JP2013048554A - チャージポンプにおいて電流をクランプする回路 - Google Patents
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Abstract
チャージポンプにおいて電流をクランプする回路が開示される。
【解決手段】
チャージポンプは、複数のスイッチング回路トランジスタを有するスイッチング回路を備える。同回路における第1及び第2の対のトランジスタの各々は、スイッチング回路トランジスタの内の対応する1つからの電流に対して、電流におけるスパイクが、同スイッチング回路トランジスタとチャージポンプのキャパシタとの間を通る経路を通って部分的にだけ伝送されるように、そのトランジスタがオフに切り替わっている間に追加経路を提供することができる。
【選択図】 図4
Description
スイッチング・トランジスタ108と動作連動している図示したクランプ804の半分に関し、トランジスタ820のソース864は、ノード868を介してスイッチング・トランジスタ108に電気的に接続されている。また、トランジスタ820のドレイン872は、トランジスタ816のソース876に電気的に接続されており、ドレイン872とソース876との間にあるノードにおける電圧は、Vddまでは上昇しない。インバータ828の入力880とトランジスタ108のゲート116とには、同じ信号、即ちPDが印加される。インバータ828の出力882は、トランジスタ820のゲート884に電気的に接続されている。トランジスタ816のゲート894には、信号Vbiasn1が印加される。(少なくともいくつかの例では、Vbiasn1はVbiaspと同様のまたは実質的に同じ値を有する。)
引き続きスイッチング・トランジスタ108と動作連動している図示したクランプ804の半分を参照すれば、トランジスタ108がオフに切り替わっている間、トランジスタ820は導通を開始し、ノード868と、ドレイン872とソース876との間にあるノードとの間での電荷交換が行われる(例えば、トランジスタ816と820の寄生容量は、お互いに電荷を交換する)ことが分かる。トランジスタ816の大きさとVbiasn1の値を適切に選択することで、トランジスタ108がオフに切り替わった時にノード868における電圧レベルを上昇させるようにでき、それによりテールアウト電流を急速にカットオフできる。特に、当該電圧遷移は、大体、Vbiasn−VT#nからVbiasn1−VT#n1までの範囲である。また、クランプ804は、ノード868における電圧がVbiasn1−VT#n1より低くならないよう制限する。ノード868における電圧がVbiasn−VT#nより低くならない限り、漏れ電流は微量しか存在しないため、クランプ804は、スイッチング・トランジスタ108がオフに切り替わっている間、ノード868における電圧を効果的にVbiasn1−VT#n1近辺で維持する。
Claims (26)
- a)キャパシタ;第1の電源に接続される第1の入力;前記第1の電源より低い電圧を有する第2の電源に接続される第2の入力;二出力の位相検出器;第1のバイアス電圧に接続される第1のバイアス入力;及び第2のバイアス電圧に接続される第2のバイアス入力と、
b)前記位相検出器の第1の出力にゲートが接続された、前記第1の入力と第1の中間ノードとの間に接続される第1のトランジスタと、前記第1のバイアス入力にゲートが接続された、前記第1の中間ノードと前記キャパシタとの間に接続される第2のトランジスタと、を有するポンプアップ電流経路と、
c)前記位相検出器の第2の出力にゲートが接続された、前記第2の入力と第2の中間ノードとの間に接続される第3のトランジスタと、前記第2のバイアス入力にゲートが接続された、前記第2の中間ノードと前記キャパシタとの間に接続される第4のトランジスタと、を有するポンプダウン電流経路と、
d)前記第1の中間ノードと前記第2の入力との間に接続され、前記第1のトランジスタがオフ状態に切り替えられるときに短期間だけ電流を導通するように構成された、第1の交流電流経路と、
e)前記第2の中間ノードと前記第1の入力との間に接続され、前記第3のトランジスタがオフ状態に切り替えられるときに短期間だけ電流を導通するように構成された、第2の交流電流経路と、
