JP2019161592A - Charge pump circuit - Google Patents

Charge pump circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2019161592A
JP2019161592A JP2018049453A JP2018049453A JP2019161592A JP 2019161592 A JP2019161592 A JP 2019161592A JP 2018049453 A JP2018049453 A JP 2018049453A JP 2018049453 A JP2018049453 A JP 2018049453A JP 2019161592 A JP2019161592 A JP 2019161592A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
delay
current
output node
instruction signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018049453A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7013969B2 (en
Inventor
弘敦 谷
Hiroatsu Tani
弘敦 谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2018049453A priority Critical patent/JP7013969B2/en
Publication of JP2019161592A publication Critical patent/JP2019161592A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7013969B2 publication Critical patent/JP7013969B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

To reduce the effect of noise without greatly increasing the current consumption and a layout area.SOLUTION: A charge pump circuit includes a first delay circuit that outputs a first delay signal obtained by delaying a first instruction signal that instructs voltage increase, a second delay circuit that outputs a second delay signal obtained by delaying a second instruction signal that instructs voltage drop, a current source circuit that supplies a current to an output node, a current sink circuit that absorbs a current from the output node, a plurality of first switches that switch the connection between the current source circuit and the output node in response to the first instruction signal or the first delay signal, and a plurality of second switches that switch the connection between the current sink circuit and the output node in response to the second instruction signal or the second delay signal.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、チャージポンプ回路に関する。   The present invention relates to a charge pump circuit.

位相同期回路(PLL:Phase Locked Loop)は、位相周波数比較器(PFD:Phase Frequency Detector)、チャージポンプ(CP:Charge Pump)回路、ローパスフィルタ(LPF:Low Pass Filter)などであるループフィルタ、および、電圧制御発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)等によって構成され、基準クロック信号に同期した新たなクロック信号を生成する機能を持つ回路である。   A phase locked loop (PLL) includes a phase filter (PFD: Phase Frequency Detector), a charge pump (CP) circuit, a loop filter such as a low pass filter (LPF), and The circuit includes a voltage controlled oscillator (VCO) and the like, and has a function of generating a new clock signal synchronized with the reference clock signal.

チャージポンプ回路は、動作時に、寄生容量に起因するスパイク状のノイズが出力端子で発生し、その結果、VCOによって出力される発振周波数が瞬間的に変化することで、ジッタが発生する場合がある。このようなノイズを小さくするために、主電流制御部とループフィルタとの間に過電流キャンセル部を設け、主制御電流からスパイク状の過電流部をキャンセルする技術が提案されている。   During operation, the charge pump circuit generates spike-like noise due to parasitic capacitance at the output terminal, and as a result, the oscillation frequency output by the VCO changes instantaneously, which may cause jitter. . In order to reduce such noise, a technique has been proposed in which an overcurrent canceling unit is provided between the main current control unit and the loop filter to cancel the spike-like overcurrent part from the main control current.

しかしながら、上記のような技術では、素子サイズを大きくする必要があるため、レイアウト面積の増大を招くと共に、寄生容量を増加させるという問題があった。また、過電流をキャンセルするためのキャンセル電流のために消費電流が増加するという問題があった。   However, the technique as described above has a problem that it is necessary to increase the element size, thereby increasing the layout area and increasing the parasitic capacitance. In addition, there is a problem that current consumption increases due to a canceling current for canceling the overcurrent.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、消費電流およびレイアウト面積を大きく増加させることなく、ノイズの影響を低減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。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a charge pump circuit capable of reducing the influence of noise without greatly increasing the current consumption and the layout area.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電圧上昇を指示する第1指示信号を遅延させた第1遅延信号を出力する第1遅延回路と、電圧下降を指示する第2指示信号を遅延させた第2遅延信号を出力する第2遅延回路と、出力ノードに電流を供給する電流ソース回路と、前記出力ノードから電流を吸収する電流シンク回路と、前記第1指示信号または前記第1遅延信号に応じて、前記電流ソース回路と前記出力ノードの接続を切り替える複数の第1スイッチと、前記第2指示信号または前記第2遅延信号に応じて、前記電流シンク回路と前記出力ノードの接続を切り替える複数の第2スイッチと、を備える。   In order to solve the above-described problem and achieve the object, the present invention provides a first delay circuit that outputs a first delay signal obtained by delaying a first instruction signal that instructs voltage increase, and a first delay circuit that instructs voltage decrease. A second delay circuit that outputs a second delay signal obtained by delaying two instruction signals, a current source circuit that supplies current to an output node, a current sink circuit that absorbs current from the output node, and the first instruction signal Or a plurality of first switches for switching the connection between the current source circuit and the output node according to the first delay signal, and the current sink circuit and the second switch according to the second instruction signal or the second delay signal. A plurality of second switches for switching the connection of the output nodes.

本発明によれば、消費電流およびレイアウト面積を大きく増加させることなく、ノイズの影響を低減することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to reduce the influence of noise without greatly increasing the current consumption and the layout area.

図1は、実施形態の位相同期回路の構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the phase synchronization circuit of the embodiment. 図2は、比較例のチャージポンプ回路の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a charge pump circuit of a comparative example. 図3は、出力ノードの端子電圧の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the terminal voltage of the output node. 図4は、寄生容量の例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the parasitic capacitance. 図5は、出力ノードで発生するノイズの例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of noise generated at the output node. 図6は、第1の実施形態のチャージポンプ回路の構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the charge pump circuit according to the first embodiment. 図7は、遅延量の設定例および出力ノードの端子電圧の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a setting example of the delay amount and an example of the terminal voltage of the output node. 図8は、遅延量の設定例および出力ノードの端子電圧の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a setting example of the delay amount and an example of the terminal voltage of the output node. 図9は、遅延量の設定例および出力ノードの端子電圧の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a setting example of the delay amount and an example of the terminal voltage of the output node. 図10は、遅延回路の構成例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the delay circuit. 図11は、遅延回路の他の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating another configuration example of the delay circuit. 図12は、遅延信号および指示信号の対応を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating the correspondence between the delay signal and the instruction signal. 図13は、第2の本実施形態のチャージポンプ回路の構成例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the charge pump circuit according to the second embodiment. 図14は、遅延量の設定例および出力ノードの端子電圧の例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a setting example of the delay amount and an example of the terminal voltage of the output node. 図15は、第3の本実施形態のチャージポンプ回路の構成例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of the charge pump circuit according to the third embodiment. 図16は、第4の本実施形態のチャージポンプ回路の構成例を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of the charge pump circuit according to the fourth embodiment. 図17は、遅延量を設定可能な遅延回路の構成例を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a delay circuit capable of setting a delay amount. 図18は、遅延量を設定可能な遅延回路の他の構成例を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating another configuration example of the delay circuit in which the delay amount can be set.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるチャージポンプ回路の一実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of a charge pump circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
第1の実施形態のチャージポンプ回路は、電圧上昇を指示する指示信号に応じて動作する制御スイッチ、および、電圧下降を指示する指示信号に応じて動作する制御スイッチをそれぞれ複数設け、各スイッチの制御タイミングをずらすことで、寄生容量に起因するスパイク状のノイズを分散させ、ピークを抑える。これにより、消費電流およびレイアウト面積を大きく増加させることなく、VCOに対するノイズの影響を低減することができる。すなわち、VCOによって出力される発振周波数のジッタを小さくすることが可能となる。
(First embodiment)
The charge pump circuit according to the first embodiment includes a plurality of control switches that operate in response to an instruction signal instructing voltage increase and a plurality of control switches that operate in response to an instruction signal instructing voltage decrease. By shifting the control timing, the spike noise caused by the parasitic capacitance is dispersed and the peak is suppressed. Thereby, the influence of noise on the VCO can be reduced without greatly increasing the current consumption and the layout area. That is, it is possible to reduce the jitter of the oscillation frequency output by the VCO.

