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Ladepumpe mit Stromspiegel - Dokument DE60123343T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60123343T2 06.06.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001176724
Titel Ladepumpe mit Stromspiegel
Anmelder NEC Electronics Corp., Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Soda, Masaaki, Minato-ku, Tokyo, JP
Vertreter Wenzel & Kalkoff, 22143 Hamburg
DE-Aktenzeichen 60123343
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 20.07.2001
EP-Aktenzeichen 012502720
EP-Offenlegungsdatum 30.01.2002
EP date of grant 27.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.06.2007
IPC-Hauptklasse H03L 7/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung, eine Ladungspumpenschaltung und eine PLL-Schaltung, insbesondere eine, die ein Schaltrauschen unterdrücken kann.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Als herkömmliche Ladungspumpe ist eine Technik bekannt, die in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung (JP-A-Heisei, 11-3394643) offenbart ist. Wie in 1 gezeigt ist, veranlassen, wenn die Schalttransistoren 2, 3, die an einen Up-Signaleingangsanschluss 10, beziehungsweise an einen Down-Signaleingangsanschluss 11 angeschlossen sind, ein- und ausgeschaltet werden, die parasitären Kapazitäten der jeweiligen Transistoren 2, 3, dass die Spannungen der Drain-Anschlüsse 12, 13 der Konstantstromtransistoren 1, 4 sich voneinander unterscheiden.

Aus diesem Grund sind die Stromwerte unterschiedlich, wenn Ein-Signale in den Up-Signaleingangsanschluss 10, beziehungsweise in den Down-Signaleingangsanschluss 11 eingegeben werden. Dieser Unterschied ruft die Erzeugung eines Fehlersignals hervor.

Um das zuvor genannte Problem zu lösen, wird herkömmlicherweise, wie in 2 gezeigt, ein erster Kondensator 6 zwischen dem Drain des Konstantstromtransistors 1 und einem positiven Spannungsversorgungsanschluss VDD montiert, ein zweiter Kondensator 7 wird zwischen dem Drain des Konstantstromtransistors 1 und einem negativen Spannungsversorgungsanschluss VSS montiert, ein dritter Kondensator 8 wird zwischen dem Drain des Konstantstromtransistors und dem positiven Spannungsversorgungsanschluss VDD montiert, und ein vierter Kondensator 9 wird zwischen dem Drain des Konstantstromtransistors 4 und dem negativen Spannungsversorgungsanschluss VSS montiert.

Der erste und zweite Kondensator 6, 7 werden verwendet, um die Drain-Spannung und die Source-Spannung des Schalttransistors 2 im Wesentlichen gleich zu einander zu halten. Der dritte und vierte Kondensator 8, 9 werden verwendet, um die Drain-Spannung und die Source-Spannung des Schalttransistors 3 im Wesentlichen gleich zueinander zu halten. Hierbei sind die Kondensatorkapazitäten des ersten bis vierten Kondensators 6 bis 9 so ausgelegt, dass sie wesentlich größer sind als die parasitären Kapazitäten der Drain-Anschlüsse 12, 13 der Konstantstromtransistoren 1, 4.

Demgemäß ist es möglich, die Spannungsschwankungen in den Drain-Anschlüssen 12, 13 zu verringern, wenn die Ein-Signale in den Up-Signaleingangsanschluss 10, beziehungsweise in den Down-Signaleingangsanschluss 11 eingegeben werden und dadurch möglich, den Fehlerstrom zu unterdrücken.

Entsprechend der zuvor erwähnten Ausgestaltung ist eine verhältnismäßig große Kapazität erforderlich, wie mehrere pF bis mehrere zehn pF, was zu dem Problem führt, dass die Größe des Kondensators geteilt wird.

Außerdem wird das Messen der parasitären Kapazitäten der Schalttransistoren 2, 3 die das Schaltrauschen verursachen, nicht ausgeführt, so dass das Schaltrauschen nicht unterdrückt wird. In der zuvor erwähnten Ausgestaltung beträgt die Schaltspannung 0 bis VDD, was ein sehr hoher Wert ist. Somit führt die hohe Spannung, die in der parasitären Kapazität geladen ist, zum Schaltrauschen.

Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegung (JP-A-2000-49596) offenbart die nachfolgende Ladungspumpenschaltung, die in einer PLL-Schaltung verwendet wird. Diese lenkt unter Verwendung einer Stromspiegelschaltung einen Strom um, der von einer Konstantstromquelle erzeugt wird, über einen analogen Schalter, der immer eingeschaltet ist, und sendet/stoppt in Reaktion auf ein UP-Signal, das von einem Frequenz-/Phasenkomparator gesendet wurde, einen Konstantstrom, der durch einen Schaltkreis EIN/AUS geschaltet wird, der einen analogen Schalter umfasst und von einem Stromspiegel kopiert wird, in einer späteren Stufe zu einem Schleifenfilter und ähnlich in Reaktion auf ein DOWN-Signal sendet/stoppt sie einen Konstantstrom, der durch einen Schaltkreis EIN/AUS geschaltet wird, der einen analogen Schalter umfasst und von einem Stromspiegel kopiert wird, in einer späteren Stufe zu einem Schleifenfilter.

Es wird eine Ladungspumpe zum Unterdrücken des Schaltrauschens gewünscht, die insbesondere nicht viel Raum erfordert.

US 5 625 306 offenbart eine Halbleitervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist in Hinblick auf die zuvor erwähnten Probleme erreicht worden. Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung, eine Ladungspumpe und eine PLL-Schaltung bereitzustellen, die angepasst sind, das Schaltrauschen zu unterdrücken, insbesondere ohne Notwendigkeit einer großen Fläche und insbesondere, um einen Fehlerstrom auszugleichen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen von Anspruch 1.

Eine hadungspumpenschaltung, die in einer PLL (Phase-Locked-Loop; phasengeregelte Schleife)-Schaltung verwendet wird, und ein Ausgangssignal in Reaktion auf ein Up-Befehlssignal und ein Down-Befehlssignal erzeugt, die von einem Phasenkomparator gesendet werden, um einen VCO (Voltage-Controlled Oscillator; spannungsgeregelter Oszillator) gemäß dem Ausgangssignal anzutreiben, kann eine Halbleitervorrichtung umfassen, wie beansprucht.

