DE10128384A1 - Ladungspumpenschaltung - Google Patents
LadungspumpenschaltungInfo
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Abstract
Eine Ladungspumpenschaltung wird bereitgestellt, mit der eine Koppelung und eine Ladungsinjektion vermieden werden können, ohne dass eine Layout-Fläche und eine Energieaufnahme vergrößert werden. Die Ladungspumpenschaltung weist eine Pull-up-Stromquelle, eine Pull-down-Stromquelle, eine erste Schalteinrichtung und eine zweite Schalteinrichtung auf. Die Pull-up-Stromquelle liefert einen Pump-up-Strom an den Ausgangsknoten. Die Pull-down-Stromquelle weist einen Stromspiegel auf und entnimmt einen Pump-down-Strom aus dem Ausgangsknoten. Speziell ist die erste Schalteinrichtung mit einem Versorgungsspannungsknoten und der Pull-up-Stromquelle verbunden und wird in Reaktion auf ein Pump-up-Steuersignal geschaltet. Die zweite Schalteinrichtung ist mit der zweiten Stromquelle und einem Massespannungsknoten verbunden und wird in Reaktion auf ein Pump-down-Steuersignal geschaltet. Die Ladungspumpenschaltung kann einen ersten Ersatz-Kondensator aufweisen, dessen einer Anschluss mit einer Verbindung zwischen der ersten Schalteinrichtung und der ersten Stromquelle verbunden ist, und sie kann einen zweiten Ersatz-Kondensator aufweisen, dessen einer Anschluss mit einer Verbindung zwischen der zweiten Schalteinrichtung und der zweiten Stromquelle verbunden ist.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Halbleiterschal
tung und speziell auf eine Ladungspumpenschaltung, die in einer Delay-
Locked Loop-Schaltung (DLL) oder einer Tastverhältnis-Korrekturschaltung
vorgesehen ist.
Ladungspumpenschaltungen werden in Integratoren verwendet, wenn ein
Knoten einer Schaltung auf ein vorbestimmtes Spannungsniveau aufgela
den werden muss. Wenn eine Ladungspumpenschaltung in einer DLL-
Schaltung verwendet wird, dient die Ladungspumpenschaltung dazu, ein
Pump-Up-Steuersignal oder ein Pump-Down-Steuersignal zu empfangen
und diese zu integrieren. Wenn eine Ladungspumpenschaltung in einer
Tastverhältnis-Korrekturschaltung verwendet wird, empfängt die Ladungs
pumpenschaltung ein Taktsignal, um ein logisch "hohes" Intervall des
Taktsignals mittels einer negativen (oder positiven) Steigung zu integrieren
und um ein logisch "niedriges" Intervall des Taktsignals mittels einer positi
ven (oder negativen) Steigung zu integrieren. Falls ein Tastverhältnis des
Taktsignals in der Größenordnung von 50% liegt, wird eine konstante
Spannung ausgegeben, falls ein Tastverhältnis unter 50% liegt, wird eine
ansteigende (oder abnehmende) Spannung ausgegeben und falls ein
Tastverhältnis über 50% liegt, wird eine abnehmende (oder ansteigende)
Spannung ausgegeben.
Verschiedene Typen von Ladungspumpenschaltungen wurden entwickelt
und repräsentative Ladungspumpenschaltungen werden von John W.
Poulton in "Digital System Engineering", S. 626-627, Cambridge University
Press, 1998, beschrieben. Weiterhin beschreibt das US-Patent Nr.
5,473,283 "Cascode Switched Charge Pump Circuit", erteilt für Thomas M.
Luich am 5. Dezember 1995, verbesserte Ladungspumpenschaltungen.
Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild, das ein Beispiel einer konventionellen La
dungspumpenschaltung des Typs beschreibt, wie er in "Digital System En
gineering" und US-Patent Nr. 5,473,283 beschrieben ist. Die konventionel
le Ladungspumpenschaltung der Fig. 1 weist eine Pull-up-Stromquelle 102
und eine erste Schalteinrichtung 104 auf, die einerseits mit der Pull-up-
Stromquelle 102 und andererseits mit einem Ausgangsknoten 110 verbun
den ist. Die Schalteinrichtung 104 wird in Reaktion auf ein Pump-up-
Steuersignal PU geschaltet. Eine zweite Schalteinrichtung 108 ist einer
seits mit dem Ausgangsknoten 110 und andererseits mit einer Pull-down-
Stromquelle 106 verbunden und wird in Reaktion auf ein Pump-down-
Steuersignal PD geschaltet. Eine Referenzstromquelle 116 stellt einen Re
ferenzstrom Iref bereit, und ein Integrierkondensator Cint ist mit dem Aus
gangsknoten 110 verbunden, um einen Strom, der durch den Ausgangs
knoten 110 fließt, zu integrieren, um den Strom in eine Spannung umzu
wandeln.
Die Pull-up-Stromquelle 102 weist einen Stromspiegel auf, der aus den
PMOS-Transistoren 112 und 114 aufgebaut ist, und die Pull-down-
Stromquelle 106 weist einen Stromspiegel auf, der aus den NMOS-
Transistoren 118 und 120 aufgebaut ist. Die erste Schalteinrichtung 104
und die zweite Schalteinrichtung 108 weisen einen PMOS-Transistor bzw.
einen NMOS-Transistor auf. Die konventionelle Ladungspumpenschaltung
der Fig. 1 ist jedoch dahingehend nachteilig, dass aufgrund der Überlap
pungskapazität Gate-Drain Cca der ersten Schalteinrichtung 104 und der
Überlappungskapazität Gate-Drain Ccb der zweiten Schalteinrichtung 108
ein Koppelungseffekt auftritt. Der Koppelungseffekt bezieht sich auf das
Einkoppeln eines Signals am Ausgangsknoten 110, d. h. einer Wellenform
eines Ausgangssignals Vo, aufgrund der Überlappungskapazitäten Cca
und Ccb, wenn die Niveauwerte eines Pump-up-Steuersignals PU und ei
nes Pump-down-Steuersignals PD verändert werden.
Bei der konventionellen, in der Fig. 1 gezeigten Ladungspumpenschaltung
liegt ein weiteres Problem dahingehend vor, dass aufgrund der parasitären
Kapazität Cpa, die an einer Verbindung N1 zwischen der Pull-up-
Stromquelle 102 und der ersten Schalteinrichtung 104 vorhanden ist, und
aufgrund der parasitären Kapazität Cpb, die an einer Verbindung N2 zwi
schen der Pull-down-Stromquelle 106 und der zweiten Schalteinrichtung
108 vorhanden ist, eine Ladungsinjektion auftritt. Speziell schwingt dann,
wenn die erste Schalteinrichtung 104 ein- oder ausgeschaltet wird, das Ni
veau der Verbindung N1 diskontinuierlich von einer Spannung VDD zu ei
ner Ausgangsspannung Vo oder umgekehrt. Weiter schwingt dann, wenn
die zweite Schalteinrichtung 108 ein- oder ausgeschaltet wird, das Niveau
der Verbindung N2 diskontinuierlich von einer Massespannung VSS auf
die Ausgangsspannung Vo oder umgekehrt. In diesem Fall werden Ladun
gen von den parasitären Kapazitäten Cpa und Cpb injiziert, und die injizier
ten Ladungen werden mit dem Integrierkondensator Cint geteilt. Dieser Ef
fekt wird als Ladungsinjektion bezeichnet.