図1は、本実施形態の位相同期回路の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、位相同期回路は、PFD10と、チャージポンプ回路であるCP20と、LPF30と、VCO40と、分周器50と、を含む。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the phase synchronization circuit of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the phase synchronization circuit includes a PFD 10, a CP 20 that is a charge pump circuit, an LPF 30, a VCO 40, and a frequency divider 50.

PFD10は、基準クロック信号と、帰還クロック信号とを比較し、CP20を制御する指示信号UPと指示信号DNを出力する。指示信号UPは、電圧上昇を指示する信号(第1指示信号)である。指示信号DNは、電圧下降を指示する信号(第2指示信号)である。   The PFD 10 compares the reference clock signal and the feedback clock signal, and outputs an instruction signal UP and an instruction signal DN that control the CP 20. The instruction signal UP is a signal (first instruction signal) for instructing a voltage increase. The instruction signal DN is a signal (second instruction signal) that instructs a voltage drop.

CP20は、指示信号UPと指示信号DNに基づいて、流入方向または流出方向の電流を出力する。   The CP 20 outputs a current in the inflow direction or the outflow direction based on the instruction signal UP and the instruction signal DN.

LPF30は、CP20から出力される流入方向または流出方向の電流に基づいて電圧を発生する。この電圧が、VCO40への入力電圧となる。   The LPF 30 generates a voltage based on the inflow or outflow direction current output from the CP 20. This voltage becomes the input voltage to the VCO 40.

VCO40は、入力される電圧に応じた周波数の出力クロック信号を出力する。VCO40に入力される電圧信号の起伏変化が小さいほど、その出力クロック信号のジッタがより小さくなる。   The VCO 40 outputs an output clock signal having a frequency corresponding to the input voltage. The smaller the undulation change of the voltage signal input to the VCO 40, the smaller the jitter of the output clock signal.

分周器50は、出力クロック信号を分周し、分周した信号を帰還クロック信号としてPFD10に入力する。   The frequency divider 50 divides the output clock signal and inputs the divided signal to the PFD 10 as a feedback clock signal.

ここで、複数の制御スイッチを備えないチャージポンプ回路の構成例について説明する。図2は、複数の制御スイッチを備えない比較例のチャージポンプ回路であるCP20bの構成例を示す図である。図2に示すように比較例のCP20bは、反転素子21と、電流ソース回路Iupと、電流シンク回路Idnと、PチャネルトランジスタTpと、NチャネルトランジスタTnと、出力ノードCPOと、を備えている。なおLPF30は、例えば抵抗素子31と、キャパシタ32とを含む。   Here, a configuration example of a charge pump circuit that does not include a plurality of control switches will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a CP 20b that is a charge pump circuit of a comparative example that does not include a plurality of control switches. As shown in FIG. 2, the CP 20b of the comparative example includes an inverting element 21, a current source circuit Iup, a current sink circuit Idn, a P-channel transistor Tp, an N-channel transistor Tn, and an output node CPO. . The LPF 30 includes a resistance element 31 and a capacitor 32, for example.

反転素子21は、指示信号UPを反転してPチャネルトランジスタTpに出力する。電流ソース回路Iupは、出力ノードCPOに電流を供給する電流源である。電流シンク回路Idnは、出力ノードCPOから電流を吸収する電流源である。   The inverting element 21 inverts the instruction signal UP and outputs it to the P-channel transistor Tp. The current source circuit Iup is a current source that supplies a current to the output node CPO. The current sink circuit Idn is a current source that absorbs current from the output node CPO.

PチャネルトランジスタTpは、PFD10から供給される指示信号UPによってオンオフ動作する。NチャネルトランジスタTnは、指示信号DNに応じてオンオフ動作する。これらのオンオフ動作によって、電流ソース回路Iupからの電流の流出、および、電流シンク回路Idnへの電流の流入が制御され、LPF30に対する電流の流出および流入が制御される。   The P-channel transistor Tp is turned on / off by an instruction signal UP supplied from the PFD 10. The N-channel transistor Tn performs an on / off operation according to the instruction signal DN. These on / off operations control the outflow of current from the current source circuit Iup and the inflow of current to the current sink circuit Idn, and the outflow and inflow of current to the LPF 30 are controlled.

通常は、電流ソース回路Iupからの電流と、電流シンク回路Idnへの電流と、は等しい電流値になるよう設計される。指示信号UPと指示信号DNが同じタイミングおよび同じパルス幅であるなら、理想的には電流ソース回路Iupからの電流は電流シンク回路Idnに流れ、出力ノードCPOの電位は変化しない。図3は、このような理想的な状態での出力ノードCPOの端子電圧の例を示す図である。   Normally, the current from the current source circuit Iup and the current to the current sink circuit Idn are designed to have the same current value. If instruction signal UP and instruction signal DN have the same timing and the same pulse width, ideally the current from current source circuit Iup flows to current sink circuit Idn, and the potential of output node CPO does not change. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the terminal voltage of the output node CPO in such an ideal state.

上記のように、図2のようなCP20bでは、出力ノードCPOで、寄生容量に起因するスパイク状のノイズが発生する。図4は、図2のようなCP20bで発生する寄生容量の例を説明するための図である。図5は、出力ノードCPOで発生するノイズの例を示す図である。   As described above, in the CP 20b as shown in FIG. 2, spike-like noise due to the parasitic capacitance is generated at the output node CPO. FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the parasitic capacitance generated in the CP 20b as shown in FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of noise generated at the output node CPO.

図4に示すように、CP20bでは、以下のような寄生容量が存在する。
・電流ソーストランジスタのドレインノードの寄生容量Cp1
・PチャネルトランジスタTpのゲートと出力ノードCPOと間の寄生容量Cp2
・電流シンクトランジスタのドレインノードの寄生容量Cn1
・NチャネルトランジスタTnのゲートと出力ノードCPOと間の寄生容量Cn2
As shown in FIG. 4, the following parasitic capacitance exists in the CP 20b.
-Parasitic capacitance Cp1 of the drain node of the current source transistor
A parasitic capacitance Cp2 between the gate of the P-channel transistor Tp and the output node CPO
-Parasitic capacitance Cn1 at the drain node of the current sink transistor
A parasitic capacitance Cn2 between the gate of the N-channel transistor Tn and the output node CPO

なお、電流ソーストランジスタは、電流ソース回路Iupを構成するトランジスタを示す。図4では、バイアス電圧BIAS1が印加されるトランジスタが、電流ソーストランジスタである。また、電流シンクトランジスタは、電流シンク回路Idnを構成するトランジスタを示す。図4では、バイアス電圧BIAS2が印加されるトランジスタが、電流シンクトランジスタである。   Note that the current source transistor indicates a transistor constituting the current source circuit Iup. In FIG. 4, the transistor to which the bias voltage BIAS1 is applied is a current source transistor. The current sink transistor is a transistor constituting the current sink circuit Idn. In FIG. 4, the transistor to which the bias voltage BIAS2 is applied is a current sink transistor.