Eine PLL (Phase-Locked Loop)-Schaltung kann umfassen: einen Phasenkomparator, einen VCO (Voltage Controlled Oscillator); und eine Ladungspumpenschaltung, die ein Ausgangssignal in Reaktion auf ein Up-Befehlsignal und ein Down-Befehlsignal erzeugt, die vom Phasekomparator gesendet werden, um den VCO basierend auf dem Ausgangssignal anzutreiben, und wobei die Ladungspumpenschaltung eine erste Halbleitervorrichtung umfasst, wie beansprucht.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann eine Halbleitervorrichtung umfassen: erste und zweite Ausgangsstufentransistoren, die ein erstes Ausgangssignal als Ergebnis eines Gegentaktbetriebes erzeugen, die wechselseitig in Serie zwischen einer ersten Spannungsversorgung und einer zweiten Spannungsversorgung geschaltet sind; dritte und vierte Ausgangsstufentransistoren, die ein zweites Ausgangssignal als Ergebnis eines Gegentaktbetriebes erzeugen, die wechselseitig in Serie zwischen der ersten Spannungsversorgung und der zweiten Spannungsversorgung geschaltet sind; erste und zweite Differenztransistorpaare, die leitende Typen sind und einander gegenüberliegen und Steuerelektroden aufweisen, die an den ersten, beziehungsweise zweiten Eingangsanschluss angeschlossen sind; eine erste und zweite Konstantstromquelle, die an die ersten, beziehungsweise zweiten Differenztransistorpaare angeschlossen ist; eine erste Stromspiegelschaltung, die zwischen den ersten Differenztransistorpaaren und der ersten Spannungsversorgung geschaltet ist; eine zweite Stromspiegelschaltung, die zwischen den zweiten Differenztransistorpaaren und der zweiten Spannungsversorgung geschaltet ist; dritte und vierte Differenztransistorpaare, die leitende Typen sind und einander gegenüberliegen und Steuerelektroden aufweisen, die an dritte, beziehungsweise vierte Differenztransistorpaare angeschlossen sind; eine dritte Stromspiegelschaltung, die zwischen den dritten Differenztransistorpaaren und der ersten Spannungsversorgung angeschlossen ist; und eine vierte Stromspiegelschaltung, die zwischen den vierten Differenztransistorpaaren und der zweiten Spannungsversorgung angeschlossen ist, und wobei die erste Stromspiegelschaltung den ersten Ausgangsstufentransistor umfasst und wobei die vierte Stromspiegelschaltung den zweiten Ausgangsstufentransistor umfasst und wobei die dritte Stromspiegelschaltung den dritten Ausgangsstufentransistor umfasst und wobei die zweite Stromspiegelschaltung den vierten Ausgangsstufentransistor umfasst.

In diesem Fall kann die Halbleitervorrichtung umfassen: eine Stromfehlerausgleichsschaltung, die Fehler von Strömen ausgleicht, die jeweils durch den ersten und zweiten Ausgangsstufentransistor zur Zeit des Gegentaktbetriebes fließen, gemäß dem Ausgangssignal und einem Referenzsignal.

Eine Ladungspumpenschaltung, die in einer PLL (Phase-Locked-Loop)-Schaltung verwendet wird und ein erstes Ausgangssignal erzeugt und ein zweites Ausgangssignal, in dem das erste Ausgangssignal invertiert ist, in Reaktion auf ein Up-Befehlssignal und ein Down-Befehlssignal, die von einem Phasenkomparator gesendet werden, um einen VCO (Voltage-Controlled Oscillator) gemäß dem ersten und zweiten Ausgangssignal anzutreiben, kann eine solche Halbleitervorrichtung umfassen.

In diesem Fall kann die Ladungspumpenschaltung auch umfassen: eine Stromfehlerausgleichsschaltung, die Fehler von Strömen ausgleicht, die jeweils durch die erste bis vierte Stromspiegelschaltung fließen.

In diesem Fall kann die Ladungspumpenschaltung auch umfassen: eine fünfte und sechste Konstantstromquelle, die jeweils parallel zur ersten und dritten Konstantstromquelle geschaltet sind.

Eine PLL (und Phase-Locked-Loop)-Schaltung kann umfassen: einen Phasenkomparator; einen VCO (Voltage-Controlled Oscillator); und eine Ladungspumpenschaltung, die ein erstes Ausgangssignal erzeugt und ein zweites Ausgangssignal, in dem das erste Ausgangssignal invertiert ist, in Reaktion auf ein Up-Befehlssignal und ein Down-Befehlssignal, das von dem Phasenkomparator gesendet wird, um den VCO gemäß dem ersten und zweiten Ausgangssignal anzutreiben, wobei die Ladungspumpenschaltung die zuvor beschriebene Halbleitervorrichtung umfasst.

In der vorliegenden Erfindung ist die Ladungspumpenschaltung unter Verwendung des Stromspiegels aufgebaut, um das Schaltrauschen zu unterdrücken. Außerdem wird die Fehlerstrom-Ausgleichsschaltung verwendet, um den Fehlerstrom im geladenen Fall auszugleichen.

Die Signale UP, UPB, DOWN und DOWNB werden vom Phasenkomparator in die Differenzschaltungen eingegeben. Die Last der Differenzschaltung wird durch die Stromspiegelschaltung gebildet. Somit wird der Strom, der durch die Last fließt, an das Filter der PLL ausgegeben.

Die Differenzschaltung weist außerdem den Stromfehler-Ausgleichsanschluss zum Ausgleichen der Stromfehler an der UP-Seite und der DOWN-Seite auf. Die Operation zum Ausgleichen des Stromfehlers vergleicht einen Mittelwert der Kapazitätsanschlussspannungen der jeweiligen Filter mit einer Referenzspannung (ref) und sein Ergebnis wird zurück an die Ladungspumpenschaltung gegeben (Gleichtaktrückkopplung).

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Schaltungsdiagramm einer herkömmlichen Ladungspumpenschaltung;

2 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine weitere herkömmliche Ladungspumpenschaltung zeigt;

3 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine herkömmliche typische PLL-Schaltung zeigt;

4 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ladungspumpenschaltung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

5 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Stromfehlerausgleichsschaltung zeigt, die an die Ladungspumpenschaltung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeschlossen ist; und

6 ist ein Schaltungsdiagramm, das ausführlich die Stromfehlerausgleichsschaltung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Eine Ladungspumpenschaltung in dieser Ausführungsform besteht aus einem MOS-Transistor zum Antreiben eines variablen Frequenzoszillators über ein Schleifenfilter in Reaktion auf ein Abwärtsbefehl (DOWN)-Signal und ein Aufwärtsbefehl (UP)-Signal, die von einem Frequenz-Phasenkomparator einer PLL- (Phase-Locked Loop)-Schaltung gesendet werden, die an einer Phase eines Eingangssignals verriegelt ist.

Zunächst wird eine herkömmliche typische PLL-Schaltung mit Bezug auf 3 beschrieben.

Eine PLL-Schaltung 100 umfasst ein erstes oder zweites Schleifenfilter 120, das Widerstände und Kondensatoren aufweist, einen VCO (Voltage Controlled Oscillator) 130, eine Teilungsschaltung 140, eine Frequenzphasenerkennungsschaltung 150, eine Ladungspumpe 110 und Ähnliches.

