[논문]넓은 출력 전압 범위를 갖는 위상동기루프를 위한 저전압 Charge Pump 회로 설계

부영건; 고동현; 김상우; 박준성; 이강윤

넓은 출력 전압 범위를 갖는 위상동기루프를 위한 저전압 Charge Pump 회로 설계
The Design of a Low Power and Wide Swing Charge Pump Circuit for Phase Locked Loop 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.45 no.8 = no.374, 2008년, pp.44 - 47

부영건 (건국대학교 전자정보통신공학부) , 고동현 (건국대학교 전자정보통신공학부) , 김상우 (건국대학교 전자정보통신공학부) , 박준성 (건국대학교 전자정보통신공학부) , 이강윤 (건국대학교 전자정보통신공학부)

초록
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본 논문에서는 UWB PLL charge pump 의 충/방전 전류오차를 최소화하기 위한 회로를 제안하였다. Common-gate 와 Common-source 증폭기를 추가한 피드백 전압 조정기를 구성하여 높은 응답성을 가지는 charge pump를 설계하였다. 제안한 회로는 넓은 동작 영역을 갖으며, 낮은 전원 전압으로도 뛰어난 성능을 보인다. 본 회로는 1.2V 공급 전압과 IBM 0.13um CMOS 공정으로 집적되었다. 설계의 효율성을 평가하기 위해 참고 논문의 다른 회로와 성능을 대조하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, a new circuit is proposed to minimize the charging and discharging current mismatch in charge pump for UWB PLL application. By adding a common-gate and a common-source amplifier and building the feedback voltage regulator, the high driving charge pump currents are accomplished. The proposed circuit has a wide operation voltage range, which ensures its good performance under the low power supply. The circuit has been implemented in an IBM 0.13um CMOS technology with 1.2V power supply. To evaluate the design effectiveness, some comparisons have been conducted against other circuits in the literature.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 UWB용 저전압 PLL 설계를 위해 최적화된 새로운 charge pump 회로를 제안하였다. 두 개의 중폭기를 연결한 피드백 전압 조정기를 구성하여 출력 저항을 크게 증가시켜 전류 매칭 특성을 강화하였다.

제안 방법

두 개의 중폭기를 연결한 피드백 전압 조정기를 구성하여 출력 저항을 크게 증가시켜 전류 매칭 특성을 강화하였다. 또한 common-gate 증폭기 구조를 응용하여 낮은 전원 전압에서도 넓은 동작 영역을 갖게 설계하였다.
본 논문에서는 중/방전 전류의 매칭을 최대화 할 수 있는 새로운 charge pump를 제안하였으며, 동시에 낮은 전원 전압에서도 넓은 동작 영역을 갖도록 설계 되었으며, 이러한 특성은 PLL의 칩 크기와 전력을 줄이는데 기여한다.

성능/효과

그림 6.과 표 1.을 통해 본 논문에서 제안한 회로가 높은 전류 매칭 특성과 적은 전류 변화, 넓은 출력 스윙 측면에서 다른 논문들과 비교한 결과 뛰어난 성능임을 확인 할 수 있다.
새로운 charge pump 회로를 제안하였다. 두 개의 중폭기를 연결한 피드백 전압 조정기를 구성하여 출력 저항을 크게 증가시켜 전류 매칭 특성을 강화하였다. 또한 common-gate 증폭기 구조를 응용하여 낮은 전원 전압에서도 넓은 동작 영역을 갖게 설계하였다.
제안한 charge pump 는 IBM 0.13um CMOS 공정을 사용하여 구현하였고, L2V의 전원 전압을 사용 하였다 다른 논문들과의 비교를 통해 제안한 charge pump 가 전류 변화는 0.1% 미만이고 동작 영역은 (HV~U)V 로 뛰어난 성능을 보이는 것을 검증 하였다.

참고문헌 (7)

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B. Terlemez and J.P.Uyemura, "The Design of a Differential CMOS Charge Pump for High Performance Phase-Locked Loops", Proc. IEEE International Symposium on Circuit and Systems (ISCAS), 2004
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