[发明专利]电荷泵和锁相环

说明书

本发明实施例提供一种电荷泵和锁相环，该电荷泵包括：上拉电路，用于选择性的给所述电荷泵的输出端提供电荷，其中，所述上拉电路包括：第一晶体管；第一电容器，与所述第一晶体管的一个电极耦接；以及开关电容电路，耦接在供电电压和所述第一晶体管的另一个电极之间，用于提升所述第一晶体管的另一个电极的电压，以经由所述第一晶体管对所述第一电容器充电，在所述充电之后所述第一电容器和所述电荷泵的输出端处于电荷分配操作中。使用本发明技术方案，可以使得电荷泵的输出端的电压具有较大范围。

技术领域

本发明总体涉及电荷泵，特别涉及具有电平移位机制的电荷泵和锁相环。

背景技术

传统的电荷泵通常包括两个电流源，用于对输出节点充电和放电，以产生适当的控制电压给后续的压控振荡器(voltage-controlled oscillator，VCO)，以便产生输出时钟信号。两个电流源通常分别由P型晶体管和N型晶体管实现，并且P型晶体管或N型晶体管的漏-源(drain-to-source)电压通常设计得较大以具有较低的噪声。然而，较大的漏-源电压意味着给后续的VCO的控制电压具有较窄的范围。如果电荷泵应用于低压应用(即低供电电压)，则这种窄的余量(headroom)问题可能变得更糟，并且电荷泵的功能和噪声可能变差。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种电荷泵，其允许电荷泵的输出端的电压具有较大范围。

本发明实施例提供一种电荷泵，包括：上拉电路，用于选择性的给所述电荷泵的输出端提供电荷，其中，所述上拉电路包括：第一晶体管；第一电容器，与所述第一晶体管的一个电极耦接；以及开关电容电路，耦接在供电电压和所述第一晶体管的另一个电极之间，用于提升所述第一晶体管的另一个电极的电压，以经由所述第一晶体管对所述第一电容器充电，在所述充电之后所述第一电容器和所述电荷泵的输出端处于电荷分配操作中。

本发明实施例提供一种锁相环，其包括：相位-频率检测器，用于接收输入信号和反馈信号以产生检测结果；上述电荷泵，用于根据所述检测结果产生控制信号；压控振荡器，用于根据所述控制信号产生输出时钟信号；以及分频器，用于对所述输出时钟信号进行分频，以产生所述反馈信号。

本发明实施例提供另一种电荷泵，其包括：上拉电路，用于选择性的给所述电荷泵的输出端提供电荷，其中，所述上拉电路包括：第一晶体管；第一电容器，与所述第一晶体管的第一电极耦接；以及开关电容电路，耦接在供电电压和所述第一晶体管的第二电极之间；开关，耦接在所述第一晶体管的第一电极和所述电荷泵的输出端之间；其中，当所述上拉电路操作在第一阶段，所述开关电容电路被控制以经由所述第一晶体管对所述第一电容器充电，并且所述开关被控制来断开所述第一晶体管的第一电极和所述电荷泵的输出端之间的连接，并且当所述上拉电路操作在第二阶段中时，所述开关电容电路被控制以与所述第一晶体管的第二电极断开连接，并且所述开关被控制将所述第一晶体管的第一电极与所述电荷泵的输出端连接。

本发明实施例通过利用电荷泵的上拉电路，使得所述电荷泵的输出端的电压具有较大范围。

在阅读了在各个附图和附图中示出的优选实施例的以下详细描述之后，本发明的这些和其他目的无疑将对本领域普通技术人员变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例示出的电荷泵的示意图；

图2是根据本发明一个实施例示出的电荷泵的详细结构；

图3A是根据本发明一个实施例示出的针对上拉电路(pull-up circuit)的采样(sample)阶段的时序图；

图3B是根据本发明一个实施例示出的上拉电路(pull-up circuit)的采样(sample)阶段的示意图；

图4A是根据本发明一个实施例示出的针对上拉电路的保持(hold)阶段的时序图；