上記の寄生容量により、例えば以下のような影響が生じうる。
・寄生容量Cp1の影響:指示信号UPによって、PチャネルトランジスタTpがオンし、電流ソーストランジスタは上昇定電流を出力ノードCPOへ流出する。同時に、寄生容量Cp1に蓄積されていた電荷もスパイク状の放電電流として流れ、電圧変動が発生する。
・寄生容量Cp2の影響:指示信号UPの遷移に応じて、寄生容量Cp2によるカップリングが生じ、出力端子にスパイク状の電圧変動が発生する。
・寄生容量Cn1の影響:指示信号DNによって、NチャネルトランジスタTnがオンし、電流シンクトランジスタは下降定電流を出力ノードCPOから流入させる。このとき、寄生容量Cn1へも電荷がスパイク状の充電電流として蓄積される電圧変動が発生する。
・寄生容量Cn2の影響:指示信号DNの遷移に応じて、寄生容量Cp2によるカップリングが生じ、出力端子にスパイク状の電圧変動が発生する。
The parasitic capacitance described above can cause the following effects, for example.
Effect of parasitic capacitance Cp1: The P-channel transistor Tp is turned on by the instruction signal UP, and the current source transistor flows the rising constant current to the output node CPO. At the same time, the charge accumulated in the parasitic capacitance Cp1 also flows as a spike-like discharge current, resulting in voltage fluctuation.
Effect of parasitic capacitance Cp2: In response to the transition of the instruction signal UP, coupling due to the parasitic capacitance Cp2 occurs, and spike-like voltage fluctuations occur at the output terminal.
Effect of parasitic capacitance Cn1: The N channel transistor Tn is turned on by the instruction signal DN, and the current sink transistor causes a falling constant current to flow from the output node CPO. At this time, voltage fluctuations in which charges are accumulated as spike-like charging current also occur in the parasitic capacitance Cn1.
Effect of parasitic capacitance Cn2: Coupling due to the parasitic capacitance Cp2 occurs according to the transition of the instruction signal DN, and spike-like voltage fluctuations occur at the output terminal.

これらのスパイク状の電圧変動は寄生容量の大きさに比例する。このため、各トランジスタ(PチャネルトランジスタTp、NチャネルトランジスタTn、電流ソーストランジスタ、および、電流シンクトランジスタ)それぞれのトランジスタサイズを小さくすることで、寄生容量を小さくし、ある程度、寄生容量に由来する電圧変動を小さくすることができる。   These spike-like voltage fluctuations are proportional to the parasitic capacitance. Therefore, by reducing the transistor size of each transistor (P-channel transistor Tp, N-channel transistor Tn, current source transistor, and current sink transistor), the parasitic capacitance is reduced, and the voltage derived from the parasitic capacitance to some extent. Variation can be reduced.

しかし、例えば、電流ソーストランジスタのゲート幅を狭くするとことで寄生容量Cp1は小さくなるが、電流ソーストランジスタで必要となるドレイン−ソース間の電圧Vdsは大きくなる。従って、電流ソーストランジスタが所望の電流量を供給するためには、出力ノードCPOの電圧の上限が低くなるという問題が生じる。   However, for example, reducing the gate width of the current source transistor reduces the parasitic capacitance Cp1, but increases the drain-source voltage Vds required for the current source transistor. Therefore, in order for the current source transistor to supply a desired amount of current, there arises a problem that the upper limit of the voltage of the output node CPO is lowered.

PチャネルトランジスタTpでも、ゲート幅を狭くすると寄生容量Cp2は小さくなるが、PチャネルトランジスタTpのオン抵抗が大きくなる。PチャネルトランジスタTpのオン抵抗が大きくなるということは、PチャネルトランジスタTpで発生する電圧降下が大きくなり、結果として、電流ソーストランジスタが所望の電流量を供給するための出力ノードCPO電圧の上限が低くなるという問題が生じる。   Even in the P-channel transistor Tp, when the gate width is narrowed, the parasitic capacitance Cp2 is reduced, but the on-resistance of the P-channel transistor Tp is increased. An increase in the on-resistance of the P-channel transistor Tp means that a voltage drop generated in the P-channel transistor Tp increases, and as a result, the upper limit of the output node CPO voltage for the current source transistor to supply a desired amount of current is increased. The problem of being lowered arises.

電流シンクトランジスタ、および、NチャネルトランジスタTnに対しても同様の問題が生じうる。従って、各トランジスタ(PチャネルトランジスタTp、NチャネルトランジスタTn、電流ソーストランジスタ、および、電流シンクトランジスタ)のトランジスタサイズを小さくすることには限度がある。   Similar problems may occur for the current sink transistor and the N-channel transistor Tn. Therefore, there is a limit to reducing the transistor size of each transistor (P-channel transistor Tp, N-channel transistor Tn, current source transistor, and current sink transistor).

上記のように、スパイク状のノイズを小さくするために過電流キャンセル部を設ける技術が提案されている。寄生容量に起因するスパイク状のノイズを完全にキャンセルするには、主電流制御部と過電流キャンセル部を構成する素子の素子特性を同一にする必要がある。しかし製造ばらつきにより、素子特性を同一にすることは困難である。また、素子特性を同一にするためには素子サイズをより大きくする必要があるため、面積増大を招くと共に、寄生容量を増加させる。また、過電流キャンセル部においてキャンセル電流による消費電流増を招くことになる。   As described above, a technique of providing an overcurrent cancel unit has been proposed in order to reduce spike-like noise. In order to completely cancel the spike-like noise caused by the parasitic capacitance, it is necessary to make the element characteristics of the elements constituting the main current control unit and the overcurrent cancellation unit the same. However, it is difficult to make the device characteristics the same due to manufacturing variations. Moreover, since it is necessary to increase the element size in order to make the element characteristics the same, the area is increased and the parasitic capacitance is increased. Further, an increase in current consumption due to the cancel current is caused in the overcurrent cancel unit.

これに対して本実施形態では、寄生容量に蓄積された電荷をキャンセルするのではなく、スパイク状のノイズの発生タイミングをずらすことで、ノイズの影響を低減する。本実施形態では、主に遅延回路を追加するだけで実現可能であり、消費電流およびレイアウト面積が大きく増加することがない。   On the other hand, in the present embodiment, the influence of noise is reduced by shifting the generation timing of spike-like noise instead of canceling the charge accumulated in the parasitic capacitance. This embodiment can be realized mainly by adding a delay circuit, and the current consumption and layout area do not increase greatly.

次に、本実施形態のチャージポンプ回路の構成例について説明する。図6は、本実施形態のチャージポンプ回路であるCP20の構成例を示す図である。図6に示すように、本実施形態のCP20は、複数の遅延回路(DELAY)101、102、103、104と、複数の電流ソース回路Iup1、Iup2、Iup3と、複数の電流シンク回路Idn1、Idn2、Idn3と、複数の制御スイッチSWp1、SWp2、SWp3と、複数の制御スイッチSWn1、SWn2、SWn3と、出力ノードCPOと、を備えている。   Next, a configuration example of the charge pump circuit of this embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the CP 20 that is the charge pump circuit according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the CP 20 of the present embodiment includes a plurality of delay circuits (DELAY) 101, 102, 103, 104, a plurality of current source circuits Iup1, Iup2, Iup3, and a plurality of current sink circuits Idn1, Idn2. , Idn3, a plurality of control switches SWp1, SWp2, SWp3, a plurality of control switches SWn1, SWn2, SWn3, and an output node CPO.

なお、図6では、電流ソース回路および電流シンク回路をそれぞれ3個備え、遅延回路を4個備える例を記載しているが、各部の個数はこれに限られるものではない。   FIG. 6 shows an example in which three current source circuits and three current sink circuits are provided and four delay circuits are provided, but the number of each part is not limited to this.

CP20には、PFD10から、指示信号UP1および指示信号DN1が入力される。指示信号UP1は、電圧上昇を指示する信号(第1指示信号)である。指示信号DN1は、電圧下降を指示する信号(第2指示信号)である。   The instruction signal UP1 and the instruction signal DN1 are input from the PFD 10 to the CP 20. The instruction signal UP1 is a signal (first instruction signal) for instructing a voltage increase. The instruction signal DN1 is a signal (second instruction signal) for instructing a voltage drop.