Die Tatsache, dass Koppelung und Ladungsinjektion auftreten, kann zu
Integrationsfehlern führen. Bei der konventionellen Ladungspumpenschal
tung der Fig. 1 tritt dann, wenn ein Zyklus oder mehreren Zyklen der
Pump-up- und Pump-down-Steuersignale PU und PD fehlen, keine Koppe
lung auf, aber die Ladungsinjektion ist immer noch vorhanden.
Fig. 2 ist ein Prinzipschaltbild eines weiteren Beispiels einer konventionel
len Ladungspumpenschaltung des Typs, wie er in "Digital System Enginee
ring" beschrieben ist, bei dem beabsichtigt ist, den Effekt der Ladungsin
jektion zu vermeiden. Zusätzlich zu den Komponenten der Ladungspum
penschaltung der Fig. 1 weist die in der Fig. 2 gezeigte konventionelle La
dungspumpenschaltung weiter eine Schalteinrichtung 104a auf, die zwi
schen die Pull-up-Stromquelle 102 und einen Kompensationsausgangs
knoten 111 eingebunden ist und die in Reaktion auf ein invertiertes Pump
up-Steuersignal PU überstrichen geschaltet wird, sowie eine Schalteinrich
tung 108a, die zwischen den Kompensationsausgangsknoten 111 und die
Pull-down-Stromquelle 106 geschaltet ist und die in Reaktion auf ein inver
tiertes Pump-down-Steuersignal PD geschaltet wird, und einen Puffer 122
mit Verstärkungsfaktor 1, dessen Eingangsanschluss mit dem Ausgangs
knoten 110 und dessen Ausgangsanschluss mit dem Kompensationsaus
gangsknoten 111 verbunden ist.
Bei der konventionellen Ladungspumpenschaltung der Fig. 2 werden die
Spannung des Kompensationsausgangsknoten 111 und die Spannung des
Ausgangsknotens 110 durch den Puffer 122 mit Verstärkungsfaktor 1 auf
das gleiche Niveau gebracht. Da entweder die Schalteinrichtung 104 oder
die Schalteinrichtung 104a sowie entweder die Schalteinrichtung 108 oder
die Schalteinrichtung 108a immer eingeschaltet sind, schwingen die Ni
veaus der Verbindung N1 und der Verbindung N2 nicht diskontinuierlich.
Dem gemäß kann dies eine Ladungsinjektion verhindern.
Die in der Fig. 2 gezeigte Ladungspumpenschaltung erfordert jedoch eine
ideale Verstärkung und einen idealen Offset des Puffers 122 mit Verstär
kungsfaktor 1 und eine sehr schnelle Antwortzeit. Mit anderen Worten
muss der Ausgangswiderstand des Puffers 122 mit Verstärkungsfaktor 1
sehr klein sein und seine Betriebsgeschwindigkeit muss sehr hoch sein.
Daher hat die Ladungspumpenschaltung Nachteile dahingehend, dass zur
Erzielung dieser Eigenschaften die Layout-Fläche des Puffers 122 mit Ver
stärkungsfaktor 1 vergrößert werden muss und dass viel Strom aufge
nommen wird.
Um die vorstehend genannten Probleme zu lösen, soll mit der vorliegen
den Erfindung eine Ladungspumpenschaltung bereitgestellt werden, mit
der der Koppelungseffekt und die Ladungsinjektion verhindert werden kön
nen, ohne eine Vergrößerung der Layout-Fläche und der Energieaufnahme
zu verursachen.
Um diese Aufgabenstellung zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine
Ladungspumpenschaltung mit einem Ausgangsknoten, einer ersten
Stromquelle zum Liefern eines Pump-up-Stroms an den Ausgangsknoten
und einer ersten Schalteinrichtung bereit, die einerseits mit einem ersten
Referenzspannungsknoten und andererseits der ersten Stromquelle ver
bunden ist und die in Reaktion auf ein Pump-up-Steuersignal geschaltet
wird. Eine zweite Stromquelle entnimmt einen Pump-down-Strom aus dem
Ausgangsknoten, und eine zweite Schalteinrichtung ist einerseits mit der
zweiten Stromquelle und andererseits mit einem zweiten Referenzspan
nungsknoten verbunden und wird in Reaktion auf ein Pump-down-
Steuersignal geschaltet.
Die Ladungspumpenschaltung weist weiter einen ersten Ersatz-
Kondensator auf, dessen einer Anschluss mit einer Verbindung zwischen
der ersten Schalteinrichtung und der ersten Stromquelle verbunden ist,
sowie einen zweiten Ersatz-Kondensator, dessen einer Anschluss mit einer
Verbindung zwischen der zweiten Schalteinrichtung und der zweiten
Stromquelle verbunden ist. An den jeweils gegenüberliegenden Anschlüs
sen des ersten und des zweiten Ersatz-Kondensators liegt ein invertiertes
Pump-up-Steuersignal bzw. ein invertiertes Pump-down-Steuersignal an.
Vorteilhafterweise weist die erste Stromquelle einen Stromspiegel zum Be
reitstellen des Pump-up-Stroms in Abhängigkeit eines vorbestimmten Re
ferenzstroms auf. Die zweite Stromquelle weist einen Stromspiegel zum
Bereitstellen des Pump-down-Stroms in Abhängigkeit des vorbestimmten
Referenzstroms auf.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Ladungspumpenschaltung mit
ersten bis vierten Stromquellen, ersten bis vierten Schalteinrichtungen und
ersten bis vierten Ersatz-Kondensatoren bereit. Die erste Stromquelle lie
fert einen ersten Pump-up-Strom an den ersten Ausgangsknoten, und die
zweite Stromquelle entnimmt einen ersten Pump-down-Strom aus dem
ersten Ausgangsknoten. Die erste Schalteinrichtung ist einerseits mit ei
nem Versorgungsspannungsknoten und andererseits der ersten Strom
quelle verbunden und wird in Reaktion auf ein Pump-up-Steuersignal ge
schaltet, wohingegen die zweite Schalteinrichtung mit der zweiten Strom
quelle und einem Massespannungsknoten verbunden ist und in Reaktion
auf ein Pump-down-Steuersignal geschaltet wird. Die dritte Stromquelle
gibt einen zweiten Pump-up-Strom an den zweiten Ausgangsknoten ab,
und die vierte Stromquelle nimmt einen zweiten Pump-down-Strom von
dem zweiten Ausgangsknoten auf. Die dritte Schalteinrichtung ist einer
seits mit dem Versorgungsspannungsknoten und andererseits der dritten
Stromquelle verbunden und wird in Reaktion auf ein invertiertes Pump-up-
Steuersignal geschaltet. Die vierte Schalteinrichtung ist einerseits mit der
vierten Stromquelle und andererseits mit dem Massespannungsknoten
verbunden und wird in Reaktion auf ein invertiertes Pump-down-
Steuersignal geschaltet.
