JPH1127141A - Charge pump circuit and pll circuit - Google Patents

Charge pump circuit and pll circuit

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JPH1127141A
JPH1127141A JP9176123A JP17612397A JPH1127141A JP H1127141 A JPH1127141 A JP H1127141A JP 9176123 A JP9176123 A JP 9176123A JP 17612397 A JP17612397 A JP 17612397A JP H1127141 A JPH1127141 A JP H1127141A
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JP
Japan
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voltage
output
charge pump
circuit
charging
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JP9176123A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Fukushima
一浩 福島
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow a filter capacitor to reach a desired voltage in a short time at rising of the system consisting of the charge pump circuits and the PLL circuit in the system consisting of an auxiliary charge pump circuit that activates a 2nd charge pump while the current charging voltage is low to conduct high speed charging by comparing the current charging voltage with an object voltage. SOLUTION: A filter capacitor CF is not charged at all at rising of the system consisting of the charge pump circuits and the PLL circuit. A charging MOSFET Qp1 being a component of a 1st charge pump is conductive by an input of an UP signal UP and then the filter capacitor CF is gradually charged. On the other hand, an output of a differential amplifier AMP is at a low level because the charging voltage is lower at first than a reference voltage Vref to turn on a charging MOSFET Qp2 being a component of a 2nd charge pump and then hence to quickly charge the filter capacitor CF. When the charging voltage of the filter capacitor CF reaches the reference voltage Vref after that, the charging MOSFET Qp2 is turned off.

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、チャージポンプ回
路およびこれを用いたPLL(フェーズ・ロックド・ル
ープ)回路に利用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge pump circuit and a technique effective for a PLL (Phase Locked Loop) circuit using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、データ通信用LSIにおいては受
信信号からのタイミングクロックの再生に、また論理L
SIにおいてはラッチ回路等の動作タイミングを与える
クロックの逓倍・分周に、それぞれPLL回路が用いら
れている。本発明者は、このようなクロック発生用のP
LL回路に関して、より高速なロックアップ動作の実現
について研究を行なった。
2. Description of the Related Art In recent years, data communication LSIs have been used to reproduce a timing clock from a received signal, and have a logical L level.
In SI, PLL circuits are used for multiplication and frequency division of a clock that gives operation timing of a latch circuit and the like. The present inventor has proposed a P for generating such a clock.
Regarding the LL circuit, a study was made on realizing a faster lock-up operation.

【0003】PLL回路の基本構成は、図4に示すよう
に、入力基準クロックCKinと帰還クロックCKfの位
相を比較して帰還クロックCKfの位相が遅れていると
きはアップ信号UPを、また帰還クロックCKfの位相
が進んでいるときはダウン信号DWNを出力する位相比
較回路PCD、検出された位相差に応じた電圧を発生す
るチャージポンプCPおよびフィルタ容量CF、制御電
圧に応じた周波数で発振する電圧制御発振回路VCOで
ある。
As shown in FIG. 4, the basic configuration of a PLL circuit is to compare the phase of an input reference clock CKin with the phase of a feedback clock CKf. If the phase of the feedback clock CKf is delayed, an up signal UP is output. When the phase of CKf is advanced, a phase comparison circuit PCD that outputs a down signal DWN, a charge pump CP and a filter capacitor CF that generate a voltage corresponding to the detected phase difference, and a voltage that oscillates at a frequency corresponding to the control voltage It is a control oscillation circuit VCO.

