• 전기학회논문지
• /
• 제59권2호
• /
• pp.465-470
• /
• 2010

The charge pump in a phase-locked loop is a key block in determining reference spurs of the VCO output signal. To reduce reference spurs, the current mismatch in the charge pump must be minimized. This paper presents a dual compensation method to reduce the current mismatch. The proposed charge pump and PLL were realized in a $0.18{\mu}m$ CMOS process. Measured current matching characteristics were achieved with less than 1.4% difference and with the current variation of 3.8% in the pump current over the charge pump output voltage range of 0.35-1.35V at 1.8V. The reference spur of the PLL based on the proposed charge pump was measured to be -71dBc.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
• /
• pp.469-471
• /
• 2008

전하 펌프는 위상 고정 루프의 성능에 영향을 준다. 전하 펌프 설계에 있어서 전류 부정합, 전하 공유, 전하 주입, 누설 전류 등을 고려할 필요가 있다. 본 논문에서는 기존의 고속 전하 펌프의 전류 정합성을 개선한 새로운 전하 펌프 회로를 제안하였다. 전류 부정합을 줄이기 위해 주로 사용되는 간단한 방법으로는 캐스코드를 이용하여 전하 펌프의 출력 저항을 증가시키는 방법이 있다. 그러나 캐스코드 방법을 사용하면 전하펌프의 출력 범위에 제약을 받게 되므로 전원 전압이 낮아짐에 따라 적용하기가 힘들어진다는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 캐스코드를 적용하지 않고 연산증폭기를 사용하여 전하펌프의 출력 범위 전체에서 우수한 전류 정합 특성을 갖는 회로를 제안하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제12권3호
• /
• pp.353-359
• /
• 2012

A highly efficient charge pump that minimizes the reverse charge sharing current (in short, reverse current) is proposed. The charge pump employs auxiliary capacitors and diode-connected MOSFET along with an early clock to drive the charge transfer switches; this new method provides better isolation between stages. As a result, the amount of reverse current is reduced greatly and the clock driver can be designed with reduced transition slope. As a proof of the concept, a 1.1V-to-9.8 V charge pump was designed in a $0.35{\mu}m$ 18 V CMOS technology. The proposed architecture shows 1.6 V ~ 3.5 V higher output voltage compared with the previously reported architecture.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제16권6호
• /
• pp.873-879
• /
• 2016

A charge pump circuit with very short turn-on time is presented for minimizing reference spurs in CMOS PLL frequency synthesizers. In the source switching charge pump circuit, applying proper voltages to the source nodes of the current source FETs can significantly reduce the unwanted glitch at the output current while not degrading the rising time, thus resulting in low spur at the synthesizer output spectrum. A 1.1-1.6 GHz PLL synthesizer employing the proposed charge pump circuit is fabricated in 65 nm CMOS. The current consumption of the charge pump is $490{\mu}A$ from 1 V supply. Compared to the conventional charge pump, it is shown that the reference spur is improved by dB through minimizing the turn-on time. Theoretical analysis is described to show that the measured results agree well with the theory.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제12권5호
• /
• pp.386-393
• /
• 2007

본 논문에서는 CIM(Current Injection Method)을 이용한 charge-pump방식의 plasma backlight용 고압 inverter회로를 제안한다. 고압 inverter에서 에너지 회수회로의 채용은 새로운 시도로서 에너지회수 이외에도 noise에 의한 시스템의 불안정성과 방전안정화에 기여하고 있다. charge-pump방식으로 스위치류의 내압을 저감하므로 cost면에서 매우 유리한 조건을 확립하였으며 CIM(Current Injection Method)방식의 적용으로 high speed 에너지 회수를 가능하게 하였다. 그리고 제안회로의 동작을 모드별로 해석하였으며, 실제 32" 패널에 적용하여 실험함으로써 제안한 회로의 유용성을 입증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제49권5호
• /
• pp.37-42
• /
• 2012

