CN111064358A - 一种具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路，包括电流源开关阵列、电流源开关译码电路、电流沉开关阵列、电流沉开关译码电路以及校准电路；电流源开关阵列和电流沉开关阵列分别连接到电荷泵输出端；电流源开关译码电路和电流沉开关译码电路将外部输入的控制码分别译码成电流源开关阵列和电流沉开关阵列的开关控制信号；校准电路自动检测电流源开关阵列和电流沉开关阵列的电流失配，实现电荷泵电流失配的自校准。本发明解决了由工艺失配和沟道调制效应等非理想因素导致的电荷泵充电电流和放电电流不匹配问题，大大提高了电荷泵充电电流和放电电流的匹配精度。

Description

一种具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路

技术领域

本发明属于高速数模转换器、射频收发器和频率综合器等数模混合电路技术领域，尤其涉及一种具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路。

背景技术

无线通信设备和雷达等军用设备中通常包含高速数模转换器、射频收发机和频率综合器等数模混合电路，这些电路均需要高速时钟信号，时钟信号的质量直接影响系统性能，因此提高高速时钟的信号质量至关重要。而高性能高速时钟通常通过锁相环电路生成，电荷泵作为锁相环的关键电路，电荷泵充电电流和放电电流不匹配造成的电压纹波会引起时钟信号的杂散问题；而电荷泵的电流大小会直接决定锁相环电路增益与带宽，影响锁相环电路噪声性能和稳定性；然而，由于电路生产工艺存在失配，电路工作环境的温度以及电源电压波动均会导致电荷泵充电电流和放电电流不匹配；并且，在电荷泵工作工程中，电荷泵输出电压Vo的变化会通过沟道调制效应影响电荷泵充电电流和放电电流。当电荷泵输出电压Vo升高，充电电流会减小，而放电电流会增大；当电荷泵输出电压Vo降低，充电电流会增大，而放电电流会减小；这些由于工艺、温度、电源电压和沟道调制等因素导致的电荷泵充电电流和放电电流的失配会直接限制锁相环电路时钟质量。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的上述不足，提供一种具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路，该电路解决了电荷泵电路充电电流和放电电流失配以及电荷泵电流不可配置的问题，通过电荷泵自校准电路消除电荷泵充电电流和放电电流的失配，并且通过数字配置环路控制的方式实现电荷泵电流0.1mA～6.4mA范围内可编程精确调节。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路，包括：电流源开关阵列、电流源开关译码电路、电流沉开关阵列、电流沉开关译码电路以及校准电路；其中，电流源开关译码电路根据输入控制码B<N:1>和控制信号UP译码成电流源开关阵列的N路开关控制信号UP<N:1>；同时，电流沉开关译码电路根据输入控制码B<N:1>和DN控制信号译码成电流沉开关阵列的N路开关控制信号DN<N:1>；电流源开关阵列包含N个二进制权重电流源、N个电流源电阻和N个电流源开关，每个电流源对应一个电流源开关控制输出，形成N路电流注入通道，其中，第i路电流源开关的通断由电流源开关译码电路输出的开关控制信号UP<i>来控制，第i个电流源的电流为2^i-1I₀，其中，1≤i≤N；电流沉开关阵列包含N个二进制权重电流沉、N个电流沉电阻和N个电流沉开关，每个电流沉对应一个电流沉开关控制输出，形成N路电流抽取通道，其中第j路电流沉开关的通断由电流沉开关译码电路输出的开关控制信号DN<j>来控制，第j个电流沉的电流为2^j-1I₀，其中，1≤j≤N；校准电路根据校准控制逻辑电路产生的校准码K<M:1>，改变电流源开关阵列和电流沉开关阵列所需的偏置电压Vp和Vn，以消除电荷泵充电电流和放电电流的失配。

上述具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路中，所述电流源开关译码电路接收N位输入控制码和控制信号UP，译码输出电流源开关阵列N位开关控制信号UP<i>，其中，

所述电流沉开关译码电路接收N位输入控制码和控制信号DN，译码输出电流沉开关阵列N位开关控制信号DN<j>，其中，DN<j>＝DN&B<j>，1≤j≤N；当控制信号UP<i>为0时，对应控制的电流源开关阵列的电流源开关导通，当控制信号UP<i>为1时，对应控制的电流源开关阵列的电流源开关断开，当控制信号DN<j>为0时，对应控制的电流沉开关阵列的电流沉开关断开，当控制信号DN<j>为1时，对应控制的电流源开关阵列的电流沉开关导通。