【0004】また、図5は、従来の一般的なチャージポ
ンプ回路の構成を示す。同図に示すように、チャージポ
ンプ回路は電源電圧Vccと出力ノードNcとの間に接
続されたMOSFET Qpと、出力ノードNcと電源
電圧Vssとの間に接続されたMOSFET Qnとに
より構成され、Qpのゲート端子に位相比較回路からの
アップ信号UPが、またQnのゲート端子に位相比較回
路からのダウン信号DWNが入力され、アップ信号UP
がロウレベルのときはMOSFET Qpがオンして、
出力ノードNcと電源電圧Vssとの間に接続されたフ
ィルタ容量CFを充電し、ダウン信号DWNがハイレベ
ルのときはMOSFET Qnがオンしてフィルタ容量
CFをディスチャージする。そして、このフィルタ容量
CFの充電電圧が発振制御電圧Vcとして電圧制御発振
回路VCOに供給されるようになっている。
FIG. 5 shows a configuration of a conventional general charge pump circuit. As shown in the figure, the charge pump circuit includes a MOSFET Qp connected between the power supply voltage Vcc and the output node Nc, and a MOSFET Qn connected between the output node Nc and the power supply voltage Vss. The up signal UP from the phase comparison circuit is input to the gate terminal of Qp, and the down signal DWN from the phase comparison circuit is input to the gate terminal of Qn.
Is low level, MOSFET Qp turns on,
The filter capacitor CF connected between the output node Nc and the power supply voltage Vss is charged, and when the down signal DWN is at a high level, the MOSFET Qn is turned on to discharge the filter capacitor CF. Then, the charging voltage of the filter capacitor CF is supplied to the voltage controlled oscillation circuit VCO as the oscillation control voltage Vc.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年、通信用LSI等
に用いられるPLL回路は、システムの高速化に伴って
高速でロックアップするものが望まれている。ところ
が、図5に示すチャージポンプ回路を用いたPLL回路
にあっては、所望の発振周波数が高い場合すなわち制御
電圧Vcが高い場合、特にシステムの立ち上げ時にはグ
ランドレベルからの充電となるためフィルタ容量CFを
所望の電位までチャージアップするのに時間がかかると
いう問題点がある。そのため、チャージポンプ回路によ
るフィルタ容量のチャージアップ時間がPLL回路のロ
ックアップの高速化を妨げる要因となっていた。
In recent years, a PLL circuit used for a communication LSI or the like has been desired to lock up at a high speed as the system speeds up. However, in the PLL circuit using the charge pump circuit shown in FIG. 5, when the desired oscillation frequency is high, that is, when the control voltage Vc is high, particularly when the system starts up, the filter is charged from the ground level. There is a problem that it takes time to charge up CF to a desired potential. For this reason, the charge-up time of the filter capacitance by the charge pump circuit is a factor that hinders the speed-up of the lock-up of the PLL circuit.

【0006】この発明の目的は、システムの立ち上げ時
に短時間に所望の電圧に到達可能なチャージポンプ回路
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a charge pump circuit which can reach a desired voltage in a short time when the system starts up.

【0007】この発明の他の目的は、システムの立ち上
げ時にフィルタ容量を短時間にチャージアップしてPL
L回路のロックアップの高速化を可能にするチャージポ
ンプ回路を提供することにある。
Another object of the present invention is to charge up a filter capacitance in a short time at the time of system startup and to increase the PL.
It is an object of the present invention to provide a charge pump circuit that can speed up lock-up of an L circuit.

【0008】この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面
から明らかになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows.

【0010】すなわち、アップ信号およびダウン信号に
よりフィルタ容量の充放電を行なうチャージポンプ回路
の他に、現在の充電電圧と目標とする電圧とを比較して
現在の充電電圧が低い間は第2のチャージポンプを作動
させて高速充電を行なう補助チャージポンプ回路を設け
るようにしたものである。
That is, in addition to the charge pump circuit for charging / discharging the filter capacitance in response to the up signal and the down signal, the current charge voltage is compared with the target voltage, and the second charge voltage is used as long as the current charge voltage is low. An auxiliary charge pump circuit for operating a charge pump to perform high-speed charging is provided.

【0011】上記した手段によれば、システムの立ち上
げ時にフィルタ容量を短時間にチャージアップして所望
の出力電圧に到達し、PLL回路においてはロックアッ
プの高速化を図ることができる。
According to the above means, the filter capacitance is charged up in a short time when the system is started up, reaches a desired output voltage, and the lock-up speed of the PLL circuit can be increased.

