JP2917901B2 - DCFL charge pump circuit - Google Patents

DCFL charge pump circuit

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JP2917901B2
JP2917901B2 JP8087629A JP8762996A JP2917901B2 JP 2917901 B2 JP2917901 B2 JP 2917901B2 JP 8087629 A JP8087629 A JP 8087629A JP 8762996 A JP8762996 A JP 8762996A JP 2917901 B2 JP2917901 B2 JP 2917901B2
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electrode connected
effect transistor
charge pump
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仁之 矢野
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION, OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/089Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector generating up-down pulses
    • H03L7/0891Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector generating up-down pulses the up-down pulses controlling source and sink current generators, e.g. a charge pump
    • H03L7/0895Details of the current generators

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル信号を
アナログ出力に変換するチャージポンプ回路に関し、特
にゲートリークのあるMESFETで構成されたDCF
L回路に適用して好適なチャージポンプ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge pump circuit for converting a digital signal into an analog output, and more particularly to a DCF constituted by a MESFET having a gate leak.
The present invention relates to a charge pump circuit suitable for application to an L circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaAs(ガリウム砒素)はSi(シリ
コン)に比べて電子移動度が大きく、低電圧での高速動
作の用途に適しており、周波数がGHz(ギガヘルツ)
オーダのクロックを必要とするシステムでの応用が期待
されている。
2. Description of the Related Art GaAs (gallium arsenide) has a higher electron mobility than Si (silicon), is suitable for high-speed operation at low voltage, and has a frequency of GHz (gigahertz).
It is expected to be applied to systems that require order clocks.

【0003】その際、高速なクロックをボード間に分配
する方法にてシステムを構成することは非常に困難であ
るので、通常、ボードから分配されたクロックをチップ
内で逓倍し、GHzオーダのクロックを生成する方法が
採られている。
At this time, since it is very difficult to configure a system by a method of distributing a high-speed clock between boards, a clock distributed from the board is usually multiplied in a chip to generate a clock on the order of GHz. Is generated.

【0004】クロック逓倍の方式としては、PLL(Ph
ase-Locked Loop;位相同期ループ)回路が一般的に用
いられている。ボードから分配されるクロックを参照信
号として入力し、チップ内部の電圧制御発振器(VC
O)を制御するPLL回路においては、この参照信号と
VCO出力信号(又はその分周信号)を、周波数・位相
比較してなるディジタル信号を電圧制御発振器の発振周
波数を制御するためのアナログ電圧に変換する回路が含
まれる。このディジタル信号をアナログ電圧信号に変換
する回路として、通常チャージポンプ回路が用いられ
る。
As a clock multiplication method, a PLL (Ph
An ase-locked loop (phase-locked loop) circuit is generally used. The clock distributed from the board is input as a reference signal, and a voltage controlled oscillator (VC
O), the reference signal and the VCO output signal (or its divided signal) are converted into a digital signal obtained by comparing the frequency and phase to an analog voltage for controlling the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator. A conversion circuit is included. As a circuit for converting this digital signal into an analog voltage signal, a charge pump circuit is usually used.

【0005】CMOS回路で良く使われるチャージポン
プ回路の構成を図6(B)に示す。出力端子OUTにロ
ーパスフィルタが接続されている場合、入力IN1がハ
イレベル、入力IN2がローレベルの時、出力端子OU
Tに電源電圧が現れ、フィルタを充電する。一方、入力
IN1がローレベル、入力IN2がハイレベルの時、出
力端子OUTは接地され、フィルタに充電された電荷を
放電する。このため、入力IN1、IN2のハイレベ
ル、ローレベルの時間的割合によってフィルタへの充電
量が決まり、これを平滑化した信号は、電圧制御発振器
の制御のための電圧として出力される。このように、チ
ャージポンプ回路は、出力がハイレベルとローレベルの
2値のディジタル信号を連続量(アナログ信号)に変換
するために用いられる。
FIG. 6B shows a configuration of a charge pump circuit often used in a CMOS circuit. When a low-pass filter is connected to the output terminal OUT, the output terminal OU is output when the input IN1 is at a high level and the input IN2 is at a low level.
The power supply voltage appears at T and charges the filter. On the other hand, when the input IN1 is at a low level and the input IN2 is at a high level, the output terminal OUT is grounded and discharges the charge stored in the filter. For this reason, the amount of charge to the filter is determined by the time ratio of the high level and the low level of the inputs IN1 and IN2, and the smoothed signal is output as a voltage for controlling the voltage controlled oscillator. As described above, the charge pump circuit is used to convert a binary digital signal whose output is high level and low level into a continuous amount (analog signal).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】PLL回路をGaAs
MESFET(Metal Semiconductor Field Effect Tra
nsistor)、特にDCFL(Direct Coupled FET Logi
c)で設計する場合、図6(A)に示したエンハンスモ
ードFETを縦に積み重ねたチャージポンプ回路が通常
用いられる。
SUMMARY OF THE INVENTION A PLL circuit of GaAs
MESFET (Metal Semiconductor Field Effect Tra
nsistor), especially DCFL (Direct Coupled FET Logi)
In the case of the design in c), a charge pump circuit in which the enhancement mode FETs shown in FIG. 6A are vertically stacked is usually used.