上述具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路中，所述电流源开关阵列的电流源开关和电流源均由单个PMOS管构成，构成第i个电流源开关的PMOS管的栅极连接电流源开关译码电路输出的第i路控制信号UP<i>，源极连接电源电压，漏极连接电阻Ri的一端；电阻Ri的另外一端连接构成第i个电流源的PMOS管的源极；构成第i个电流源的PMOS管的栅极连接偏置电压Vp，漏极为电流源开关阵列的输出端，连接到电荷泵输出端Vo，1≤i≤N；电流沉开关阵列的电流沉开关和电流沉均由单个NMOS管构成，构成第j个电流沉开关的NMOS管的栅极连接电流沉开关译码电路输出的第j路控制信号DN<j>，源极连接地电位，漏极连接电阻Rj的一端；电阻Rj的另外一端连接构成第j个电流沉的NMOS管的源极；构成第j个电流沉的NMOS管的栅极连接偏置电压Vn，漏极为电流沉开关阵列的输出端，连接到电荷泵输出端Vo，1≤j≤N。

上述具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路中，所述校准电路包括NMOS管M₀、M₁、M₂、...、M_i、...、M_M-1、M_M，PMOS管MP₀、MP₁、MP₂，运算放大器A1、A2，开关S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7以及校准控制逻辑电路；其中，校准电路根据校准控制逻辑电路产生的校准码K<M:1>，改变电流源开关阵列和电流沉开关阵列所需的偏置电压Vp和Vn，以消除电荷泵充电电流和放电电流的失配；NMOS管M₀的源极接地电位GND，栅极接电源电压，漏极与NMOS管M₁、M₂、...、M_i、...、M_M-1的漏极连接，并共同连接到到电阻Rf1的一端，电阻Rf1的另外一端连接NMOS管M_M的源极，并通过开关S7连接到运算放大器A1的负输入端；运算放大器A1的负输入端还通过开关S3连接到参考电压Vref；运算放大器A1的正输入端分别通过开关S2和开关S6连接到电荷泵输出端Vo和参考电压Vref，运算放大器A1的输出端连接到NMOS管M_M的栅极，并产生输出偏置电压Vn；NMOS管M₁、M₂、...、M_i、...、M_M-1的源极接地电位GND，栅极接校准码K<1>、K<2>、...、K<i>、...、K<M-1>；运算放大器A2的正输入端分别通过开关S1和开关S5连接到电荷泵输出端Vo和NMOS管M_M的漏极，运算放大器A2的负输入端分别通过开关S0和开关S4连接到参考电压Vref和电荷泵输出端Vo；运算放大器A2的输出端接PMOS管MP2的栅极，并产生输出偏置电压Vp；PMOS管MP2的源极接电阻Rf2的一端，电阻Rf2的另一端接PMOS管MP0和MP1的漏端；PMOS管MP0和MP1的源端接电源电压；PMOS管MP0的栅极接校准码K<M>；PMOS管MP1的栅极接地电位GND；校准控制逻辑电路接收电荷泵输出端电压Vo，产生校准码K<M:1>和开关选通信号Wp、Wn；当开关选通信号Wp＝1，Wn＝0，开关S0、S1、S2、S3选通，运算放大器A1正端接电荷泵输出Vo，负端接参考电压Vref；运算放大器A2正端接电荷泵输出Vo，负端接参考电压Vref；此时电荷泵处于置位状态；当开关选通信号Wp＝0，Wn＝1，开关S4、S5、S6、S7选通，运算放大器A1正端接参考电压Vref，负端接NMOS管M_M的源极；运算放大器A2正端接NMOS管M_M的漏极，负端接电荷泵输出Vo；此时电荷泵处于工作状态。

上述具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路中，N与M均为不小于3。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明对电荷泵电路进行了创新设计，通过N位控制码B<N:1>译码控制N路电流源开关通路与N路电流沉开关通路，实现对电荷泵电路的可编程精确控制；电荷泵电流可以达到0.1mA～6.4mA，满足锁相环不同工作频段对环路增益与环路带宽的要求；