【0012】また、望ましくは、現在の充電電圧が目標
とする電圧に達した後は、第2のチャージポンプの作動
を停止させるようにする。これによって、一旦目標とす
る電圧に到達した後は、本来のチャージポンプ回路のみ
により出力電圧が生成されることで、出力電圧の不所望
な変動を防止することができる。
Preferably, after the current charging voltage reaches the target voltage, the operation of the second charge pump is stopped. As a result, once the target voltage is reached, the output voltage is generated only by the original charge pump circuit, thereby preventing the output voltage from undesirably fluctuating.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を用いて説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0014】図1には、本発明に係るチャージポンプ回
路の一実施例が示されている。なお、回路を構成する各
素子は、単結晶シリコンのような1個の半導体チップ上
において形成される。ただし、容量は外付け素子として
構成されてもよい。
FIG. 1 shows an embodiment of a charge pump circuit according to the present invention. Each element of the circuit is formed on one semiconductor chip such as single crystal silicon. However, the capacitance may be configured as an external element.

【0015】図1に示されているように、この実施例の
チャージポンプ回路は、電源電圧Vccと出力ノードN
cとの間に接続されたMOSFET Qp1と、出力ノ
ードNcと電源電圧Vssとの間に接続されたMOSF
ET Qn1により構成され、Qp1のゲート端子に前
段の回路(例えば位相比較回路)からのアップ信号UP
が、またQn1のゲート端子に位相比較回路からのダウ
ン信号DWNが入力され、アップ信号UPがロウレベル
のときは、出力ノードNcと電源電圧Vssとの間に接
続されたフィルタ容量CFを充電し、ダウン信号DWN
がハイレベルのときはフィルタ容量CFをディスチャー
ジする第1のチャージポンプCP1の他に、電源電圧V
ccと出力ノードNcとの間に接続されたMOSFET
Qp2からなる第2のチャージポンプCP2が設けら
れている。
As shown in FIG. 1, the charge pump circuit according to this embodiment includes a power supply voltage Vcc and an output node N.
c, and a MOSFET Qp1 connected between the output node Nc and the power supply voltage Vss.
ET Qn1 and an up signal UP from a preceding circuit (for example, a phase comparison circuit) is connected to the gate terminal of Qp1.
When the down signal DWN from the phase comparison circuit is input to the gate terminal of Qn1 and the up signal UP is at a low level, the filter capacitor CF connected between the output node Nc and the power supply voltage Vss is charged. Down signal DWN
Is at a high level, the power supply voltage V1 in addition to the first charge pump CP1 for discharging the filter capacitance CF.
MOSFET connected between cc and output node Nc
A second charge pump CP2 including Qp2 is provided.

【0016】さらに、この実施例のチャージポンプ回路
には、目標とする電圧に近い値に設定された参照電圧V
refと現在の充電電圧とを比較する差動アンプAMP
が設けられ、この差動アンプAMPの出力が上記第2の
チャージポンプCP2を構成するチャージ用MOSFE
T Qp2のゲート端子に印加されている。なお、参照
電圧Vrefは同一半導体チップ上に形成された図示し
ない定電圧発生回路より供給される。
Further, the charge pump circuit of this embodiment has a reference voltage V set to a value close to a target voltage.
differential amplifier AMP for comparing ref with current charging voltage
Is provided, and the output of the differential amplifier AMP is connected to the charging MOSFE constituting the second charge pump CP2.
It is applied to the gate terminal of T Qp2. The reference voltage Vref is supplied from a not-shown constant voltage generating circuit formed on the same semiconductor chip.

【0017】次に、図1の実施例のチャージポンプ回路
の動作を説明する。
Next, the operation of the charge pump circuit of the embodiment shown in FIG. 1 will be described.

