KR100203867B1 - Signal delay circuit using charge pump circuit - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야;1. the technical field to which the invention described in the claims belongs;
차아지 펌프를 이용한 신호 지연 회로에 관한 것이다.A signal delay circuit using a charge pump is provided.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제;2. The technical problem to be solved by the invention;
미리 설정된 주기에 의해서 입력신호를 지연하고 안정된 출력신호를 제공하기 위한 차아지 펌프회로를 이용한 신호 지연 회로를 제공함에 있다.The present invention provides a signal delay circuit using a charge pump circuit for delaying an input signal by a predetermined period and providing a stable output signal.
3. 발명의 해결방법의 요지;3. Summary of the Solution of the Invention;
차아지 펌프회로를 이용한 신호 지연 회로에 있어서; 제어신호에 대응하여 미리 설정된 주파수만큼 입력클럭신호를 지연시키는 지연부와; 상기 지연부의 신호지연을 감지하는 지연감지부와; 상기 지연부로 상기 직류전압을 피이드백시키는 차아지 펌프부와; 상기 차아지 펌프부에 고정된 전류값을 가지는 전류를 제공하기 위한 전류고정회로부를 포함함을 요지로 한다.A signal delay circuit using a charge pump circuit; A delay unit for delaying the input clock signal by a preset frequency corresponding to the control signal; A delay detecting unit detecting a signal delay of the delay unit; A charge pump unit for feeding back the DC voltage to the delay unit; The present invention also includes a current fixing circuit unit for providing a current having a fixed current value in the charge pump unit.
4. 발명의 중요한 용도;4. Significant use of the invention;
차아지 펌프회로를 이용한 신호 지연 회로에 관한 것이다.A signal delay circuit using a charge pump circuit is provided.
Description
제1도는 종래의 기술에 따른 차아지 펌프회로를 구비한 신호지연회로의 블록구성도이다.1 is a block diagram of a signal delay circuit having a charge pump circuit according to the prior art.
제2도는 상기 제1도의 상세회로도이다.FIG. 2 is a detailed circuit diagram of FIG.
제3도는 상기 제1도의 타이밍이다.3 is the timing of FIG.
제4도는 상기 제1도의 시뮬레이션도이다.4 is a simulation diagram of FIG.
제5도는 본 발명에 따른 차아지 펌프회로를 구비한 신호 지연 회로의 블록구성도이다.5 is a block diagram of a signal delay circuit having a charge pump circuit according to the present invention.
제6도는 상기 제5도의 상세회로도이다.FIG. 6 is a detailed circuit diagram of FIG.
제7도는 상기 제5도의 타이밍이다.7 is the timing of FIG.
제8도는 상기 제5도의 시뮬레이션도이다.FIG. 8 is a simulation diagram of FIG.
본 발명은 차아지 펌프회로를 이용한 신호 지연 회로에 관한 것으로, 특히 미리 설정된 주기에 의해서 입력신호를 지연하고 안정된 출력신호를 제공하기 위한 차아지 펌프회로를 이용한 신호 지연 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a signal delay circuit using a charge pump circuit, and more particularly, to a signal delay circuit using a charge pump circuit for delaying an input signal by a predetermined period and providing a stable output signal.
일반적으로, 미리 설정된 주기에 의해서 입력 클럭신호를 지연하기 위한 신호 지연 회로에는 크게 주파수변환기(multiplier)와 전압 제어 오실레이터가 반도체 집적회로 내에 포함된다. 이때, 상기 주파수 변환기는 입력 클럭신호의 2배의 주파수를 가지는 클럭신호를 출력하고, 상기 전압 베어 오실레이터는 제어전압에 따라 다른 주파수를 가지는 클럭신호를 출력하게 된다. 통상적으로, 레지스터, 캐패시터 및 인버터와 같은 소자를 이용하는 상기한 종래 신호 지연 회로는 제조단계의 프로세스 파라미터와 주변온도에 따라 변화한다. 따라서 종래의 신호 지연 회로에 있어서, 신호 지연 정도(amout)는 균일하지 못하며, 하이 또는 로우 레벨주기의 폭이 변환하게 된다.In general, a signal delay circuit for delaying an input clock signal by a predetermined period includes a multiplier and a voltage controlled oscillator in a semiconductor integrated circuit. In this case, the frequency converter outputs a clock signal having a frequency twice the input clock signal, and the voltage bare oscillator outputs a clock signal having a different frequency according to a control voltage. Typically, the above-described conventional signal delay circuits using devices such as resistors, capacitors and inverters vary with the process parameters and ambient temperature of the manufacturing stage. Therefore, in the conventional signal delay circuit, the signal delay amout is not uniform, and the width of the high or low level period is changed.
