1994 半导体学报 第28卷 Charge pump up M22 1 M18 M14 M12 M1( M8 M7 M27 M26 Bias Loop filter 图1共源共栅结构的全差分电荷泵电路 Fig.1 Fully differential cascode charge pump circuit m em/ (I)-(Ip-I2) 2 -:0- s V 1p2-1he:0 Vem- T△ .... Va 图2传统电荷泵的充放电电流及压控电压波型图 Fig.2 Waveforms of currents and control voltages in conventional charge pump 为了定性分析的方便，假设电流源Ip1,I1, (2△V)比单端压控电压的纹波（△V)大，压控振荡 Ie和Ie的电流变化量都是△I.这样，电荷泵两条 器输出信号的杂散性能会被恶化 支路的充放电电流分别表示为 Ipl=Im-△I,Idhl=Iem+△I, 3 新型全差分电荷泵电路及其共模负 (2) Ip2=Icm+△I,Idh2=Im-△1 反馈电路 因此，电荷泵两条支路上充放电电流的不匹配量分 别为 3.1新型全差分电荷泵电路 Ipl-1hl=-2△1，Ipe-Ih2=2△1(3) 差分电流的不匹配量为 为了克服传统全差分电荷泵的缺点，本文提出 △=(Ip1-Idn1)-（Iupe-Idz）=-4△I(4) 了图3所示的一种新型全差分电荷泵电路，其中轨 因此，由于沟道长度调制效应的影响，传统全差分电 到轨(rail-to-rail)运放A1和A2s)的直流增益约为 荷泵电路的差分电流匹配性能被严重恶化了·差分 60dB左右，A1和共源连接的M7管构成了两级单 电流的不匹配性将导致差分压控电压的纹波 位增益负反馈放大器，由于环路滤波器的作用，电压半 导 体 学 报 第２８卷 图１ 共源共栅结构的全差分电荷泵电路 犉犻犵．１ 犉狌犾犾狔犱犻犳犳犲狉犲狀狋犻犪犾犮犪狊犮狅犱犲犮犺犪狉犵犲狆狌犿狆犮犻狉犮狌犻狋 图２ 传统电荷泵的充放电电流及压控电压波型图 犉犻犵．２ 犠犪狏犲犳狅狉犿狊狅犳犮狌狉狉犲狀狋狊犪狀犱犮狅狀狋狉狅犾狏狅犾狋犪犵犲狊犻狀犮狅狀狏犲狀狋犻狅狀犪犾犮犺犪狉犵犲狆狌犿狆 为了定性分析的方便，假设电流源 犐狌狆１，犐犱狀１， 犐狌狆２和犐犱狀２的电流变化量都是 Δ犐．这样，电荷泵两条 支路的充放电电流分别表示为 犐狌狆１ ＝犐犮犿 －Δ犐，犐犱狀１＝犐犮犿 ＋Δ犐， 犐狌狆２ ＝犐犮犿 ＋Δ犐，犐犱狀２ ＝犐犮犿 －Δ犐 （２） 因此，电荷泵两条支路上充放电电流的不匹配量分 别为 犐狌狆１ －犐犱狀１ ＝－２Δ犐，犐狌狆２ －犐犱狀２ ＝２Δ犐 （３） 差分电流的不匹配量为 Δ ＝ （犐狌狆１ －犐犱狀１）－ （犐狌狆２ －犐犱狀２）＝－４Δ犐 （４） 因此，由于沟道长度调制效应的影响，传统全差分电 荷泵电路的差分电流匹配性能被严重恶化了．差分 电 流 的 不 匹 配 性 将 导 致 差 分 压 控 电 压 的 纹 波 （２Δ犞）比单端压控电压的纹波（Δ犞）大，压控振荡 器输出信号的杂散性能会被恶化． ３ 新型全差分电荷泵电路及其共模负 反馈电路 ３．１ 新型全差分电荷泵电路 为了克服传统全差分电荷泵的缺点，本文提出 了图３ 所示的一种新型全差分电荷泵电路，其中轨 到轨（狉犪犻犾狋狅狉犪犻犾）运放 犃１和 犃２［５］的直流增益约为 ６０犱犅左右，犃１和共源连接的 犕７管构成了两级单 位增益负反馈放大器，由于环路滤波器的作用，电压 １９９４