遅延回路101は、指示信号UP1を遅延させた遅延信号UP2(第1遅延信号の一例)を出力する。遅延回路102は、遅延信号UP2をさらに遅延させた遅延信号UP3(第1遅延信号の一例)を出力する。遅延回路101、102は、電圧上昇を指示する指示信号(第1指示信号)を遅延させた遅延信号(第1遅延信号)を出力する遅延回路(第1遅延回路)に相当する。   The delay circuit 101 outputs a delay signal UP2 (an example of a first delay signal) obtained by delaying the instruction signal UP1. The delay circuit 102 outputs a delay signal UP3 (an example of a first delay signal) obtained by further delaying the delay signal UP2. The delay circuits 101 and 102 correspond to a delay circuit (first delay circuit) that outputs a delay signal (first delay signal) obtained by delaying an instruction signal (first instruction signal) that instructs voltage increase.

遅延回路103は、指示信号DN1を遅延させた遅延信号DN2(第2遅延信号の一例)を出力する。遅延回路104は、遅延信号DN2をさらに遅延させた遅延信号DN3(第2遅延信号の一例)を出力する。遅延回路103、104は、電圧下降を指示する指示信号(第2指示信号)を遅延させた遅延信号(第2遅延信号)を出力する遅延回路(第2遅延回路)に相当する。   The delay circuit 103 outputs a delay signal DN2 (an example of a second delay signal) obtained by delaying the instruction signal DN1. The delay circuit 104 outputs a delay signal DN3 (an example of a second delay signal) obtained by further delaying the delay signal DN2. The delay circuits 103 and 104 correspond to a delay circuit (second delay circuit) that outputs a delay signal (second delay signal) obtained by delaying an instruction signal (second instruction signal) instructing voltage drop.

複数の電流ソース回路Iup1、Iup2、Iup3は、それぞれ制御スイッチSWp1、SWp2、SWp3に接続され、対応する制御スイッチのオンオフ動作に従い、出力ノードCPOに電流を供給する。   The plurality of current source circuits Iup1, Iup2, and Iup3 are connected to the control switches SWp1, SWp2, and SWp3, respectively, and supply current to the output node CPO according to the on / off operation of the corresponding control switch.

複数の電流シンク回路Idn1、Idn2、Idn3は、それぞれ制御スイッチSWn1、SWn2、SWn3に接続され、対応する制御スイッチのオンオフ動作に従い、出力ノードCPOから電流を吸収する。   The plurality of current sink circuits Idn1, Idn2, and Idn3 are connected to the control switches SWn1, SWn2, and SWn3, respectively, and absorb current from the output node CPO according to the on / off operation of the corresponding control switch.

制御スイッチSWp1は、指示信号UP1に従いオンオフ動作し、電流ソース回路Iup1と出力ノードCPOの接続を切り替える。制御スイッチSWp2は、遅延信号UP2に従いオンオフ動作し、電流ソース回路Iup2と出力ノードCPOの接続を切り替える。制御スイッチSWp3は、遅延信号UP3に従いオンオフ動作し、電流ソース回路Iup3と出力ノードCPOの接続を切り替える。   The control switch SWp1 is turned on / off according to the instruction signal UP1, and switches the connection between the current source circuit Iup1 and the output node CPO. The control switch SWp2 is turned on / off according to the delay signal UP2, and switches the connection between the current source circuit Iup2 and the output node CPO. The control switch SWp3 is turned on / off according to the delay signal UP3, and switches the connection between the current source circuit Iup3 and the output node CPO.

制御スイッチSWp1、SWp2、SWp3は、指示信号(第1指示信号)または遅延信号(第1遅延信号)に応じて、電流ソース回路Iup1、Iup2、Iup3と出力ノードCPOの接続を切り替えるスイッチ(第1スイッチ)に相当する。   The control switches SWp1, SWp2, SWp3 are switches (first switch) for switching the connection between the current source circuits Iup1, Iup2, Iup3 and the output node CPO according to an instruction signal (first instruction signal) or a delay signal (first delay signal). Switch).

制御スイッチSWn1は、指示信号DN1に従いオンオフ動作し、電流シンク回路Idn1と出力ノードCPOの接続を切り替える。制御スイッチSWn2は、遅延信号DN2に従いオンオフ動作し、電流シンク回路Idn2と出力ノードCPOの接続を切り替える。制御スイッチSWn3は、遅延信号DN3に従いオンオフ動作し、電流シンク回路Idn3と出力ノードCPOの接続を切り替える。   The control switch SWn1 is turned on / off according to the instruction signal DN1, and switches the connection between the current sink circuit Idn1 and the output node CPO. The control switch SWn2 is turned on / off according to the delay signal DN2, and switches the connection between the current sink circuit Idn2 and the output node CPO. The control switch SWn3 is turned on / off according to the delay signal DN3, and switches the connection between the current sink circuit Idn3 and the output node CPO.

制御スイッチSWn1、SWn2、SWn3は、指示信号(第2指示信号)または遅延信号(第2遅延信号)に応じて、電流シンク回路Idn1、Idn2、Idn3と出力ノードCPOの接続を切り替えるスイッチ(第2スイッチ)に相当する。   The control switches SWn1, SWn2, SWn3 are switches (second switch) for switching the connection between the current sink circuits Idn1, Idn2, Idn3 and the output node CPO according to the instruction signal (second instruction signal) or the delay signal (second delay signal). Switch).

このようにして指示信号UP1または指示信号DN1から遅延させた遅延信号UP2、DN2、UP3、および、DN3を用いることにより、遅延時間ごとにタイミングをずらして、それぞれに対応する制御スイッチをオンオフ動作させることができる。   By using the delay signals UP2, DN2, UP3, and DN3 delayed from the instruction signal UP1 or the instruction signal DN1 in this way, the timing is shifted for each delay time, and the corresponding control switch is turned on / off. be able to.

図6に示すCP20では、電流ソース回路Iup1、Iup2、Iup3、および、電流シンク回路Idn1、Idn2、Idn3それぞれは、例えば、単体で構成した場合(例えば図2の電流ソース回路Iup、電流シンク回路Idn)の1/3倍の電流能力(すなわちサイズが1/3)とすることができる。また、制御スイッチSWp1、SWp2、SWp3、SWn1、SWn2、SWn3それぞれは、例えば、単体で構成した場合(例えば図2のPチャネルトランジスタTp、NチャネルトランジスタTn)の3倍のオン抵抗(すなわちサイズが1/3)とすることができる。   In the CP 20 shown in FIG. 6, each of the current source circuits Iup1, Iup2, Iup3 and the current sink circuits Idn1, Idn2, Idn3 is configured, for example, as a single unit (for example, the current source circuit Iup, the current sink circuit Idn in FIG. 2). ) Current capacity (ie, the size is 1/3). Further, each of the control switches SWp1, SWp2, SWp3, SWn1, SWn2, SWn3 is, for example, three times the on-resistance (ie, the size is smaller than that of the single switch (for example, the P-channel transistor Tp and the N-channel transistor Tn in FIG. 2)). 1/3).

従って、寄生容量Cp11〜Cp13、Cp21〜Cp23、Cn11〜Cn13、Cn21〜Cn23の値は、それぞれ、単体で構成した場合(例えば図2の寄生容量Cp1、Cp2、Cn1、Cn2)の1/3になる。制御スイッチを3回に分けてタイミングをずらして制御することで、寄生容量に由来する電圧変動のピークを1/3に抑えることができる。   Therefore, the values of the parasitic capacitances Cp11 to Cp13, Cp21 to Cp23, Cn11 to Cn13, and Cn21 to Cn23 are each 1/3 of the case where they are configured as a single unit (for example, the parasitic capacitances Cp1, Cp2, Cn1, and Cn2 in FIG. 2). Become. By controlling the control switch in three times and shifting the timing, it is possible to suppress the peak of the voltage fluctuation derived from the parasitic capacitance to 1/3.