Das Schleifenfilter 120 arbeitet als Tiefpassfilter und erzeugt eine Anschlussspannung eines Kondensators C2 als Steuerspannung.

Die Teilungsschaltung 140 teilt ein Oszillationssignal des VCO 130 auf der Grundlage eines Teilungsverhältnisses und erzeugt das geteilte Signal als Ausgangssignal.

Die Frequenzphasenerkennungsschaltung 150 erkennt die Fehler in den Frequenzen und Phasen zwischen einem Eingangssignal und einem Signal, in dem das Oszillationssignal des VCO 130 durch die Teilungsschaltung 140 geteilt ist und erzeugt ein Aufwärtsbefehl (UP)-Signal und ein Abwärtsbefehl (DOWN)-Signal auf der Grundlage der Fehler.

Die Ladungspumpe 110 implantiert einen gewissen Strom von einer Spannungsversorgung VDD in das Schleifenfilter 120, in Reaktion auf das Aufwärtsbefehl (UP)-Signal und akkumuliert Ladungen in den Kondensatoren C1, C2. Die Ladungspumpe 110 entlädt außerdem den gewissen Strom von dem Schleifenfilter 120 in Reaktion auf das Abwärtsbefehl (DOWN)-Signal und entlädt die Ladungen, die in den Kondensatoren C1, C2 akkumuliert sind, und implantiert in die Ladungspumpe 110.

Die zuvor erwähnte Reihe von Operationen ermöglicht, dass die Komponenten der Phasen und der Frequenzen in dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal miteinander übereinstimmen, in der PLL-Schaltung 100 (synchroner Zustand).

Eine Ladungspumpenschaltung in dieser Ausführungsform wird nachfolgend mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben. Die Ladungspumpenschaltung in dieser Ausführungsform wird auf eine PLL- Schaltung für eine Hochgeschwindigkeitskommunikation angewandt.

Wie in 4 gezeigt, ist die Ladungspumpenschaltung mit einer Aufwärtsstufe K1 und einer Abwärtsstufe K2 versehen.

Wie in 5 gezeigt ist, werden Ausgangssignale, die von einem Ausgangsanschluss C und einem Ausgangsanschluss (ein Inversionsanschluss des Ausgangsanschlusses C) CB der Ladungspumpenschaltung ausgegeben werden, durch ein PLL-Filter 50 an den VCO ausgegeben. Das PLL- Filter 50 ist übrigens ein Tiefpassfilter, das aus einem Widerstand R und einem Kondensator CO besteht.

Zunächst wird die Aufwärtsstufe K1 der Ladungspumpenschaltung mit Bezug auf 4 beschrieben.

In der Aufwärtsstufe K1 ist ein Differenzverstärker, der aus den N-Kanal-Transistoren MN12, MN13 aufgebaut ist, parallel zu einem Differenzverstärker geschaltet, der aus den P-Kanal-Transistoren MP13, MP14 besteht.

Die N-Kanal-Transistoren MN12, MN13 bilden den Differenzverstärker.

Die Sources der N-Kanal-Transistoren MN12, MN13 sind aneinander angeschlossen. Ein Gate des N-Kanal-Transistors MN12 ist an einen Eingangsanschluss (UP) A1 angeschlossen. Das Aufwärtsbefehl (UP)-Signal wird in den Eingangsanschluss A1 eingegeben. Ein Gate des N-Kanal-Transistors MN13 ist an den Eingangsanschluss (AUFWÄRSTB) A2 angeschlossen. Ein Inversionssignal des Aufwärtsbefehl (UP)-Signals wird in den Eingangsanschluss A2 eingegeben.

In einem N-Kanal-Transistor MN10 für eine Konstantstromquelle wird seine Source an eine Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS angeschlossen und sein Drain wird an die aneinander angeschlossenen Sources der N-Kanal-Transistoren MN12, MN13 angeschlossen. Der N-Kanal-Transistor MN10 für die Konstantstromquelle ist ein Stromsaugtyp, und ein Strom von 10 &mgr;A fließt durch ihn hindurch.

Die P-Kanal-Transistoren MP10, MP1 bilden eine Stromspiegelschaltung, die als positive Last der Differenzverstärker MN12, MN13 arbeitet. In jedem der P-Kanal-Transistoren MP10, MP1 ist die Source an eine Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD angeschlossen. Das Gate des P-Kanal-Transistors MP1 ist an das Drain des N-Kanal-Transistors MN12 angeschlossen und sein Drain ist an einen Ausgangsanschluss C angeschlossen. Das Drain des P-Kanal-Transistors MP10 ist an das Drain des N-Kanal-Transistors MN12 angeschlossen und das Gate und das Drain des P-Kanal-Transistors MP10 sind aneinander angeschlossen.

Im P-Kanal-Transistor MP11 ist sein Drain an das Drain des N-Kanal-Transistors MN13 angeschlossen und seine Source ist an die Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD angeschlossen. In dem P-Kanal-Transistor MP11 wird die Eigenschaft, die der des P-Kanal-Transistors MP10 gleicht, verwendet, um die Lasten der Differenzverstärker MN12, MN13 einander gleich zu machen.

Im N-Kanal-Transistor MN11 für die Konstantstromquelle ist sein Drain an die Sources der N-Kanal-Transistoren MN13, NM12 angeschlossen und seine Source ist an die Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS angeschlossen. Der N-Kanal-Transistor MN11 für die Konstantstromquelle und ein N-Kanal-Transistor MN26 von 6 bilden eine Stromspiegelschaltung.

Die P-Kanal-Transistoren MP13, MP14 bilden einen Differenzverstärker. Die Sources der P-Kanal-Transistoren MP13, MP14 sind aneinander angeschlossen. Das Gate des P-Kanal-Transistors MP13 ist an den Eingangsanschluss A1 angeschlossen. Das Gate des P-Kanal-Transistors MP14 ist an den Eingangsanschluss A2 angeschlossen.

Im P-Kanal-Transistor MP12 für die Konstantstromquelle ist seine Source an die Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD angeschlossen und sein Drain ist an die aneinander angeschlossenen Sources der P-Kanal-Transistoren MP13, MP14 angeschlossen. Ein Strom von 10 &mgr;A fließt durch den P-Kanal-Transistor MP12 für die Konstantstromquelle.