이와 같은 문제점을 해소하기 위한 회로는 1991년 8월 22일자로 특허 허여된 미합중국 특허 U.S.P 제5,059,838호 signal delay circuit using charge pump circuit에 상세히 개시되어 있다. 본원 출원인은 상기 인용참증을 토대로 본원 발명의 종래기술을 설명할 것이다.A circuit for solving this problem is described in detail in U.S. Patent No. 5,059,838, signal delay circuit using charge pump circuit, issued August 22, 1991. Applicant will describe the prior art of the present invention based on the above-mentioned citations.
제1도는 종래기술의 실시예에 따른 차아지 펌프회로를 구비한 신호 지연 회로의 블록구성도이다. 제1도를 참조하면, 지연회로(2)는 미리 설정된 주파수를 가지는 입력클럭신호를 수신하고, 상기 입력클럭신호를 소정시간 지연시킨다. 이때, 상기 지연회로(2)의 지연시간은 하기에 설명될 제어신호에 의해 고정된다. 지연감지회로(4)는 상기 지연회로(2)에 의해 지연된 출력신호를 수신하고, 또는 때때로 상기 입력클럭신호를 직접 수신하여 상기 입력클럭신호에 따른 지연시간을 감지한다. 차아지 펌프회로(6)는 상기 지연감지회로(4)에 의해 감지된 신호와 상기 입력클럭신호가 수신되어 상기 입력클럭신호의 한 펄스 주기를 위한 미리 설정된 캐패시터 만큼 차아지하고, 상기 지연감지회로(4)로부터 출력된 감지신호의 한 펄스 주기를 미리 설정된 캐패시터만큼 방전함으로써, 상기 캐패시터의 차아지 또는 방전정도를 서로 일치시킨다. 이때, 상기 차아지 펌프회로(6)은 상기 제어신호를 발생하고, 방전되는 전원전류와 차아지되는 전원전류의 비율에 따라 상기 지연회로(2)의 지연시간을 고정시킨다. 그리고, 발생된 상기 제어신호는 필요한 경우, 로우패스 필터회로(8)을 통하여 상기 지연회로(2)에 제공된다.1 is a block diagram of a signal delay circuit having a charge pump circuit according to an embodiment of the prior art. Referring to FIG. 1, the delay circuit 2 receives an input clock signal having a preset frequency and delays the input clock signal for a predetermined time. At this time, the delay time of the delay circuit 2 is fixed by the control signal to be described below. The delay detecting circuit 4 receives an output signal delayed by the delay circuit 2, or sometimes directly receives the input clock signal to detect a delay time according to the input clock signal. The charge pump circuit 6 receives the signal sensed by the delay detection circuit 4 and the input clock signal and charges as much as a predetermined capacitor for one pulse period of the input clock signal. By discharging one pulse period of the sensing signal output from (4) by a predetermined capacitor, the charge or discharge degree of the capacitor is matched with each other. At this time, the charge pump circuit 6 generates the control signal and fixes the delay time of the delay circuit 2 according to the ratio of the discharged power supply to the charged power supply current. The generated control signal is provided to the delay circuit 2 via the low pass filter circuit 8 when necessary.
제2도는 상기 제1도의 상세회로도이다. 제2도를 참조하면, 상기 지연회로(2), 지연감지회로(4), 차아지 펌프회로(6), 기준전류 고정회로(7) 및 로우패스 필터회로(8)는 다수개의 피모오스 트랜지스터, 엔모오스 트랜지스터, 인버터, 낸드게이트 및 캐패시터들로 이루어져 있다.FIG. 2 is a detailed circuit diagram of FIG. Referring to FIG. 2, the delay circuit 2, the delay sensing circuit 4, the charge pump circuit 6, the reference current fixing circuit 7, and the low pass filter circuit 8 include a plurality of PMOS transistors. , Enmos transistor, inverter, NAND gate and capacitor.