なお、上記例は、Nを2以上の整数として、電流ソース回路および電流シンク回路のサイズを1/Nとし、制御スイッチのサイズを1/Nとし、制御スイッチの制御タイミングをN回に分割する構成に一般化することができる。各部のサイズを厳密に1/Nにする、または、制御タイミングを厳密にN回に分割する必要はなく、寄生容量に由来する電圧変動のピークを抑制することができれば、どのような比率でサイズまたはタイミングを決定してもよい。   In the above example, N is an integer of 2 or more, the size of the current source circuit and the current sink circuit is 1 / N, the size of the control switch is 1 / N, and the control timing of the control switch is divided into N times. Can be generalized to configuration. There is no need to strictly reduce the size of each part to 1 / N, or to divide the control timing exactly N times, and any ratio can be used as long as the voltage fluctuation peak due to parasitic capacitance can be suppressed. Alternatively, the timing may be determined.

図7および図8は、遅延量の設定例および出力ノードの端子電圧の例を示す図である。図7に示すように、遅延量(遅延時間)は、指示信号UP1の幅よりも短くてもよい。図8に示すように、遅延量は、指示信号UP1の幅より長くてもよい。   7 and 8 are diagrams illustrating an example of setting the delay amount and an example of the terminal voltage of the output node. As shown in FIG. 7, the delay amount (delay time) may be shorter than the width of the instruction signal UP1. As shown in FIG. 8, the delay amount may be longer than the width of the instruction signal UP1.

ただし、遅延量がノイズの幅よりも小さい場合は、ノイズを分散させることができないため、ピークが十分に抑制できない。図9は、このような場合の遅延量の設定例および出力ノードの端子電圧の例を示す図である。従って、遅延量はノイズの幅よりも大きく設定することが望ましい。   However, when the delay amount is smaller than the noise width, the noise cannot be dispersed, and thus the peak cannot be sufficiently suppressed. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of setting the delay amount and an example of the terminal voltage of the output node in such a case. Therefore, it is desirable to set the delay amount to be larger than the noise width.

次に、遅延回路101〜104の構成例について説明する。以下では、遅延回路101を例に説明するが、他の遅延回路102〜104も同様の構成とすることができる。図10は、遅延回路101の構成例を示す図である。図10に示すように、遅延回路101は、2個の反転素子1001、1002を直列に接続する構成とすることができる。この構成により、指示信号UP1に対して遅延を発生させた遅延信号UP2を出力することができる。なお、反転素子の数は2個に限られるものではなく、2以外の偶数個の反転素子を用いてもよい。   Next, a configuration example of the delay circuits 101 to 104 will be described. Hereinafter, the delay circuit 101 will be described as an example, but the other delay circuits 102 to 104 may have the same configuration. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the delay circuit 101. As shown in FIG. 10, the delay circuit 101 can be configured to connect two inverting elements 1001 and 1002 in series. With this configuration, it is possible to output the delay signal UP2 in which a delay is generated with respect to the instruction signal UP1. Note that the number of inversion elements is not limited to two, and an even number of inversion elements other than two may be used.

図11は、遅延回路101の他の構成例を示す図である。図11に示すように、遅延回路101は、反転素子1201、1204と、直列に接続された抵抗素子1202およびキャパシタ1203と、を含むように構成することができる。抵抗素子1202の抵抗値Rと、キャパシタ1203の容量Cとにより定まる時定数RCに基づいて、指示信号UP1に対して遅延を発生させた遅延信号UP2を出力することができる。   FIG. 11 is a diagram illustrating another configuration example of the delay circuit 101. As shown in FIG. 11, the delay circuit 101 can be configured to include inverting elements 1201 and 1204, a resistance element 1202 and a capacitor 1203 connected in series. Based on the time constant RC determined by the resistance value R of the resistance element 1202 and the capacitance C of the capacitor 1203, the delay signal UP2 in which the delay is generated with respect to the instruction signal UP1 can be output.

図12は、図10または図11の遅延回路101により遅延される遅延信号UP2および指示信号UP1の対応を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing the correspondence between the delay signal UP2 and the instruction signal UP1 delayed by the delay circuit 101 of FIG. 10 or FIG.

遅延回路101、102、103、104の構成は、図10および図11に示す構成に限られるものではなく、どのような構成であってもよい。   The configurations of the delay circuits 101, 102, 103, and 104 are not limited to the configurations shown in FIGS. 10 and 11, and may be any configuration.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態のチャージポンプ回路を含む位相同期回路について説明する。第2の実施形態の位相同期回路の全体構成は、図1と同様であるため説明を省略する。本実施形態のチャージポンプ回路は、電流ソース回路および電流シンク回路をそれぞれ1つずつ備えている。
(Second Embodiment)
Next, a phase synchronization circuit including the charge pump circuit of the second embodiment will be described. The overall configuration of the phase synchronization circuit of the second embodiment is the same as that shown in FIG. The charge pump circuit of this embodiment includes one current source circuit and one current sink circuit.

図13は、第2の本実施形態のチャージポンプ回路であるCP20−2の構成例を示す図である。図13に示すように、本実施形態のCP20−2は、複数の遅延回路101、102、103、104と、1つの電流ソース回路Iupと、1つの電流シンク回路Idnと、複数の制御スイッチSWp1−2、SWp2−2、SWp3−2と、複数の制御スイッチSWn1−2、SWn2−2、SWn3−2と、出力ノードCPOと、を備えている。   FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the CP 20-2 which is the charge pump circuit according to the second embodiment. As shown in FIG. 13, the CP 20-2 of the present embodiment includes a plurality of delay circuits 101, 102, 103, 104, one current source circuit Iup, one current sink circuit Idn, and a plurality of control switches SWp1. -2, SWp2-2, SWp3-2, a plurality of control switches SWn1-2, SWn2-2, SWn3-2, and an output node CPO.

本実施形態では、電流ソース回路Iupおよび電流シンク回路Idnの個数が1であること、制御スイッチSWp1−2、SWp2−2、SWp3−2が電流ソース回路Iupに接続されること、および、制御スイッチSWn1−2、SWn2−2、SWn3−2が電流シンク回路Idnに接続されることが、第1の実施形態と異なっている。その他の構成は第1の実施形態のチャージポンプ回路CP20を示す図6と同様であるため、同一の符号を付し説明を省略する。   In the present embodiment, the number of current source circuits Iup and current sink circuits Idn is 1, the control switches SWp1-2, SWp2-2, and SWp3-2 are connected to the current source circuit Iup, and the control switches The difference from the first embodiment is that SWn1-2, SWn2-2, and SWn3-2 are connected to the current sink circuit Idn. Since the other configuration is the same as that of the charge pump circuit CP20 of the first embodiment shown in FIG. 6, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

電流ソース回路Iupは、制御スイッチSWp1−2、SWp2−2、SWp3−2に接続され、対応する制御スイッチのオンオフ動作に従い、出力ノードCPOに電流を供給する。   The current source circuit Iup is connected to the control switches SWp1-2, SWp2-2, and SWp3-2, and supplies current to the output node CPO according to the on / off operation of the corresponding control switch.

電流シンク回路Idnは、制御スイッチSWn1−2、SWn2−2、SWn3−2に接続され、対応する制御スイッチのオンオフ動作に従い、出力ノードCPOから電流を吸収する。   The current sink circuit Idn is connected to the control switches SWn1-2, SWn2-2, and SWn3-2, and absorbs current from the output node CPO according to the on / off operation of the corresponding control switch.

制御スイッチSWp1−2は、指示信号UP1に従いオンオフ動作し、電流ソース回路Iupと出力ノードCPOの接続を切り替える。制御スイッチSWp2−2は、遅延信号UP2に従いオンオフ動作し、電流ソース回路Iupと出力ノードCPOの接続を切り替える。制御スイッチSWp3−2は、遅延信号UP3に従いオンオフ動作し、電流ソース回路Iupと出力ノードCPOの接続を切り替える。   The control switch SWp1-2 is turned on / off according to the instruction signal UP1, and switches the connection between the current source circuit Iup and the output node CPO. The control switch SWp2-2 is turned on / off according to the delay signal UP2, and switches the connection between the current source circuit Iup and the output node CPO. The control switch SWp3-2 is turned on / off according to the delay signal UP3, and switches the connection between the current source circuit Iup and the output node CPO.

