JP2001111419A - チャージポンプ回路 - Google Patents
チャージポンプ回路Info
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- JP2001111419A JP2001111419A JP29202899A JP29202899A JP2001111419A JP 2001111419 A JP2001111419 A JP 2001111419A JP 29202899 A JP29202899 A JP 29202899A JP 29202899 A JP29202899 A JP 29202899A JP 2001111419 A JP2001111419 A JP 2001111419A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路規模を小さく保ちつつ、チャージポンプ
回路の電流精度を向上させる。 【解決手段】 ループフィルタの入力をチャージポンプ
回路の出力に接続し、ループフィルタを構成する演算増
幅器１５の基準電圧入力端子に接続し、チャージポンプ
回路を構成するカレントミラー回路の参照入力端子に接
続し、チャージポンプ回路の出力とカレントミラー回路
の参照入力端子を仮想短絡させ、カレントミラー回路の
参照入力端子と出力端子の電位を等しくすることによっ
て、カレントミラー回路のミラー精度を向上させ、チャ
ージポンプの出力精度を向上させる。
回路の電流精度を向上させる。 【解決手段】 ループフィルタの入力をチャージポンプ
回路の出力に接続し、ループフィルタを構成する演算増
幅器１５の基準電圧入力端子に接続し、チャージポンプ
回路を構成するカレントミラー回路の参照入力端子に接
続し、チャージポンプ回路の出力とカレントミラー回路
の参照入力端子を仮想短絡させ、カレントミラー回路の
参照入力端子と出力端子の電位を等しくすることによっ
て、カレントミラー回路のミラー精度を向上させ、チャ
ージポンプの出力精度を向上させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回路規模が小さ
く、かつ電荷の充電・放電精度が高いチャージポンプ回
路に関するものである。
く、かつ電荷の充電・放電精度が高いチャージポンプ回
路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のチャージポンプ回路は、ＰＬＬ回
路などでパルス信号をアナログ信号へ変換する機能を担
っている。以下、従来のチャージポンプ回路について説
明する。
路などでパルス信号をアナログ信号へ変換する機能を担
っている。以下、従来のチャージポンプ回路について説
明する。
【０００３】図５は従来のチャージポンプとループフィ
ルタの回路図である。図中５１と５２はそれぞれ充電・
放電の極性が逆になっているカレントミラー回路であ
り、このカレントミラー回路の出力端子の間に半導体ス
イッチ５３と５４が直列に接続され、この半導体スイッ
チ５３と５４を制御する制御入力信号線を有している。
ルタの回路図である。図中５１と５２はそれぞれ充電・
放電の極性が逆になっているカレントミラー回路であ
り、このカレントミラー回路の出力端子の間に半導体ス
イッチ５３と５４が直列に接続され、この半導体スイッ
チ５３と５４を制御する制御入力信号線を有している。
【０００４】半導体スイッチ５１と５２が接続されたノ
ードをチャージポンプ回路の出力とし、このノードから
ローパスフィルタを介して演算増幅器の逆相入力端子に
接続され、演算増幅器の出力からインピーダンスを介し
てローパスフィルタと演算増幅器の逆相入力端子が接続
されたノードに接続され、演算増幅器の正相入力端子は
バイアスされている。
ードをチャージポンプ回路の出力とし、このノードから
ローパスフィルタを介して演算増幅器の逆相入力端子に
接続され、演算増幅器の出力からインピーダンスを介し
てローパスフィルタと演算増幅器の逆相入力端子が接続
されたノードに接続され、演算増幅器の正相入力端子は
バイアスされている。
【０００５】以上のように構成されたチャージポンプ回
路とループフィルタについて、以下その動作について説
明する。
路とループフィルタについて、以下その動作について説
明する。
【０００６】チャージポンプ回路は、制御入力信号を相
反的に切替えることにより半導体スイッチ５３と５４を
相反的にオン・オフ動作をさせ、電荷の充電と放電を行
なうことができる。
反的に切替えることにより半導体スイッチ５３と５４を