【0007】この回路は、MOSFET(Metal Oxide
Field Effect Transistor;MOS電界効果トランジス
タ)のように、ゲートリークが存在しないFETの場合
には、PLL回路のチャージポンプ回路に用いても問題
ない。しかし、MESFETではゲートリークがあるた
め、電源電圧がMESFETのゲートリークするゲート
電圧よりも高い場合、PLLループを不安定にする場合
がある。
This circuit is composed of a MOSFET (Metal Oxide
In the case of an FET having no gate leakage, such as a field effect transistor (MOS field effect transistor), there is no problem if the FET is used in a charge pump circuit of a PLL circuit. However, since the MESFET has a gate leak, if the power supply voltage is higher than the gate voltage of the MESFET at which the gate leaks, the PLL loop may be unstable.

【0008】図6(C)に示すような、チャージポンプ
63、チャージポンプ63の出力(OUT)を入力とす
るローパスフィルタ64、ローパスフィルタ64の出力
を入力とするDCFLタイプの出力アンプ65から構成
される変換回路について、電源電圧を2Vとして、チャ
ージポンプ63を充放電した結果を図7に示す。図7に
示すように、充電の方が放電より速く終了している(充
電時の立ち上がり時間の方が放電時の立ち下がり時間よ
りも短い)。
As shown in FIG. 6C, a charge pump 63, a low-pass filter 64 to which the output (OUT) of the charge pump 63 is input, and a DCFL type output amplifier 65 to which the output of the low-pass filter 64 is input. FIG. 7 shows the result of charging and discharging the charge pump 63 with the power supply voltage set to 2 V for the conversion circuit. As shown in FIG. 7, the charging is completed faster than the discharging (the rising time at the time of charging is shorter than the falling time at the time of discharging).

【0009】これは、出力アンプ65の入力ゲートリー
クの開始点を電圧Vfamp=1.2Vとして、充電する場
合には、電源電圧2Vで、1.2Vまで充電するため、
立ち上がりが速い。反対に、全放電する場合には、回路
のCR時定数で立ち下がるので充電よりは遅くなる。
[0009] This is because the start point of the input gate leakage of the output amplifier 65 is set to the voltage Vfamp = 1.2 V, and when charging is performed, the power supply voltage is 2 V and the charging is performed up to 1.2 V.
Rising fast. Conversely, when the battery is fully discharged, it falls at a CR time constant of the circuit, so it is slower than the charging.

【0010】このように、充電時間と放電時間とが大き
く異なる場合、すなわち非対称性が大きい場合、PLL
ループの過渡応答特性が不安定になることがある。電源
電圧を電圧Vfampよりも小さい値を用いることにより、
この問題を回避することができるが、しかし、Vfampの
値は1V程度と低く、電源電圧としては余り用いられな
い。また、周辺システムとの整合性を保つ上でも、周辺
システムと同一の電源電圧で動作する方が好ましい。
As described above, when the charging time and the discharging time are significantly different, that is, when the asymmetry is large, the PLL
The transient response characteristics of the loop may become unstable. By using a power supply voltage smaller than the voltage Vfamp,
Although this problem can be avoided, the value of Vfamp is as low as about 1 V, and is not used much as a power supply voltage. In addition, in order to maintain consistency with the peripheral system, it is preferable to operate at the same power supply voltage as that of the peripheral system.