(2)本发明对电荷泵电路进行了创新设计，通过运算放大器组成伺服环路，使偏置电压Vp和Vn跟随电荷泵输出Vo同步变化，消除了电荷泵输出电压Vo通过沟道调制效应引起电流失配；并且通过将开关管置于近电源端和近地端，以及源极负反馈电阻R₁、R₂、...、R_N-1、R_N、Rf1和Rf2有效提高了电流源匹配精度，减小开关馈通、电荷注入等非理想效应对充电电流和放电电流的影响；

(3)本发明对电荷泵电路进行了创新设计，通过引入校准电路，实现电荷泵充电电流与放电电流失配自校准，能够有效提高电荷泵电流匹配精度，较小电荷泵电流失配造成的电压纹波，提高时钟质量。相比于其他电流匹配和校准方式，该校准不依靠超高工艺和版图匹配技术，电荷泵校准也不需要人工干预，校准电路结构简单，过程简单，不影响电荷泵正常工作，稳定性高；

(4)本发明具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路的电流配置与校准均采用数字形式，精度高且对工艺和环境因素不敏感，保证了电荷泵电路工作的可靠性，并且通过扩充配置码和校准码位数，可以很方便的调整电荷泵电流配置精度与范围，电荷泵校准精度与误差范围通过数字编码直接控制，实用性强。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路原理图；

图2为本发明电流源开关阵列电路结构图；

图3为本发明电流沉开关阵列电路结构图；

图4为本发明校准电路结构图；

图5为本发明电流源开关译码电路结构图；

图6为本发明电流沉开关译码电路结构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路可以实现电荷泵电流失配自校准并通过控制码实现电荷泵电流可编程精确控制，如图1所示为本发明具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路原理图，由图可知具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路包括电流源开关阵列、电流源开关译码电路、电流沉开关阵列、电流沉开关译码电路以及校准电路；

电流源开关译码电路根据输入控制码B<N:1>和UP控制信号译码成电流源开关阵列的N路开关控制信号UP<N:1>；同时，电流沉开关译码电路根据输入控制码B<N:1>和DN控制信号译码成电流沉开关阵列的N路开关控制信号DN<N:1>；

电流源开关阵列包含N路二进制权重电流注入通道，其中第i路开关的通断由电流源开关译码电路输出的开关控制信号UP<i>来控制，第i个电流源的电流为2^i-1I₀，其中，1≤i≤N；

电流沉开关阵列包含N路二进制权重电流抽取通道，其中第j路开关的通断由电流沉开关译码电路输出的开关控制信号DN<j>来控制，第j个电流沉的电流为2^j-1I₀，其中，1≤j≤N；

校准电路检测电荷泵输出电压Vo，改变电流源开关阵列和电流沉开关阵列所需的偏置电压Vp和Vn，以消除电荷泵充电电流和放电电流的失配。

如图2所示为本发明具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路中电流源开关阵列结构图，由图可知电流源开关阵列的开关和电流源均由单个PMOS管构成，构成第i个电流源开关的PMOS管的栅极连接电流源开关译码电路输出的第i路控制信号UP<i>，源极连接电源电压，漏极连接电阻Ri的一端；电阻Ri的另外一端连接构成第i个电流源的PMOS管的源极；构成第i个电流源的PMOS管的栅极连接偏置电压Vp，漏极为电流源开关阵列的输出端，连接到电荷泵输出端Vo，1≤i≤N；

如图3所示为本发明具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路中电流沉开关阵列结构图，由图可知电流沉开关阵列的开关和电流沉均由单个NMOS管构成，构成第j个电流沉开关的NMOS管的栅极连接电流沉开关译码电路输出的第j路控制信号DN<j>，源极连接地电位，漏极连接电阻Rj的一端；电阻Rj的另外一端连接构成第j个电流沉的NMOS管的源极；构成第j个电流沉的NMOS管的栅极连接偏置电压Vn，漏极为电流沉开关阵列的输出端，连接到电荷泵输出端Vo，1≤j≤N；

例如本实施例中电流源开关阵列和电流沉开关阵列均有N路二进制权重电流通道，当控制码为000000时，只有权重最小的一路打开，电荷泵电流为0.1mA，当控制码为111111时，所有电流通路全部打开，电荷泵电流为6.4mA，即控制码增加1，电荷泵电流增加0.1mA。

