一种适用于相变存储器锁相环时钟的新型电荷泵451用于PCM的锁相环电路应具有低输出噪声与低功耗输出，这要求电荷泵电路尽可能降低热噪声与1/f噪声，但同时需要占用大的面积与高输出阻抗，这样不仅可以减小电流不匹配问题，同时也改善了PSRR。
适用于PCM时钟的电荷泵电路。N管电流源与P管电流源交叉组合，分别与Mn9和Mp7搭配形成电流源，从而消除了N管与P管在工艺上的不匹配，为开关管提供了精确的电流。采用共源共栅结构的电流源消除了沟道长度调制的影响。
Mn3和Mn1为基准电流镜，镜像电流至Mn4和Mn6两路电流臂，这两路电流臂又为Mp1和Mp5提供基准电流，而Mp1将电流镜像至Mp3一路，从而又为Mn8提供基准电流源。最终，Mn8与Mp5分别将电流镜像至Mn9和Mp7管，而up/up_b与dw/dw_b控制电流的开关，从而控制输出端的充放电情况。
电流镜中的NMOS管与PMOS管的不匹配也会引起电荷泵电流的不匹配。采用小尺寸的MOS管，可减小MOS管上的寄生交叠电容；为解决电流失配的问题，应该尽量增加Vgs-Vt，但这会减小电荷泵的动态输出范围。折中考虑Vgs-Vt=0.2V.up/up_b与dw/dw_b开关管采用相同尺寸，且需要在版图规划上做到很好的匹配，否则电荷在一个周期平均抵消，但VCO控制电压会产生波动，增加了干扰纹波。
由于开关信号未接在输出，故up/dw信号没有直接连至环路滤波器，减小了电荷馈通带来的影响。运算放大器OPA的加入保证了输出端电位与参考电位相等。从而使输出端电位稳定，消除了电流不匹配的问题。为了使得信号转换过程中的毛刺最小化，在电源和地之间加入Ca和Cb两个电容。
所设计的电荷泵电路采用SMIC40nm1P4M工艺库，用于PCM电路的PLL时钟电路中，电源电压为2.5V，电荷泵输入电流12uA，运算放大器的输入电流为1.5uA，参考时钟为2MHz，作用下的变化情况，可以看出，当up信号由0上升至vdd时，电流为-10A，输出电压向上爬升。
当up信号回归至0时，电流为0，输出电压保持不变。UP信号的变化与电流的变化之间存在150ps左右的开关延迟。故，上一级PFD电路的reset端需要加一些反相器，这样最小的up/dw脉冲宽度超过150ps的开关时间，在CP-PFD转换功能中就不会存在死区。
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