的单一节点偏置电压Vbp，提供匹配较好的输出源电流和输出吸收电流Isource，Isink给设备302。

例如，采用该部分共射晶体管技术，从公共偏置电压节点316处产生输出源电流和输出吸收电流Isource，Isink，电荷泵电路300提供了匹配较好的源电流和吸收电流Isource，Isink，并且与完全共射晶体管实现相比需要较少的附加电压，并且提供一个较高的输出阻抗布局。例如，电荷泵电路300可以至少部分地以部分共射电流镜来实现，用来产生源电流和吸收电流Isource，Isink，这些电流是与提供给节点316处的公共偏置电压Vbp成比例的。电荷泵电路300的结构迫使例如在节点356，358处的设备302上输出的源电流和吸收电流Isource，Isink之间处于匹配状态。电荷泵电路300还通过设备302提供较好的输出电流性能，同时由于具有较好匹配的源电流和吸收电流Isource，Isink，源电流和吸收电流驱动电路352，354保持在较宽操作范围的饱和模式，且提供了较好的相位噪声或抖动性能控制和相位稳定性能控制。该部分共射实现技术还提供了一个在温度变化和半导体制造过程中具有较好容许偏差的电荷泵电路300。

通常在一个实施例中，电荷泵电路300可以包括许多电流路径310，320，330，340，350。正如所描述的，每个电流路径310，320，330，340，350可以包括一些例如使用多个n-FET和p-FET所形成的部分共射晶体管元件。基于在节点316处提供给晶体管312的公共栅极的输入偏置电压Vbp，部分共射晶体管312产生偏置电流Ibias。在一个实施例中，晶体管312的公共栅极形成公共偏置电压节点316。在第一电流路径310中的偏置电流Ibias由部分共射晶体管314进行电流镜像。部分共射晶体管314的栅极与第二和第三电流路径320，330中的部分共射晶体管324，334的栅极相连。这个构造形成了电流镜结构，其中部分共射晶体管322，332，342中的每一个通过第二，第三和第四电流路径320，330，340中的每一个分别来驱动偏置电流Ibias。通过第一，第二，第三和第四电流路径310，320，330，340中的每一个的偏置电流Ibias基本上是相同的，并且是匹配的部分共射晶体管312，314，322，324，334，342，344的函数。电流镜结构还通过第五电流路径350来驱动源电流和吸收电流Isource，Isink。正如所描述的，通过部分共射输出晶体管352所驱动的Isource基本上等于Ibias。相似的，通过部分共射输出晶体管354所驱动的Isink也基本上等于Ibias。本领域技术人员可以理解，如果电荷泵电路300中所有的晶体管均形成于相同的半导体衬底并且匹配较好，那么源电流和吸收电流Isource，Isink基本上匹配较好，并且等于电流Ibias。相应的，在匹配的晶体管状态下：

Ibias＝Isource＝Isink

因此，电荷泵电路300从例如应用于公共偏置电压节点316处的单一偏置电压Vbp中提供匹配较好的源电流和吸收电流Isource，Isink。匹配较好的源电流和吸收电流Isource，Isink还分别迫使节点356，358处的电压在设备302的输入端基本上相等。而且，该部分共射晶体管结构提供改进的输出阻抗Z01，Z02，而不会显著的增加附加电压。

电荷泵电路300的实施例适合于产生匹配较好的源电流和吸收电流Isource，Isink，这些电流通过适当地调节电流路径320，330，340，350中的电流镜像元件来与Ibias成比例，例如：

Isource＝Isink∞Ibias

图4描述了实现设备302(图3)的一个实施例的电路400。在实施例中，电路400包括安装在桥式结构中的模拟开关ASW1，ASW2，ASW3，ASW4。模拟开关ASW1，ASW3的输入与节点356相连，并且与电荷泵电路300的电流源Isource节点相连。ASW1的输出与ASW2的输入相连，并且ASW3的输出与ASW4的输入相连。ASW2和ASW4的输出与节点358相连，并且与电荷泵电路300的吸收电流节点Isink相连。模拟开关ASW1，ASW2，ASW3，ASW4分别由设备410的输出UP，DN，UPb，DNb来控制，其中在实施例中，例如可以包括相位/频率检测器(PFD)。