如图4所示为本发明具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路中校准电路结构图，由图可知校准电路包括NMOS管M₀、M₁、M₂、...、M_i、...、M_M-1、M_M，PMOS管MP₀、MP₁、MP₂，运放A1、A2，开关S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7以及校准控制逻辑电路；校准电路根据校准控制逻辑电路产生的校准码K<M:1>，改变电流源开关阵列和电流沉开关阵列所需的偏置电压Vp和Vn，以消除电荷泵充电电流和放电电流的失配。

NMOS管M₀的源极接地电位GND，栅极接电源电压，漏极与NMOS管M₁、M₂、...、M_i、...、M_M-1的漏极连接，并共同连接到到电阻Rf1的一端，电阻Rf1的另外一端连接NMOS管M_M的源极，并通过开关S7连接到运算放大器A1的负输入端；运算放大器A1的负输入端还通过开关S3连接到参考电压Vref；运算放大器A1的正输入端分别通过开关S2和开关S6连接到电荷泵输出端Vo和参考电压Vref，运算放大器A1的输出端连接到NMOS管M_M的栅极，并产生输出偏置电压Vn；

NMOS管M₁、M₂、...、M_i、...、M_M-1的源极接地电位GND，栅极接校准码K<1>、K<2>、...、K<i>、...、K<M-1>；

运算放大器A2的正输入端分别通过开关S1和开关S5连接到电荷泵输出端Vo和NMOS管M_M的漏极，运算放大器A2的负输入端分别通过开关S0和开关S4连接到参考电压Vref和电荷泵输出端Vo；运算放大器A2的输出端接PMOS管MP2的栅极，并产生输出偏置电压Vp；

PMOS管MP2的源极接电阻Rf2的一端，电阻Rf2的另外一端接PMOS管MP0和MP1的漏端；PMOS管MP0和MP1的源端接电源电压；

PMOS管MP0的栅极接校准码K<M>；PMOS管MP1的栅极接地电位GND；

校准控制逻辑电路接收电荷泵输出端电压Vo，产生校准码K<M:1>和开关选通信号Wp、Wn；当开关选通信号Wp＝1，Wn＝0，开关S0、S1、S2、S3选通，运算放大器A1正端接电荷泵输出Vo，负端接参考电压Vref；运算放大器A2正端接电荷泵输出Vo，负端接参考电压Vref；此时电荷泵处于置位状态；

当开关选通信号Wp＝0，Wn＝1，开关S4、S5、S6、S7选通，运算放大器A1正端接参考电压Vref，负端接NMOS管M_M的源极；运算放大器A2正端接NMOS管M_M的漏极，负端接电荷泵输出Vo；此时电荷泵处于工作状态；

例如本实施例中校准电路接收4位校准码，当充电电流与放电电流不存在失配，则校准码为1000，保持充电电流与放电电流相等；当充电电流小于放电电流，则校准码增大为1001，通过补偿充电电流已达到充电电流与放电电流相等的目的；而充电电流越小，校准码可能为1001、1010、...、11110、1111，当校准码可能为1111，达到校准电路误差上限；当充电电流大于放电电流,则校准码减小为0111，通过减小充电电流已达到充电电流与放电电流相等的目的；而充电电流越大，校准码可能为0111、0110、...、0001、0000，当校准码可能为0000，达到校准电路误差下限。

电荷泵电流失配自校准具体实现方法如下：

步骤(一)校准准备；控制信号UP和DN信号均置位为1，校准码复位为0000；

步骤(二)电荷泵进入置位状态；保持控制信号UP，DN均为1，开关选通信号Wp＝1，Wn＝0，开关S0、S1、S2、S3选通，运算放大器A1正端接电荷泵输出Vo，负端接参考电压Vref；运算放大器A2正端接电荷泵输出Vo，负端接参考电压Vref；此时电荷泵处于置位状态；此时电荷泵输出电压Vo等于参考电压Vref；

步骤(三)电荷泵进入工作状态，开始校准；开关选通信号Wp＝0，Wn＝1，开关S4、S5、S6、S7选通，运算放大器A1正端接参考电压Vref，负端接NMOS管M_M的源极；运算放大器A2正端接NMOS管M_M的漏极，负端接电荷泵输出Vo；此时电荷泵处于工作状态；电流源阵列与电流沉阵列同时持续对电荷泵输出端负载进行充放电；

步骤(四)电荷泵状态判断；如果检测到电容上电压降低，则将控制码累加1，逐渐增强电荷泵充电电流，然后电荷泵校准重新返回步骤(二)，进行下一次校准流程；而如果检测到电容上电压基本不变，也就是电荷泵充放电电流完全匹配，则电荷泵校准流程跳转到步骤(五)；