【0011】従って、本発明は、上記事情に鑑みて為さ
れたものであって、チャージポンプをDCFL回路の電
源で駆動した際に、チャージポンプ出力における充放電
の非対称性を縮減したチャージポンプ回路を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and has been made in consideration of the above circumstances, and has a charge pump circuit capable of reducing charge / discharge asymmetry in a charge pump output when the charge pump is driven by a power supply of a DCFL circuit. The purpose is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、高位側電源から低位側電源に直列形態に
接続され、第1及び第2の入力端子にゲート電極をそれ
ぞれ接続してなる第1及び第2のエンハンスメント型電
界効果トランジスタからなり、前記第1及び第2のエン
ハンスメント型電界効果トランジスタの接続点を出力と
するチャージポンプ回路において、前記出力のハイレベ
ル電位を所定電位にクランプする手段を前記第1のエ
ンハンスメント型電界効果トランジスタ側に備え、前記
出力の充電及び放電特性がほぼ対称となるようにしたこ
とを特徴とするチャージポンプ回路を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a method of connecting a high-potential power supply to a low-potential power supply in series, and connecting a gate electrode to first and second input terminals, respectively. In a charge pump circuit comprising first and second enhancement-type field-effect transistors and having a connection point between the first and second enhancement-type field-effect transistors as an output, a high-level potential of the output is clamped to a predetermined potential. means for, included in the first enhancement type field effect transistor side, to provide a charge pump circuit, characterized in that the charging and discharging characteristics of the output are set to be substantially symmetrical.

【0013】本発明においては、前記第1の入力端子に
クランプ手段を接続したことを特徴とする。
The present invention is characterized in that a clamp means is connected to the first input terminal.

【0014】また、本発明は、高位側電源と低位側電源
との間の電圧を分圧する電源電圧分圧手段を備え、前記
電源電圧分圧手段の出力から前記低位側電源に直列形態
に接続され、第1及び第2の入力端子にゲート電極をそ
れぞれ接続してなる第1及び第2のエンハンスメント型
電界効果トランジスタからなり、前記第1及び第2のエ
ンハンスメント型電界効果トランジスタの接続点を出力
とすることを特徴とするチャージポンプ回路を提供す
る。
Further, the present invention comprises a power supply voltage dividing means for dividing a voltage between a higher power supply and a lower power supply, and is connected in series to the lower power supply from an output of the power supply voltage dividing means. And a first and a second enhancement field-effect transistor having a gate electrode connected to the first and second input terminals, respectively, and a connection point between the first and second enhancement field-effect transistors is output. A charge pump circuit is provided.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明の第1の実施の形態の構成
を示したものである。図1に示すように、本発明の第1
の実施の形態に係るチャージポンプ回路は、入力端子1
0にダイオード4を接続したことを特徴としている。す
なわち、図1を参照して、チャージポンプ回路は、ドレ
イン電極が電源端子に接続され、ゲート電極が入力端子
10に接続され、ソース電極が出力端子(OUT)8に
接続されたエンハンスメント型電界効果トランジスタ
(「エンハンスモードFET」ともいう)1と、ドレイ
ン電極が出力端子(OUT)8に接続され、ゲート電極
が入力端子11に接続され、ソース電極が接地端子に接
続されたエンハンスモードFET2と、アノード電極を
入力端子10に接続しカソード電極を接地したダイオー
ド4と、からなる。これにより、入力端子10に入力さ
れる入力信号IN1のハイレベルは、ダイオード4の順
方向立ち上がり電圧Vfに固定される。
FIG. 1 shows the configuration of the first embodiment of the present invention. As shown in FIG.
The charge pump circuit according to the embodiment
It is characterized in that a diode 4 is connected to 0. That is, referring to FIG. 1, the charge pump circuit has an enhancement-type field effect in which a drain electrode is connected to a power supply terminal, a gate electrode is connected to input terminal 10, and a source electrode is connected to output terminal (OUT) 8. A transistor (also referred to as “enhancement mode FET”) 1, an enhancement mode FET 2 having a drain electrode connected to the output terminal (OUT) 8, a gate electrode connected to the input terminal 11, and a source electrode connected to the ground terminal; A diode 4 whose anode electrode is connected to the input terminal 10 and whose cathode electrode is grounded. Thus, the high level of the input signal IN1 input to the input terminal 10 is fixed to the forward rising voltage Vf of the diode 4.

