減小系統(tǒng)因電流失配而造成的誤差和傳統(tǒng)電荷泵相比

　減小系統(tǒng)因電流失配而造成的誤差和傳統(tǒng)電荷泵相比，本電路的改進(jìn)之處還在于把關(guān)開(kāi)管分別放在上下部分，而恒流源放在中間，這樣，當(dāng)電荷泵不工作，即開(kāi)關(guān)管M1、M4關(guān)斷后，因M2、M3管的寄生電容，使A、C、B點(diǎn)電位相等；在下一周期當(dāng)開(kāi)關(guān)管M1、M4打開(kāi)時(shí)，因A、C、B三點(diǎn)電壓相等，就不存在電荷共享的問(wèn)題。進(jìn)一步優(yōu)化電路，加入圖3所示虛線框中的電荷補(bǔ)償電路。補(bǔ)償電路的作用是在開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)后，對(duì)A、B兩點(diǎn)有一個(gè)短暫的充放電，充放電的時(shí)間是一個(gè)反相器的延遲時(shí)間，電流大小由M10―M13的尺寸決定。

　　電荷補(bǔ)償功能有2個(gè)作用：在上節(jié)中說(shuō)當(dāng)M1、M4關(guān)閉時(shí)，A、C、B三點(diǎn)要等電位，這樣短暫的電荷補(bǔ)償恰好提供了此三點(diǎn)等電位所需要的電荷，避免了A、B兩點(diǎn)對(duì)C點(diǎn)的電荷的共享；電荷補(bǔ)償?shù)牧硪粋�(gè)作用是對(duì)電荷注入現(xiàn)象也進(jìn)行了較好的處理：M1、M4斷開(kāi)后，因反型層的存在，會(huì)在A點(diǎn)存在一定量的正電荷，B點(diǎn)存在一定量的負(fù)電荷，而電荷補(bǔ)償電路會(huì)通過(guò)M10―M13對(duì)反型層的注入電荷卸載。

　　電路仿真和結(jié)果分析基于65nmCMOS工藝，用Cadence－Spectre對(duì)電路進(jìn)行仿真，在頻率為500M的情況下，對(duì)補(bǔ)償電路進(jìn)行仿真，左邊波形為未加入補(bǔ)償電路的波形，右邊為加入補(bǔ)償電路以后的仿真波形。左圖中，由于電荷共享和電荷注入的原因，在開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，Vc值不穩(wěn)定。而右圖中，在開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，Vc為一固定平滑直線。補(bǔ)償電路對(duì)消除電荷共享和電荷注入起著顯著效果。充放電過(guò)程中電流仿真，由圖中可看出，充電電流和放電電流大致相等。充放電過(guò)程中電壓仿真，從圖中可以看出，輸出Vc值步長(zhǎng)穩(wěn)定，過(guò)度平滑，沒(méi)有過(guò)沖，這表示狀態(tài)切換時(shí)，電流失配、電荷共享、電荷注入等不理想因素得到了很好的抑制。