【0018】システム立ち上がり時にはフィルタ容量C
Fは全く充電されていないため、アップ信号UPが入力
されて第1のチャージポンプを構成するチャージ用MO
SFET Qp1がオンされ、フィルタ容量CFが徐々
に充電される。一方、上記差動アンプAMPは、最初充
電電圧が参照電圧Vrefよりも低いため出力がロウレ
ベルとなり、これによって第2のチャージポンプを構成
するチャージ用MOSFET Qp2がオンされ、フィ
ルタ容量CFが急速に充電される。その後、フィルタ容
量CFの充電電圧が参照電圧Vrefに達すると、差動
アンプAMPの出力がハイレベルに変化するためチャー
ジ用MOSFET Qp2がオフされ、以後第1のチャ
ージポンプによる容量の充放電が行われ、フィルタ容量
CFの充電電圧が目標とする電圧にされる。
At the start of the system, the filter capacitance C
Since F is not charged at all, the up signal UP is inputted and the charging MO constituting the first charge pump is charged.
The SFET Qp1 is turned on, and the filter capacitance CF is gradually charged. On the other hand, the output of the differential amplifier AMP is initially low because the charging voltage is lower than the reference voltage Vref, whereby the charging MOSFET Qp2 constituting the second charge pump is turned on, and the filter capacitance CF is rapidly charged. Is done. Thereafter, when the charging voltage of the filter capacitor CF reaches the reference voltage Vref, the output of the differential amplifier AMP changes to a high level, so that the charging MOSFET Qp2 is turned off, and thereafter, the charging and discharging of the capacitor by the first charge pump is performed. Then, the charging voltage of the filter capacitor CF is set to the target voltage.

【0019】図1の実施例では、第2のチャージポンプ
を構成するチャージ用MOSFETQp2によるフィル
タ容量CFの過充電で充電電圧がオーバーシュートする
のを防止するため、参照電圧Vrefを目標とする電圧
よりも若干低く設定しておくのが望ましい。
In the embodiment shown in FIG. 1, in order to prevent the charging voltage from overshooting due to overcharging of the filter capacitor CF by the charging MOSFET Qp2 constituting the second charge pump, the reference voltage Vref is set lower than the target voltage. It is also desirable to set a little lower.

【0020】図2には、本発明に係るチャージポンプ回
路の第2の実施例が示されている。この実施例のチャー
ジポンプ回路は、第2のチャージポンプCP2として、
電源電圧Vccと出力ノードNcとの間に接続されたチ
ャージ用MOSFET Qp2の他に、出力ノードNc
と電源電圧Vssとの間に接続されたディスチャージ用
MOSFET Qn2を設けている。そして、このディ
スチャージ用MOSFET Qn2のゲートには、上記
差動アンプAMPの出力を反転するインバータINVの
出力が印加され、第2のチャージポンプを構成するチャ
ージ用MOSFET Qp2と同時にオン、オフされる
ように構成されている。
FIG. 2 shows a second embodiment of the charge pump circuit according to the present invention. The charge pump circuit according to this embodiment includes a second charge pump CP2,
In addition to the charging MOSFET Qp2 connected between the power supply voltage Vcc and the output node Nc, the output node Nc
And a power supply voltage Vss. The output of the inverter INV that inverts the output of the differential amplifier AMP is applied to the gate of the discharge MOSFET Qn2, and is turned on and off simultaneously with the charging MOSFET Qp2 that forms the second charge pump. Is configured.

【0021】この実施例のチャージポンプ回路は、チャ
ージ用MOSFET Qp2とディスチャージ用MOS
FET Qn2が同時にオンされるため、システム立ち
上がり直後のように充電電圧が参照電圧Vrefとかけ
離れているときはフィルタ容量CFを急速に充電させ、
充電電圧が参照電圧Vrefに近づくと充電力が低下し
て徐々に参照電圧に近づけるように作用する。従って、
この実施例では、参照電圧を目標とする電圧と同一にし
てもオーバーシュートによる電圧の変動を防止すること
ができるという特徴がある。また、プロセスのばらつき
による影響を受けにくいという利点がある。
The charge pump circuit of this embodiment comprises a charge MOSFET Qp2 and a discharge MOSFET Qp2.
Since the FET Qn2 is turned on at the same time, the filter capacitor CF is rapidly charged when the charging voltage is far from the reference voltage Vref, such as immediately after system startup,
When the charging voltage approaches the reference voltage Vref, the charging power decreases and acts to gradually approach the reference voltage. Therefore,
This embodiment is characterized in that even if the reference voltage is the same as the target voltage, a voltage change due to overshoot can be prevented. In addition, there is an advantage that it is hardly affected by process variations.