Ein Anschluss des ersten Ersatz-Kondensators ist mit einer Verbindung
zwischen der ersten Schalteinrichtung und der ersten Stromquelle verbun
den, wohingegen am anderen Anschluss ein invertiertes Pump-up-
Steuersignal anliegt. Ein Anschluss des zweiten Ersatz-Kondensators ist
mit einer Verbindung zwischen der zweiten Schalteinrichtung und der zwei
ten Stromquelle verbunden, wohingegen am anderen Anschluss ein inver
tiertes Pump-down-Steuersignal anliegt. Ein Anschluss des dritten Ersatz-
Kondensators ist mit einer Verbindung zwischen der dritten Schalteinrich
tung und der dritten Stromquelle verbunden, wohingegen an dem anderen
Anschluss ein invertiertes Pump-up-Steuersignal anliegt. Ein Anschluss
des vierten Ersatz-Kondensators ist mit einer Verbindung zwischen der
vierten Schalteinrichtung und der vierten Stromquelle verbunden, wohin
gegen an dem anderen Anschluss ein invertiertes Pump-down-
Steuersignal anliegt.
Vorzugsweise weist die erste Stromquelle einen Stromspiegel auf, um den
ersten Pump-up-Strom in Abhängigkeit eines vorbestimmten Referenz
stroms bereitzustellen. Die zweite Stromquelle weist einen Stromspiegel
auf, um den ersten Pump-down-Strom in Abhängigkeit des vorbestimmten
Referenzstroms bereitzustellen. Die dritte Stromquelle weist einen Strom
spiegel auf, um den zweiten Pump-up-Strom in Abhängigkeit des vorbe
stimmten Referenzstroms bereitzustellen. Die vierte Stromquelle weist ei
nen Stromspiegel, um den zweiten Pump-down-Strom in Abhängigkeit des
vorbestimmten Referenzstroms bereitzustellen.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh
rungsbeispiele der Erfindung in bezug auf die Zeichnungen. In den Zeich
nungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansich
ten gleiche Bauteile. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maß
stabsgerecht, vielmehr wird Wert auf die Darstellung der der Erfindung
zugrundeliegenden Prinzipien gelegt.
Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild mit einem Beispiel einer konventionellen
Ladungspumpenschaltung,
Fig. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild mit einem weiteren Beispiel einer
konventionellen Ladungspumpenschaltung,
Fig. 3 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Ladungspumpenschaltung gemäß
einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 zeigt eine Darstellung der Wellenformen von Signalen während des
Betriebs der Ladungspumpenschaltung gemäß der ersten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Ladungspumpenschaltung gemäß
einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 zeigt eine Darstellung der Wellenform von Signalen während des
Betriebs der Ladungspumpenschaltung gemäß der zweiten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung und
Fig. 7 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Ladungspumpenschaltung gemäß
einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 weist eine Ladungspumpenschaltung
gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Pull
up-Stromquelle 302, eine erste Schalteinrichtung 304, eine Pull-down-
Stromquelle 306, eine zweite Schalteinrichtung 308, einen Integrier-
Kondensator Cint und eine Referenzstromquelle 316 auf.
Die Pull-up-Stromquelle 302 liefert einen Pump-up-Strom Ipu an einen
Ausgangsknoten 310 in Abhängigkeit eines vorbestimmten Referenz
stroms Iref, der ausgehend von der Referenzstromquelle 316 fließt. Die
Pull-up-Stromquelle 302 weist einen Stromspiegel, der aus den PMOS-
Transistoren 313 und 314 besteht, und einen PMOS-Transistor 312 auf,
der einerseits mit dem PMOS-Transistor 313 und andererseits mit einem
Versorgungsspannungsknoten VDD verbunden ist und an dessen Gate-
Anschluss eine Massespannung VSS angelegt ist. Die erste Schalteinrich
tung 304 besteht bei der ersten Ausführungsform aus einem PMOS-
Transistor, der einerseits mit einer Versorgungsspannung VDD und ande
rerseits mit der Pull-up-Stromquelle 302 verbunden ist und der in Abhän
gigkeit eines Pump-up-Steuersignals PU geschaltet wird. Die Größe des
PMOS-Transistors 312 ist vorzugsweise gleich wie die des PMOS-
Transistors der ersten Schalteinrichtung 304, und die Größe des PMOS-
Transistors 313 ist vorzugsweise die gleiche wie die des PMOS-
Transistors 314.
Die Pull-down-Stromquelle 306 entnimmt einen Pump-down-Strom Ipd aus
dem Ausgangsknoten 310 in Abhängigkeit eines vorbestimmten Referenz
stroms Iref, der ausgehend von der Referenzstromquelle 316 fließt. Die
Pull-down-Stromquelle 306 weist einen Stromspiegel, der aus den NMOS-
Transistoren 319 und 310 besteht, und einen NMOS-Transistor 318 auf,
der einerseits mit dem NMOS-Transistor 319 und andererseits mit einem
Massespannungsknoten VSS verbunden ist, und an dessen Gate-
Anschluss eine Versorgungsspannung VDD anliegt. Die zweite Schaltein
richtung 308, die gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus einem
NMOS-Transistor besteht, ist einerseits mit einer Massespannung VSS
und andererseits mit der Pull-down-Stromquelle 306 verbunden und wird in
Abhängigkeit eines Pump-down-Steuersignals PD geschaltet. Die Größe
des NMOS-Transistors 318 ist vorzugsweise gleich wie die Größe des
NMOS-Transistors der zweiten Schalteinrichtung 308, und die Größe des
NMOS-Transistors 319 ist vorzugsweise gleich wie die des NMOS-
Transistors 320. Der Integrier-Kondensator Cint ist mit dem Ausgangskno
ten 310 und einem Massespannungsknoten VSS verbunden und integriert
einen Strom, der durch den Ausgangsknoten 310 fließt, um diesen Strom
in ein Ausgangsknotensignal Vo umzusetzen.
Der Betrieb der Ladungspumpenschaltung gemäß der ersten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3
beschrieben. Hierbei wird angenommen, dass die Größe des PMOS-
Transistors 312 gleich ist wie die des PMOS-Transistors der ersten Schalt
einrichtung 304 und dass die Größe des PMOS-Transistors 313 gleich ist
wie die des PMOS-Transistors 314. Weiterhin wird angenommen, dass die
Größe des NMOS-Transistors 318 gleich ist wie die des NMOS-Transistors
der zweiten Schalteinrichtung 308 und dass die Größe des NMOS-
Transistors 319 gleich ist wie die des NMOS-Transistors 320.