步骤(五)电荷泵校准码生成；将当前校准码锁存到存储器，校准完成。理想情况下，校准码会锁定为1000。

如图5所示为本发明具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路中电流源开关译码电路结构图，由图可知电流源开关译码电路接收N位输入控制码和控制信号UP，译码输出电流源开关阵列N位开关控制信号UP<i>，其中，

当控制信号UP<i>为0时，对应控制的电流源阵列开关导通，当控制信号UP<i>为1时，对应控制的电流源阵列开关断开。

如图6所示为本发明具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路中电流源开关译码电路结构图，由图可知电流沉开关译码电路接收N位输入控制码和控制信号DN，译码输出电流沉开关阵列N位开关控制信号DN<j>，其中，DN<j>＝DN&B<j>，1≤j≤N；

当控制信号DN<j>为0时，对应控制的电流沉阵列开关断开，当控制信号DN<j>为1时，对应控制的电流源阵列开关导通。

本发明对电荷泵电路进行了创新设计，通过N位控制码B<N:1>译码控制N路电流源开关通路与N路电流沉开关通路，实现对电荷泵电路的可编程精确控制；电荷泵电流可以达到0.1mA～6.4mA，满足锁相环不同工作频段对环路增益与环路带宽的要求；本发明对电荷泵电路进行了创新设计，通过运算放大器组成伺服环路，使偏置电压Vp和Vn跟随电荷泵输出Vo同步变化，消除了电荷泵输出电压Vo通过沟道调制效应引起电流失配；并且通过将开关管置于近电源端和近地端，以及源极负反馈电阻R₁、R₂、...、R_N-1、R_N、Rf1和Rf2有效提高了电流源匹配精度，减小开关馈通、电荷注入等非理想效应对充电电流和放电电流的影响；本发明对电荷泵电路进行了创新设计，通过引入校准电路，实现电荷泵充电电流与放电电流失配自校准，能够有效提高电荷泵电流匹配精度，较小电荷泵电流失配造成的电压纹波，提高时钟质量。相比于其他电流匹配和校准方式，该校准不依靠超高工艺和版图匹配技术，电荷泵校准也不需要人工干预，校准电路结构简单，过程简单，不影响电荷泵正常工作，稳定性高；本发明具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路的电流配置与校准均采用数字形式，精度高且对工艺和环境因素不敏感，保证了电荷泵电路工作的可靠性，并且通过扩充配置码和校准码位数，可以很方便的调整电荷泵电流配置精度与范围，电荷泵校准精度与误差范围通过数字编码直接控制，实用性强。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路，其特征在于包括：电流源开关阵列、电流源开关译码电路、电流沉开关阵列、电流沉开关译码电路以及校准电路；其中，

电流源开关译码电路根据输入控制码B<N:1>和控制信号UP译码成电流源开关阵列的N路开关控制信号UP<N:1>；同时，电流沉开关译码电路根据输入控制码B<N:1>和DN控制信号译码成电流沉开关阵列的N路开关控制信号DN<N:1>；

电流源开关阵列包含N个二进制权重电流源、N个电流源电阻和N个电流源开关，每个电流源对应一个电流源开关控制输出，形成N路电流注入通道，其中，第i路电流源开关的通断由电流源开关译码电路输出的开关控制信号UP<i>来控制，第i个电流源的电流为2^i-1I₀，其中，1≤i≤N；

电流沉开关阵列包含N个二进制权重电流沉、N个电流沉电阻和N个电流沉开关，每个电流沉对应一个电流沉开关控制输出，形成N路电流抽取通道，其中第j路电流沉开关的通断由电流沉开关译码电路输出的开关控制信号DN<j>来控制，第j个电流沉的电流为2^j-1I₀，其中，1≤j≤N；

校准电路根据校准控制逻辑电路产生的校准码K<M:1>，改变电流源开关阵列和电流沉开关阵列所需的偏置电压Vp和Vn，以消除电荷泵充电电流和放电电流的失配。

2.根据权利要求1所述的具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路，其特征在于：所述电流源开关译码电路接收N位输入控制码和控制信号UP，译码输出电流源开关阵列N位开关控制信号UP<i>，其中，

1≤i≤N；所述电流沉开关译码电路接收N位输入控制码和控制信号DN，译码输出电流沉开关阵列N位开关控制信号DN<j>，其中，DN<j>＝DN&B<j>，1≤j≤N；