相反的にオン・オフ動作をさせ、電荷の充電と放電を行
なうことができる。
【０００７】このチャージポンプ回路の出力に対し、演
算増幅器とインピーダンスで構成されるループフィルタ
５５で高周波ノイズの除去を行なっている。
算増幅器とインピーダンスで構成されるループフィルタ
５５で高周波ノイズの除去を行なっている。
【０００８】この回路の充電・放電特性は、カレントミ
ラー回路５１及び５２のミラー比に依存する構成となっ
ている。
ラー回路５１及び５２のミラー比に依存する構成となっ
ている。
【０００９】このため、ミラー比を向上させるためにカ
スコード型のカレントミラー回路を用いてカレントミラ
ー回路構成し、カレントミラー回路自身を高精度化する
手法や、カレントミラー回路５１と５２の参照入力端子
の間に常時オン状態の半導体スイッチ５６，５７を直列
に接続し、カレントミラー回路の入出力の負荷を等しく
することによりチャージポンプ回路の高精度化を計る手
法などが知られている。
スコード型のカレントミラー回路を用いてカレントミラ
ー回路構成し、カレントミラー回路自身を高精度化する
手法や、カレントミラー回路５１と５２の参照入力端子
の間に常時オン状態の半導体スイッチ５６，５７を直列
に接続し、カレントミラー回路の入出力の負荷を等しく
することによりチャージポンプ回路の高精度化を計る手
法などが知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成ではチャージポンプの充電・放電精度に誤差が
あり、問題となっていた。
来の構成ではチャージポンプの充電・放電精度に誤差が
あり、問題となっていた。
【００１１】本発明は上記従来の問題点を解決するため
のもので、回路規模が小さく、かつ電荷の充放電の精度
を向上することができるチャージポンプ回路を提供する
ことを目的とする。
のもので、回路規模が小さく、かつ電荷の充放電の精度
を向上することができるチャージポンプ回路を提供する
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のチャージポンプ回路は、ループフィルタを
構成している演算増幅器の正相入力端子にカレントミラ
ー回路の参照入力端子を接続することにより、他に回路
を追加することなく、カレントミラー回路のミラー比を
向上させる構成を有している。
に、本発明のチャージポンプ回路は、ループフィルタを
構成している演算増幅器の正相入力端子にカレントミラ
ー回路の参照入力端子を接続することにより、他に回路
を追加することなく、カレントミラー回路のミラー比を
向上させる構成を有している。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００１４】（第１実施形態）図１は、第１実施形態に
おけるチャージポンプ回路の充放電精度の向上を示す回
路図である。
おけるチャージポンプ回路の充放電精度の向上を示す回
路図である。
【００１５】図中３と４はＰＭＯＳからなる第一の極性
のトランジスタ（以下ＰＭＯＳという）であり、このＰ
ＭＯＳ３のゲートとドレインとＰＭＯＳ４のゲートを接
続することによって第１カレントミラー回路を構成して
いる。
のトランジスタ（以下ＰＭＯＳという）であり、このＰ
ＭＯＳ３のゲートとドレインとＰＭＯＳ４のゲートを接
続することによって第１カレントミラー回路を構成して
いる。
【００１６】一方、８と９と１０はＮＭＯＳからなる第
二の極性のトランジスタ（以下ＮＭＯＳという）であ
り、このＮＭＯＳ８のドレインとゲートとＮＭＯＳ９の
ゲートとＮＭＯＳ１０のドレインと電流源１１を接続す
ることによって第２カレントミラー回路を構成してい
る。
二の極性のトランジスタ（以下ＮＭＯＳという）であ
り、このＮＭＯＳ８のドレインとゲートとＮＭＯＳ９の
ゲートとＮＭＯＳ１０のドレインと電流源１１を接続す
ることによって第２カレントミラー回路を構成してい
る。
【００１７】１２と１３は半導体スイッチであり、この
半導体スイッチ１２と半導体スイッチ１３のそれぞれの
制御入力信号を有している。
半導体スイッチ１２と半導体スイッチ１３のそれぞれの
制御入力信号を有している。
【００１８】このチャージポンプ回路の出力は、ローパ
スフィルタ１４を介して演算増幅器１５の逆相入力端子
に接続され、演算増幅器１５の出力端子はインピーダン
ス１６を介してローパスフィルタ１４と演算増幅器１５
の逆相入力端子が接続されているノードに接続されてい
る。
スフィルタ１４を介して演算増幅器１５の逆相入力端子
に接続され、演算増幅器１５の出力端子はインピーダン