Die N-Kanal-Transistoren MN15, MN2 bilden eine Stromspiegelschaltung, die als positive Last der Differenzverstärker MP13, MP14 arbeitet. In jedem der N-Kanal-Transistoren MN15, MN2 ist die Source an die Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS angeschlossen. Ein Gate des N-Kanal-Transistors MN2 ist an das Drain des P-Kanal-Transistors MP14 angeschlossen und sein Drain ist an den Ausgangsanschluss CB angeschlossen. Ein Drain des N-Kanal-Transistors MN15 ist an das Drain des P-Kanal-Transistors MP14 angeschlossen. Das Gate und das Drain des N-Kanal-Transistors MN15 sind aneinander angeschlossen.

Im N-Kanal-Transistor MN14 ist das Drain an das Drain des P-Kanal-Transistors MP13 angeschlossen und seine Source ist an die Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS angeschlossen. In dem N-Kanal-Transistor MN14 wird die Eigenschaft genutzt, die der des N-Kanal-Transistors MN15 gleicht, um die Lasten der Differenzverstärker MP13, MP14 einander gleich zu machen.

Nachfolgend wird die Abwärtsstufe K2 der Ladungspumpenschaltung beschrieben.

In der Abwärtsstufe K2 ist ein Differenzverstärker, der aus N-Kanal-Transistoren MN18, MN19 aufgebaut ist, parallel zu einem Differenzverstärker geschaltet, der von P-Kanal-Transistoren MP18, MP19 gebildet wird.

Die N-Kanal-Transistoren MN18, MN19 bauen den Differenzverstärker auf. Die Sources der N-Kanal-Transistoren MN18, MN19 sind aneinander angeschlossen. Ein Gate des N-Kanal-Transistors MN18 ist an einen Eingangsanschluss (DOWN) A3 angeschlossen. Das Abwärtsbefehl (DOWN)-Signal wird in den Eingangsanschluss A3 eingegeben. Ein Gate des N-Kanal-Transistors MN19 ist an einen Eingangsanschluss (DOWNB) A4 angeschlossen. Ein Inversionssignal des Abwärtsbefehl (DOWN)-Signals wird in den Eingangsanschluss A4 eingegeben.

In einem N-Kanal-Transistor MN16 für eine Konstantstromquelle ist seine Source an eine Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS angeschlossen, und sein Drain ist an die aneinander angeschlossenen Sources der N-Kanal-Transistoren MN18, MN19 angeschlossen. Der N-Kanal-Transistor MN16 für die Konstantstromquelle ist ein Stromsaugtyp, und ein Strom von 10 &mgr;A fließt durch ihn hindurch.

Die P-Kanal-Transistoren MP15, MP2 bilden eine Stromspiegelschaltung, die als positive Last der Differenzverstärker MN18, MN19 arbeitet. In jedem der P-Kanal-Transistoren MP15, MP2 ist die Source an eine Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD angeschlossen. Das Gate des P-Kanal-Transistors MP2 ist an das Drain des N-Kanal-Transistors MN18 angeschlossen und sein Drain ist an einen Ausgangsanschluss CB angeschlossen. Das Drain des P-Kanal-Transistors MP15 ist an das Drain des N-Kanal-Transistors MN18 angeschlossen. Das Gate und das Drain des P-Kanal-Transistors MP15 sind aneinander angeschlossen.

Im P-Kanal-Transistor MP16 ist die Source an die Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD angeschlossen und sein Drain ist an das Drain des N-Kanal-Transistors MN19 angeschlossen. In dem P-Kanal-Transistor MP16 wird die Eigenschaft genutzt, die der des P-Kanal-Transistors MN15 gleicht, um die Lasten der Differenzverstärker MP18, MP19 einander gleich zu machen.

Im N-Kanal-Transistor MN17 für die Konstantstromquelle ist seine Source an die Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS angeschlossen und sein Drain ist an die Sources der N-Kanal-Transistoren MN18, MN19 angeschlossen. Der N-Kanal-Transistor MN17 für die Konstantstromquelle und der N-Kanal-Transistor MN26 von 6 bilden eine Stromspiegelschaltung.

Die P-Kanal-Transistoren MP18, MP19 bilden den Differenzverstärker. Die Sources der P-Kanal-Transistoren MP18, MP19 sind aneinander angeschlossen. Das Gate des P-Kanal-Transi stors MP18 ist an den Eingangsanschluss A3 angeschlossen. Das Gate des P-Kanal-Transistors MP19 ist an den Eingangsanschluss A4 angeschlossen.

Im P-Kanal-Transistor MP17 für die Konstantstromquelle ist seine Source an die Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD angeschlossen und sein Drain ist an die aneinander angeschlossenen Sources der P-Kanal-Transistoren MP18, MP19 angeschlossen. Ein Strom von 10 &mgr;A fließt durch den P-Kanal-Transistor MP17 für die Konstantstromquelle.

Die N-Kanal-Transistoren MN21, MN1 bilden eine Stromspiegelschaltung, die als positive Last der Differenzverstärker MP18, MP19 arbeitet. In jedem der N-Kanal-Transistoren MN21, MN1 ist die Source an die Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS angeschlossen. Ein Gate des N-Kanal-Transistors MN1 ist an das Drain des P-Kanal-Transistors MP19 angeschlossen und sein Drain ist an den Ausgangsanschluss C angeschlossen. Das Drain des N-Kanal-Transistors MN21 ist an das Drain des P-Kanal-Transistors MP19 angeschlossen. Das Gate und das Drain des N-Kanal-Transistors MN21 sind aneinander angeschlossen.

Im N-Kanal-Transistor MN20 ist seine Source an die Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS angeschlossen und sein Drain ist an das Drain des P-Kanal-Transistors MP18 angeschlossen. In dem N-Kanal-Transistor MN20 wird die Eigenschaft genutzt, die der des N-Kanal-Transistors MN21 gleicht, um die Lasten der Differenzverstärker MP18, MP19 einander gleich zu machen.

Der Strom fließt übrigens von einem Eingangsanschluss A0 zur Ladungspumpenschaltung. Die Schaltung (Gruppe) zwischen dem Eingangsanschluss A0, dem N-Kanal-Transistor MN10 für die Konstantstromquelle, dem P-Kanal-Transistor MP12 für die Konstantstromquelle, dem N-Kanal-Transistor MN16 für die Konstantstromquelle und dem P-Kanal-Transistor MP17 für die Konstantstromquelle ermöglicht, dass die Werte der Ströme (die Werte der Konstantströme), die durch die Transistoren MN10, MP12, MN16 und MP17 fließen, für die jeweiligen Konstantstromquellen auf 10 &mgr;A gesetzt werden können.

Nachfolgend wird der Betrieb der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die Stromspiegelschaltungen MP10, MP1 sind anstelle der Lastwiderstände der Differenzverstärker MN12, MN13 angeschlossen. Die Wirkungsweise des Stromspiegels führt dazu, dass der Drain-Strom IdP1 des Transistors MP1 gleich dem Drain-Strom IdP10 des Transistors MP10 ist.