【0017】入力信号IN1がハイレベル、入力端子1
1に入力される入力信号IN2がローレベルになったと
すると、エンハンスモードFET1はオン状態となり、
エンハンスモードFET2はオフ状態となる。この際、
出力端子(OUT)8に接続されたローパスフィルタ
(低域通過フィルタ)3には、電源端子からエンハンス
モードFET1を介して電流が流れ込むが、その電流値
はローパスフィルタ3を構成する抵抗(5、6)の抵抗
値でほぼ決まる。
When the input signal IN1 is at a high level, the input terminal 1
Assuming that the input signal IN2 input to 1 goes low, the enhancement mode FET 1 is turned on,
The enhancement mode FET 2 is turned off. On this occasion,
A current flows into the low-pass filter (low-pass filter) 3 connected to the output terminal (OUT) 8 from the power supply terminal via the enhancement mode FET 1. It is almost determined by the resistance value of 6).

【0018】図1に示す回路において、エンハンスモー
ドFET1から見ると、ソースフォロワ動作状態とされ
ており、出力端子(OUT)8の電圧は、入力端子10
の入力信号電圧とほぼ同じ電圧値となっている。すなわ
ち、エンハンスモードFET1はそのゲート電圧をダイ
オード4でクランプされたハイレベルで駆動され、出力
端子(OUT)8に接続されるローパスフィルタ3は、
エンハンスモードFET1よりも高い入力インピーダン
スであるため、その出力端子(OUT)8には電源端子
の電圧ではなく、クランプされたゲート電圧が現れる。
In the circuit shown in FIG. 1, when viewed from the enhancement mode FET 1, the source follower is in an operating state, and the voltage of the output terminal (OUT) 8 is
Are almost the same as the input signal voltage. That is, the enhancement mode FET 1 is driven at a high level whose gate voltage is clamped by the diode 4, and the low-pass filter 3 connected to the output terminal (OUT) 8
Since the input impedance is higher than that of the enhancement mode FET1, a clamped gate voltage appears at the output terminal (OUT) 8 instead of the voltage of the power supply terminal.

【0019】このため、入力端子10の電圧がダイオー
ドの順方向電圧Vfで固定されれば、出力端子(OU
T)8は電源電圧まで上昇せず、ほぼVfの値に固定さ
れ、フィルタ3の出力端子(FOUT)9に現れる出力
電圧もVfまでしか上昇しない。
Therefore, if the voltage at the input terminal 10 is fixed at the forward voltage Vf of the diode, the output terminal (OU
T) 8 does not rise to the power supply voltage, and is fixed to a value of approximately Vf, and the output voltage appearing at the output terminal (FOUT) 9 of the filter 3 also rises only to Vf.

【0020】なお、図1に示すローパスフィルタ3はそ
の構成の一例を示したものであり、本発明に係るチャー
ジポンプ回路はかかる構成のローパスフィルタにのみ適
用されるものでないことは勿論である。
Note that the low-pass filter 3 shown in FIG. 1 shows an example of the configuration, and the charge pump circuit according to the present invention is of course not applied only to the low-pass filter having such a configuration.

【0021】また、図2に、本発明の第2の実施の形態
の回路構成を示す。図2を参照して、DCFLのハイレ
ベルを生成する部分とこれを低インピーダンスの電源に
変換するソースフォロワ部から構成された電源電圧分圧
部12を備え、電源電圧分圧部12の出力電圧に、チャ
ージポンプ13を構成するエンハンスメントFETのド
レインが接続されている。電源電圧分圧部12は、ディ
プリーションモードFET23とエンハンスモードFE
T21で電源電圧を分圧し(DCFLのハイレベルに相
当する電圧Vfとなる)、この電圧(FET21、23
のゲートの共通接続点電位)をゲート入力とするディプ
リーションモードFET25はソースフォロワ構成とす
る。
FIG. 2 shows a circuit configuration according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a power supply voltage dividing section 12 is provided which includes a DCFL high-level generating section and a source follower section for converting the DCFL into a low-impedance power supply. Is connected to the drain of the enhancement FET constituting the charge pump 13. The power supply voltage dividing section 12 includes a depletion mode FET 23 and an enhancement mode FE.
At T21, the power supply voltage is divided (to become a voltage Vf corresponding to the high level of DCFL), and this voltage (FET21, FET23)
The depletion mode FET 25 having a gate input of a common connection point potential of the gates of the gates has a source follower configuration.