を有するチャージポンプ。 - 前記第1の交流電流経路は更に、前記第1の中間ノードと第3の中間ノードとの間に接続される第5のトランジスタと、前記第3の中間ノードと前記第2の入力との間に接続される第6のトランジスタとを有し、
前記第2の交流電流経路は更に、前記第1の中間ノードと第4の中間ノードとの間に接続される第7のトランジスタと、前記第4の中間ノードと前記第1の入力との間に接続される第8のトランジスタとを有する、
請求項1に記載のチャージポンプ。 - 前記第5及び第6のトランジスタは前記第3の中間ノードに直接的に接続され、前記第7及び第8のトランジスタは前記第4の中間ノードに直接的に接続される、請求項2に記載のチャージポンプ。
- 前記第1の交流電流経路は更に、前記位相検出器の前記第1の出力に接続された入力を有する第1のインバータと、前記位相検出器の前記第2の出力に接続された入力を有する第2のインバータとを有し、前記第5のトランジスタのゲートは、前記位相検出器の前記第1の出力に接続され、前記第6のトランジスタのゲートは、前記第1のインバータの出力に接続され、前記第7のトランジスタのゲートは、前記位相検出器の前記第2の出力に接続され、且つ、前記第8のトランジスタのゲートは、前記第2のインバータの出力に接続される、請求項2に記載のチャージポンプ。
- 前記第1、第2、第7及び第8のトランジスタは第1の極性を有し、前記第3、第4、第5及び第6のトランジスタは、前記第1の極性と反対の第2の極性を有する、請求項4に記載のチャージポンプ。
- 前記第1、第2、第7及び第8のトランジスタはPMOSトランジスタであり、前記第3、第4、第5及び第6のトランジスタはNMOSトランジスタである、請求項5に記載のチャージポンプ。
- 前記第1のインバータの出力と前記第3の中間ノードとの間に接続される第1のクランプキャパシタと、前記第2のインバータの出力と前記第4の中間ノードとの間に接続される第2のクランプキャパシタと、を更に有する請求項4に記載のチャージポンプ。
- 前記第1及び第2のクランプキャパシタはトランジスタからなる、請求項7に記載のチャージポンプ。
- 前記第5及び第6のトランジスタは各々、前記位相検出器の前記第1の出力に接続されたゲートを有し、前記第7及び第8のトランジスタは各々、前記位相検出器の前記第2の出力に接続されたゲートを有する、請求項2に記載のチャージポンプ。
- 前記第3、第4、第5及び第8のトランジスタは第1の極性を有し、前記第1、第2、第6及び第7のトランジスタは、前記第1の極性と反対の第2の極性を有する、請求項9に記載のチャージポンプ。
- 前記第1、第2、第6及び第7のトランジスタはPMOSトランジスタであり、前記第3、第4、第5及び第8のトランジスタはNMOSトランジスタである、請求項10に記載のチャージポンプ。
- a)キャパシタ;第1の電源に接続される第1の電力入力;前記第1の電源より低い電圧を有する第2の電源に接続される第2の電力入力;二出力の位相検出器;第1のバイアス電圧に接続される第1のバイアス入力;第2のバイアス電圧に接続される第2のバイアス入力;前記第1の電源の電圧と前記第2の電源の電圧との間の電圧を有する第1の電圧源;及び前記第1の電源の電圧と前記第2の電源の電圧との間の電圧を有する第2の電圧源と、
b)前記位相検出器の第1の出力にゲートが接続された、前記第1の電力入力と第1の中間ノードとの間に接続される第1のトランジスタと、前記第1のバイアス入力にゲートが接続された、前記第1の中間ノードと前記キャパシタとの間に接続される第2のトランジスタと、を有するポンプアップ電流経路と、
c)前記位相検出器の第2の出力にゲートが接続された、前記第2の電力入力と第2の中間ノードとの間に接続される第3のトランジスタと、前記第2のバイアス入力にゲートが接続された、前記第2の中間ノードと前記キャパシタとの間に接続される第4のトランジスタと、を有するポンプダウン電流経路と、
d)前記第1のトランジスタがターンオフされるときにターンオンするように構成された、前記第1の中間ノードと前記第1の電圧源との間に接続される第1のスイッチと、