当控制信号UP<i>为0时，对应控制的电流源开关阵列的电流源开关导通，当控制信号UP<i>为1时，对应控制的电流源开关阵列的电流源开关断开，当控制信号DN<j>为0时，对应控制的电流沉开关阵列的电流沉开关断开，当控制信号DN<j>为1时，对应控制的电流源开关阵列的电流沉开关导通。

3.根据权利要求1所述的具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路，其特征在于：所述电流源开关阵列的电流源开关和电流源均由单个PMOS管构成，构成第i个电流源开关的PMOS管的栅极连接电流源开关译码电路输出的第i路控制信号UP<i>，源极连接电源电压，漏极连接电阻Ri的一端；电阻Ri的另外一端连接构成第i个电流源的PMOS管的源极；构成第i个电流源的PMOS管的栅极连接偏置电压Vp，漏极为电流源开关阵列的输出端，连接到电荷泵输出端Vo，1≤i≤N；

电流沉开关阵列的电流沉开关和电流沉均由单个NMOS管构成，构成第j个电流沉开关的NMOS管的栅极连接电流沉开关译码电路输出的第j路控制信号DN<j>，源极连接地电位，漏极连接电阻Rj的一端；电阻Rj的另外一端连接构成第j个电流沉的NMOS管的源极；构成第j个电流沉的NMOS管的栅极连接偏置电压Vn，漏极为电流沉开关阵列的输出端，连接到电荷泵输出端Vo，1≤j≤N。

4.根据权利要求1所述的具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路，其特征在于：所述校准电路包括NMOS管M₀、M₁、M₂、...、M_i、...、M_M-1、M_M，PMOS管MP₀、MP₁、MP₂，运算放大器A1、A2，开关S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7以及校准控制逻辑电路；其中，

校准电路根据校准控制逻辑电路产生的校准码K<M:1>，改变电流源开关阵列和电流沉开关阵列所需的偏置电压Vp和Vn，以消除电荷泵充电电流和放电电流的失配；

NMOS管M₀的源极接地电位GND，栅极接电源电压，漏极与NMOS管M₁、M₂、...、M_i、...、M_M-1的漏极连接，并共同连接到到电阻Rf1的一端，电阻Rf1的另外一端连接NMOS管M_M的源极，并通过开关S7连接到运算放大器A1的负输入端；运算放大器A1的负输入端还通过开关S3连接到参考电压Vref；运算放大器A1的正输入端分别通过开关S2和开关S6连接到电荷泵输出端Vo和参考电压Vref，运算放大器A1的输出端连接到NMOS管M_M的栅极，并产生输出偏置电压Vn；

NMOS管M₁、M₂、...、M_i、...、M_M-1的源极接地电位GND，栅极接校准码K<1>、K<2>、...、K<i>、...、K<M-1>；

运算放大器A2的正输入端分别通过开关S1和开关S5连接到电荷泵输出端Vo和NMOS管M_M的漏极，运算放大器A2的负输入端分别通过开关S0和开关S4连接到参考电压Vref和电荷泵输出端Vo；运算放大器A2的输出端接PMOS管MP2的栅极，并产生输出偏置电压Vp；

PMOS管MP2的源极接电阻Rf2的一端，电阻Rf2的另一端接PMOS管MP0和MP1的漏端；PMOS管MP0和MP1的源端接电源电压；

PMOS管MP0的栅极接校准码K<M>；PMOS管MP1的栅极接地电位GND；

校准控制逻辑电路接收电荷泵输出端电压Vo，产生校准码K<M:1>和开关选通信号Wp、Wn；当开关选通信号Wp＝1，Wn＝0，开关S0、S1、S2、S3选通，运算放大器A1正端接电荷泵输出Vo，负端接参考电压Vref；运算放大器A2正端接电荷泵输出Vo，负端接参考电压Vref；此时电荷泵处于置位状态；

当开关选通信号Wp＝0，Wn＝1，开关S4、S5、S6、S7选通，运算放大器A1正端接参考电压Vref，负端接NMOS管M_M的源极；运算放大器A2正端接NMOS管M_M的漏极，负端接电荷泵输出Vo；此时电荷泵处于工作状态。

5.根据权利要求1至4任一所述的具有自校准功能且电流可编程的电荷泵电路，其特征在于：N与M均为不小于3。

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