【0022】より詳細には、電源電圧分圧部12は、ド
レイン電極が電源端子に接続され、ゲート電極とソース
電極が互いに接続されたディプリーション型電界効果ト
ランジスタ(「ディプリーションモードFET」とい
う)22と、ドレイン電極がディプリーションモードF
ET22のソース及びゲート電極の接続点に共通接続さ
れ、ソース電極が接地端子に接続されたエンハンスモー
ドFET21と、ドレイン電極が電源端子に接続され、
ゲート電極とソース電極がエンハンスモードFET21
のゲート電極に共通接続されたディプリーションモード
FET23と、ドレイン電極が電源端子に接続され、ゲ
ート電極がエンハンスモードFET21のゲート電極に
共通接続されたディプリーションモードFET25と、
ドレイン電極がディプリーションモードFET25のソ
ース電極と接続され、ゲート電極とソース電極が接地端
子に接続されたディプリーションモードFET24から
なり、ディプリーションモードFET24、25の接続
点は、チャージアップ回路を構成するエンハンスモード
FET26のドレイン電極に接続されている。
More specifically, the power supply voltage dividing section 12 includes a depletion type field effect transistor ("depletion mode FET") having a drain electrode connected to a power supply terminal and a gate electrode and a source electrode connected to each other. 22) and the drain electrode is in the depletion mode F
An enhanced mode FET 21 having a source electrode connected to a ground terminal and a drain electrode connected to a power supply terminal;
Gate electrode and source electrode are enhanced mode FET21
A depletion mode FET 23 commonly connected to the gate electrode of the first mode, a depletion mode FET 25 having a drain electrode connected to the power supply terminal, and a gate electrode commonly connected to the gate electrode of the enhancement mode FET 21;
A drain electrode is connected to a source electrode of a depletion mode FET 25, and a gate electrode and a source electrode are each composed of a depletion mode FET 24 connected to a ground terminal. Are connected to the drain electrode of the enhancement mode FET 26 constituting

【0023】この回路においても、チャージポンプ13
は、DCFLのハイレベルに相当する電圧Vfで動作さ
せられる。
In this circuit, the charge pump 13
Are operated at a voltage Vf corresponding to the high level of DCFL.

【0024】本発明の実施の形態を更に詳細に説明すべ
く、本発明の実施例として、図1を参照して説明した上
記第1の実施の形態に係るチャージポンプ回路に、ロー
パスフィルタとアンプ(図6(C)の構成を参照)を接
続し、電源電圧2Vでチャージポンプの充放電特性をシ
ミュレーションした結果を図3に示す。
In order to explain the embodiment of the present invention in more detail, as an embodiment of the present invention, a low-pass filter and an amplifier are added to the charge pump circuit according to the first embodiment described with reference to FIG. FIG. 3 shows the result of simulating the charge / discharge characteristics of the charge pump at a power supply voltage of 2 V with the connection (see FIG. 6C).

【0025】図7に示した従来のチャージポンプ回路の
シミュレーション結果と相違して、充電と放電の時間が
ほぼ等しくなっている。これは、チャージポンプの駆動
電圧が2Vではなく、Vf=0.8Vとされたことによ
る。
Unlike the simulation result of the conventional charge pump circuit shown in FIG. 7, the charging and discharging times are almost equal. This is because the drive voltage of the charge pump is not 2V, but Vf = 0.8V.

【0026】本実施例では、ダイオードの順方向電圧V
fを利用したため、環境温度が変わり、ハイレベルが変
わっても、この変化に応じてチャージポンプの駆動電圧
も変わるので、温度変化に対しても安定であるという効
果(温度補償効果)も得られる。
In this embodiment, the forward voltage V
Since f is used, even if the environmental temperature changes and the high level changes, the drive voltage of the charge pump also changes in accordance with this change, so that an effect of being stable against temperature changes (temperature compensation effect) can also be obtained. .