制御スイッチSWn1−2は、指示信号DN1に従いオンオフ動作し、電流シンク回路Idnと出力ノードCPOの接続を切り替える。制御スイッチSWn2−2は、遅延信号DN2に従いオンオフ動作し、電流シンク回路Idnと出力ノードCPOの接続を切り替える。制御スイッチSWn3−2は、遅延信号DN3に従いオンオフ動作し、電流シンク回路Idnと出力ノードCPOの接続を切り替える。   The control switch SWn1-2 is turned on / off according to the instruction signal DN1, and switches the connection between the current sink circuit Idn and the output node CPO. The control switch SWn2-2 is turned on / off according to the delay signal DN2, and switches the connection between the current sink circuit Idn and the output node CPO. The control switch SWn3-2 is turned on / off according to the delay signal DN3, and switches the connection between the current sink circuit Idn and the output node CPO.

図13のような構成であっても、指示信号UP1または指示信号DN1から遅延させた遅延信号UP2、DN2、UP3、および、DN3を用いることにより、遅延時間ごとにタイミングをずらして、それぞれに対応する制御スイッチをオンオフ動作させることができる。   Even in the configuration as shown in FIG. 13, by using the delay signals UP2, DN2, UP3, and DN3 that are delayed from the instruction signal UP1 or the instruction signal DN1, the timing is shifted for each delay time to cope with each. The control switch to be turned on / off can be operated.

図13に示すCP20−2では、電流ソース回路Iup、および、電流シンク回路Idnそれぞれは、単体で構成した場合(例えば図2の電流ソース回路Iup、電流シンク回路Idn)と電流能力は変わらない。一方、制御スイッチSWp1−2、SWp2−2、SWp3−2、SWn1−2、SWn2−2、SWn3−2それぞれは、例えば、単体で構成した場合(例えば図2のPチャネルトランジスタTp、NチャネルトランジスタTn)の3倍のオン抵抗(すなわちサイズが1/3)とすることができる。   In CP20-2 shown in FIG. 13, the current source circuit Iup and the current sink circuit Idn have the same current capability as the case where they are configured as a single unit (for example, the current source circuit Iup and the current sink circuit Idn in FIG. 2). On the other hand, each of the control switches SWp1-2, SWp2-2, SWp3-2, SWn1-2, SWn2-2, and SWn3-2 is configured, for example, as a single unit (for example, the P-channel transistor Tp and the N-channel transistor in FIG. 2). The on-resistance (that is, the size is 1/3) that is three times Tn).

従って、寄生容量Cp21〜Cp23、Cn21〜Cn23の値は、それぞれ、単体で構成した場合(例えば図2の寄生容量Cp1、Cp2、Cn1、Cn2)の1/3になる。制御スイッチを3回に分けてタイミングをずらして制御することで、寄生容量に由来する電圧変動のピークを1/3に抑えることができる。ただし、電流ソース回路Iupおよび電流シンク回路Idnは分割していなため、指示信号UP1および指示信号DN1に遷移したときに、寄生容量Cp1およびCn1に由来するノイズは分割されずに発生する。   Accordingly, the values of the parasitic capacitances Cp21 to Cp23 and Cn21 to Cn23 are each 1/3 of the case where they are configured as a single unit (for example, the parasitic capacitances Cp1, Cp2, Cn1, and Cn2 in FIG. 2). By controlling the control switch in three times and shifting the timing, it is possible to suppress the peak of the voltage fluctuation derived from the parasitic capacitance to 1/3. However, since current source circuit Iup and current sink circuit Idn are not divided, noise derived from parasitic capacitances Cp1 and Cn1 is generated without being divided when transitioning to instruction signal UP1 and instruction signal DN1.

図14は、遅延量の設定例および出力ノードの端子電圧の例を示す図である。図7など(第1の実施形態)と比較すると、指示信号UP1および指示信号DN1に対応するノイズは十分に抑制されないが、スパイク状のノイズを分散させてピークを抑えることは実現可能である。   FIG. 14 is a diagram illustrating a setting example of the delay amount and an example of the terminal voltage of the output node. Compared to FIG. 7 and the like (first embodiment), the noise corresponding to the instruction signal UP1 and the instruction signal DN1 is not sufficiently suppressed, but it is possible to suppress the peak by dispersing spiked noise.

第1の実施形態と同様に、上記例は、Nを2以上の整数として、電流ソース回路および電流シンク回路のサイズを1/Nとし、制御スイッチのサイズを1/Nとし、制御スイッチの制御タイミングをN回に分割する構成に一般化することができる。各部のサイズを厳密に1/Nにする、または、制御タイミングを厳密にN回に分割する必要はなく、寄生容量に由来する電圧変動のピークを抑制することができれば、どのような比率でサイズまたはタイミングを決定してもよい。   Similar to the first embodiment, in the above example, N is an integer of 2 or more, the size of the current source circuit and the current sink circuit is 1 / N, the size of the control switch is 1 / N, and the control switch is controlled. It can be generalized to a configuration in which the timing is divided into N times. There is no need to strictly reduce the size of each part to 1 / N, or to divide the control timing exactly N times, and any ratio can be used as long as the voltage fluctuation peak due to parasitic capacitance can be suppressed. Alternatively, the timing may be determined.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態のチャージポンプ回路を含む位相同期回路について説明する。第3の実施形態の位相同期回路の全体構成は、図1と同様であるため説明を省略する。本実施形態のチャージポンプ回路は、電流ソース回路、電流シンク回路、および、制御スイッチをトランジスタで実現する。
(Third embodiment)
Next, a phase locked loop circuit including a charge pump circuit according to a third embodiment will be described. The overall configuration of the phase synchronization circuit of the third embodiment is the same as that shown in FIG. The charge pump circuit of this embodiment implements a current source circuit, a current sink circuit, and a control switch with transistors.

図15は、第3の本実施形態のチャージポンプ回路であるCP20−3の構成例を示す図である。図15に示すように、本実施形態のCP20−3は、複数の遅延回路101、102、103、104と、トランジスタTso1、Tso2、Tso3と、トランジスタTsi1、Tsi2、Tsi3と、トランジスタTp1、Tp2、Tp3、Tn1、Tn2、Tn3と、出力ノードCPOと、を備えている。遅延回路101、102、103、104は、第1の実施形態と同様であるため、同一の符号を付し説明を省略する。   FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of the CP 20-3 that is the charge pump circuit according to the third embodiment. As shown in FIG. 15, the CP 20-3 of this embodiment includes a plurality of delay circuits 101, 102, 103, 104, transistors Tso1, Tso2, Tso3, transistors Tsi1, Tsi2, Tsi3, transistors Tp1, Tp2, Tp3, Tn1, Tn2, Tn3 and an output node CPO are provided. Since the delay circuits 101, 102, 103, and 104 are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

トランジスタTso1、Tso2、Tso3は、電流ソース回路に相当するトランジスタである。トランジスタTsi1、Tsi2、Tsi3は、電流シンク回路に相当するトランジスタである。各トランジスタに対するバイアス電圧BIAS1、BIAS2は、例えば、基準電流を用いてカレントミラー回路によって生成できる。   The transistors Tso1, Tso2, and Tso3 are transistors corresponding to a current source circuit. Transistors Tsi1, Tsi2, and Tsi3 are transistors corresponding to a current sink circuit. The bias voltages BIAS1 and BIAS2 for each transistor can be generated by a current mirror circuit using a reference current, for example.

