[发明专利]稳定电荷泵节点电压电平的系统和方法

说明书

I.领域

本公开一般涉及稳定电荷泵节点电压电平。

II.相关技术描述

技术进步已导致越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话(诸如蜂窝电话和网际协议(IP)电话)可通过无线网络来传达语音和数据分组。此外，许多这样的无线电话包括被结合于此的其他类型的设备。例如，无线电话还可包括数码相机、数码摄像机、数字记录器以及音频文件播放器。同样，此类无线电话可处理可执行指令，包括可被用于接入因特网的软件应用，诸如web浏览器应用。由此，这些无线电话可包括显著的计算能力。

无线电话和其他电子设备内的电路系统可包括生成输出信号的锁相环(PLL)，该输出信号的相位、频率或这两者被“锁定”至输入信号(例如，时钟信号)。例如，锁相环可包括响应于电荷泵的压控振荡器(VCO)。相位检测器可使用“上升”和“下降”信号来控制电荷泵，这些信号使得电荷泵通过在充电路径与放电路径之间切换来在期望调谐范围内改变提供给VCO的调谐电压。然而，当设计者降低电源电压以提高移动设备的电池寿命时，电荷泵的晶体管可能不具有充足的净空(即，可能没有深度饱和)。因此，可能发生“失配”，以使得用于生成调谐电压的开启(on)和关闭(off)路径失配，从而导致调谐电压上的“电荷共享”和注入效应。该失配可提示设计者增大至电荷泵的电流或者更改VCO的调谐范围。然而，这些办法会增加功耗或者降低移动设备的性能。

III.概述

PLL的总体性能和可靠性会受到其电荷泵中的失配电流的影响。例如，如果电流源通过漏节点向电荷泵的第一路径提供电流并随后切换成通过漏节点向第二路径提供电流，则在电荷泵中的晶体管没有足够净空的情况下，漏节点电压在切换过程期间将改变。较低的电源电压导致电荷泵中的晶体管的净空减少。由于电荷泵中的晶体管净空减少，漏节点的电压可在电流路径切换期间显著改变。这一增大的电压改变导致供应给PLL的压控振荡器(VCO)的调谐电压上增加的电荷共享和注入。进而，这增大了电荷泵失配电流(例如，对向VCO供电的电容器充电的电流量相对于将该电容器放电的电流量)。

公开了用于跟踪和稳定电荷泵(诸如PLL内的电荷泵)的漏节点电压的系统和方法。跟踪电路可跟踪供应给PLL中的压控振荡器(VCO)的调谐电压。调谐电压可在与跟踪电路相关联的晶体管的栅极处被跟踪。在跟踪期间，当调谐电压增大(并逼近第一电源电压)时，与第一跟踪电路相关联的n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管将导通。另外，当调谐电压减小(并逼近第二电源电压)时，与第二跟踪电路相关联的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管将导通。当与第一跟踪电路相关联的NMOS晶体管导通时，调谐电压的值将被跟踪以稳定与电荷泵的PMOS部分相关联的电流源的漏节点的电压。当与第二跟踪电路相关联的PMOS晶体管导通时，调谐电压的值将被跟踪以稳定与电荷泵的NMOS部分相关联的电流源的漏节点的电压。在操作期间，每个相应的漏节点的电压将在切换期间被稳定(例如，稳定在调谐电压的值)，由此减少PLL的电荷泵处的电荷共享和注入问题。

在一特定实施例中，一种电路包括耦合至第一电流源且耦合至电容器的充电电流路径。充电电流路径包括第一电流源的漏节点。该电路还包括耦合至第二电流源且耦合至该电容器的放电电流路径。放电电流路径包括第二电流源的漏节点。该电路进一步包括耦合至第一电流源的漏节点的第一跟踪电路和耦合至第二电流源的漏节点的第二跟踪电路。第一跟踪电路响应于调谐电压信号来选择性地更改以稳定第一电流源的漏节点的电压电平。第二跟踪电路响应于调谐电压信号来选择性地更改以稳定第二电流源的漏节点的电压电平。

在另一特定实施例中，一种电路包括耦合至第一电流源且耦合至电容器的充电电流路径。充电电流路径包括第一电流源的漏节点。该电路还包括耦合至第二电流源且耦合至该电容器的放电电流路径。放电电流路径包括第二电流源的漏节点。该电路进一步包括用于跟踪调谐电压以及用于稳定第一电流源的漏节点和第二电流源的漏节点的装置。

在另一特定实施例中，一种方法包括在第一电路处跟踪调谐电压，第一电路耦合至电荷泵的第一电源的第一漏节点。该方法还包括在第二电路处跟踪调谐电压，第二电路耦合至电荷泵的第二电源的第二漏节点。该方法进一步包括响应于调谐电压来稳定第一漏节点的第一电压和第二漏节点的第二电压。