【0027】図4は、本発明の別の実施例として、図1
に示したチャージポンプ回路を用いたPLL回路の構成
をブロック図にて示したものである。このPLL回路
は、制御電圧により発振周波数が変化する電圧制御発振
器(VCO)39の出力信号(fvco)を64分周器
40にて64分周し、64分周器40の出力と参照信号
(fref)とを周波数位相比較器36で比較し、周波
数位相比較器36からの誤差信号をチャージポンプ1
3、ローパスフィルタ3、アンプ37、38により電圧
信号に変え、電圧制御発振器39を制御し、参照信号
(fref)に同期した発振を行わせるものである。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention.
1 is a block diagram showing a configuration of a PLL circuit using the charge pump circuit shown in FIG. This PLL circuit divides an output signal (fvco) of a voltage controlled oscillator (VCO) 39 whose oscillation frequency changes according to a control voltage by 64 by a 64 frequency divider 40, and outputs an output of the 64 frequency divider 40 and a reference signal (fvco). fref) is compared with the frequency-phase comparator 36, and the error signal from the frequency-phase comparator 36 is compared with the charge pump 1
3, a voltage signal is changed by the low-pass filter 3 and the amplifiers 37 and 38, and the voltage-controlled oscillator 39 is controlled so as to oscillate in synchronization with the reference signal (fref).

【0028】図4に示したPLL回路を、GaAs H
JFET(ヘテロ接合電界効果トランジスタ)を素子と
して、DCFLを用いて構成し、シミュレーションした
結果を図5(B)に示す。図5は、発振周波数の時間応
答をプロットしたものである。
The PLL circuit shown in FIG.
FIG. 5B shows the result of a simulation in which a JFET (heterojunction field effect transistor) is used as an element and DCFL is used. FIG. 5 is a plot of the time response of the oscillation frequency.

【0029】図5(A)には、比較例として、チャージ
ポンプ回路として従来のものを用いたPLL回路の発振
周波数の時間応答特性を示す。従来の回路では、定常状
態で周波数が振動し、同期がとれないのに対して、図5
(B)に示すように、本発明の実施例に係るチャージポ
ンプ回路を採用した場合、約1μsec後に、参照信号
40MHzの64倍にあたる、2.56GHzで安定動
作している。
FIG. 5A shows a time response characteristic of the oscillation frequency of a PLL circuit using a conventional charge pump circuit as a comparative example. In the conventional circuit, the frequency oscillates in a steady state and synchronization is not achieved.
As shown in (B), when the charge pump circuit according to the embodiment of the present invention is adopted, stable operation is performed at 2.56 GHz, which is 64 times the reference signal 40 MHz after about 1 μsec.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
DCFL回路で構成したPLL回路を安定に動作させる
ことができるという効果が得られる。これは、周波数位
相比較器からの誤差信号であるディジタル信号をアナロ
グ信号に変換するチャージポンプ回路の充電及び放電時
間をほぼ等しくしたことによる。
As described above, according to the present invention,
The effect is obtained that the PLL circuit constituted by the DCFL circuit can be operated stably. This is because the charge and discharge times of the charge pump circuit that converts a digital signal, which is an error signal from the frequency phase comparator, into an analog signal are made substantially equal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係るチャージポン
プ回路及びチャージポンプ出力を平滑するローパスフィ
ルタを示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a charge pump circuit and a low-pass filter for smoothing a charge pump output according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態に係るチャージポン
プ用電源電圧分圧回路、チャージポンプ回路、ローパス
フィルタを示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a power supply voltage dividing circuit for a charge pump, a charge pump circuit, and a low-pass filter according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例を説明するための図であり、本
発明の第1の実施の形態に係るチャージポンプ回路を用
いた場合の充放電特性のシミュレーション結果を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the present invention, and is a diagram showing a simulation result of charge / discharge characteristics when the charge pump circuit according to the first embodiment of the present invention is used.

【図4】本発明の実施例を説明するための図であり、本
発明に係るチャージポンプ回路を用いて構成したPLL
回路のブロック構成図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and a PLL configured using a charge pump circuit according to the present invention;
FIG. 2 is a block diagram of a circuit.

【図5】本発明の実施例と、従来例とを比較して説明す
るための図であり、(A)は従来のチャージポンプ回路
を用いたPLL回路、(B)は本発明の実施例に係るP
LL回路の過渡応答を計算し、電圧制御発振器(fvc
o)の周波数応答を示す図である。
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining an example of the present invention and a conventional example, wherein FIG. 5A is a PLL circuit using a conventional charge pump circuit, and FIG. 5B is an example of the present invention; Pertaining to P
The transient response of the LL circuit is calculated, and the voltage controlled oscillator (fvc) is calculated.
It is a figure showing the frequency response of o).