Die Stromspiegelschaltungen MN15, MN2 sind anstelle der Lastwiderstände der Differenzverstärker MP13, MP14 angeschlossen. Die Wirkungsweise des Stromspiegels führt dazu, dass der Drain-Strom IdN2 des Transistors MN2 gleich dem Drain-Strom IdN15 des Transistors MP15 ist.

Die Stromspiegelschaltungen MP15, MP2 sind anstelle der Lastwiderstände der Differenzverstärker MN13, MN14 angeschlossen. Die Wirkungsweise des Stromspiegels führt dazu, dass der Drain-Strom IdP2 des Transistors MP2 gleich dem Drain-Strom IdP15 des Transistors MP15 ist.

Die Stromspiegelschaltungen MN21, MN1 sind anstelle der Lastwiderstände der Differenzverstärker MP18, MP19 angeschlossen. Die Wirkungsweise des Stromspiegels führt dazu, dass der Drain-Strom IdN1 des Transistors MN1 gleich dem Drain-Strom IdN21 des Transistors MP21 ist.

Zunächst wird der Fall beschrieben, in dem eine Spannung, die höher ist als die des Eingangsanschlusses (UPB) A2, an den Eingangsanschluss (UP) A1 angelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Spannung, die geringer ist als die des Eingangsanschlusses (DOWNB) an den Eingangsanschluss (DOWN) A3 angelegt.

Wenn ein Signal hoher Spannung an den Eingangsanschluss (UP) A1 angelegt wird, wird die Gate-Spannung des N-Kanal-Transistors MN12 größer gemacht. Die Ströme von 10 &mgr;A fließen somit von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP10, den N-Kanal-Transistor MN12 und den N-Kanal-Transistor MN10 für die Konstantstromquelle. Zu diesem Zeitpunkt führt die Wirkungsweise des Stromspiegels dazu, dass der Drain-Strom IdP1 des P-Kanal-Transistors MP1 10 &mgr;A, gleich dem Drain-Strom Id10 des P-Kanal-Transistors MP10, ist.

Wenn ein Signal hoher Spannung an den Eingangsanschluss (UP) A1 angelegt wird, wird ein Signal niedriger Spannung, das sein Inversionssignal ist, in den Eingangsanschluss (UPB) A2 eingegeben. Die Gate-Spannung des N-Kanal-Transistors MN13 wird somit geringer gemacht. Die Ströme fließen somit im Wesentlichen nicht von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP11 und den N-Kanal-Transistor MN13.

Wenn ein Signal hoher Spannung in den Eingangsanschluss (UP) A1 eingegeben wird, wird die Gate-Spannung des P-Kanal-Transistors MP13 größer gemacht. Die Ströme fließen somit nicht im Wesentlichen in den P-Kanal-Transistor MP13 und den N-Kanal-Transistor MN14.

Wenn ein Signal hoher Spannung an den Eingangsanschluss (UP) A1 angelegt wird, wird ein Signal niedriger Spannung, das sein Inversionssignal ist, in den Eingangsanschluss (UPB) A2 eingegeben. Die Gate-Spannung des P-Kanal-Transistors MP14 wird somit geringer gemacht. Die Ströme von 10 &mgr;A fließen somit von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP12 für die Konstantstromquelle, den P-Kanal-Transistor MP14 und den N-Kanal-Transistor MN15. Zu diesem Zeitpunkt führt die Wirkungsweise des Stromspiegels dazu, dass der Drain-Strom IdN2 des N-Kanal-Transistors MN12 gleich 10 &mgr;A ist, gleich dem Drain-Strom IdN15 des N-Kanal-Transistors MN15.

Wenn ein Signal hoher Spannung an den Eingangsanschluss (DOWN) A3 angelegt wird, wird die Gate-Spannung des N-Kanal-Transistors MN18 geringer gemacht. Die Ströme fließen somit im Wesentlichen nicht von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP15, den N-Kanal-Transistor MN18 und den N-Kanal-Transistor MN16 für die Konstantstromquelle. Zu diesem Zeitpunkt führt die Wirkungsweise des Stromspiegels dazu, dass der Drain-Strom IdP2 des P-Kanal-Transistors MP2 im Wesentlichen 0 &mgr;A ist, gleich dem Drain-Strom IdP15 des P-Kanal-Transistors MP15.

Wenn ein Signal niedriger Spannung an den Eingangsanschluss (DOWN) A3 eingegeben wird, wird ein Signal hoher Spannung, das sein Inversionssignal ist, in den Eingangsanschluss (DOWNB) A4 eingegeben. Die Gate-Spannung des N-Kanal-Transistors MN19 wird somit größer gemacht. Die Ströme von 10 &mgr;A fließen somit von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP16, den N-Kanal-Transistor MN19 und den N-Kanal-Transistor MN16 für die Konstantstromquelle.

Wenn ein Signal niedriger Spannung an den Eingangsanschluss (DOWN) A3 angelegt wird, wird die Gate-Spannung des P-Kanal-Transistors MP18 geringer gemacht. Die Ströme von 10 &mgr;A fließen somit nicht von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP17 für die Konstantstromquelle, den P-Kanal-Transistor MP18 und den N-Kanal-Transistor MN20.

Wenn ein Signal niedriger Spannung an den Eingangsanschluss (DOWN) A3 eingegeben wird, wird ein Signal hoher Spannung, das sein Inversionssignal ist, in den Eingangsanschluss (DOWNB) A4 eingegeben. Die Gate-Spannung des P-Kanal-Transistors MP19 wird somit größer gemacht. Die Ströme fließen im Wesentlichen nicht in den P-Kanal-Transistor MP19, und den N-Kanal-Transistor MN21. Zu diesem Zeitpunkt veranlasst der Stromspiegel, dass der Drain-Strom IdN1 des N-Kanal-Transistors MN1 im Wesentlichen 0 &mgr;A ist, gleich dem Drain-Strom Id21 des N-Kanal-Transistors MN21.

Entsprechend den zuvor erwähnten Erklärungen werden folgende Operationen ausgeführt, wenn eine Spannung, die höher ist als die des Eingangsanschlusses (UPB) A2 auf den Eingangsanschluss (UP) A1 angelegt wird und eine Spannung, die geringer ist als die des Eingangsanschlusses (DOWNB) A4 an den Eingangsanschluss (DOWN) A3 angelegt wird.

Der Drain-Strom IdP1 des P-Kanal-Transistors MP1 von 10 &mgr;A fließt in den Ausgangsanschluss C von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Strom, der von der Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS vom Ausgangsanschluss C durch den N-Kanal-Transistor MN1 fließt, im unterbrochenen Zustand (der Drain-Strom IdN1 ist sehr klein). Somit fließt der Strom, der von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP1 fließt, in den Ausgangsanschluss C. Das Potential des Ausgangsanschlusses C wird somit erhöht.