在运行中，电荷泵电路300向电路400流出电流Isource并从电路400吸入电流Isink。在一个实施例中，输出源电流Isource被驱动给节点356并且输出吸收电流Isink在节点358中被驱动。源电流Isource被驱动给模拟开关ASW1，ASW3的输入。吸收电流Isink被在节点358处的模拟开关ASW1，ASW3驱动。运算放大器430在公共模式下进行偏置，用来在它的驱动假负载的输出432处提供匹配的电流性能。在一个实施例中，设备420可以是低通滤波器，它对在例如标准PLL或sigma-delta分数-N PLL电路中馈送VCO。运算放大器430的运行和用于驱动假负载的技术的实施例在下面参考图5进行描述。

图5描述了时序图500的一个例子。参考图3，4中所描述的电路，时序图500示出了模拟开关ASW1、ASW2、ASW3和ASW4分别经过例如作为PFD而实现的设备410的输出端UP、DN、UPb、DNb的的操作，和用于驱动假负载的运算放大器430的操作。UPb输出是UP输出的反相，DNb输出是DN输出的反相。在实施例中，例如当源电流和吸收电流驱动器352，354(图3)被关断时，操作模拟开关ASW1，ASW2，ASW3，ASW4，以便可以在源电流和吸收电流Isource，Isink中无间断性的运行。

相应地，在期间510，516，522，528中，UP/DN输出是逻辑低而UPb/DNb输出是逻辑高，因此，模拟开关ASW3/ASW4被导通并且传导源电流和吸收电流Isource，Isink，而模拟开关ASW1/ASW2被关断并且不会传导任何电流。

在期间512，518中，UP/DNb输出是逻辑高而UPb/DN输出是逻辑低。因此，模拟开关ASW1/ASW4被导通并且传导电流，而模拟开关ASW2/ASW3被关断并且不会传导电流。在期间512，518中，运算放大器430通过ASW4将吸收电流Isink驱动给电荷泵电路300。电荷泵电路300通过ASW1将源电流Isource驱动给电路420。

在期间514，520，526，532中，UP/DN输出是逻辑高而UPb/DNb输出是逻辑低。因此，模拟开关ASW1/ASW2被导通并且传导源电流和吸收电流Isource，Isink，而模拟开关ASW3/ASW4被关断并且不会传导任何电流。

在期间524，530中，UP/DNb输出是逻辑低而UPb/DN输出是逻辑高。因此，模拟开关ASW2/ASW3被导通并且传导电流，而模拟开关ASW1/ASW4被关断并且不会传导电流。在期间524，530中，运算放大器430通过ASW3驱动来自电荷泵电路300的源电流Isource。电荷泵电路300通过ASW2驱动来自电路420的电流Isink。

图6描述了可编程电流电荷泵电路600的一个实施例，该电路包括电流编程元件612，632。在一个实施例中，编程元件612被数字化编程，以用来提供粗调电流输出Icoarse，并且编程元件632被数字化编程，以用来提供细调电流输出Ifine。在一个实施例中，电荷泵输出源电流和吸收电流Isource和Isink可以通过电流编程元件612，632被选择并且动态地改变，用来改变PLL中各种组件的增益，例如改变PFD(没有显示)的增益。在一个实施例中，电流编程元件612，632通常用于对超过一个较宽范围的电荷泵输出源电流和吸收电流Isource和Isink进行编程。在一个实施例中，电流编程元件612，632例如可以通过sigma-delta分数-N PLL的反馈路径中所提供的自动相位校准设备680(APAD)来进行编程。在一个实施例中，APAD 680在输入682中接收存储于查询表中的参数设定。在一个实施例中，APAD 680在输入682处接收来自查询表的相位校准信息，并且产生数字输出Ic0-IcN和IF0-IFM分别用来对粗调和细调电流编程元件612，632进行编程。在一个实施例中，粗调和细调电流Icoarse，Ifine可以基于参数设定来动态地编程，其中存储于查询表的该参数设定在输入682处提供给APAD 680，因此源电流和吸收电流Isource，Isink就可以被编程。

在一个实施例中，可编程电流电荷泵电路600可以在sigma-delta分数-N PLL中采用，其中可以获得较宽范围的PFD增益(KPD)。在这种实施例中，粗调和细调可编程元件612，632动态地调节电流路径650中的源电流和吸收电流Isource，Isink，用来补偿在VCO增益(KVCO)或sigma-delta分数-NPLL的其它组件中的任意非线性特性。通过参考这些返回给在节点618处应用的单一节点偏置电压Vbp的电流，电荷泵电路600还在电流路径650中提供了匹配较好的输出源电流和吸收电流Isource，Isink返回给应用于节点618处的单一节点偏置电压Vbp。这个技术提供了具有在半导体制造过程和温度变化中改善了容许偏差的源电流和吸收电流Isource，Isink。