【図6】従来技術を説明するための図である。(A)は
従来のチャージポンプ回路でエンハンスモードFETで
構成された例を示す図である。(B)は従来のチャージ
ポンプ回路でCMOSで構成された例を示す図である。
(C)は(A)に示した従来のチャージポンプ回路にロ
ーパスフィルタとフィルタ出力を増幅するアンプからな
るディジタルーアナログ変換回路の構成例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional technique. (A) is a diagram showing an example in which a conventional charge pump circuit is configured by an enhancement mode FET. (B) is a diagram showing an example in which a conventional charge pump circuit is configured by CMOS.
(C) is a diagram showing a configuration example of a digital-analog conversion circuit including a low-pass filter and an amplifier for amplifying a filter output in the conventional charge pump circuit shown in (A).

【図7】図6(C)の従来の回路の充放電特性のシミュ
レーション結果を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a simulation result of charge / discharge characteristics of the conventional circuit of FIG. 6 (C).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 エンハンスモードFET 3 ローパスフィルタ 4 ダイオード 5、6 抵抗 7 容量 8 チャージアップ回路の出力端子(OUT) 9 ローパスフィルタの出力端子(FOUT) 10、11 入力端子 12 電源電圧分圧部 13 チャージポンプ回路 21、26 エンハンスモードFET 22、23、24、25 ディプリーションモードFE
T 36 周波数位相比較器 37、38 増幅器 39 電圧制御発振器 40 64分周器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Enhancement mode FET 3 Low-pass filter 4 Diode 5, 6 Resistance 7 Capacitance 8 Output terminal (OUT) of charge-up circuit 9 Output terminal (FOUT) of low-pass filter 10, 11 Input terminal 12 Power supply voltage divider 13 Charge pump Circuit 21, 26 Enhanced mode FET 22, 23, 24, 25 Depletion mode FE
T 36 frequency phase comparator 37, 38 amplifier 39 voltage controlled oscillator 40 64 frequency divider