ス１６を介してローパスフィルタ１４と演算増幅器１５
の逆相入力端子が接続されているノードに接続されてい
る。
【００１９】この演算増幅器１５の正相入力端子は、Ｐ
ＭＯＳ３とＮＭＯＳ９のドレイン端子に接続されてい
る。尚、１、２は第一の極性の電源、５、６は第二の極
性の電源である。
ＭＯＳ３とＮＭＯＳ９のドレイン端子に接続されてい
る。尚、１、２は第一の極性の電源、５、６は第二の極
性の電源である。
【００２０】以上のように構成された本実施例のチャー
ジポンプ回路について、以下、その動作を説明する。
ジポンプ回路について、以下、その動作を説明する。
【００２１】半導体スイッチ１２と１３の制御入力信号
は、それぞれ相反的に切替え、半導体スイッチ１２と１
３をそれぞれ相反的にオン・オフ動作させることによ
り、チャージポンプ回路の出力の極性を切替えることが
できる。
は、それぞれ相反的に切替え、半導体スイッチ１２と１
３をそれぞれ相反的にオン・オフ動作させることによ
り、チャージポンプ回路の出力の極性を切替えることが
できる。
【００２２】このチャージポンプ回路に対し、ローパス
フィルタ１４と演算増幅器１５とインピーダンス１６で
構成されるループフィルタで高周波ノイズを除去してい
る。
フィルタ１４と演算増幅器１５とインピーダンス１６で
構成されるループフィルタで高周波ノイズを除去してい
る。
【００２３】チャージポンプ回路の出力の精度を良くす
るためには、第１カレントミラー回路と第２カレントミ
ラー回路のミラー比を向上させる必要がある。
るためには、第１カレントミラー回路と第２カレントミ
ラー回路のミラー比を向上させる必要がある。
【００２４】一般にカレントミラー回路のミラー比を向
上させるには、カレントミラー回路の参照入力端子と出
力端子の電位を等しくすることが知られている。
上させるには、カレントミラー回路の参照入力端子と出
力端子の電位を等しくすることが知られている。
【００２５】この第１カレントミラー回路と第２カレン
トミラー回路の参照入力端子を、演算増幅器１５の正相
入力端子に接続し、第１カレントミラー回路と第２カレ
ントミラー回路の参照入力と出力を仮想短絡することに
より、この参照入力と出力の電位が等しくなり、カレン
トミラー回路のミラー比が向上する。
トミラー回路の参照入力端子を、演算増幅器１５の正相
入力端子に接続し、第１カレントミラー回路と第２カレ
ントミラー回路の参照入力と出力を仮想短絡することに
より、この参照入力と出力の電位が等しくなり、カレン
トミラー回路のミラー比が向上する。
【００２６】図１の回路はこのような条件を満足するも
ので、チャージポンプ回路の出力電流の精度が向上し、
さらにこの効果を得るために追加した半導体素子もな
い。
ので、チャージポンプ回路の出力電流の精度が向上し、
さらにこの効果を得るために追加した半導体素子もな
い。
【００２７】以上のように本実施形態によれば、半導体
素子を追加せず、ループフィルタ用の演算増幅器１５を
応用する簡易な構成で、第１，第２カレントミラー回路
のミラー比を向上させ、チャージポンプ回路の出力精度
も向上する効果をもたらす。
素子を追加せず、ループフィルタ用の演算増幅器１５を
応用する簡易な構成で、第１，第２カレントミラー回路
のミラー比を向上させ、チャージポンプ回路の出力精度
も向上する効果をもたらす。
【００２８】（第２実施形態）以下、本発明の第２の実
施形態について図面を参照しながら説明する。図２は第
２の実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を示す回
路図である。
施形態について図面を参照しながら説明する。図２は第
２の実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を示す回
路図である。
【００２９】本実施形態の回路は、図１の第１，第２カ
レントミラー回路のどちらか一方をカスコード型のカレ
ントミラー回路２１に置き換えた回路構成としたもので
ある。
レントミラー回路のどちらか一方をカスコード型のカレ
ントミラー回路２１に置き換えた回路構成としたもので
ある。
【００３０】この構成によれば、さらにカレントミラー
回路の精度を向上させることができる。
回路の精度を向上させることができる。
【００３１】（第３実施形態）以下、本発明の第３の実
施形態について図面を参照しながら説明する。図３は第
３の実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を示す図