【0022】図3には、本発明に係るチャージポンプ回
路の第3の実施例が示されている。この実施例のチャー
ジポンプ回路は、第2のチャージポンプCP2とこれを
駆動制御する差動アンプAMPとの間に、出力端子と一
方の入力端子とが結合されたORゲートG1からなるハ
イレベル保持回路を設けたものである。さらに、ORゲ
ートG1の出力端子にはプルダウン用抵抗R1が接続さ
れている。
FIG. 3 shows a third embodiment of the charge pump circuit according to the present invention. The charge pump circuit of this embodiment has a high-level holding circuit composed of an OR gate G1 having an output terminal and one input terminal connected between a second charge pump CP2 and a differential amplifier AMP for driving and controlling the second charge pump CP2. A circuit is provided. Further, a pull-down resistor R1 is connected to an output terminal of the OR gate G1.

【0023】この実施例のチャージポンプ回路は、シス
テム立ち上がり時の充電電圧が参照電圧Vrefよりも
低いときは、差動アンプAMPおよびORゲートG1の
出力がロウレベルとなって第2チャージポンプを構成す
るMOSFET Qp2,Qn2がオンしてフィルタ容
量CFを急速に充電させ、充電電圧が参照電圧Vref
に達すると、差動アンプAMPの出力がハイレベルに変
化し、ORゲートG1がそのハイレベルを保持し、以後
充電電圧が参照電圧Vrefよりも低くなって差動アン
プAMPの出力が再びロウレベルに変化してもORゲー
トG1の出力はハイレベルを維持する。そのため、この
実施例のチャージポンプ回路は、システム立ち上がり時
には第2チャージポンプが動作して高速充電を行ない、
一旦充電電圧が参照電圧に達すると以後第2チャージポ
ンプは作動を停止するように動作する。
In the charge pump circuit of this embodiment, when the charging voltage at the time of system startup is lower than the reference voltage Vref, the outputs of the differential amplifier AMP and the OR gate G1 are at low level to constitute the second charge pump. The MOSFETs Qp2 and Qn2 are turned on to rapidly charge the filter capacitance CF, and the charging voltage becomes equal to the reference voltage Vref.
, The output of the differential amplifier AMP changes to the high level, the OR gate G1 holds the high level, the charging voltage becomes lower than the reference voltage Vref, and the output of the differential amplifier AMP changes to the low level again. Even if it changes, the output of the OR gate G1 maintains the high level. Therefore, in the charge pump circuit of this embodiment, the second charge pump operates at the time of system startup to perform high-speed charging.
Once the charging voltage reaches the reference voltage, the second charge pump operates to stop operating thereafter.

【0024】図1や図2の実施例では、一旦充電電圧が
参照電圧Vrefに達してもその後充電電圧が参照電圧
Vrefよりも低くなると差動アンプAMPの出力が再
びロウレベルに変化して第2チャージポンプによる充電
が行なわれるため、充電電圧が一定値に収束しにくいこ
とが考えられる。しかるに、この第3の実施例のチャー
ジポンプ回路にあっては、一旦充電電圧が参照電圧に達
すると以後第2チャージポンプは作動を停止するため、
充電電圧が一定値に収束し易いという利点がある。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, once the charging voltage reaches the reference voltage Vref, when the charging voltage becomes lower than the reference voltage Vref, the output of the differential amplifier AMP changes to low level again and the second Since the charging is performed by the charge pump, the charging voltage may not easily converge to a constant value. However, in the charge pump circuit of the third embodiment, once the charge voltage reaches the reference voltage, the second charge pump stops operating thereafter.
There is an advantage that the charging voltage easily converges to a constant value.