Wenn ein Pump-up-Signal PU logisch "niedrig" ist, wird der Widerstand der
ersten Schalteinrichtung 304 gleich zu dem Widerstand des PMOS-
Transistors 312, und ein Pump-up-Strom Ipu mit demselben Wert wie der
Referenzstrom Iref wird an dem Ausgangsknoten 310 bereitgestellt. Ein
Signal Vo, das an dem Ausgangsknoten 310 ausgegeben wird, wird ent
sprechend hochgezogen. Auf der anderen Seite wird dann, wenn das
Pump-up-Signal PU logisch "hoch" ist, die erste Schalteinrichtung 304
ausgeschaltet und der Pump-up-Strom Ipu wird zu null.
In gleicher Weise wird dann, wenn ein Pump-down-Steuersignal PD lo
gisch "hoch" ist, der Widerstand der zweiten Schalteinrichtung 308 gleich
zu dem des NMOS-Transistors 318, und ein Pump-down-Strom Ipd mit
demselben Wert wie eine Referenzstrom Iref wird an dem Ausgangsknoten
310 entnommen. Entsprechend wird ein Signal Vo, das an dem Ausgangs
knoten 310 ausgegeben wird, heruntergezogen. Wenn das Pump-down-
Steuersignal PD logisch "niedrig" ist, wird die zweite Schalteinrichtung 308
ausgeschaltet und der Pump-down-Strom Ipd wird zu null.
Fig. 4 ist eine Darstellung der Wellenformen von Signalen während des
Betriebs der Ladungspumpenschaltung gemäß der ersten Ausführungs
form der Erfindung, die in Fig. 3 dargestellt ist. Hier bezeichnet IN die
Pump-up- und Pump-down-Steuersignale PU und PD, wobei das Pump
up-Steuersignal PU gleich dem Pump-down-Steuersignal PD ist. Eine La
dungsinjektion, verursacht durch eine parasitäre Kapazität Cpa an einer
Verbindung N3 zwischen der ersten Schalteinrichtung 304 und der Pull-up-
Stromquelle 302, und aufgrund einer parasitären Kapazität Cpb an einer
Verbindung N4 zwischen der zweiten Schalteinrichtung 308 und der Pull
down-Stromquelle 306, wird nachstehend beschrieben.
Wenn die erste Schalteinrichtung eingeschaltet oder ausgeschaltet wird,
verändert sich das Niveau der Verbindung N3. Beispielsweise liegt das Ni
veau der Verbindung N3 dann, wenn die erste Schalteinrichtung 304 ein
geschaltet ist, im wesentlichen auf einer Versorgungsspannung VDD und
dann, wenn die erste Schalteinrichtung 304 ausgeschaltet ist, hat das Ni
veau der Verbindung N3 einen Wert, der durch die folgende Gleichung (1)
ausgedrückt werden kann:
Vn3 = VGP + |VTP| (1)
Hier bezeichnen VGP und VTP die Gatespannung bzw. die Schwellen
spannung des PMOS-Transistors 314. Hinsichtlich der Tatsache, dass der
PMOS-Transistor 312 immer ausgeschaltet ist, kann VGP durch die fol
gende Gleichung (2) ausgedrückt werden.
VGP = VCC - VSG (2)
Hier bezeichnet VCC und VSG eine Versorgungsspannung bzw. eine
Spannung zwischen einem Source-Anschluss und einem Gate-Anschluss
des PMOS-Transistors 313. Falls Gleichung (2) in Gleichung (1) eingesetzt
wird, hat das Niveau der Verbindung N3 dann, wenn die erste Schaltein
richtung 304 ausgeschaltet ist, einen Wert, der durch die folgende Glei
chung (3) ausgedrückt werden kann.
Vn3 = VCC - VSG + |VTP| (3)
Daher kann eine Schwingungsbreite V1 des Niveaus der Verbindung N3,
die in der Wellenformdarstellung der Fig. 4 gezeigt ist, durch die folgende
Gleichung (4) ausgedrückt werden.
V1 = VCC - (VCC-VSG + |VTP|)
= VSG - |VTP| (4)
= VSG - |VTP| (4)
Weiter schwankt dann, wenn die zweite Schalteinrichtung 308 eingeschal
tet oder ausgeschaltet ist, das Niveau einer Verbindung N4. Mit anderen
Worten liegt dann, wenn die zweite Schalteinrichtung 308 eingeschaltet ist,
das Niveau der Verbindung N4 im wesentlichen auf einer Massespannung
VSS, d. h. 0 Volt, und dann, wenn sie ausgeschaltet ist, hat das Niveau der
Verbindung N4 einen Wert, der durch die folgende Gleichung (5) ausge
drückt werden kann.
Vn4 = VGN - VTN (5)
Hier bezeichnen VGN und VTN die Gatespannung bzw. die Schwellen
spannung des NMOS-Transistors 320. Da der NMOS-Transistor 318 im
mer eingeschaltet ist, kann VGN durch die folgende Gleichung (6) ausge
drückt werden.
VGN = VGS (6)
Hier bezeichnet VGS eine Spannung zwischen einem Gate-Anschluss und
einem Source-Anschluss des NMOS-Transistors 319. Falls Gleichung (6)
in Gleichung (5) eingesetzt wird, kann dann, wenn die zweite Schalteinrich
tung 308 ausgeschaltet ist, ein Wert des Niveaus der Verbindung N4 durch
die folgende Gleichung (7) ausgedrückt werden.
Vn4 = VGS - VTN (7)
Folglich kann eine Schwingungsbreite V2 des Niveaus der Verbindung N4,
die in der Wellenformdarstellung der Fig. 4 gezeigt ist, durch die folgende
Gleichung (8) ausgedrückt werden.
V2 = VGS - VTN (8)
Schließlich kann eine Ladungsinjektion, die durch Schwingungen der Ni
veaus der Verbindungen N3 und N4 verursacht ist, durch die folgende
Gleichung (9) ausgedrückt werden.
V1(Injektion) + V2(Injektion) = (VSG - |VTP|.Cpa/(Cint + Cpa) -
(VGS - VTN).Cpb/(Cint + Cpb) (9)
(VGS - VTN).Cpb/(Cint + Cpb) (9)
Hier bezeichnen V1(Injektion) und V2(Injektion) eine Ladungsinjektion auf
grund einer Schwingung des Niveaus der Verbindung N3 bzw. eine La
dungsinjektion aufgrund einer Schwingung des Niveaus der Verbindung
N4.