一般来说，可编程电流电荷泵电路600包括多条电流路径610，620，630，640，650。每个电流路径610，620，630，640，650可以包括一些部分共射n-FET和p-FET晶体管元件。在第一电流路径610提供了粗调可编程电流元件612，用来粗调设定电流路径610中的粗调电流Icoarse。在一个实施例中，粗调可编程电流元件612可以包括并联的多个公共栅极的部分共射晶体管614。在电流路径610的粗调电流Icoarse是与应用于节点618的Vbp成比例的，并且对由数字控制输入Ic0-IcN所选择的每个并联的部分共射晶体管614的电流和也是成比例的。因此，分担粗调电流Icoarse的部分共射晶体管614的数量可由数字控制输入Ic0-IcN进行数字化编程。数字控制输入Ic0-IcN的值决定了选择多少个并联的部分共射晶体管614来分担Icoarse。粗调电流Icoarse还依赖于在节点618上的输入偏置电压Vbp，其中该电压应用于粗调可编程电流元件612的部分共射晶体管614的公其栅极上。在一个实施例中，偏置电压输入Vbp形成公共偏置电压节点618，用来控制电流路径650中的源电流和吸收电流Isource，Isink。

第一电流路径610中的编程粗调电流Icoarse通过部分共射晶体管616进行镜像。部分共射晶体管616的公共栅极与第二电流路径620中的部分共射晶体管624的栅极相连，其该晶体管624还用来驱动粗调电流Icoarse。第二电流路径620和第三电流路径630与节点626相连。第三电流路径630包括细调可编程电流元件632，该元件用来驱动第三电流路径630中的细调电流Ifine。细调可编程电流元件632包括多个公共栅极的部分共射晶体管634，用来选择在电流路径630中被驱动的细调电流Ifine的数量。正如以上所描述的，通过在输入IF0-IFM应用数字码来选择并联晶体管634的数量，就可以数字化地控制细调电流Ifine。部分共射晶体管624的栅极与部分共射晶体管634的公共栅极相连。电流镜像结构通过部分共射晶体管624来驱动粗调电流Icoarse。部分共射晶体管622驱动到节点626的偏置电流Ibias等于流出节点626之外的电流Icoarse和Ifine之和。细调电流Ifine可以被编程，以便使得如果所有的输入IF0-IFM是逻辑低，那么由于没有一个部分共射晶体管624被选择并且Ibias＝Icoarse，从而使Ifine是零。另一方面，如果所有的输入IF0-IFM是逻辑高，那么所有的部分共射晶体管624均被选择，并且Ifine被设定成预定的最大值且Ibias＝Ibias+IfineMAX。细调电流Ifine的其它组合例如在数字控制输入IF0-IFM以适当的值被编程。

第四电流路径640通过部分共射晶体管642，644来驱动偏置电流Ibias。电流镜像结构还通过第五并联电流路径650来驱动电流Isource和Isink。正如所描述的，Isource由部分共射输出晶体管652所驱动并且等于偏置电流Ibias。相似的，Isink由部分共射输出晶体管654所驱动并且Isink也等于偏置电流Ibias。本领域技术人员可以理解，如果在可编程电流电荷泵电路600中的所有晶体管均匹配的较好，从而，电流Isource和Isink等于偏置电流Ibias，因此偏置电流Ibias与Isource和Isink匹配的较好。相应地，假定匹配的晶体管状态：

Isink＝Isource＝Ibias；其中

Ibias＝Isource+Ifine

例如，在公共偏置电压节点618处对输入偏置电压Vbp进行控制，并且对电流Ibias进行编程，提供了匹配较好的源输出电流和吸收输出电流Isource和Isink。

匹配的较好的源电流和吸收电流Isource和Isink迫使在节点660，662的电压电势相同。然后LPF670的输出可以提供给sigma-delta分数-N PLL电路的其它级，例如VCO。在一个实施例中，sigma-delta分数-N PLL电路还包括反馈路径中的APAD 680。APAD 680接收输入682中的相位校准信息，并且产生数字输出Ic0-IcN和IF0-IFM分别用来对粗调和细调电流编程元件612，632进行编程。

正如以上参考图3所描述的，采用部分共射晶体管结构提供了改进的输出阻抗Z01和Z02，而附加电压没有明显的增加。

电荷泵电路600的实施例还适用于通过对并联电流路径620，630，640中的电流镜元件进行适当地调节，来产生匹配的较好且与Ibias成比例的输出电流Isource和Isink，如：