상기 기준전류 고정회로(7)는 상기 차아지 펌프회로(6)에서 후술될 캐패시터에 대한 인플로우(inflow) 그리고 아웃플로우(outflow) 전류의 전류값에 따라 고정된다. 상기 기준전류 고정회로(7)는 전원전압(VCC)과 접지전압(VSS) 사이에 피모오스 트랜지스터(50), 저항(53) 및 엔모오스 트랜지스터(52)가 직렬로 접속되어 있는 구성을 가진다. 상기 피모오스 트랜지스터(50)는 게이트와 드레인이 공통접속되어 있으며, 상기 엔모오스 트랜지스터(52) 또한 게이트와 드레인이 공통접속되어 있다. 이러한 회로에 있어서, 기준전류가 피모오스 트랜지스터(50), 저항(53), 엔모오스 트랜지스터(52)을 통하여 흐르게 되면, 상기 차아지 펌프회로(6)에서 충전 또는 방전되는 전류값을 감소시키기 위하여 저항(53)의 값이 피모오스 트랜지스터(50) 및 엔모오스 트랜지스터(52)의 턴온 저항값보다 높게 고정된다. 그리하여, 기준전류의 값이 상기 저항(53)에 의해서 결정되는 것이다. 이러한 기준전류 고정회로(7)의 피모오스 트랜지스터(50)과 엔모오스 트랜지스터(52)의 게이트와 드레인의 공통접속점에서 차아지 펌프회로(6)으로 기준전류가 제공된다.The reference current fixing circuit 7 is fixed in accordance with the current values of inflow and outflow current for the capacitor, which will be described later in the charge pump circuit 6. The reference current fixing circuit 7 has a configuration in which the PMOS transistor 50, the resistor 53 and the enMOS transistor 52 are connected in series between the power supply voltage VCC and the ground voltage VSS. A gate and a drain are commonly connected to the PMOS transistor 50, and a gate and a drain are also commonly connected to the NMOS transistor 52. In such a circuit, when the reference current flows through the PMOS transistor 50, the resistor 53, and the NMOS transistor 52, in order to reduce the current value charged or discharged in the charge pump circuit 6; The value of the resistor 53 is fixed higher than the turn-on resistance values of the PMOS transistor 50 and the NMOS transistor 52. Thus, the value of the reference current is determined by the resistor 53. The reference current is provided to the charge pump circuit 6 at a common connection point between the gate and the drain of the PMOS transistor 50 and the NMOS transistor 52 of the reference current fixing circuit 7.
차아지 펌프회로(6)은 전원전압과 출력라인(9) 사이에 피모오스 트랜지스터(54, 56)이 직렬 접속되어 있다. 그리고 출력라인(9)와 접지전압 사이에 엔모오스 트랜지스터(58, 60)의 채널이 직렬접속되어 있다. 상기 피모오스 트랜지스터(56) 및 엔모오스 트랜지스터(58)의 드레인 캐패시턴스를 구성하는 캐패시터(62)은 출력라인(9)에 접속된다. 그리고, 피모오스 트랜지스터(54) 및 엔모오스 트랜지스터(60)의 게이트는 상기 기준전류 고정회로(7)로부터의 기준전류를 각각 수신한다.In the charge pump circuit 6, the PMOS transistors 54 and 56 are connected in series between the power supply voltage and the output line 9. A channel of the enMOS transistors 58 and 60 is connected in series between the output line 9 and the ground voltage. The capacitor 62 constituting the drain capacitance of the PMOS transistor 56 and the NMOS transistor 58 is connected to the output line 9. The gates of the PMOS transistor 54 and the NMOS transistor 60 respectively receive the reference currents from the reference current fixing circuit 7.
한편, 미리 설정된 주파수를 가지는 입력클럭신호는 상기 피모오스 트랜지스터(58)의 게이트로 제공되고, 지연감지회로(4)의 출력신호는 상기 엔모오스 트랜지스터(58)의 게이트로 제공된다. 그리고, 상기 피모오스 트랜지스터(54)는 기준전류 고정회로(7)의 피모오스 트랜지스터(50)과 전류미러를 형성하고 상기 차아지 펌프회로(6)의 피모오스 트랜지스터(54)를 통하여 흐르는 전류는 기준전류의 값에 근거하여 결정되며, 또한 상기 피모오스 트랜지스터(50, 54) 사이의 크기 비율로서 결정된다. 엔모오스 트랜지스터(60) 및 엔모오스 트랜지스터(52)는 전류미러를 형성하고, 상기 엔모오스 트랜지스터(60)을 통하여 흐르는 기준전류의 값에 근거하여 결정된다. 그리고, 상기 엔모오스 트랜지스터(54, 56)는 캐패시터(62)의 차아지를 충전한다. 상기 피모오스 트랜지스터(56)이 입력클럭신호에 근거하여 유지되는 동안에 캐패시터(62)는 피모오스 트랜지스터(54)에 의해 미리 설정된 값을 가지는 전류에 의해 차아지된다. 그리고, 두 개의 피모오스 트랜지스터(58, 60)은 상기 캐패시터(62)의 차아지를 방전한다. 엔모오스 트랜지스터(58)이 지연감지회로(4)의 출력신호에 근거하여 유지되는 동안에 캐패시터(62)는 엔모오스 트랜지스터(60)에 의해 미리 설정된 값을 가지는 전류에 의해 방전된다.Meanwhile, an input clock signal having a preset frequency is provided to the gate of the PMOS transistor 58, and an output signal of the delay detection circuit 4 is provided to the gate of the NMOS transistor 58. The PMOS transistor 54 forms a current mirror with the PMOS transistor 50 of the reference current fixing circuit 7, and the current flowing through the PMOS transistor 54 of the charge pump circuit 6 It is determined based on the value of the reference current, and is also determined as the size ratio between the PMOS transistors 50 and 54. The NMOS transistor 60 and the NMOS transistor 52 form a current mirror and are determined based on the value of the reference current flowing through the NMOS transistor 60. In addition, the NMOS transistors 54 and 56 charge the charge of the capacitor 62. While the PMOS transistor 56 is held based on the input clock signal, the capacitor 62 is charged by a current having a value preset by the PMOS transistor 54. The two PMOS transistors 58 and 60 discharge the charge of the capacitor 62. The capacitor 62 is discharged by a current having a value preset by the enmos transistor 60 while the enMOS transistor 58 is held based on the output signal of the delay sensing circuit 4.