Wie sich aus den Gleichungen (4) und (8) ergibt, sind bei der Ladungs
pumpenschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung die
Schwingungsbreite V1 des Niveaus der Verbindung N3 und die Schwin
gungsbreite V2 des Niveaus der Verbindung N4 im Vergleich zum Stand
der Technik verringert. Weiter kann aus Gleichung (9) entnommen werden,
dass eine Ladungsinjektion von einem Ausgangssignal Vo abhängt. Bei der
Ladungspumpenschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfin
dung kann eine Ladungsinjektion daher vermieden werden, indem die
Größen der PMOS-Transistoren 313 und 314 und der NMOS-Transistoren
319 und 320 bestimmt werden oder indem eine Ersatz-Kapazität an der
Verbindung N3 oder N4 angebracht wird, um die Werte Cpa und Cpb ein
zustellen, so dass die folgende Gleichung (10) gebildet werden kann. Dies
bedeutet, dass ein Integrationsfehler aufgrund der Ladungsinjektion ver
mieden werden kann.
(VSG - |VTP|)/(VGS - VTN) = Cpb/Cpa (10)
Beispielsweise wird dann, wenn ein Steilheitsparameter Kp der PMOS-
Transistoren den halben Wert eines Steilheitsparameters Kn der NMOS-
Transistoren beträgt, vorausgesetzt eine Kanalbreite des PMOS-
Transistors 314 ist doppelt so groß wie eine Kanalbreite des NMOS-
Transistors 314, wird (VSG - |VTP| gleich zu (VSG - VTN). Falls ein
NMOS-Transistor, dessen Größe gleich ist wie die des NMOS-Transistors
320 und der stets ausgeschaltet ist, mit der Verbindung N4 verbunden
wird, wird Cpa gleich zu Cpb. In diesem Fall wird eine Ladungsinjektion,
die durch die Gleichung (10) ausgedrückt wird, zu null, so dass ein Integra
tionsfehler, der durch die Ladungsinjektion verursacht ist, vermieden wer
den kann.
Als nächstes wird ein Koppelungseffekt aufgrund einer Überlappungskapa
zität Cca zwischen einem Gate-Anschluss und einem Drain-Anschluss der
ersten Schalteinrichtung 304 und einer Überlappungskapazität Ccb zwi
schen einem Gate-Anschluss und einem Drain-Anschluss der zweiten
Schalteinrichtung 308 beschrieben. Bei der Ladungspumpenschaltung der
Fig. 3 ist die erste Schalteinrichtung 304 einerseits mit einem Versor
gungsspannungsknoten VDD und andererseits mit der Pull-up-Stromquelle
302 verbunden, und die zweite Schalteinrichtung 308 ist einerseits mit ei
nem Massespannungsknoten VSS und andererseits der Pull-down-
Stromquelle 306 verbunden, so dass dann, wenn die Niveaus der Pull-up-
und Pull-down-Steuersignale PU und PD verändert werden, die Koppelung
durch die Überlappungskapazitäten Cca und Ccb die Verbindung N3 oder
N4 beeinflusst.
Wie in der Wellenform-Darstellung der Fig. 4 gezeigt ist, steigt das Span
nungsniveau der Verbindung N3 durch einen Koppelungseffekt aufgrund
der Überlappungskapazität Cca in dem Moment sofort an, indem die erste
Schalteinrichtung 304 von einem eingeschalteten Zustand in einen ausge
schalteten Zustand übergeht, d. h., in dem Moment, in dem Signal IN von
einem logisch "niedrigen" Zustand in einen logisch "hohen" Zustand über
geht. Dem gemäß fließt ein Strom, der geringfügig größer ist als ein Refe
renzstrom Iref durch den PMOS-Transistor 314 und die parasitäre Kapazi
tät Cpa beginnt sich zu entladen. Folglich wird das Spannungsniveau der
Verbindung N3 exponentiell verringert und der Betrag eines Entladestroms,
der durch den PMOS-Transistor 314 fließt, wird allmählich verringert, so
dass das Spannungsniveau der Verbindung N3, wie in Gleichung (1) ge
zeigt, VGP + |VTP| beträgt.
Auch wird das Spannungsniveau der Verbindung N3 durch einen Koppe
lungseffekt aufgrund der Überlappungskapazität Cca sofort in dem Moment
verringert, in dem die erste Schalteinrichtung 304 von einem ausgeschalte
ten Zustand in einen eingeschalteten Zustand übergeht, d. h., in dem das
Signal IN von einem logisch "hohen" Zustand in einen logisch "niedrigen"
Zustand übergeht. Da eine Spannung VDS zwischen einem Drain-
Anschluss und einem Source-Anschluss der ersten Schalteinrichtung 304
entsprechend angehoben wird, fließt ein großer Strom durch die erste
Schalteinrichtung 304, und die parasitäre Kapazität Cpa beginnt sich
aufzuladen. In diesem Fall ist der Ladestrom relativ groß, so dass das
Spannungsniveau der Verbindung N3 sehr schnell stabilisiert wird, wie in
der Wellenform-Darstellung der Fig. 4 gezeigt ist. Da der Betrieb dann,
wenn die zweite Schalteinrichtung 308 von einem eingeschalteten Zustand
in einen ausgeschalteten Zustand und umgekehrt übergeht, gleich zu dem
zuvor beschriebenen Betrieb ist, wird auf eine detaillierte Darstellung die
ses Betriebs verzichtet.
Wie zuvor beschrieben wurde, ist dann, wenn die erste und die zweite
Schalteinrichtung 304 und 308 von einem eingeschalteten Zustand in ei
nen ausgeschalteten Zustand übergehen, die Geschwindigkeit, mit der ein
Strom des PMOS-Transistors 314 abgeschaltet wird, langsam, so dass die
Wellenform eines Ausgangssignals Vo nicht linear ist sondern einen leich
ten Überschwinger aufweist. In diesem Fall kann dann, wenn die Abschalt
geschwindigkeiten der ersten und der zweiten Schalteinrichtung 304 und
308 verschieden voneinander sind, d. h., wenn die Werte von Cpa und Cpb
unterschiedlich sind, ein Integrationsfehler verursacht werden.
Bei der Ladungspumpenschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der
Erfindung sind die Größen der PMOS-Transistoren 313 und 314 und der
NMOS-Transistoren 319 und 320 daher aufeinander abgestimmt, so dass
der Wert Cpa gleich dem Wert Cpb ist, wodurch ein Koppelungseffekt ver
mieden wird. Als weiteres Mittel zum Vermeiden des Koppelungseffekts
kann ein Ersatz-Koppelungskondensator wie in der Fig. 5 gezeigt ange
ordnet werden, so dass die Überlappungskapazitäten Cca und Ccb, die
den Koppelungseffekt verursachen, ausgeglichen werden können.