トランジスタTp1、Tp2、Tp3、Tn1、Tn2、Tn3は、制御スイッチに相当するトランジスタである。トランジスタTp1、Tp2、Tp3、Tn1、Tn2、Tn3は、例えば図6のCP20では、それぞれ制御スイッチSWp1、SWp2、SWp3、SWn1、SWn2、SWn3に対応する。   The transistors Tp1, Tp2, Tp3, Tn1, Tn2, and Tn3 are transistors that correspond to control switches. The transistors Tp1, Tp2, Tp3, Tn1, Tn2, and Tn3 correspond to the control switches SWp1, SWp2, SWp3, SWn1, SWn2, and SWn3, respectively, in the CP20 of FIG. 6, for example.

例えばトランジスタTp1は、指示信号UP1に従いオンオフ動作し、電流ソース回路Iup1に対応するトランジスタTso1と出力ノードCPOの接続を切り替える。他のトランジスタTp2、Tp3、Tn1、Tn2、Tn3も同様に、それぞれ対応する制御スイッチSWp2、SWp3、SWn1、SWn2、SWn3と同様に接続を切り替える機能を有する。   For example, the transistor Tp1 is turned on / off according to the instruction signal UP1, and switches the connection between the transistor Tso1 corresponding to the current source circuit Iup1 and the output node CPO. Similarly, the other transistors Tp2, Tp3, Tn1, Tn2, and Tn3 have a function of switching the connection in the same manner as the corresponding control switches SWp2, SWp3, SWn1, SWn2, and SWn3.

なお、電流ソース回路、電流シンク回路、および、制御スイッチをトランジスタで実現する構成は、他の実施形態に対しても適用できる。   Note that the configuration in which the current source circuit, the current sink circuit, and the control switch are realized by transistors can be applied to other embodiments.

(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態のチャージポンプ回路を含む位相同期回路について説明する。第4の実施形態の位相同期回路の全体構成は、図1と同様であるため説明を省略する。本実施形態のチャージポンプ回路は、遅延量を設定可能な遅延回路を用いる。
(Fourth embodiment)
Next, a phase locked loop circuit including a charge pump circuit according to a fourth embodiment will be described. The overall configuration of the phase synchronization circuit of the fourth embodiment is the same as that shown in FIG. The charge pump circuit of the present embodiment uses a delay circuit that can set a delay amount.

図16は、第4の本実施形態のチャージポンプ回路であるCP20−4の構成例を示す図である。図16に示すように、本実施形態のCP20−3は、複数の遅延回路101−4、102−4、103−4、104−4と、複数の電流ソース回路Iup1、Iup2、Iup3と、複数の電流シンク回路Idn1、Idn2、Idn3と、複数の制御スイッチSWp1、SWp2、SWp3と、複数の制御スイッチSWn1、SWn2、SWn3と、出力ノードCPOと、を備えている。遅延回路101−4、102−4、103−4、104−4以外の構成は、第1の実施形態と同様であるため、同一の符号を付し説明を省略する。   FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of the CP 20-4 that is the charge pump circuit according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 16, the CP 20-3 of the present embodiment includes a plurality of delay circuits 101-4, 102-4, 103-4, and 104-4, a plurality of current source circuits Iup1, Iup2, and Iup3. Current sink circuits Idn1, Idn2, and Idn3, a plurality of control switches SWp1, SWp2, and SWp3, a plurality of control switches SWn1, SWn2, and SWn3, and an output node CPO. Since the configurations other than the delay circuits 101-4, 102-4, 103-4, and 104-4 are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

遅延回路101−4は、設定された遅延量に従い、指示信号UP1を遅延させた遅延信号UP2(第1遅延信号の一例)を出力する。遅延回路102−4は、設定された遅延量に従い、遅延信号UP2をさらに遅延させた遅延信号UP3(第1遅延信号の一例)を出力する。   The delay circuit 101-4 outputs a delay signal UP2 (an example of a first delay signal) obtained by delaying the instruction signal UP1 in accordance with the set delay amount. The delay circuit 102-4 outputs a delay signal UP3 (an example of a first delay signal) obtained by further delaying the delay signal UP2 in accordance with the set delay amount.

遅延回路103−4は、設定された遅延量に従い、指示信号DN1を遅延させた遅延信号DN2(第2遅延信号の一例)を出力する。遅延回路104−4は、設定された遅延量に従い、遅延信号DN2をさらに遅延させた遅延信号DN3(第2遅延信号の一例)を出力する。   The delay circuit 103-4 outputs a delay signal DN2 (an example of a second delay signal) obtained by delaying the instruction signal DN1 according to the set delay amount. The delay circuit 104-4 outputs a delay signal DN3 (an example of a second delay signal) obtained by further delaying the delay signal DN2 in accordance with the set delay amount.

上記のように、遅延量がノイズの幅よりも小さい場合、ノイズを分散させることができないため、ピークを抑制できない。そのため遅延量は、ノイズの幅よりも大きくする必要がある。本実施形態では、遅延量を設定可能とすることで、遅延量がスパイク幅以上になるように設定することができる。   As described above, when the delay amount is smaller than the noise width, the noise cannot be dispersed, and thus the peak cannot be suppressed. Therefore, the delay amount needs to be larger than the noise width. In the present embodiment, by setting the delay amount, the delay amount can be set to be equal to or greater than the spike width.

図17は、遅延量を設定可能な遅延回路の構成例を示す図である。図17の例では、遅延回路は、遅延を発生させる反転素子の個数が相互に異なる複数の経路のいずれかを選択するセレクタ1801を含む。いずれの遅延量とするかを示す情報SELをセレクタ1801に入力することにより、所望の遅延量を設定可能となる。図17では、3つの遅延量のいずれかを選択する例が示されているが、選択可能な遅延量の個数は3に限られるものではない。   FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a delay circuit capable of setting a delay amount. In the example of FIG. 17, the delay circuit includes a selector 1801 that selects one of a plurality of paths in which the number of inverting elements that generate a delay is different from each other. A desired delay amount can be set by inputting information SEL indicating which delay amount is to be input to the selector 1801. FIG. 17 shows an example in which one of the three delay amounts is selected, but the number of selectable delay amounts is not limited to three.

図18は、遅延量を設定可能な遅延回路の他の構成例を示す図である。図18の例では、遅延回路は、反転素子1901、1904と、可変抵抗1902と、可変キャパシタ1903と、を含む。可変抵抗1902の抵抗値Rと、可変キャパシタ1903の容量Cとにより定まる時定数RCを可変にすることで、所望の遅延量を設定することができる。   FIG. 18 is a diagram illustrating another configuration example of the delay circuit in which the delay amount can be set. In the example of FIG. 18, the delay circuit includes inverting elements 1901 and 1904, a variable resistor 1902, and a variable capacitor 1903. By making the time constant RC determined by the resistance value R of the variable resistor 1902 and the capacitance C of the variable capacitor 1903 variable, a desired delay amount can be set.

遅延量は、複数の遅延回路101−4、102−4、103−4、104−4に対して共通の値を設定してもよいし、一部または全部に対して個別の値を設定できるように構成してもよい。なお、遅延回路の遅延量を設定可能とする構成は、第1の実施形態以外の実施形態に対しても適用できる。   As the delay amount, a common value may be set for the plurality of delay circuits 101-4, 102-4, 103-4, and 104-4, or individual values may be set for some or all of the delay circuits. You may comprise as follows. Note that the configuration that allows the delay amount of the delay circuit to be set can be applied to embodiments other than the first embodiment.