그리고, 저항(64)과 캐패시터(66)으로 이루어진 로우패스 필터회로(8)는 상기 차아지 펌프회로(6)의 캐패시터(62)의 단자 전압을 완화함에 의해 DC전압을 얻는다. 만일, 상기 캐패시터(62)의 값이 충분히 크다면 로우패스 필터회로(8)의 캐패시터(66)와 저항(64)은 필요하지 않게 된다. 그리고 로우패스 필터회로(8)의 출력신호는 지연회로(2)에 제공된다.The low pass filter circuit 8 composed of the resistor 64 and the capacitor 66 obtains the DC voltage by relaxing the terminal voltage of the capacitor 62 of the charge pump circuit 6. If the value of the capacitor 62 is large enough, the capacitor 66 and the resistor 64 of the low pass filter circuit 8 are not necessary. The output signal of the low pass filter circuit 8 is provided to the delay circuit 2.
상기 지연회로(2)는 피모오스 트랜지스터(10, 14) 및 인버터(12, 14)로 이루어진 제1지연단, 제2지연단 및 제3지연단의 캐스케이드 접합에 의하여 형성된다. 상기 지연회로(2)의 출력노드(72) 단에는 인버터(34)의 출력 및 입력클럭신호가 수신되는 낸드게이트(36)와 상기 낸드게이트(36)의 출력신호를 반전시키는 인버터(38)가 접속되어 있다. 입력클럭신호는 상기 제1지연단에 제공되고, 제1지연단 및 제2지연단으로부터 출력된 신호는 입력신호로서 이어지는 제3지연단에 제공된다. 그리고 제3지연단으로부터 출력되는 신호는 인버터(34), 낸드게이트(36) 및 인버터(38)를 통하여 출력클럭단자로 출력된다.The delay circuit 2 is formed by a cascade junction of a first delay end, a second delay end, and a third delay end including the PMOS transistors 10 and 14 and the inverters 12 and 14. At the output node 72 of the delay circuit 2, a NAND gate 36 for receiving the output of the inverter 34 and an input clock signal and an inverter 38 for inverting the output signal of the NAND gate 36 are provided. Connected. An input clock signal is provided to the first delay end, and the signals output from the first delay end and the second delay end are provided to a third delay end that follows as an input signal. The signal output from the third delay stage is output to the output clock terminal through the inverter 34, the NAND gate 36, and the inverter 38.
지연감지회로(4)는 상기 제1지연단, 제2지연단의 출력신호를 인버팅하는 인버터(40, 46, 48)과 인버터(40, 48)의 출력신호를 수신하기 위한 낸드게이트(42) 및 상기 낸드게이트(42)의 출력신호를 반전시키는 인버터(44)로 이루어져 있다.The delay detection circuit 4 is an inverter 40, 46, 48 for inverting the output signals of the first and second delay stages, and a NAND gate 42 for receiving an output signal of the inverters 40, 48. And an inverter 44 for inverting the output signal of the NAND gate 42.
제3도는 상기 제1도에 따른 타이밍도이다. 제3도를 참조하면, 입력신호클럭, 노드(68), 노드(70), 노드(72), 노드(74) 및 출력클럭에 타이밍도가 나타나 있다.3 is a timing diagram according to FIG. 1. Referring to FIG. 3, timing diagrams are shown for the input signal clock, node 68, node 70, node 72, node 74 and output clock.