Isource＝Isink∝Ibias

图7示出了包括电路编程元件712，732的可编程电流电荷泵电路700的一个实施例。如先前参考图6所描述，在一个实施例中，电荷泵源电流和吸收电流Isource和Isink可以通过元件712，732被选择并且动态地编程，用来改变PLL中各种元件的增益，例如，改变PFD(没有显示)的增益。在一个实施例中，可编程电流电荷泵电路700可以在sigma-delta分数-N PLL中采用，从而可以获得较宽范围的PFD增益(KPD)。粗调和细调电流Icoarse，Ifine可编程元件712，732动态地调整电流路径710，730中的粗调电流Icoarse和细调电流Ifine，然后它们镜像到电流路径780中的源电流和吸收电流Isource，Isink，用来补偿在VCO增益(KVCO)或sigma-delta分数-NPLL电路的其它组件中的任意非线性特性。通过参考这些来自于在单一节点718处应用的偏置电压Vbpc的电流，可编程电流电荷泵电路700还在电流路径780中提供了匹配较好的输出源电流和吸收电流Isource，Isink。这个技术提供了具有在半导体制造过程和温度变化中改善了容许偏差的源电流和吸收电流Isource，Isink。

通常，可编程电流电荷泵电路700包括多条电流路径710，720，730，740，750，760，770，780。如上所述，每个电流路径都包括一些部分共射n-FET和p-FET晶体管元件。在第一并联电流路径710中提供了粗调可编程电流元件712，用来设置粗调电流Icoarse。

可编程电流电荷泵电路700的操作实质上与图6中的可编程电流电荷泵电路600的操作相似。偏置电压Vbpc和粗调可编程电流元件712通过部分共射电流镜716来驱动电流路径710中的Icoarse。因此，Icoarse由部分共射电流镜724来驱动，而Ifine由细调可编程电流元件732进行数字化编程。这样，Ibias由部分共射晶体管722驱动到电流路径720的节点726，并且等于流出节点726之外的Icoarse和Ifine的总和。部分共射电流镜744，754，764和774分别驱动流经部分共射晶体管742，752，772，762的Ibias。因此，分别由部分共射输出晶体管782，784所驱动的输出源电流和吸收电流Isource，Isink与Ibias匹配，其中该Ibias可通过粗调和细调可编程电流元件712，732进行编程，并成为在单一公共偏置节点718应用的偏置电压Vbpc的函数。

如前参考图4-6所描述的，在电荷泵操作中，差分放大器790在PFD(没有显示)设置的某个定时周期内通过选择出的模拟开关桥792的引脚，来驱动假负载794。驱动假负载防止了电流路径780中的源电流和吸收电流Isource，Isink的不连续。而且，偏置电压节点728提供了一个相对无杂质的偏置电压参考点Vbp，也就是没有任何的开关噪声。这样，在电流路径780中的源电流和吸收电流Isource，Isink更会无杂质并且匹配的较好。

图8示出了PLL电路800的一个实施例。一般来说，PLL电路800包括PFD 810，电荷泵820，LPF 830，以及VCO 840。PFD 810从反馈回路分频器860中接收参考频率fref以及反馈频率ffb。电荷泵820可以采用分别如图3，4，6，7，8所示的电荷泵电路300，400，600，700，800中的任一种来实现。

上述系统和子系统的操作可以进一步参考下面的图和所附实例来描述。其中的某些图可以包含程序设计逻辑。尽管这里所介绍的这些图可以包含特殊的程序设计逻辑，但也可以理解，程序设计逻辑仅仅给出了这里所描述的常规的功能性如何实现的一个实例。而且，除非另有说明，否则所给出的程序设计逻辑不必按照所介绍的顺序来执行。另外，所给出的程序设计逻辑可以由硬件元件，由处理器所执行的软件元件，或者它们的组合来实现。

图9示出了用于从例如在电荷泵电路300，400，600，700，800的公共节点上应用的单一偏置电压Vbp中提供匹配较好的源电流和吸收电流Isource，Isink的逻辑流程900的一个实施例。在一个实施例中，逻辑流程900可使用在图3，4，6-8的任一个中所示出的电荷泵电路来执行。

逻辑流程900在910中提供一个单一公共节点偏置电压参考Vbp来产生一个偏置电流Ibias。逻辑流程900继续到920，在电路的多个电流路径中的至少一个电流路径中，镜像偏置电流Ibias。偏置电流Ibias还在930从电路中的至少一个第一电流路径镜像到第二和多个其它的电流路径。