기존의 전류 스티어링 전하 펌프의 타이밍 부정합 감소를 위한 새로운 전하 펌프를 제안한다. 기존의 전류 스티어링 전하 펌프는 UP, DOWN 신호의 입력단에 NMOS를 사용하여 서로 다른 지연단 수를 갖게 된다. 제안한 전하 펌프에서는 DOWN 신호의 입력단에 PMOS를 사용함으로써 UP, DOWN 신호의 지연단 수를 동등하게 한다. 기존의 전류 스티어링 전하 펌프를 최적화하여 시뮬레이션한 결과 턴온과 턴오프에 대하여 지연시간의 차이는 각각 14ns, 6ns 이다. 반면에 제안한 전하 펌프는 타이밍 부정합이 향상되어 턴온과 턴오프에 대하여 지연시간의 차이는 각각 6ns, 5ns 이다. 타이밍 부정합의 감소로 인하여 기준 스퍼는 -26dBc에서 -39dBc로 줄어들었다. 제안하는 전하 펌프는 CMOS $0.18{\mu}m$ 공정을 사용하여 설계하였다. 측정 결과 전하 펌프 출력 전압 범위 0.3~1.5V에서 최대 1.5%의 전류 부정합을 보인다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
• /
• pp.209-212
• /
• 2000

Charge pump based upon a phase locked loop(PLL) is described. This charge pump show that it is possible to overcome the issue of charge pump current mismatch by using a current subtraction circuit. Also, this charge pump can suppress reference spurs and disturbance of the VCO control voltage. HSPICE simulations are performed using 0.25$\mu\textrm{m}$ CMOS process.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.267-273
• /
• 1998

본 논문에서는 charge pump 회로를 차동 전류 스위치 구조를 갖는 회로를 사용하여 설계하였다. charge pump 회로의 스위칭 속도를 향상시키기 위하여 CMOS 보다 스위칭 속도가 빠른 MESFET를 이용하여 회로를 설계하였다. 차동 전류 스위치 구조의 charge pump회로가 고주파수 대역에서 동작하는데 따른 회로의 성능 및 안정성 문제를 제시하고 분석하였다. 또한 charge pump 회로의 성능을 평가하기 위한 척도를 세부적으로 정의함으로써 charge pump의 성능을 표현하게 된다. 설계된 회로는 HSPICE 시뮬레이터를 사용하여 시뮬레이션 하였으며, 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제시한 구조가 1GHz급의 charge pump 회로로 설계가 가능하다는 것을 알 수 있었다.

• 전자공학회논문지S
• /
• 제35S권1호
• /
• pp.14-22
• /
• 1998

The Mathematic model of bit synchronization charge-pump Phase Locked Loop (PLL) is presented which takes into account the aperiodic reference pulses and the leakage current of the loop filter. We derive theoreitcal static phase error, overload and stability of bit synchronization charge-pump PLL using presented model and compare it with one of the conventional charge-pump PLL model. We can analysis bit synchronization charge-pump PLL exactly because our model takes into account the leakage current of the loop filter and aperiodic input data which are the charateristics of bit synchronization charge-pump PLL. We also verify it using HSPICE simulation with a bity synchronizer circuit.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제16권3호
• /
• pp.1209-1217
• /
• 2016

This paper presents a novel charge pump scheme that combines the advantages of Fibonacci and Dickson charge pumps to obtain 30 V voltage for display driver integrated circuit application. This design only requires four external capacitors, which is suitable for a small-package application, such as smart card displays. High-amplitude (<6.6 V) clocks are produced to enhance the gate drive of a Dickson charge pump and improve the system's current drivability by using a voltage-doubler charge pump with a pulse skip regulator. This regulation engages many middle-voltage devices, and approximately 30% of chip size is saved. Further optimization of flying capacitors tends to decrease the total chip size by 2.1%. A precise and simple model for a one-stage Fibonacci charge pump with current load is also proposed for further efficiency optimization. In a practical design, its voltage error is within 0.12% for 1 mA of current load, and it maintains a 2.83% error even for 10 mA of current load. This charge pump is fabricated through a 0.11 μm 1.5 V/6 V/32 V process, and two regulators, namely, a pulse skip one and a linear one, are operated to maintain the output of the charge pump at 30 V. The performances of the two regulators in terms of ripple, efficiency, line regulation, and load regulation are investigated.