제4도는 상기 제1도의 시뮬레이션도이다. 제4도를 참조하면, 전원전압(VDD)변화시, 차아지 펌프회로(6)의 클럭변화가 도시되어 있다.4 is a simulation diagram of FIG. Referring to FIG. 4, the clock change of the charge pump circuit 6 is shown when the power supply voltage VDD changes.
상기한 바와 같은 구조의 종래의 차아지 펌프를 이용한 신호지연회로에서는, 차아지 펌프회로(6)와 연결된 기준전류 고정회로(7)의 피모오스 트랜지스터(50)과 차아지 펌프회로(6)의 피모오스 트랜지스터(54)의 워드라인 비율과, 상기 기준전류 고정회로(7)의 엔모오스 트랜지스터(52)와 차아지 펌프회로(6)의 엔모오스 트랜지스터(60)의 워드라인 비율로서 펌핑능력을 결정하여 캐패시터(62)를 통해 차아지 또는 방전하게 되어 출력라인(9)의 전압레벨을 조정함으로써 지연회로(2)의 피모오스 트랜지스터(10, 14, 18, 22, 26, 30)를 게이팅한다. 이 처럼 종래에는 상기 기준전류 고정회로(7)의 피모오스 트랜지스터(50) 및 차아지 펌프회로(6)의 엔모오스 트랜지스터(56)의 워드라인 비율과, 기준전류 고정회로(7)의 엔모오스 트랜지스터(52) 및 차아지 펌프회로(6)의 엔모오스 트랜지스터(60)의 워드라인 비율로서 상기 지연회로(2)를 제어한다. 따라서 공급전압 및 온도변화가 발생할 경우, 출력클럭의 펄스폭이 변하게 되는 문제점이 있다. 또한, 예컨대, 싱크로너스 디램에 적용할 경우, 공급전압이 변화하는 내부회로 동작시에는 신호간의 스큐가 발생하게 된다.In the signal delay circuit using the conventional charge pump having the structure as described above, the PMOS transistor 50 and the charge pump circuit 6 of the reference current fixing circuit 7 connected to the charge pump circuit 6 The pumping capability is represented by the word line ratio of the PMOS transistor 54 and the word line ratio of the NMOS transistor 52 of the reference current fixing circuit 7 and the NMOS transistor 60 of the charge pump circuit 6. The capacitor is charged or discharged through the capacitor 62 to adjust the voltage level of the output line 9 to gate the PMOS transistors 10, 14, 18, 22, 26, and 30 of the delay circuit 2. . As described above, the word line ratio of the PMOS transistor 50 of the reference current fixing circuit 7 and the NMOS transistor 56 of the charge pump circuit 6 and the enmos of the reference current fixing circuit 7 are conventionally described. The delay circuit 2 is controlled by the word line ratio of the transistor 52 and the enMOS transistor 60 of the charge pump circuit 6. Therefore, when the supply voltage and temperature change occurs, there is a problem that the pulse width of the output clock is changed. In addition, for example, when applied to a synchronous DRAM, skew between signals occurs during an internal circuit operation in which a supply voltage changes.
따라서, 본 발명의 목적은 미리 설정된 주기에 의해서 입력신호를 지연하고 안정된 출력신호를 제공하기 위한 차아지 펌프회로를 이용한 신호 지연 회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal delay circuit using a charge pump circuit for delaying an input signal by a predetermined period and providing a stable output signal.
본 발명의 다른 목적은, 공급전압과 온도변화시에도 안정한 출력 주파수를 보장하기 위한 차아지 펌프회로를 이용한 신호 지연 회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a signal delay circuit using a charge pump circuit for ensuring a stable output frequency even when supply voltage and temperature change.