Fig. 5 ist ein Prinzipschaltbild einer Ladungspumpenschaltung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 6 ist eine Wellenform-
Darstellung von Signalen während des Betriebs der Ladungspumpenschal
tung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 5 ge
zeigt ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 weist die Ladungspumpenschaltung ge
mäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung eine Pull-up-Stromquelle
302, eine erste Schalteinrichtung 304, eine Pull-down-Stromquelle 306,
eine zweite Schalteinrichtung 308, einen Integrierkondensator Cint und ei
ne Referenzstromquelle 316 auf, wie die Ladungspumpenschaltung gemäß
der ersten Ausführungsform. Die Ladungspumpenschaltung gemäß der
zweiten Ausführungsform der Erfindung weist weiterhin einen ersten Er
satz-Kondensator 501, dessen einer Anschluss mit einer Verbindung N3
zwischen der ersten Schalteinrichtung 304 und der Pull-up-Stromquelle
302 verbunden ist, und einen zweiten Ersatz-Kondensator 502 auf, dessen
einer Anschluss mit einer Verbindung N4 zwischen der zweiten Schaltein
richtung 308 und der Pull-down-Stromquelle 306 verbunden ist.
An dem anderen Anschluss des ersten Ersatz-Kondensators 501 liegt ein
invertiertes Pump-up-Steuersignal PU an, und an dem anderen Anschluss
des zweiten Ersatz-Kondensators 502 liegt ein invertiertes Pump-down-
Steuersignal PD an. Folglich tritt bei der Ladungspumpenschaltung gemäß
der zweiten Ausführungsform der Erfindung kein Koppelungseffekt auf, da
die Überlappungskapazität Cca und Ccb durch den ersten Ersatz-
Kondensator 501 und den zweiten Ersatz-Kondensator 502 ausgeglichen
werden. Wie in der Wellenform-Darstellung der Fig. 6 gezeigt ist, ist die
Wellenform eines Ausgangssignals Vo linear ohne Überschwinger.
Fig. 7 ist ein Prinzipschaltbild einer Ladungspumpenschaltung gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung. Unter Bezugnahme auf die Fig. 7
weist die Ladungspumpenschaltung gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung eine erste Pull-up-Stromquelle 302, eine erste Schalteinrich
tung 304, eine erste Pull-down-Stromquelle 306, eine zweite Schalteinrich
tung 308, einen ersten Integrierkondensator Cint1, eine Referenzstrom
quelle 316, einen ersten Ersatz-Kondensator 501 und einen zweiten Er
satz-Kondensator 502 auf. Die Ladungspumpenschaltung gemäß der drit
ten Ausführungsform weist weiter eine zweite Pull-up-Stromquelle 702, ei
ne dritte Schalteinrichtung 704, eine zweite Pull-down-Stromquelle 706,
eine vierte Schalteinrichtung 708, einen zweiten Integrierkondensator
Cint2, einen dritten Ersatz-Kondensator 701 und einen vierten Ersatz-
Kondensator 702 auf.
Die zweite Pull-up-Stromquelle 702 liefert in Abhängigkeit eines vorbe
stimmten Referenzstroms Iref, der von der Referenzstromquelle 316 aus
geht, einen Pump-up-Strom Ipu2 an einen invertierten Ausgangsknoten
710. Die zweite Pull-up-Stromquelle 702 weist einen Stromspiegel, beste
hend aus den PMOS-Transistoren 313 und 714, und einen PMOS-
Transistor 312 auf. Die dritte Schalteinrichtung 704 weist einen PMOS-
Transistor auf, der einerseits mit einem Versorgungsspannungsknoten
VDD und andererseits mit der zweiten Pull-up-Stromquelle 702 verbunden
ist und der in Reaktion auf ein invertiertes Pump-up-Steuersignal PU ge
schaltet wird. Die Größe des PMOS-Transistors in der dritten Schalteinrich
tung 704 ist vorzugsweise gleich wie die Größe eines PMOS-Transistors in
einer ersten Schalteinrichtung 304, und die Größe des PMOS-Transistors
714 ist vorzugsweise gleich wie die des PMOS-Transistors 313.
Die zweite Pull-down-Stromquelle 706 entnimmt einen Pump-down-Strom
Ipd2 aus dem invertierten Ausgangsknoten 710 entsprechend einem vor
bestimmten Referenzstrom Iref, der von der Referenzstromquelle 316 aus
geht. Die Pull-down-Stromquelle 706 weist einen Stromspiegel, bestehend
aus den NMOS-Transistoren 319 und 720, und einen NMOS-Transistor
318 auf. Die vierte Schafteinrichtung 708 weist einen NMOS-Transistor auf
und ist einerseits mit einem Massespannungsknoten VSS und andererseits
mit der zweiten Pull-down-Stromquelle 706 verbunden und wird in Reakti
on auf ein invertiertes Pump-down-Steuersignal PD geschaltet. Die Größe
des NMOS-Transistors in der vierten Schalteinrichtung 708 ist vorzugswei
se gleich der Größe eines NMOS-Transistors in der zweiten Schalteinrich
tung 308, und die Größe des NMOS-Transistors 720 ist vorzugsweise
gleich wie die Größe des NMOS-Transistors 319.
Der zweite Integrierkondensator Cint2 ist einerseits mit dem invertierten
Ausgangsknoten 710 und andererseits mit einem Massespannungsknoten
VSS verbunden und integriert einen Strom, der durch den invertierten Aus
gangsknoten 710 fließt, um den Strom in das invertierte Spannungssignal
Vo umzusetzen. Der dritte Ersatz-Kondensator 701 ist mit einer Verbin
dung N5 zwischen der dritten Schalteinrichtung 704 und der zweiten Pull-
up-Stromquelle 702 verbunden, und ein Pump-up-Steuersignal PU liegt an
ihm an. Der vierte Ersatz-Kondensator 702 ist mit einer Verbindung N6
zwischen der vierten Schalteinrichtung 708 und der zweiten Pull-down-
Stromquelle 706 verbunden, und ein Pump-down-Steuersignal PD liegt an
ihm an. Auf diese Weise tritt bei der Ladungspumpenschaltung gemäß der
dritten Ausführungsform der Erfindung vom Differentialtyp kein Koppe
lungseffekt auf, da Überlappungskapazitäten durch die ersten bis vierten
Ersatz-Kondensatoren 501, 502, 701 und 702 ausgeglichen sind.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird bei einer Ladungspumpenschal
tung gemäß der Erfindung eine Schalteinrichtung, die von einem Pump-up-
Steuersignal PU oder einem invertierten Signal PU gesteuert ist, zwischen
einen Versorgungsspannungsknoten und eine Pull-up-Stromquelle ge
schaltet, und eine Schalteinrichtung, die von einem Pump-down-
Steuersignal PD oder einem invertierten Signal PD gesteuert ist, wird zwi
schen einen Massenspannungsknoten und eine Pull-down-Stromquelle
geschaltet. Dies verringert die Schwingungsbreite der Niveaus der Verbin
dungen N3 und N5 und die Schwingungsbreite der Niveaus der Verbin
dungen N4 und N6 und macht eine Ladungsinjektion unabhängig von ei
nem Ausgangssignal Vo.