【0025】また、この実施例では、差動アンプAMP
の出力ハイレベルを維持するためのORゲートG1の出
力端子にプルダウン抵抗R1が接続されているため、初
期動作時にはプルタダウン抵抗R1によってORゲート
G1の出力がロウレベルに固定されているので、第2チ
ャージポンプCP2を確実に動作状態にさせることがで
きる。なお、図3の実施例においても、図1の実施例の
ように、ディスチャージ用MOSFET Qn2を省略
することが可能である。
In this embodiment, the differential amplifier AMP
Since the pull-down resistor R1 is connected to the output terminal of the OR gate G1 for maintaining the output high level, the output of the OR gate G1 is fixed to the low level by the pull-down resistor R1 during the initial operation. The pump CP2 can be reliably operated. Note that, also in the embodiment of FIG. 3, it is possible to omit the discharge MOSFET Qn2 as in the embodiment of FIG.

【0026】以上説明したように上記実施例は、アップ
信号およびダウン信号によりフィルタ容量の充放電を行
なうチャージポンプ回路の他に、現在の充電電圧と目標
とする電圧とを比較して現在の充電電圧が低い間は第2
のチャージポンプを作動させて高速充電を行なう補助チ
ャージポンプ回路を設けるようにしたので、システムの
立ち上げ時にフィルタ容量を短時間にチャージアップし
て所望の出力電圧に到達し、PLL回路においてはロッ
クアップの高速化を図ることができるという効果があ
る。
As described above, in the above embodiment, in addition to the charge pump circuit for charging / discharging the filter capacitance by the up signal and the down signal, the present charging voltage is compared with the target voltage to compare the current charging voltage with the target voltage. Second while the voltage is low
An auxiliary charge pump circuit for performing high-speed charging by operating the charge pump is provided, so that the filter capacitance is charged up in a short time at the start of the system to reach a desired output voltage, and the PLL circuit is locked. There is an effect that the speed-up can be achieved.

【0027】また、現在の充電電圧が目標とする電圧に
達した後は、第2のチャージポンプの作動を停止させる
ようにしたので、一旦目標とする電圧に到達した後は、
本来のチャージポンプ回路のみにより出力電圧が生成さ
れることで、出力電圧の不所望な変動を防止することが
できるという効果がある。
After the current charge voltage reaches the target voltage, the operation of the second charge pump is stopped. Therefore, once the target voltage is reached,
Since the output voltage is generated only by the original charge pump circuit, it is possible to prevent an undesired change in the output voltage.

【0028】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明はそれに限定さ
れるものでなく、例えば実施例では、フィルタ容量の充
電電圧が上記参照電圧を越えた否か検出する電圧比較手
段としての差動アンプの出力を維持する出力維持手段と
してORゲートを用いているが、それに限定されず、フ
リップフロップなどで構成することも可能である。ま
た、実施例ではチャージポンプ回路に直接フィルタ容量
を接続しているが、抵抗を介して容量を接続してローパ
スフィルタを構成するようにしてもよい。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the embodiment. For example, in the embodiment, the charging voltage of the filter capacitor exceeds the reference voltage. Although the OR gate is used as the output maintaining means for maintaining the output of the differential amplifier as the voltage comparing means for detecting whether or not the voltage has been detected, the present invention is not limited to this, and may be configured by a flip-flop or the like. In the embodiment, the filter capacitance is directly connected to the charge pump circuit. However, a low-pass filter may be configured by connecting a capacitance via a resistor.

【0029】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるPLL
回路を構成するチャージポンプ回路に適用した場合につ
いて説明したが、本発明はそれに限定されず、チャージ
ポンプ回路を内蔵する半導体集積回路に広く利用するこ
とができる。
In the above description, the invention mainly made by the inventor has been described in the field of application of PLL which is the background of the application.
The case where the present invention is applied to a charge pump circuit constituting a circuit has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be widely used for a semiconductor integrated circuit having a built-in charge pump circuit.