である。
施形態について図面を参照しながら説明する。図３は第
３の実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を示す図
である。
【００３２】本実施形態の回路は、図１の第１，第２カ
レントミラー回路の参照入力端子の間に、常時オン状態
の半導体スイッチ３１，３２を２個直列に接続する構成
としたものである。
レントミラー回路の参照入力端子の間に、常時オン状態
の半導体スイッチ３１，３２を２個直列に接続する構成
としたものである。
【００３３】この構成によれば、第１，第２カンレント
ミラー回路の出力につながる負荷と、参照入力端子につ
ながる負荷を等しくし、さらにカレントミラー回路の精
度を向上させることができる。
ミラー回路の出力につながる負荷と、参照入力端子につ
ながる負荷を等しくし、さらにカレントミラー回路の精
度を向上させることができる。
【００３４】（第４実施形態）以下、本発明の第４の実
施形態について図面を参照しながら説明する。図４は第
４の実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を示す図
である。
施形態について図面を参照しながら説明する。図４は第
４の実施形態に係るチャージポンプ回路の構成を示す図
である。
【００３５】本実施形態の回路は、図３のカレントミラ
ー回路の参照入力端子側の半導体スイッチが接続された
ノードの間に、制御端子がバイアスされたＭＯＳトラン
ジスタ４１を直列に接続した構成としたものである。
ー回路の参照入力端子側の半導体スイッチが接続された
ノードの間に、制御端子がバイアスされたＭＯＳトラン
ジスタ４１を直列に接続した構成としたものである。
【００３６】この構成によれば、参照入力電圧のダイナ
ミックレンジを小さくすることにより、さらにカレント
ミラー回路の精度を向上させることができる。
ミックレンジを小さくすることにより、さらにカレント
ミラー回路の精度を向上させることができる。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ループフ
ィルタ用の演算増幅器の基準電位にカンレトミラーの参
照入力を使うことにより、回路規模を小さく保ちつつ、
高精度なカレントミラー回路を構成でき、チャージポン
プ回路の電流出力の精度向上に大きな効果をもたらす。
ィルタ用の演算増幅器の基準電位にカンレトミラーの参
照入力を使うことにより、回路規模を小さく保ちつつ、
高精度なカレントミラー回路を構成でき、チャージポン
プ回路の電流出力の精度向上に大きな効果をもたらす。
【図１】本発明の第１の実施形態におけるチャージポン
プとループフィルタを示す回路図
プとループフィルタを示す回路図
【図２】本発明の第２の実施形態におけるチャージポン
プとループフィルタを示す回路図
プとループフィルタを示す回路図
【図３】本発明の第３の実施形態におけるチャージポン
プとループフィルタを示す回路図
プとループフィルタを示す回路図
【図４】本発明の第４の実施形態におけるチャージポン
プとループフィルタを示す回路図
プとループフィルタを示す回路図
【図５】従来のチャージポンプとループフィルタを示す
回路図
回路図
【符号の説明】 １ 第一の極性の電源 ２ 第一の極性の電源 ３ 第一の極性のトランジスタ ４ 第一の極性のトランジスタ ５ 第二の極性の電源 ６ 第二の極性の電源 ７ 第二の極性の電源 ８ 第二の極性のトランジスタ ９ 第二の極性のトランジスタ １０ 第二の極性のトランジスタ １１ 定電流源 １２ 半導体スイッチ １３ 半導体スイッチ １４ ローパスフィルタ １５ 演算増幅器 １６ インピーダンス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J091 AA01 CA88 CA92 FA10 HA10 HA17 HA25 HA29 HA39 KA01 KA05 KA09 KA41 KA42 MA17 MA21 5J106 AA04 CC41 DD05 DD08 DD32 JJ04 JJ08 KK05 KK39
Claims (2)
- 【請求項１】参照入力端子と第１と第２の出力端子を有
し、上記参照入力端子に定電流源が接続された第１極性
の第１カレントミラー回路と、参照入力端子と出力端子
を有する第２極性の第２カレントミラー回路と、 上記第１カレントミラー回路の第１の出力端子と第２カ
レントミラー回路の参照入力端子とを接続し、上記第１
カレントミラー回路の上記出力端子とは別の出力端子と