Außerdem fließt der Drain-Strom IdN2 des N-Kanal-Transistors MN2 von 10 &mgr;A in die Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS vom Ausgangsanschluss CB durch den N-Kanal-Transistor MN2. Zu diesem Zeitpunkt wird der Strom, der von der Hochpotential-Versorgungsspannung AVDD durch den P-Kanal-Transistor MP2 fließt, unterbrochen (der Drain-Strom IdP2 ist sehr klein). Die Tatsache, dass der Strom von 10 &mgr;A in die Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS vom Ausgangsanschluss CB durch den N-Kanal-Transistor MN2 fließt, verursacht somit, dass das Potential des Ausgangsanschlusses CB herabgesetzt wird.

Nachfolgend wird nun der Fall beschrieben, in dem eine Spannung, die geringer ist, als die des Eingangsanschlusses (UPB) A2, an den Eingangsanschluss (UP) A1 angelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spannung, die höher ist als die des Eingangsanschlusses (DOWNB) A4, an den Eingangsanschluss (DOWN) A3 angelegt.

Wenn ein Signal niedriger Spannung in den Eingangsanschluss (UP) A1 eingegeben wird, wird die Gate-Spannung des N-Kanal-Transistors MN12 geringer gemacht. Somit fließen die Ströme im Wesentlichen nicht von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP10, den N-Kanal-Transistor MN12 und den N-Kanal-Transistor MN10 für die Konstantstromquelle. Zu diesem Zeitpunkt veranlasst der Stromspiegel, dass der Drain-Strom IdP1 des P-Kanal-Transistors MP1 im Wesentlichen 0 &mgr;A ist, gleich dem Drain-Strom Id10 des P-Kanal-Transistors MP10.

Wenn ein Signal niedriger Spannung in den Eingangsanschluss (UP) A1 eingegeben wird, wird ein Signal hoher Spannung, das sein Inversionssignal ist, in den Eingangsanschluss (UPB) A2 eingegeben. Somit wird die Gate-Spannung des N-Kanal-Transistors MN13 höher gemacht. Die Ströme von 10 &mgr;A fließen somit von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP11, den N-Kanal-Transistor MN13 und den N-Kanal-Transistor MN10 für die Konstantstromquelle.

Wenn ein Signal niedriger Spannung in den Eingangsanschluss (UP) A1 eingegeben wird, wird die Gate-Spannung des P-Kanal-Transistors MN13 geringer gemacht. Der Strom von 10 &mgr;A fließt somit von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP12 für die Konstantstromquelle, den P-Kanal-Transistor MP13 und den N-Kanal-Transistor MN14.

Wenn ein Signal niedriger Spannung in den Eingangsanschluss (UP) A1 eingegeben wird, wird ein Signal hoher Spannung, das sein Inversionssignal ist, in den Eingangsanschluss (UPB) A2 eingegeben. Somit wird die Gate-Spannung des P-Kanal-Transistors MN14 höher gemacht. Die Ströme fließen somit im Wesentlichen nicht in den P-Kanal-Transistor MP14, und den N-Kanal-Transistor MN15. Zu diesem Zeitpunkt veranlasst der Stromspiegel, dass der Drain-Strom IdN2 des N-Kanal-Transistors MN2 im Wesentlichen 0 &mgr;A ist, gleich dem Drain-Strom IdN15 des N-Kanal-Transistors MN15.

Wenn ein Signal hoher Spannung in den Eingangsanschluss (DOWN) A3 eingegeben wird, wird die Gate-Spannung des N-Kanal-Transistors MN18 höher gemacht. Somit fließen die Ströme von 10 &mgr;A von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP15, den N-Kanal-Transistor MN18 und den N-Kanal-Transistor MN16 für die Konstantstromquelle. Zu diesem Zeitpunkt veranlasst der Stromspiegel, dass der Drain-Strom IdP2 des P-Kanal-Transistors MP2 im Wesentlichen 10 &mgr;A ist, gleich dem Drain-Strom IdP15 des P-Kanal-Transistors MP15.

Wenn ein Signal hoher Spannung in den Eingangsanschluss (DOWN) A3 eingegeben wird, wird ein Signal niedriger Spannung, das sein Inversionssignal ist, in den Eingangsanschluss (DOWNB) A4 eingegeben. Somit wird die Gate-Spannung des N-Kanal-Transistors MN19 niedriger gemacht. Die Ströme fließen somit im Wesentlichen nicht von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP16 und den N-Kanal-Transistor MN19.

Wenn ein Signal hoher Spannung in den Eingangsanschluss (DOWN) A3 eingegeben wird, wird die Gate-Spannung des P-Kanal-Transistors MP18 höher gemacht. Somit fließen die Ströme im Wesentlichen nicht in den P-Kanal-Transistor MP18 und den N-Kanal-Transistor MN20.

Wenn ein Signal hoher Spannung in den Eingangsanschluss (DOWN) A3 eingegeben wird, wird ein Signal niedriger Spannung, das sein Inversionssignal ist, in den Eingangsanschluss (DOWNB) A4 eingegeben. Somit wird die Gate-Spannung des P-Kanal-Transistors MN19 niedriger gemacht. Die Ströme von 10 &mgr;A fließen somit im Wesentlichen nicht von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP17 für die Konstantstromquelle, den P-Kanal-Transistor MP19 und den N-Kanal-Transistor MN21. Zu diesem Zeitpunkt veranlasst der Stromspiegel, dass der Drain-Strom IdN1 des N-Kanal-Transistors MN1 im Wesentlichen 10 &mgr;A ist, gleich dem Drain-Strom Id21 des N-Kanal-Transistors MN21.

Entsprechend den zuvor erwähnten Erklärungen werden die folgenden Operationen ausgeführt, wenn die Spannung, die niedriger ist, als die des Eingangsanschlusses (UPB) A2 an den Eingangsanschluss (UP) A1 angelegt wird und wenn die Spannung, die höher ist als die des Eingangsanschlusses (DOWNB) A4 an den Eingangsanschluss (DOWN) A3 angelegt wird.

Der Drain-Strom IdP2 des ersten P-Kanal-Transistors MP2 von 10 &mgr;a fließt von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den Ausgangsanschluss CB. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Strom, der vom Ausgangsanschluss CB in die Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS durch den N-Kanal-Transistor MN2 fließt, im unterbrochenen Zustand (der Drain-Strom IdN2 ist sehr klein). Somit fließt der Strom, der von der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD in den P-Kanal-Transistor MP2 fließt, in den Ausgangsanschluss CB. Das Potential des Ausgangsanschlusses CB wird somit erhöht.