Folglich kann eine Ladungsinjektion durch Kontrollieren der Größen der
PMOS-Transistoren einer Pull-up-Stromquelle oder von NMOS-
Transistoren einer Pull-down-Stromquelle oder durch Hinzufügen von Er
satz-Kondensatoren zu den Verbindungen N3 und N5 oder den Verbin
dungen N4 und N6 zum Ausgleichen von parasitären Kapazitäten Cpa und
Cpb verhindert werden. Dadurch kann ein Integrationsfehler aufgrund einer
Ladungsinjektion vermieden werden.
Weiterhin kann in einer Ladungspumpenschaltung gemäß der Erfindung
ein Koppelungseffekt durch Kontrollieren der Größen von PMOS-
Transistoren einer Pull-up-Stromquelle und der Größen von NMOS-
Transistoren einer Pull-down-Stromquelle, so dass parasitäre Kapazitäten
Cpa und Cpb gleich zueinander sind, vermieden werden. Ein Koppelungs
effekt kann auch dadurch vermieden werden, dass ein Ersatz-
Koppelungskondensator mit den Verbindungen N3 und N5 oder den Ver
bindungen N4 und N6 verbunden wird, um Überlappungskapazitäten Cca
und Ccb auszugleichen. Auf diese Weise kann ein Integrationsfehler auf
grund eines Koppelungseffekts vermieden werden.
Dem gemäß kann mit einer Ladungspumpenschaltung gemäß der Erfin
dung eine Koppelung und ein Ladungsinjektion vermieden werden, ohne
eine Layout-Fläche oder eine Energieaufnahme zu vergrößern.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsfor
men beschrieben worden, es ist jedoch für den Fachmann klar, dass zahl
reiche Änderungen im Rahmen der folgenden Ansprüche ausgeführt wer
den können.
Claims (18)
1. Ladungspumpenschaltung mit:
einem Ausgangsknoten (310),
einer ersten Stromquelle (302) zum Liefern von Pump-up-Strom an den Ausgangsknoten (310),
einer ersten Schalteinrichtung (304), die einerseits mit einem ersten Referenzspannungsknoten und andererseits mit der ersten Stromquel le (302) verbunden ist und in Reaktion auf ein Pump-up-Steuersignal geschaltet wird,
einer zweiten Stromquelle (306) zum Entnehmen von Pump-down- Strom aus dem Ausgangsknoten (310) und
einer zweiten Schalteinrichtung (308), die einerseits mit der zweiten Stromquelle (306) und andererseits mit einem zweiten Referenzspan nungsknoten verbunden ist und in Reaktion auf ein Pump-down- Steuersignal geschaltet wird.
einem Ausgangsknoten (310),
einer ersten Stromquelle (302) zum Liefern von Pump-up-Strom an den Ausgangsknoten (310),
einer ersten Schalteinrichtung (304), die einerseits mit einem ersten Referenzspannungsknoten und andererseits mit der ersten Stromquel le (302) verbunden ist und in Reaktion auf ein Pump-up-Steuersignal geschaltet wird,
einer zweiten Stromquelle (306) zum Entnehmen von Pump-down- Strom aus dem Ausgangsknoten (310) und
einer zweiten Schalteinrichtung (308), die einerseits mit der zweiten Stromquelle (306) und andererseits mit einem zweiten Referenzspan nungsknoten verbunden ist und in Reaktion auf ein Pump-down- Steuersignal geschaltet wird.
2. Ladungspumpenschaltung nach Anspruch 1, mit:
einem ersten Ersatz-Kondensator (501), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N3) zwischen
der ersten Schalteinrichtung (304) und der ersten Stromquelle (302) verbunden ist und
einem zweiten Ersatz-Kondensator (502), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N4) zwischen
der zweiten Schalteinrichtung (308) und der zweiten Stromquelle (306) verbunden ist.
einem ersten Ersatz-Kondensator (501), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N3) zwischen
der ersten Schalteinrichtung (304) und der ersten Stromquelle (302) verbunden ist und
einem zweiten Ersatz-Kondensator (502), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N4) zwischen
der zweiten Schalteinrichtung (308) und der zweiten Stromquelle (306) verbunden ist.
3. Ladungspumpenschaltung nach Anspruch 2, worin an einem je
weiligen zweiten Anschluss des ersten Ersatz-Kondensators (501) und
des zweiten Ersatz-Kondensators (502) ein invertiertes Pump-up-
Steuersignal bzw. ein invertiertes Pump-down-Steuersignal anliegt.
4. Ladungspumpenschaltung nach einem der vorstehenden Ansprü
che, worin die erste Stromquelle (302) einen Stromspiegel zum Be
reitstellen des Pump-up-Stroms in Abhängigkeit eines vorbestimmten
Referenzstroms bereitstellt.
5. Ladungspumpenschaltung nach einem der vorstehenden Ansprü
che, worin die zweite Stromquelle (306) einen Stromspiegel zum Be
reitstellen des Pump-down-Stroms in Abhängigkeit eines vorbestimm
ten Referenzstroms bereitstellt.
6. Ladungspumpenschaltung nach einem der vorstehenden Ansprü
che, worin die erste Schalteinrichtung (304) einen PMOS-Transistor
aufweist, dessen Source-Anschluss mit dem ersten Referenzspan
nungsknoten verbunden ist, an dessen Gate-Anschluss das Pump-up-
Signal anliegt und dessen Drain-Anschluss mit der ersten Stromquelle
verbunden ist.
7. Ladungspumpenschaltung nach einem der vorstehenden Ansprü
che, worin die zweite Schalteinrichtung (308) einen NMOS-Transistor
aufweist, dessen Drain-Anschluss mit der zweiten Stromquelle (306)
verbunden ist, an dessen Gate-Anschluss das Pump-down-
Steuersignal anliegt und dessen Source-Anschluss mit dem zweiten
Referenzspannungsknoten verbunden ist.