上記第２カレントミラー回路の出力端子の間に相反的に
オン・オフ動作する第１と第２の半導体スイッチが直列
に接続することにより構成されるチャージポンプ回路
と、 上記チャージポンプ回路の上記第１と第２の半導体スイ
ッチが相互に接続されているノードを上記チャージポン
プ回路の出力とし、上記チャージポンプ回路の出力がロ
ーパスフィルタを介して演算増幅器の逆相入力端子に接
続され、上記演算増幅器の出力からインピーダンスを介
して上記演算増幅器の逆相入力端子に接続することによ
り構成されるループフィルタを具備し、 上記ループフィルタ内の演算増幅器の正相入力端子を、
上記第１カレントミラー回路の第１の出力端子と第２カ
レントミラー回路の参照入力端子が接続されたノードに
接続した構成を有することを特徴とするチャージポンプ
回路。 - 【請求項２】ループフィルタを構成する演算増幅器の基
準電圧入力端子を、カレントミラー回路の参照入力端子
に接続した構成を少なくとも有することを特徴とするチ
ャージポンプ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29202899A JP2001111419A (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | チャージポンプ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29202899A JP2001111419A (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | チャージポンプ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001111419A true JP2001111419A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17776603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29202899A Pending JP2001111419A (ja) | 1999-10-14 | 1999-10-14 | チャージポンプ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001111419A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003087115A (ja) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Nec Corp | チャージポンプ電流補正回路 |
| JP2008244984A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | カレントミラー回路 |
| US8040168B2 (en) | 2004-11-05 | 2011-10-18 | Panasonic Corporation | Charge pump circuit |
| CN102255498A (zh) * | 2011-06-28 | 2011-11-23 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 电荷泵电路 |
| JP2013214915A (ja) * | 2012-04-04 | 2013-10-17 | Renesas Electronics Corp | 発振装置、半導体装置、及び発振装置の動作方法 |
| US9250271B2 (en) | 2013-08-26 | 2016-02-02 | Globalfoundries Inc. | Charge pump generator with direct voltage sensor |
| US10135450B1 (en) | 2017-09-19 | 2018-11-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Charge pump circuit and PLL circuit |
-
1999
- 1999-10-14 JP JP29202899A patent/JP2001111419A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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