Chipentwicklung fu127 ur Pixel - Prof. Dr. Norbert Wermes ...

56 5. 3-Transistor-Ladungspumpe
Ladung [fC]
75
50
25
0
Pump-Strom
100p 1n 10n 100n
korrigierte Werte (+51pA)
Messdaten
V g1 = 700mV; V g2 = 1000mV; V OUT = 2400mV
1k 10k 100k 1M 10M
Pumpfrequenz [Hz]
Abbildung 5.8: Frequenzverhalten der 3-Transistor-Ladungspumpe. Die Messdaten
(schwarz) wurden um den Leerlaufstrom des Sourcemeters korrigiert
(rot).
frequenzunabhängig ist. Bei hohen Frequenzen treten Resonanzen auf, diese
sind möglicherweise durch den relativ einfachen Messaufbau zu erklären.
5.2.3 Stabilität bei Variation von Vout
Die parasitäre Kapazität Cpar (Abbildung 5.2) bedingt eine gewisse Abhängigkeit
der gepumpten Ladung von dem Ausgangspotential Vout. Aus der Messung
wurde (siehe Abbildung 5.9) wurde Cpar zu 14; 3fF bestimmt. Dies
entspricht ungefähr 15% der Kapazität C und kann somit zu merklichen
Beinträchtigungen führen, falls gegen ein variables Ausgangspotential Ladung
gepumpt wird. Die Ausgangskapazitäten der Transistoren MN2 und MP1
haben einen Anteil von circa 10fF an der parasitären Kapazität.
5.3 Bewertung der Messung & Verbesserungen
Die Messungen zeigen, dass sich das vorgestellte Konzept zur Umsetzung
einer Ladungspumpe eignet. Die auftretenden Nichtlinaritäten bei Variation
von Vg2 lassen sich durch den Bulkeffekt der Transistoren erklären. Die
angegebene Anpassungsfunktion eignet sich zur Eichung der 3-Transistor-
Ladungspumpe. Die parasitäre Kapazität Cpar beträgt ungefähr 15% der
eingebauten Kapazität C, dadurch ist Stabilität bei Variation von Vout
beeinträchtigt. Für den Einsatz als Ladungspumpe zur Digitalisierung des