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】高位側電源から低位側電源に直列形態に接
続され、第1及び第2の入力端子にゲート電極をそれぞ
れ接続してなる第1及び第2のエンハンスメント型電界
効果トランジスタからなり、前記第1及び第2のエンハ
ンスメント型電界効果トランジスタの接続点を出力とす
るチャージポンプ回路において、 前記出力のハイレベル電位を所定電位にクランプする手
段を前記第1のエンハンスメント型電界効果トランジ
スタ側に備え、前記出力の充電及び放電特性がほぼ対称
となるようにしたことを特徴とするチャージポンプ回
路。
A first enhancement-type field effect transistor which is connected in series from a high-order power supply to a low-order power supply and has a gate electrode connected to first and second input terminals, respectively; in the charge pump circuit to output the connection point of the first and second enhancement type field effect transistor, the means for clamping the high level potential of the output to a predetermined potential, the first enhancement type field effect transistor side A charge pump circuit, wherein the output has a substantially symmetric charge and discharge characteristic.
【請求項2】前記第1の入力端子に、入力信号電圧のハ
イレベル電位を所定電位にクランプするクランプ手段を
接続したことを特徴とする請求項1記載のチャージポン
プ回路。
2. The input signal voltage is applied to the first input terminal.
2. A charge pump circuit according to claim 1, wherein a clamp means for clamping the level potential to a predetermined potential is connected.
【請求項3】高位側電源と低位側電源との間の電圧を分
圧する電源電圧分圧手段を備え、 前記電源電圧分圧手段の出力から前記低位側電源に直列
形態に接続され、第1及び第2の入力端子にゲート電極
をそれぞれ接続してなる第1及び第2のエンハンスメン
ト型電界効果トランジスタからなり、前記第1及び第2
のエンハンスメント型電界効果トランジスタの接続点を
出力とすることを特徴とするチャージポンプ回路。
3. A power supply voltage dividing means for dividing a voltage between a higher power supply and a lower power supply, wherein an output of the power supply voltage dividing means is connected to the lower power supply in series with the first power supply. And first and second enhancement-type field-effect transistors each having a gate electrode connected to a second input terminal and the first and second input terminals, respectively.
Wherein the connection point of the enhancement type field effect transistor is output.
【請求項4】ドレイン電極が第1の電源端子に接続さ
れ、ゲート電極が第1の入力端子に接続され、ソース電
極が出力端子に接続されたエンハンスメント型電界効果
トランジスタと、ドレイン電極が前記出力端子に接続さ
れ、ゲート電極が第2の入力端子に接続され、ソース電
極が第2の電源端子に接続されたエンハンスメント型電
界効果トランジスタと、アノード電極が前記第1の入力
端子に接続され、カソード電極が前記第2の電源端子に
接続されたダイオードと、からなることを特徴とするチ
ャージポンプ回路。
4. An enhancement type field effect transistor having a drain electrode connected to a first power supply terminal, a gate electrode connected to a first input terminal, and a source electrode connected to an output terminal, and a drain electrode connected to the output terminal. An enhancement field-effect transistor having a gate electrode connected to the second input terminal, a source electrode connected to the second power supply terminal, an anode electrode connected to the first input terminal, and a cathode connected to the first input terminal. A charge pump circuit comprising: a diode connected to the second power supply terminal;
【請求項5】ドレイン電極が第1の電源端子に接続さ
れ、ゲート電極とソース電極が第1の節点にて互いに接
続された第1のディプリーション型電界効果トランジス
タと、 ドレイン電極が前記第1の節点に接続され、ソース電極
が第2の電源端子に接続された第1のエンハンスメント
型電界効果トランジスタと、 ドレイン電極が前記第1の電源端子に接続され、ゲート
電極とソース電極が前記前記第1のエンハンスメント型
電界効果トランジスタのゲート電極と第2の節点にて共
通接続された第2のディプリーション型電界効果トラン
ジスタと、 ドレイン電極が前記第1の電源端子に接続され、ゲート
電極が前記第2の節点に接続された第3のディプリーシ
ョン型電界効果トランジスタと、 ドレイン電極が前記第3のディプリーション型電界効果
トランジスタのソース電極と第3の節点にて接続され、
ゲート電極とソース電極が第2の電源端子に接続された
第4のディプリーション型電界効果トランジスタと、 ドレイン電極が前記第3の節点に接続され、ゲート電極
が第1の入力端子に接続され、ソース電極が出力端子に
接続された第2のエンハンスメント型電界効果トランジ
スタと、 ドレイン電極が前記出力端子に接続され、ゲート電極が
第2の入力端子に接続され、ソース電極が第2の電源端
子に接続された第3のエンハンスメント型電界効果トラ
ンジスタと、からなることを特徴とするチャージポンプ
回路。
5. A first depletion type field effect transistor having a drain electrode connected to a first power supply terminal, a gate electrode and a source electrode connected to each other at a first node, and a drain electrode connected to the first power supply terminal. A first enhancement-type field effect transistor connected to the first node and a source electrode connected to a second power supply terminal; a drain electrode connected to the first power supply terminal; and a gate electrode and a source electrode connected to the first power supply terminal. A second depletion-type field-effect transistor commonly connected at a second node to a gate electrode of the first enhancement-type field-effect transistor; a drain electrode connected to the first power supply terminal; A third depletion type field effect transistor connected to the second node; and a drain electrode connected to the third depletion type electric field transistor. A third node connected to the source electrode of the field effect transistor;
A fourth depletion-type field-effect transistor having a gate electrode and a source electrode connected to a second power supply terminal; a drain electrode connected to the third node; and a gate electrode connected to the first input terminal. A second enhancement field effect transistor having a source electrode connected to the output terminal, a drain electrode connected to the output terminal, a gate electrode connected to the second input terminal, and a source electrode connected to the second power terminal. And a third enhancement type field effect transistor connected to the charge pump circuit.
【請求項6】請求項1〜5のいずれか一に記載のチャー
ジポンプ回路を、位相周波数比較回路のディジタル出力
信号をアナログ出力に変換するチャージポンプ回路に用
い、該チャージポンプ回路の出力がフィルタを介して電
圧制御発信器に制御電圧信号として供給されることを特
徴とするPLL回路。
6. A charge pump circuit according to claim 1, wherein the charge pump circuit converts a digital output signal of a phase frequency comparison circuit into an analog output, and the output of the charge pump circuit is a filter. Characterized in that the PLL circuit is supplied as a control voltage signal to a voltage control transmitter via the control circuit.
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