逻辑流程900继续到判定块940，在这里判断电路是否包含可编程的电流元件。如果电流包含可编程的电流元件，那么逻辑流程900沿“是”分支继续进行，并且在950基于电路的反馈来编程偏置电流Ibias，例如该反馈是来自PLL电路中的相位校准电路。偏置电流Ibias可依靠电路的特定实施例来粗略和精细地调整。

如果电流不包含电流编程设计能力，那么逻辑流程900沿“否”分支从判定块940向下继续进行。逻辑流程900继续到960，在一个输出电流路径上设置匹配较好的源电流和吸收电流Isource，Isink，它们是从Ibias中镜像的并且依赖于在电路的公共节点上所应用的单一偏置电压Vbp。在一个实施例中，源电流和吸收电流Isource，Isink响应于从PLL接收的反馈，从PLL的电荷泵电路中输出。

在这里已经阐明许多的具体细节，以提供对实施例的详尽理解。然而，本领域的技术人员可以理解，这些实施例不需这些具体细节就能得以实现。在其它的例子中，不必详细描述公知的操作，组件和电路，以便不会使这些实施例变得模糊难懂。可以了解，这里所公开的具体的结构和功能细节是具有代表性的，它们不是限制实施例的范围。

值得注意的还有，任何对“一个实施例”的描述都意味着连同该实施例所描述的特定的特性，结构或特征至少包含在一个实施例中。在说明书的许多地方所出现的短语“在一个实施例中”不都是指相同的实施例。

某些实施例可以采用一种体系结构来实现，这种体系结构可按照任意数量的参数来改变，例如，所需要的速度，功率电平，热容许偏差，半导体制造过程，输入速率，输出速率，存储资源以及其它性能约束。

某些实施例可以采用“耦合”和“连接”的措辞连同它们的派生词来描述。应该理解，这些术语互相不为同义词。例如，某些实施例采用术语“连接”来表示两个或多个元件物理地或电地互相直接相连。在另一种实例中，某些实施例采用术语“耦合”来表示两个或多个元件物理地或电地直接相连。然而，术语“耦合”也意味着两个或多个元件不是互相直接相连，但仍互相合作或交互。

当某种特殊的联系，原料和其他的参数在以上描述的优先实施例中被详细描述时，它们可以适当的被改变，且具有相似的结果。在本领域技术人员依靠阅读本发明所公开的内容，可以做出本发明的其他的应用和改变。这些变化也意味着包括在本发明的范围之内，被定义在所附的权利要求中。

Claims

1、一种装置(300)，包括：

单一公共节点偏置电压(316)；

至少一个第一电流路径(310)，用于基于所述单一公共节点偏置电压(316)来驱动偏置电流；

至少一个第一电流镜，用于在第二电流路径(320)中镜像所述偏置电流，其中，所述第一电流镜包括至少一个部分共射电流镜；以及

输出电流路径(350)，包括电流驱动器，用于驱动与所述偏置电流匹配的源电流和吸收电流。

2、如权利要求1所述的装置，包括：

模拟开关桥(400)，耦合到所述输出电流路径(350)上，用于接收所述源输出电流和吸收输出电流；以及

运算放大器(430)，耦合到所述模拟开关桥(400)上，用于当所述源电流和吸收电流驱动器关断时驱动负载。

3、如权利要求2所述的装置，其中，所述运算放大器(430)在所述模拟开关桥(400)的源节点和吸收节点处保持相同的电压。

4、如权利要求2所述的装置，包括耦合到所述模拟开关桥(400)上的相位-频率检测器(410)，其中所述相位-频率检测器(410)控制所述模拟开关(ASW1，ASW2，ASW3，ASW4)，以便响应于来自锁相环电流的反馈流出和吸收所述源电流和系数电流。

5、如权利要求1所述的装置，在所述第一电流路径中包括第一可编程电流元件(612)，用于控制所述偏置电流。

6、如权利要求5的装置，在第三电流链路经中包括第二可编程电流元件(632)，用于控制所述偏置电流。

7、如权利要求6所述的装置，其中，所述第一可编程电流元件(612)对所述偏置电流提供粗调，和所述第二可编程电流元件(632)对所述偏置电流提供精调。

8、如权利要求6所述的装置，其中，所述第一和第二可编程电流元件(612，632)中的至少一个响应来自锁相环电路的反馈进行数字化编程。