Außerdem fließt der Drain-Strom IdN1 des N-Kanal-Transistors MN1 von 10 &mgr;A vom Ausgangsanschluss C durch den N-Kanal-Transistor MN1 in die Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS. Zu diesem Zeitpunkt wird der Strom, der von der Hochpotential-Versorgungsspannung AVDD durch den P-Kanal-Transistor MP1 in den Ausgangsanschluss C fließt, unterbrochen (der Drain-Strom IdP1 ist sehr klein). Die Tatsache, dass der Strom von 10 &mgr;A in die Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS vom Ausgangsanschluss C durch den N-Kanal-Transistor MN1 fließt, verursacht somit, dass das Potential des Ausgangsanschlusses C verringert wird.

Herkömmlicherweise sind die Schaltspannungen, wenn das UP-Signal und das DOWN-Signal vom Phasenkomparator zum Gate des Schalttransistors eingegeben werden, hoch, wie 0 bis VDD. Die hohe Spannung, die in dem parasitären Kondensator geladen ist, bringt somit das Schaltrauschen hervor.

Im Gegensatz dazu wird die Last des Differenzverstärkers in dieser Ausführungsform durch die Stromspiegelschaltung gebildet. Somit kann die Änderung der Schaltspannung zwischen 0 und VDD in die Änderung des kleinen Stroms gewandelt werden (0 bis 10 &mgr;A in dieser Ausführungsform). Ihr kleiner Strom wird an das PLL-Filter 50 von den Ausgangsanschlüssen C und CB ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt sind die Änderungen der Gate-Potentiale der Transistoren (MP1, MP2, MN1 und MN2), die die Stromspiegelschaltung bilden, 500 mV (im Falle einer 3.3-Spannungsversorgung). Die Amplitude des Gate-Potentials ist somit gleich oder geringer als 1/6 der herkömmlichen Schaltung. Das Schaltrauschen kann somit auch auf ein Maß herabgesetzt werden, das dem der herkömmlichen Schaltung ähnlich ist.

Nachfolgend wird eine Stromfehlerausgleichsschaltung (Gleichtaktrückkopplungs-Schaltung) mit Bezug auf 4 bis 6 beschrieben.

Die Stromfehlerausgleichsschaltung 60 ist an die zuvor erwähnte Ladungspumpenschaltung angeschlossen (4).

Wie zuvor erwähnt, besteht die Ausgangsstufe zum Senden des Ausgangssignals an den Ausgangsanschluss C aus den Gegentakttransistoren, die aus dem P-Kanal-Transistor MP1 und dem N-Kanal-Transistor MN1 bestehen. Ähnlich besteht die Ausgangsstufe zum Senden des Ausgangssignals an den Ausgangsanschluss CB aus den Gegentakttransistoren, die aus dem P-Kanal-Transistor MP2 und dem N-Kanal-Transistor MN2 bestehen.

In beiden Gegentakttransistoren sind auf Grund der typischen Eigenschaften der gewöhnlichen Transistoren die Kräfte, bei denen die N-Kanal-Transistoren MN1, MN2 die Potentiale der Ausgangsanschlüsse C, CB verringern (ziehen), größer als die Kräfte, bei denen die P-Kanal-Transistoren MP1, MP2 die Potentiale der Ausgangsanschlüsse C, CB erhöhen (drücken).

Aufgrund dieser Tatsache kann es zu dem Fall kommen, dass die (Durchschnitts-) Potentiale der Ausgangssignale C, CB, die von beiden Gegentakttransistoren ausgegeben werden, graduell verringert werden, um somit die Oszillation des VCO zu stoppen.

In dieser Ausführungsform ist die Stromfehlerausgleichsschaltung 60 daher so montiert, dass die Durchschnittswerte der Ausgangsanschlüsse C, CB auf den gesetzten Werten gehalten werden. Wie in 5 gezeigt, werden die Durchschnittswerte der Potentiale der Signale CQ1, CQ2 und eine Referenzspannung ref in einen Differenzverstärker 61 eingegeben. Ein Signal, das auf der Differenz zwischen diesen Eingangssignalen basiert, wird an einen Stromfehlerausgleichs-Eingangsanschluss CMFBEIN ausgegeben (siehe 4).

Hier weist das Signal CQ1 eine Spannung auf (Kapazitätsanschlussspannung), die aus einem Spannungsabfall durch einen Widerstand des PLL-Filters 50 resultiert, wenn das Ausgangssignal CB in das PLL-Filter 50 eingegeben wird.

Ähnlich weist das Signal CQ2 die Spannung auf (Kapazitätsanschlussspannung), die aus dem Spannungsabfall durch den Widerstand des PLL-Filters 50 resultiert, wenn das Ausgangssignal C in das PLL-Filter 50 eingegeben wird.

Die ausführliche Schaltungskonfiguration der Stromfehlerausgleichsschaltung 60 wird nachfolgend mit Bezug auf 6 beschrieben.

Ein Signal, das von einem Ausgangsanschluss CMFBAUS der Stromfehlerausgleichsschaltung 60 ausgegeben wird, wird in den Stromfehlerausgleichs-Eingangsanschluss CMFBEIN in 4, 5 eingegeben.

Der Differenzverstärker 61 besteht aus den P-Kanal-Transistoren MP23, 24, 27 und 28. Das Signal CQ1 wird in ein Gate des P-Kanal-Transistors MP23 eingegeben. Das Signal CQ2 wird in ein Gate des P-Kanal-Transistors MP28 eingegeben. Die Referenzspannung ref wird an die jeweiligen Gates der P-Kanal-Transistoren MP24, 27 angelegt.

Das Drain des P-Kanal-Transistors MP21 für die Konstantstromquelle wird an die jeweiligen Sources der P-Kanal-Transistoren MP23, 24 angeschlossen. Die Source des P-Kanal-Transistors MP21 für die Konstantstromquelle wird an die Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD angelegt.

Das Drain des P-Kanal-Transistors MP25 für die Konstantstromquelle wird an die jeweiligen Sources der P-Kanal-Transistoren MP27, 28 angeschlossen. Die Source des P-Kanal-Transistors MP25 für die Konstantstromquelle wird an die Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD angelegt.

In einem Knoten NR ist die Referenzspannung ref gesetzt, da die Spannung zwischen der Hochpotential-Spannungsversorgung AVDD und der Niederpotential-Spannungsversorgung AVSS jeweils durch Widerstände R21, R22 geteilt ist.

Nachfolgend wird nun der Betrieb der Stromfehlerausgleichsschaltung 60 beschrieben.

Im Differenzverstärker 61 wird jedes der Potentiale der Signale CQ1, CQ2 mit der Referenzspannung ref verglichen und ein Signal auf Grundlage der Differenz wird an den Ausgangsanschluss CMFBAUS ausgegeben.