10 位相周波数比較器(PFD)
20、20−2、20−3、20−4 チャージポンプ回路(CP)
30 ローパスフィルタ(LPF)
40 電圧制御発振器(VCO)
50 分周器
101〜104、101−4〜104−4 遅延回路
Iup1、Iup2、Iup3 電流ソース回路
Idn1、Idn2、Idn3 電流シンク回路
SWp1、SWp2、SWp3、SWn1、SWn2、SWn3 制御スイッチ
CPO 出力ノード
10 Phase frequency comparator (PFD)
20, 20-2, 20-3, 20-4 Charge pump circuit (CP)
30 Low-pass filter (LPF)
40 Voltage controlled oscillator (VCO)
50 Divider 101-104, 101-4 to 104-4 Delay circuit Iup1, Iup2, Iup3 Current source circuit Idn1, Idn2, Idn3 Current sink circuit SWp1, SWp2, SWp3, SWn1, SWn2, SWn3 Control switch CPO output node

特開平09−266443号公報JP 09-266443 A

Claims (7)

電圧上昇を指示する第1指示信号を遅延させた第1遅延信号を出力する第1遅延回路と、
電圧下降を指示する第2指示信号を遅延させた第2遅延信号を出力する第2遅延回路と、
出力ノードに電流を供給する電流ソース回路と、
前記出力ノードから電流を吸収する電流シンク回路と、
前記第1指示信号または前記第1遅延信号に応じて、前記電流ソース回路と前記出力ノードの接続を切り替える複数の第1スイッチと、
前記第2指示信号または前記第2遅延信号に応じて、前記電流シンク回路と前記出力ノードの接続を切り替える複数の第2スイッチと、
を備えるチャージポンプ回路。
A first delay circuit that outputs a first delay signal obtained by delaying a first instruction signal that instructs voltage increase;
A second delay circuit for outputting a second delay signal obtained by delaying a second instruction signal for instructing a voltage drop;
A current source circuit for supplying current to the output node;
A current sink circuit for absorbing current from the output node;
A plurality of first switches for switching connection between the current source circuit and the output node in response to the first instruction signal or the first delay signal;
A plurality of second switches for switching the connection between the current sink circuit and the output node in response to the second instruction signal or the second delay signal;
A charge pump circuit comprising:
複数の電流ソース回路および複数の電流シンク回路が備えられ、
複数の前記第1スイッチのそれぞれは、複数の前記電流ソース回路のいずれかと前記出力ノードの接続を切り替え、
複数の前記第2スイッチのそれぞれは、複数の前記電流シンク回路のいずれかと前記出力ノードの接続を切り替える、
請求項1に記載のチャージポンプ回路。
A plurality of current source circuits and a plurality of current sink circuits are provided,
Each of the plurality of first switches switches connection between any one of the plurality of current source circuits and the output node,
Each of the plurality of second switches switches connection between any of the plurality of current sink circuits and the output node.
The charge pump circuit according to claim 1.
1つの電流ソース回路および1つの電流シンク回路が備えられ、
複数の前記第1スイッチのそれぞれは、前記電流ソース回路と前記出力ノードの接続を切り替え、
複数の前記第2スイッチのそれぞれは、前記電流シンク回路と前記出力ノードの接続を切り替える、
請求項1に記載のチャージポンプ回路。
One current source circuit and one current sink circuit are provided;
Each of the plurality of first switches switches connection between the current source circuit and the output node,
Each of the plurality of second switches switches connection between the current sink circuit and the output node.
The charge pump circuit according to claim 1.
前記第1遅延回路および前記第2遅延回路は、偶数個の反転素子を含む、
請求項1に記載のチャージポンプ回路。
The first delay circuit and the second delay circuit include an even number of inverting elements.
The charge pump circuit according to claim 1.
前記第1遅延回路および前記第2遅延回路は、直列に接続された抵抗素子およびキャパシタを含む、
請求項1に記載のチャージポンプ回路。
The first delay circuit and the second delay circuit include a resistance element and a capacitor connected in series,
The charge pump circuit according to claim 1.
前記第1遅延回路は、設定された遅延量に従い前記第1指示信号を遅延させた前記第1遅延信号を出力し、
前記第2遅延回路は、設定された遅延量に従い前記第2指示信号を遅延させた前記第2遅延信号を出力する、
請求項1に記載のチャージポンプ回路。
The first delay circuit outputs the first delay signal obtained by delaying the first instruction signal according to a set delay amount;
The second delay circuit outputs the second delay signal obtained by delaying the second instruction signal according to a set delay amount;
The charge pump circuit according to claim 1.
前記電流ソース回路および前記電流シンク回路は、トランジスタである、
請求項1に記載のチャージポンプ回路。
The current source circuit and the current sink circuit are transistors.
The charge pump circuit according to claim 1.
JP2018049453A 2018-03-16 2018-03-16 Charge pump circuit Active JP7013969B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018049453A JP7013969B2 (en) 2018-03-16 2018-03-16 Charge pump circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018049453A JP7013969B2 (en) 2018-03-16 2018-03-16 Charge pump circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019161592A true JP2019161592A (en) 2019-09-19
JP7013969B2 JP7013969B2 (en) 2022-02-01

Family

ID=67993563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018049453A Active JP7013969B2 (en) 2018-03-16 2018-03-16 Charge pump circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7013969B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5670869A (en) * 1996-05-30 1997-09-23 Sun Microsystems, Inc. Regulated complementary charge pump with imbalanced current regulation and symmetrical input capacitance
JP2000165235A (en) * 1998-11-30 2000-06-16 Sharp Corp Charge pump circuit and pll frequency synthesizer circuit using it
JP2007325028A (en) * 2006-06-01 2007-12-13 Sony Corp Charge pump circuit and phase-locked loop circuit
JP2010074562A (en) * 2008-09-18 2010-04-02 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Pll circuit
JP2010252126A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Toyota Industries Corp Pll circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5670869A (en) * 1996-05-30 1997-09-23 Sun Microsystems, Inc. Regulated complementary charge pump with imbalanced current regulation and symmetrical input capacitance
JP2000165235A (en) * 1998-11-30 2000-06-16 Sharp Corp Charge pump circuit and pll frequency synthesizer circuit using it
JP2007325028A (en) * 2006-06-01 2007-12-13 Sony Corp Charge pump circuit and phase-locked loop circuit
JP2010074562A (en) * 2008-09-18 2010-04-02 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Pll circuit
JP2010252126A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Toyota Industries Corp Pll circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP7013969B2 (en) 2022-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5448870B2 (en) PLL circuit
US6603340B2 (en) Delay circuit, voltage-controlled delay circuit, voltage-controlled oscillation circuit, delay adjustment circuit, DLL circuit, and PLL circuit
KR100877300B1 (en) VCO generating output signal with wide-range and fine-tuning and Variable delay circuit using therefor
US6320435B1 (en) PLL circuit which can reduce phase offset without increase in operation voltage
US6825731B2 (en) Voltage controlled oscillator with frequency stabilized and PLL circuit using the same
US7876163B2 (en) Voltage-controlled oscillator circuit and phase locked loop circuit using the same
US20070076832A1 (en) Semiconductor integrated circuit and correcting method of the same
JP2010252094A (en) Pll circuit
US7301409B2 (en) Oscillator
JP6605988B2 (en) Semiconductor device
EP0945986B1 (en) Charge pump circuit for PLL
JP4025043B2 (en) Semiconductor integrated circuit
KR20100094859A (en) Asymmetric charge pump and phase locked loops having its
JP7013969B2 (en) Charge pump circuit
KR100510504B1 (en) Differential charge pump and phase locked loop having the same
JP2002330067A (en) Charge pump circuit and phase synchronizing loop circuit
CN116155271A (en) Low noise Phase Locked Loop (PLL) circuit
WO2016042911A1 (en) Phase locked loop pll (pllphase locked loop) circuit and semiconductor device
JP4635914B2 (en) PLL circuit
US9831766B2 (en) Charge pump and associated phase-locked loop and clock and data recovery
JP7514162B2 (en) PLL circuit using intermittent amplifier
US11496140B2 (en) Oscillator closed loop frequency control
JP2013016995A (en) Pll circuit
US6794911B2 (en) Charge-pump circuit for charge-share suppression
JP2000224035A (en) Pll circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210721

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210803

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210924

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211012

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211026

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220103