【0030】[0030]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0031】すなわち、システムの立ち上げ時にフィル
タ容量を短時間にチャージアップ可能なチャージポンプ
回路さらには高速にロックアップするPLL回路を実現
することができる。
That is, it is possible to realize a charge pump circuit which can charge up the filter capacitance in a short time at the time of starting the system, and a PLL circuit which locks up at a high speed.

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

【図1】本発明に係るチャージポンプ回路の第1の実施
例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a charge pump circuit according to the present invention.

【図2】チャージポンプ回路の第2の実施例を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the charge pump circuit.

【図3】チャージポンプ回路の第3の実施例を示すブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the charge pump circuit.

【図4】チャージポンプ回路を使用した回路の応用例と
してのPLL回路の基本構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a basic configuration of a PLL circuit as an application example of a circuit using a charge pump circuit.

【図5】従来のチャージポンプ回路の構成例を示す回路
図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional charge pump circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

CP1 第1のチャージポンプ CP2 第2のチャージポンプ AMP 電圧比較手段(差動アンプ) G1 出力維持手段(ORゲート) PCD 位相比較回路 CP チャージポンプ回路 CF フィルタ容量 VCO 電圧制御発振回路 CKin 入力クロック CKf 帰還クロック CP1 First charge pump CP2 Second charge pump AMP Voltage comparing means (differential amplifier) G1 Output maintaining means (OR gate) PCD Phase comparing circuit CP Charge pump circuit CF Filter capacity VCO Voltage controlled oscillator circuit CKin Input clock CKf Feedback clock