본 발명의 또 다른 목적은, 입력신호클럭이 지연회로를 통과하면서 발생하는 지연 스큐를 제거하기 위한 차아지 펌프를 이용한 신호 지연 회로를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a signal delay circuit using a charge pump for removing delay skew generated while the input signal clock passes through the delay circuit.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따르면, 차아지 펌프회로를 이용한 신호 지연 회로에 있어서; 적어도 하나 이상의 지연단을 가지며, 제어신호에 대응하여 미리 설정된 주파수만큼 입력클럭신호를 지연시키는 지연부와; 상기 지연부의 신호지연 정도를 감지하기 위한 지연감지부와; 상기 지연감지부의 감지신호와 상기 입력클럭신호를 수신하여 상기 감지신호와 상기 입력클럭신호의 펄스 폭 비율에 대응하는 직류전압을 발생하고, 상기 지연부에 제언신호를 공급하기 위하여 상기 지연부로 상기 직류전압을 피이드백시키는 차아지 펌프부와; 상기 차아지 펌프부에 고정된 전류값을 가지는 전류를 제공하기 위한 전류고정회로부를 포함함을 특징으로 한다.According to the technical idea of the present invention for achieving the object of the present invention as described above, in the signal delay circuit using the charge pump circuit; A delay unit having at least one delay stage and delaying the input clock signal by a preset frequency in response to the control signal; A delay detecting unit for detecting a signal delay degree of the delay unit; The DC signal corresponding to the pulse width ratio of the detection signal and the input clock signal is generated by receiving the detection signal and the input clock signal of the delay detection unit, and supplying the DC signal to the delay unit to supply a suggestion signal to the delay unit. A charge pump unit for feeding back a voltage; And a current fixing circuit unit for providing a current having a current value fixed to the charge pump unit.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
제5도는 본 발명에 따른 차아지 펌프회로를 구비한 신호 지연 회로의 블록구성도이다. 제5도를 참조하면, 지연회로(78)는 미리 설정된 주파수를 가지는 입력클럭신호를 수신하고, 상기 입력클럭신호를 제어신호에 대응하여 소정시간 지연시킨다. 지연감지회로(80)는 상기 지연회로(78)로부터 지연출력된 신호를 수신하고 또는 때때로 상기 입력클럭신호를 직접 수신하여 상기 입력클럭신호에 따른 지연시간을 감지한다. 차아지 펌프회로(82)는 상기 지연감지회로(80)에서 감지된 신호와 상기 입력클럭신호를 수신하여 상기 입력클럭신호의 한 펄스 주기를 미리 설정된 캐패시터만큼 차아지하고, 상기 감지신호의 한 펄스 주기를 미리 설정된 캐패시터 만큼 방전하여 상기 캐패시터의 차아지 및 방전 정도를 서로 일치시킨다. 이때, 상기 차아지 펌프회로(82)은 상기 제어전압을 발생시키고, 방전되는 전원 전류와 차아지되는 전원저류의 사이의 전원전류 비율에 따라 상기 지연회로(2)의 지연시간을 고정시킨다. 기준전류 고정회로(86)는 전류미러쌍으로 구성되며 온도변화에 따른 펌핑효율을 일정하게 하기 위하여 미리 설정된 전류를 상기 차아지 펌프회로(82)로 제공한다. 상기 차아지 펌프회로(82)의 제어전압은 제어신호를 필요로 할 경우에 로우패스 필터회로(84)를 통하여 상기 지연회로(78)로 제공된다.5 is a block diagram of a signal delay circuit having a charge pump circuit according to the present invention. Referring to FIG. 5, the delay circuit 78 receives an input clock signal having a preset frequency and delays the input clock signal by a predetermined time in response to a control signal. The delay detecting circuit 80 receives a delayed output signal from the delay circuit 78 or sometimes directly receives the input clock signal to detect a delay time according to the input clock signal. The charge pump circuit 82 receives the signal sensed by the delay detection circuit 80 and the input clock signal to charge one pulse period of the input clock signal by a predetermined capacitor, and one pulse of the detection signal. The cycle is discharged by a predetermined capacitor so that the charge and the discharge degree of the capacitor coincide with each other. At this time, the charge pump circuit 82 generates the control voltage and fixes the delay time of the delay circuit 2 according to the power supply current ratio between the power supply current being discharged and the power supply storage being charged. The reference current fixing circuit 86 is composed of a pair of current mirrors and provides a predetermined current to the charge pump circuit 82 to maintain a constant pumping efficiency according to temperature change. The control voltage of the charge pump circuit 82 is provided to the delay circuit 78 through the low pass filter circuit 84 when a control signal is required.
제6도는 상기 제5도의 상세회로도이다. 제6도를 참조하면, 기준전류 고정회로(86)는 전원전압과 접지전압 사이에 피모오스 트랜지스터(134, 136)으로 구성된 1전류미러와 엔모오스 트랜지스터(138, 140)로 이루어진 제2전류미러가 형성되어 있다. 상기 제1전류미러 및 제2전류미러 사이에는 소정의 저항값을 가진 저항(135, 137)이 접속되어 있다. 상기 제1전류미러의 일단과 제2전류미러의 일단에서는 고정된 제1기준전류 및 제2기준전류가 차아지 펌프회로(82)로 제공된다.FIG. 6 is a detailed circuit diagram of FIG. Referring to FIG. 6, the reference current fixing circuit 86 includes a first current mirror composed of PMOS transistors 134 and 136 and a second current mirror composed of enMOS transistors 138 and 140 between a power supply voltage and a ground voltage. Is formed. Resistors 135 and 137 having a predetermined resistance value are connected between the first current mirror and the second current mirror. At one end of the first current mirror and one end of the second current mirror, a fixed first reference current and a second reference current are provided to the charge pump circuit 82.