8. Ladungspumpenschaltung mit:
einem ersten Ausgangsknoten (310),
einer ersten Stromquelle (302) zum Liefern eines ersten Pump-up- Stroms an den ersten Ausgangsknoten (310),
einer ersten Schalteinrichtung (304), die einerseits mit einem ersten Referenzspannungsknoten und andererseits mit der ersten Stromquel le (302) verbunden ist und die in Reaktion auf ein Pump-up- Steuersignal geschaltet wird,
einer zweiten Stromquelle (306) zum Entnehmen eines ersten Pump down-Stroms aus dem Ausgangsknoten (310),
eine zweite Schalteinrichtung (308), die einerseits mit der zweiten Stromquelle (306) und andererseits mit einem zweiten Referenz spannungsknoten verbunden ist und die in Reaktion auf ein Pump down-Steuersignal geschaltet wird,
einen zweiten Ausgangsknoten (710),
eine dritte Stromquelle (702) zum Liefern eines zweiten Pump-up- Stroms an den zweiten Ausgangsknoten (710),
eine dritte Schalteinrichtung (704), die einerseits mit dem ersten Refe renzspannungsknoten und der dritten Stromquelle (702) verbunden ist und die in Reaktion auf ein invertiertes Pump-up-Steuersignal ge schaltet wird,
eine vierte Stromquelle (706) zum Entnehmen eines zweiten Pump down-Stroms aus dem zweiten Ausgangsknoten (710) und eine vierte Schalteinrichtung (708), die mit der vierten Stromquelle (706) und dem zweiten Referenzspannungsknoten verbunden ist und die in Reaktion auf ein invertiertes Pump-down-Steuersignal geschal tet wird.
einem ersten Ausgangsknoten (310),
einer ersten Stromquelle (302) zum Liefern eines ersten Pump-up- Stroms an den ersten Ausgangsknoten (310),
einer ersten Schalteinrichtung (304), die einerseits mit einem ersten Referenzspannungsknoten und andererseits mit der ersten Stromquel le (302) verbunden ist und die in Reaktion auf ein Pump-up- Steuersignal geschaltet wird,
einer zweiten Stromquelle (306) zum Entnehmen eines ersten Pump down-Stroms aus dem Ausgangsknoten (310),
eine zweite Schalteinrichtung (308), die einerseits mit der zweiten Stromquelle (306) und andererseits mit einem zweiten Referenz spannungsknoten verbunden ist und die in Reaktion auf ein Pump down-Steuersignal geschaltet wird,
einen zweiten Ausgangsknoten (710),
eine dritte Stromquelle (702) zum Liefern eines zweiten Pump-up- Stroms an den zweiten Ausgangsknoten (710),
eine dritte Schalteinrichtung (704), die einerseits mit dem ersten Refe renzspannungsknoten und der dritten Stromquelle (702) verbunden ist und die in Reaktion auf ein invertiertes Pump-up-Steuersignal ge schaltet wird,
eine vierte Stromquelle (706) zum Entnehmen eines zweiten Pump down-Stroms aus dem zweiten Ausgangsknoten (710) und eine vierte Schalteinrichtung (708), die mit der vierten Stromquelle (706) und dem zweiten Referenzspannungsknoten verbunden ist und die in Reaktion auf ein invertiertes Pump-down-Steuersignal geschal tet wird.
9. Ladungspumpenschaltung nach Anspruch 8, mit:
einem ersten Ersatz-Kondensator (501), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N3) zwischen der ersten Schalteinrichtung (304) und der ersten Stromquelle (302) verbunden ist,
einem zweiten Ersatz-Kondensator (502), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N4) zwischen der zweiten Schalteinrichtung (308) und der zweiten Stromquelle (306) verbunden ist,
einem dritten Ersatz-Kondensator (701), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N5) zwischen der dritten Schalteinrichtung (704) und der dritten Stromquelle (702) verbunden ist und
einem vierten Ersatz-Kondensator (702), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N6) zwischen der vierten Schalteinrichtung (708) und der vierten Stromquelle (706) verbunden ist.
einem ersten Ersatz-Kondensator (501), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N3) zwischen der ersten Schalteinrichtung (304) und der ersten Stromquelle (302) verbunden ist,
einem zweiten Ersatz-Kondensator (502), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N4) zwischen der zweiten Schalteinrichtung (308) und der zweiten Stromquelle (306) verbunden ist,
einem dritten Ersatz-Kondensator (701), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N5) zwischen der dritten Schalteinrichtung (704) und der dritten Stromquelle (702) verbunden ist und
einem vierten Ersatz-Kondensator (702), dessen erster Anschluss mit einer Verbindung (N6) zwischen der vierten Schalteinrichtung (708) und der vierten Stromquelle (706) verbunden ist.
10. Ladungspumpenschaltung nach Anspruch 9, worin an einem
jeweiligen zweiten Anschluss des ersten Ersatz-Kondensators (501)
und des zweiten Ersatz-Kondensators (502) ein invertiertes Pump-up-
Steuersignal bzw. ein invertiertes Pump-down-Steuersignal anliegt
und worin an einem jeweiligen zweiten Anschluss des dritten Ersatz-
Kondensators (701) und des vierten Ersatz-Kondensators (702) das
Pump-up-Steuersignal bzw. das Pump-down-Steuersignal anliegt.
11. Ladungspumpenschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
worin die erste Stromquelle (302) einen Stromspiegel aufweist, um in
Abhängigkeit eines vorbestimmten Referenzstroms den ersten Pump
up-Strom bereitzustellen.
12. Ladungspumpenschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
worin die zweite Stromquelle (306) einen Stromspiegel aufweist, um in
Abhängigkeit eines vorbestimmten Referenzstroms, den ersten Pump
down-Strom bereitzustellen.
13. Ladungspumpenschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
worin die dritte Stromquelle (702) einen Stromspiegel aufweist, um in
Abhängigkeit eines vorbestimmten Referenzstroms, den zweiten
Pump-up-Strom bereitzustellen.
14. Ladungspumpenschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
worin die vierte Stromquelle (706) einen Stromspiegel aufweist, um in
Abhängigkeit eines vorbestimmten Referenzstroms, den zweiten
Pump-down-Strom bereitzustellen.
15. Ladungspumpenschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
worin die erste Schalteinrichtung (304) einen PMOS-Transistor auf
weist, dessen Source-Anschluss mit dem ersten Referenzspannungs
knoten verbunden ist, an dessen Gate-Anschluss das Pump-up-
Steuersignal angelegt wird und dessen Drain-Anschluss mit der ersten
Stromquelle (302) verbunden ist.
16. Ladungspumpenschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 15,
worin die zweite Schalteinrichtung (308) einen NMOS-Transistor auf
weist, dessen Drain-Anschluss mit der zweiten Stromquelle (306) ver
bunden ist, an dessen Gate-Anschluss das Pump-down-Steuersignal
angelegt wird und dessen Source-Anschluss mit dem zweiten Refe
renzspannungsknoten verbunden ist.
17. Ladungspumpenschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 16,
worin die dritte Schalteinrichtung (704) einen PMOS-Transistor auf
weist, dessen Source-Anschluss mit dem ersten Referenzspannungs
knoten verbunden ist, an dessen Gate-Anschluss ein invertiertes
Pump-up-Steuersignal angelegt wird und dessen Drain-Anschluss mit
der dritten Stromquelle (702) verbunden ist.
18. Ladungspumpenschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 17,
worin die vierte Schalteinrichtung (708) einen NMOS-Transistor auf
weist, dessen Drain-Anschluss mit der vierten Stromquelle (706) ver
bunden ist, an dessen Gate-Anschluss ein invertieres Pump-down-
Steuersignal angelegt wird und dessen Source-Anschluss mit dem
zweiten Referenzspannungsknoten verbunden ist.
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