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の電源電圧端子と出力ノードとの間
に接続された第1のスイッチ手段と、上記出力ノードと
第2の電源電圧端子との間に接続された第2のスイッチ
手段と、第1の電源電圧端子と出力ノードとの間に接続
された第3のスイッチ手段と、上記出力ノードと第1も
しくは第2の電源電圧端子との間に接続された容量素子
と、該容量素子の充電電圧と参照電圧とを比較する電圧
比較手段とを備え、上記充電電圧が上記参照電圧よりも
低い間は、上記電圧比較手段の出力によって上記第3の
スイッチ手段がオンされて上記容量素子を充電するよう
に構成されていることを特徴とするチャージポンプ回
路。
A first switch means connected between a first power supply voltage terminal and an output node; and a second switch means connected between the output node and a second power supply voltage terminal. A third switching means connected between the first power supply voltage terminal and the output node; a capacitive element connected between the output node and the first or second power supply voltage terminal; Voltage comparison means for comparing the charge voltage of the capacitive element with a reference voltage, and while the charge voltage is lower than the reference voltage, the output of the voltage comparison means turns on the third switch means to turn on the third switch means. A charge pump circuit configured to charge a capacitance element.
【請求項2】 上記出力ノードと上記第2の電源電圧端
子との間に第4のスイッチ手段が接続され、上記充電電
圧が上記参照電圧よりも低い間は、上記電圧比較手段の
出力によって上記第3のスイッチ手段および第4のスイ
ッチ手段がオンされて上記容量素子を充電するように構
成されていることを特徴とする請求項1に記載のチャー
ジポンプ回路。
2. A fourth switch means is connected between the output node and the second power supply voltage terminal. While the charging voltage is lower than the reference voltage, the fourth switching means is connected to the output of the voltage comparing means. The charge pump circuit according to claim 1, wherein the third switch means and the fourth switch means are turned on to charge the capacitance element.
【請求項3】 上記電圧比較手段の出力端子には上記容
量素子の充電電圧が上記参照電圧を越えたときの上記電
圧比較手段の出力を維持する出力維持手段が設けられ、
該出力維持手段によって、上記第3のスイッチ手段ある
いは上記第3および第4のスイッチ手段が制御されるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載のチャージポン
プ回路。
3. An output maintaining means for maintaining an output of the voltage comparing means when a charging voltage of the capacitive element exceeds the reference voltage is provided at an output terminal of the voltage comparing means,
3. The charge pump circuit according to claim 1, wherein the third switch means or the third and fourth switch means are controlled by the output maintaining means.
【請求項4】 入力基準クロックと帰還クロックの位相
差を検出する位相比較回路と、 第1の電源電圧端子と出力ノードとの間に接続された第
1のスイッチ手段と、上記出力ノードと第2の電源電圧
端子との間に接続された第2のスイッチ手段と、第1の
電源電圧端子と出力ノードとの間に接続された第3のス
イッチ手段と、上記出力ノードと第1もしくは第2の電
源電圧端子との間に接続された容量素子と、該容量素子
の充電電圧と参照電圧とを比較する電圧比較手段とを備
え、上記充電電圧が上記参照電圧よりも低い間は、上記
電圧比較手段の出力によって上記第3のスイッチ手段が
オンされて上記容量素子を充電するように構成され、上
記位相比較回路により検出された位相差に応じた電圧を
発生するチャージポンプ回路と、 該チャージポンプ回路の充電電圧に応じた周波数で発振
する電圧制御発振回路とを備え、 上記電圧制御発振回路から出力されるクロックもしくは
それを分周したクロックが上記位相比較回路に上記帰還
クロックとして供給されるように構成されていることを
特徴とするPLL回路。
4. A phase comparison circuit for detecting a phase difference between an input reference clock and a feedback clock; first switch means connected between a first power supply voltage terminal and an output node; A second switch connected between the first power supply voltage terminal and the output node; a third switch connected between the first power supply voltage terminal and the output node; And a voltage comparison means for comparing a charging voltage of the capacitance element with a reference voltage, wherein the charging voltage is lower than the reference voltage. A charge pump circuit configured to turn on the third switch means by an output of the voltage comparison means to charge the capacitance element, and to generate a voltage corresponding to a phase difference detected by the phase comparison circuit; Char A voltage-controlled oscillation circuit that oscillates at a frequency corresponding to the charging voltage of the pump circuit, wherein a clock output from the voltage-controlled oscillation circuit or a clock obtained by dividing the clock is supplied to the phase comparison circuit as the feedback clock A PLL circuit having a configuration as described above.
【請求項5】 上記出力ノードと上記第2の電源電圧端
子との間に第4のスイッチ手段が接続され、上記充電電
圧が上記参照電圧よりも低い間は、上記電圧比較手段の
出力によって上記第3のスイッチ手段および第4のスイ
ッチ手段がオンされて上記容量素子を充電するように構
成されていることを特徴とする請求項4に記載のPLL
回路。
5. A fourth switch means is connected between the output node and the second power supply voltage terminal. While the charging voltage is lower than the reference voltage, the fourth switching means is connected to the output of the voltage comparing means. 5. The PLL according to claim 4, wherein the third switch means and the fourth switch means are turned on to charge the capacitance element.
circuit.
【請求項6】 上記電圧比較手段の出力端子には上記容
量素子の充電電圧が上記参照電圧を越えたときの上記電
圧比較手段の出力を維持する出力維持手段が設けられ、
該出力維持手段によって、上記第3のスイッチ手段ある
いは上記第3および第4のスイッチ手段が制御されるこ
とを特徴とする請求項4または5に記載のPLL回路。
6. An output maintaining means for maintaining an output of the voltage comparing means when a charging voltage of the capacitive element exceeds the reference voltage is provided at an output terminal of the voltage comparing means,
6. The PLL circuit according to claim 4, wherein said output maintaining means controls said third switch means or said third and fourth switch means.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6756830B1 (en) 2003-01-14 2004-06-29 Sharp Corporation Charge pump for a current switch
JP2005278191A (en) * 2004-03-24 2005-10-06 Agere Systems Inc Leakage current compensation of pll and the same kind of loop filter capacitor
JP2014194841A (en) * 2014-06-17 2014-10-09 Lapis Semiconductor Co Ltd Semiconductor memory

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