상기 차아지 펌프회로(82)는 전원전압과 접지전압 사이에 피모오스 트랜지스터(150, 152) 및 엔모오스 트랜지스터(154, 156, 158)이 직렬로 접속되어 있는 펌핑 효율 결정부(92)를 구비한다. 즉, 상기 피모오스 트랜지스터(150)의 게이트로는 상기 제1기준전류가 입력되고, 상기 엔모오스 트랜지스터(158)의 게이트로는 상기 제2기준전류가 입력된다. 따라서 상기 피모오스 트랜지스터(150) 및 엔모오스 트랜지스터(158)의 펌핑효율이 결정되는 것이다. 한편, 상기 피모오스 트랜지스터(152)의 게이트로는 입력클럭신호가 입력되고, 상기 엔모오스 트랜지스터(154)의 게이트로는 제1고정전압공급부(88) 및 제2고정전압공급부(90)로부터 출력되는 일정전압이 입력된다. 상기 제1고정전압 공급부(88)는 엔모오스 트랜지스터(142)로 이루어지며, 상기 제2고정전압공급부(90)는 전원전압과 접지전압 사이에 채널이 직렬접속된 엔모오스 트랜지스터(144, 146, 148)들로 이루어진다. 또한 상기 차아지 펌프회로(82)의 엔모오스 트랜지스터(156)은 후술될 지연감지회로(8)의 출력단과 접속되어 게이팅된다. 또한 상기 차아지 펌프회로(82)의 캐패시터(160)은 상기 피모오스 트랜지스터(152)와 엔모오스 트랜지스터(154)에 공통접속된다. 이때, 상기 캐패시터(160)은 기생 캐패시터가 아님은 이미 공지된 사실이다. 따라서, 상기 피모오스 트랜지스터(150, 152)의 전류는 캐패시터(160)으로 흐르게 된다. 한편, 피모오스 트랜지스터(152)가 입력클럭신호에 근거하여 유지될 동안에 상기 캐패시터(160)는 피모오스 트랜지스터(150)에 의해 미리 설정된 값을 가지는 전류에 의해 차아지된다. 그리고, 상기 엔모오스 트랜지스터(156)이 지연감지회로(80)의 출력신호에 근거하여 유지될 동안에 캐패시터(160)은 엔모오스 트랜지스터(158)에 의해 미리 설정된 값을 가지는 전류에 의해 방전된다.The charge pump circuit 82 includes a pumping efficiency determiner 92 in which PMOS transistors 150 and 152 and NMOS transistors 154, 156 and 158 are connected in series between a power supply voltage and a ground voltage. do. That is, the first reference current is input to the gate of the PMOS transistor 150, and the second reference current is input to the gate of the NMOS transistor 158. Therefore, the pumping efficiency of the PMOS transistor 150 and the NMOS transistor 158 is determined. On the other hand, an input clock signal is input to the gate of the PMOS transistor 152 and output from the first fixed voltage supply unit 88 and the second fixed voltage supply unit 90 to the gate of the NMOS transistor 154. Input constant voltage. The first fixed voltage supply unit 88 includes an NMOS transistor 142, and the second fixed voltage supply unit 90 includes NMOS transistors 144 and 146 having a channel connected in series between a power supply voltage and a ground voltage. 148). In addition, the NMOS transistor 156 of the charge pump circuit 82 is connected to the output terminal of the delay detection circuit 8, which will be described later, and is gated. In addition, the capacitor 160 of the charge pump circuit 82 is commonly connected to the PMOS transistor 152 and the NMOS transistor 154. In this case, it is known that the capacitor 160 is not a parasitic capacitor. Therefore, the current of the PMOS transistors 150 and 152 flows to the capacitor 160. Meanwhile, while the PMOS transistor 152 is maintained based on the input clock signal, the capacitor 160 is charged by a current having a value preset by the PMOS transistor 150. The capacitor 160 is discharged by a current having a value preset by the NMOS transistor 158 while the NMOS transistor 156 is held based on the output signal of the delay sensing circuit 80.