e)前記第3のトランジスタがターンオフされるときにターンオンするように構成された、前記第2の中間ノードと前記第2の電圧源との間に接続される第2のスイッチと、
を有するチャージポンプ。 - 前記第1の電圧源及び前記第2の電圧源は共通電圧源である、請求項12に記載のチャージポンプ。
- 前記共通電圧源は、前記キャパシタ上の電圧を複製する中継器によって構成される、請求項13に記載のチャージポンプ。
- 前記第1のスイッチは第5のトランジスタを有し、前記第2のスイッチは第6のトランジスタを有する、請求項12に記載のチャージポンプ。
- 前記第5のトランジスタのゲートは前記位相検出器の前記第1の出力に接続され、前記第6のトランジスタのゲートは前記位相検出器の前記第2の出力に接続される、請求項15に記載のチャージポンプ。
- 前記位相検出器の前記第1の出力に接続された入力を有する第1のインバータと、前記位相検出器の前記第2の出力に接続された入力を有する第2のインバータとを更に有し、前記第5のトランジスタのゲートは前記第1のインバータの出力に接続され、前記第6のトランジスタのゲートは前記第2のインバータの出力に接続される、請求項15に記載のチャージポンプ。
- 前記第1の電圧源は前記第1のバイアス電圧を有し、前記第2の電圧源は前記第2のバイアス電圧を有する、請求項12に記載のチャージポンプ。
- 前記第1及び第2のスイッチは第1及び第2の伝送ゲートを有する、請求項12に記載のチャージポンプ。
- 第1のスイッチングトランジスタ及び第2のスイッチングトランジスタを備えるスイッチング回路とキャパシタとを含むチャージポンプにおいて電流をクランプする方法であって、前記チャージポンプは少なくとも第1及び第2の経路を有し、該第1及び第2の経路を通って電流が前記キャパシタに送られ、また前記キャパシタから受け取られ、当該方法は、
前記第1のスイッチングトランジスタがオフ状態に切り替えられるときに短期間だけ電流を導通するように、前記第1のスイッチングトランジスタの出力からの第1の交流電流経路を提供する提供ステップと、
前記第2のスイッチングトランジスタがオフ状態に切り替えられるときに短期間だけ電流を導通するように、前記第2のスイッチングトランジスタの出力からの第2の交流電流経路を提供する更なる提供ステップと
を有する、方法。 - 前記提供ステップは更に、インバータを介するステップを有する、請求項20に記載の方法。
- 前記更なる供給ステップは更に、インバータを介するステップを有する、請求項21に記載の方法。
- 第1のスイッチングトランジスタ及び第2のスイッチングトランジスタを備えるスイッチング回路とキャパシタとを含むチャージポンプにおいて電流をクランプする方法であって、前記チャージポンプは少なくとも第1及び第2の経路を有し、第1の供給電圧、及び第2の、より低い、供給電圧を供給されるときに、前記第1及び第2の経路を通って電流が前記キャパシタに送られ、また前記キャパシタから受け取られ、当該方法は、
前記第1のスイッチングトランジスタがターンオフされるときに、前記第1の供給電圧と前記第2の供給電圧との間の中間電圧に前記第1のスイッチングトランジスタの出力を接続する接続ステップと、
前記第2のスイッチングトランジスタがターンオフされるときに、前記第1の供給電圧と前記第2の供給電圧との間の中間電圧に前記第2のスイッチングトランジスタの出力を接続する更なる接続ステップと
を有する、方法。 - 前記キャパシタ上の電圧を複製することで、前記第1の供給電圧と前記第2の供給電圧との間の前記中間電圧を供給する更なるステップ、を有する請求項23に記載の方法。
- 前記接続ステップを引き起こすために、前記第1のスイッチングトランジスタを作動させるために使用される切り替え信号を反転するステップと、前記更なる接続ステップを引き起こすために、前記第2のスイッチングトランジスタを作動させるために使用される切り替え信号を反転するステップとを更に有する請求項23に記載の方法。
- 前記接続ステップにて使用される前記中間電圧は、前記更なる接続ステップにて使用される前記中間電圧と同じ電圧である、請求項23に記載の方法。
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