Ein Signal von dem Ausgangsanschluss CMFBAUS wird in den Stromfehlerausgleichs-Eingangsanschluss CMFBEIN eingegeben. Somit werden die jeweiligen Gate-Spannungen des N-Kanal-Transistors MN11 für die Konstantstromquelle und des N-Kanal-Transistors MN17 für die Konstantstromquelle gesteuert. Somit erhöht oder verringert sich der Wert des Stroms, der durch jeden N-Kanal-Transistor MN11 für die Konstantstromquelle und N-Kanal-Transistor MN17 für die Konstantstromquelle fließt.

Hier bildet jeder N-Kanal-Transistor MN11 für die Konstantstromquelle und der N-Kanal-Transistor MN17 für die Konstantstromquelle und der N-Kanal-Transistor MN26 der Stromfehlerausgleichsschaltung 60 die Stromspiegelschaltung, wie zuvor erwähnt.

Der N-Kanal-Transistor MN11 für die Konstantstromquelle und der N-Kanal-Transistor MN17 für die Konstantstromquelle sind parallel an den N-Kanal-Transistor MN10 für die Konstantstromquelle, beziehungsweise den N-Kanal-Transistor MN16 für die Konstantstromquelle angeschlossen. Somit werden die Werte der Ströme, die durch das Differenz-Transistorpaar fließen (MN12, MN13, MN18, MN19) durch das Signal gesteuert, das in den Stromfehlerausgleichs-Eingangsanschluss CMFBEIN eingegeben wird.

Wie zuvor erwähnt, führt die Stromfehlerausgleichsschaltung 60 die gleiche Phasensignalrückführungssteuerung (CMFB) aus, sodass die Potentiale der Signale CQ1, CQ2 gleich der Referenzspannung ref sind. Somit besteht nicht die Gefahr des Stoppens der Oszillation des VCO.

Die Stromfehlerausgleichsschaltung 60 ist übrigens nicht nur für den Eigenschaftenausgleich des zuvor erwähnten Gegentakttransistors effektiv, sondern auch für einen Temperaturausgleich.

Gemäß dieser Ausführungsform können folgende Effekte aus den zuvor erwähnten Erklärungen erhalten werden.

Die große Reduktion des Schaltrauschens der Ladungspumpe unterdrückt Jitter, das durch das Schaltrauschen verursacht wird.

Da der Strom, der in die Ladungspumpe fließt, gleich dem Differenzstrom ist, wird der Reststrom, der in der herkömmlichen Ladungspumpe auftritt, niemals induziert, was die Unterdrückung des Jitter ermöglicht, das durch den Reststrom verursacht wird.

Der Betrag, bei dem der Spitzenstrom, der durch eine parasitäre Kapazität verursacht wird, die induziert wird, wenn ein MOS-Transistor geschaltet wird, an die Ladungspumpe gesendet wird, wird reduziert, was zur Unterdrückung des Schaltrauschens führt.

Es ist möglich, den Fehlerstromausgleich der Ladungspumpe einfach auszuführen, was bei einer Differenzsteuerung des VCO schwierig wird. Dies ermöglicht somit, die Differenzsteuerungs-PLL stabil zu halten, indem nur die Kapazität innerhalb eines Chips verwendet wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Schaltrauschen unterdrückt.


Anspruch[de]
Halbleitervorrichtung, umfassend:

einen ersten Transistor (MN12), der zwischen einer ersten Spannungsversorgung (AVDD) und einer zweiten Spannungsversorgung (AVSS) geschaltet ist;

eine erste Konstantstromquelle (MN10), die in Serie mit dem ersten Transistor (MN12) zwischen der ersten Spannungsversorgung (AVDD) und der zweiten Spannungsversorgung (AVSS) geschaltet ist;

einen ersten spezifischen Transistor (MP10), der in Serie mit dem ersten Transistor (MN12) und der ersten Konstantstromquelle (MN10) zwischen der ersten Spannungsversorgung (AVDD) und der zweiten Spannungsversorgung (AVSS) geschaltet ist;

einen zweiten Transistor (MP19), der zwischen der ersten Spannungsversorgung (AVDD) und der zweiten Spannungsversorgung (AVSS) geschaltet ist;

eine zweite Konstantstromquelle (MP17), die in Serie mit dem zweiten Transistor (MP19) zwischen der ersten Spannungsversorgung (AVDD) und der zweiten Spannungsversorgung (AVSS) geschaltet ist; und

einen zweiten spezifischen Transistor (MN21), der in Serie mit dem zweiten Transistor (MP19) und der zweiten Konstantstromquelle (MP17) zwischen der ersten Spannungsversorgung (AVDD) und der zweiten Spannungsversorgung (AVSS) geschaltet ist,

wobei der erste Transistor (MN12) eine Steuerelektrode aufweist, in die ein erstes Eingangssignal (UP) eingegeben wird, und der zweite Transistor (MP19) eine Steuerelektrode aufweist, in die ein zweites Eingangssignal (DOWNB) eingegeben wird, und die Halbleitervorrichtung erste und zweite Ausgangsstufentransistoren (MP1, MN1) umfaßt, die als Ergebnis eines Gegentaktbetriebes ein Ausgangssignal (C) erzeugen und die wechselseitig in Serie zwischen der ersten Spannungsversorgung (AVDD) und der zweiten Spannungsversorgung (AVSS) geschaltet sind, und

der erste spezifische Transistor (MP10) als Stromspiegel zum ersten Ausgangsstufentransistor (MP1) sowie der zweite spezifische Transistor (MN21) als Stromspiegel zum zweiten Ausgangsstufentransistor (MN1) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

die Halbleitervorrichtung weiter umfaßt:

eine Stromfehler-Kompensationsschaltung (60), die Fehler von Strömen kompensiert, die durch die ersten und zweiten Ausgangsstufentransistoren (MP1, MN1) zur Zeit des Gegentaktbetriebes fließen,

wobei ein Signal (CQ2), das auf der Basis des Ausgangssignals (C) gebildet wird, verwendet wird, um ein Eingangssignal für einen Differenzverstärker (61) zu bilden, der ein auf der Differenz zwischen dem Eingangssignal und einem Eingangsreferenzsignal (ref) basierendes Signal an das Gate eines Konstantstromquellentransistors (MN11) ausgibt, der parallel zur ersten Konstantstromquelle (MN10) geschaltet ist.
Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Eingangssignal für den Differenzverstärker (61) als Mittelwert des auf der Basis des Ausgangssignals (C) gebildeten Signals (CQ2) und eines weiteren, auf der Basis eines weiteren Ausgangssignals (CB) gebildeten Signals (CQ1) gegeben ist. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Transistor (MN12) und der zweite Transistor (MP19) Transistoren vom MOS-Typ sind.






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