그리고, 로우패스 필터회로(84)는 저항(162)와 캐패시터(164)로 이루어지며, 상기 차아지 펌프회로(6)의 캐패시터(160)의 단자 전압을 완화함에 의해 DC전압을 얻게되며, 사이 로우패스 필터회로(8)에 의한 출력신호는 지연회로(78)에 제공된다.The low pass filter circuit 84 is composed of a resistor 162 and a capacitor 164 to obtain a DC voltage by relaxing the terminal voltage of the capacitor 160 of the charge pump circuit 6. The output signal by the low pass filter circuit 8 is provided to the delay circuit 78.
상기 지연회로(78)는 피모오스 트랜지스터(94, 100) 및 인버터(96, 98)로 이루어진 제1지연단, 제2지연단 및 제3지연단의 캐스케이드 접합에 의하여 형성된다. 상기 피모오스 트랜지스터(100)의 소오스는 전원전압과 접속되고 드레인은 상기 인버터(98)에 접속되는 부하트랜지스터이다. 제3지연단의 출력노드(170)에는 인버터(118)와, 상기 인버터(118)의 출력신호와 입력클럭신호를 수신하는 낸드게이트(120)와 상기 낸드게이트(120)의 출력을 반전시키는 인버터(122)가 접속되어 있다. 입력클럭신호는 피모오스 트랜지스터(94)를 통하여 제1지연단에 제공되고 제1지연단 및 제2지연단으로부터 출력신호는 입력신호로서 이어지는 제3지연단에 제공된다. 최종단 즉, 제3지연단으로부터 출력되는 신호는 상기 인버터(118), 낸드게이트(120) 및 인버터(122)를 통하여 출력된다.The delay circuit 78 is formed by a cascade junction of a first delay stage, a second delay stage, and a third delay stage including the PMOS transistors 94 and 100 and the inverters 96 and 98. A source of the PMOS transistor 100 is a load transistor connected to a power supply voltage and a drain connected to the inverter 98. The output node 170 of the third delay stage has an inverter 118, an inverter for inverting the output of the NAND gate 120 and the NAND gate 120 that receive the output signal and the input clock signal of the inverter 118. 122 is connected. The input clock signal is provided to the first delay end through the PMOS transistor 94 and the output signal from the first delay end and the second delay end is provided to the third delay end that is followed by the input signal. The signal output from the last stage, that is, the third delay stage, is output through the inverter 118, the NAND gate 120, and the inverter 122.
지연감지회로(80)는 상기 제1지연단 및 제2지연단의 출력신호를 인버팅하기 위한 인버터(124, 130, 132)와 상기 인버터(124, 132)의 출력을 입력으로 하는 낸드게이트(126), 그리고 상기 낸드게이트(126)의 출력신호를 반전시켜 상기 차아지 펌프회로(82)의 엔모오스 트랜지스터(156)의 게이트로 제공하기 위한 인버터(128)로 이루어져 있다.The delay detection circuit 80 may include inverters 124, 130, and 132 for inverting the output signals of the first and second delay stages, and a NAND gate having an output of the inverters 124 and 132. 126 and an inverter 128 for inverting the output signal of the NAND gate 126 and providing the inverted signal to the gate of the NMOS transistor 156 of the charge pump circuit 82.
제7도는 상기 제5도의 타이밍도이다. 제7도를 참조하면, 일정한 주파수를 가지는 입력클럭신호, 노드(166), 노드(168), 노드(170), 노드(172), 최종 출력클럭신호의 파형이 도시되어 있다.FIG. 7 is a timing diagram of FIG. Referring to FIG. 7, waveforms of an input clock signal, a node 166, a node 168, a node 170, a node 172, and a final output clock signal having a constant frequency are shown.
제8도는 제5도의 시뮬레이션도이다. 제8도를 참조하면, 전원전압(VDD)변화시, 차아지 펌프회로(6)의 클럭변화가 도시되어 있다. 본 발명에서는, 제8도에 도시되어 있는 것과 같이 전원전압이 변화되더라도 이와는 무관하게 제2사이클부터 펄스폭이 일정함을 알 수 있다.8 is a simulation diagram of FIG. Referring to FIG. 8, the clock change of the charge pump circuit 6 is shown when the power supply voltage VDD changes. In the present invention, as shown in FIG. 8, even if the power supply voltage is changed, it can be seen that the pulse width is constant from the second cycle regardless.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 신호 지연 회로에서는, 공급전압 또는 온도변화에 무관하게 안정된 출력 주파수를 보장할 수 있으며, 미리 설정된 주파수를 가지는 입력신호클럭이 지연회로를 통과하면서 발생하는 지연 스큐를 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the signal delay circuit according to the present invention, it is possible to ensure a stable output frequency irrespective of supply voltage or temperature change, and to efficiently delay delay skew generated while an input signal clock having a predetermined frequency passes through the delay circuit. It can be removed by the effect.
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