一种大电压输出摆幅低电流失配电荷泵的设计

则可以通过2个比特控制充放电电流的三种可能(另一种充放电电流的可能为0 mA)，分别为：aIref，βIref，(α+β)Iref，这在PLL的设计中具有实际意义，因为充放电电流的大小直接影响PLL的带宽口，因此可以根据实际情况调整电荷泵的充放电电流来调整PLL的带宽，实现带宽可数字控制的PLL系统。

　　3 仿真结果

　　电荷泵电路采用SMIC 0.18μmC2MOSRF工艺库设计，充放电电流为0.4 mA，基于(2adence SpectreRF仿真得到充放电电流随输出电压变化的曲线如图4所示，可以看到，输出电压在0.3～1.62 V内，充放电电流最大失配率小于O.1％，电流绝对值偏移率小于0.6％。

　　在UP高电平比DN高电平多50 ns，CP接100 pF负载电容时仿真得到图5所示电荷泵充电效果曲线。

　　在UP高电平比DN高电平少50 ns，CP接100 pF负载电容时仿真得到图6所示电荷泵放电效果曲线。

　　从仿真效果曲线可以看出，电荷泵输出电压只在状态1和状态2时才发生改变，输出电压变化平稳，无抖动，在状态3和状态4时，输出电压保持不变。

　　4 结 语

　　提出一种新型的电荷泵结构，电路采用轨到轨(rail-to-rail)的运算放大器来保证充电电流和放电电流的精确复制,采用SMIC O.18μm CMOSRF工艺设计的实际电路仿真结果表明，该结构在很大的电压范围内具有充放电电流精确匹配的特性，消除了传统电荷泵存在的非理想特性，并且容易实现充放电电流的数字控制，从而实现PLL带宽的数字控制，对PLL的设计具有实际意义。