[發明專利]精確的定時信號發生器及其方法

有效

• 申請號: 200710104576.2
• 申請日: 2007-05-25
• 公開（公告）號: CN101079617A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 彼得·卡丹卡
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H03K5/15
• 分類號: H03K5/15
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 秦晨

技術領域

本發明一般涉及電子技術，更具體地，涉及構成半導體器件的方 法和結構。

背景技術

在過去，半導體產業利用各種各樣的方法和結構去構造定時信號 發生器，該定時信號發生器用來產生電路中使用的時間間隔。一種常 用類型的定時信號發生器如圖1所示。在這個定時信號發生器中，電 流源提供電流給電容器。一個被設置成比較器的運算放大器，比較電 容器電壓和參考電壓，然后在電容器的輸出端產生控制信號。當電容 器電壓達到參考電壓值時，比較器的輸出就會改變。但是比較器會有 一個內部延遲，其導致該輸出在電容器電壓達到參考值一段時間以后 才改變。該延遲會影響由定時信號發生器產生的時間間隔。電路右邊 的曲線圖表明了該定時信號發生器的不精確性。曲線A代表電容器電 壓，曲線B代表比較器的輸出信號。當電容器電壓在D時刻達到參考 值時，比較器的輸出信號不改變狀態，而是在E時刻改變，E時刻是 電容器電壓達到Vref之后的一段時間期間C。這個比較器的寄生延遲 導致產生了一個不精確的時間期間。另外，這段延遲時間，時間C， 也依賴于溫度，并且由于存在半導體工藝變動，該延遲時間也從一個 定時信號發生器到另一個定時信號發生器而變化。

因此，需要有一種定時信號發生器，該定時信號發生器能夠更精 確地產生所需時間間隔，能夠產生較少地依賴于溫度的時間間隔，并 且能夠產生較少地依賴于半導體工藝變動的時間間隔。

附圖說明

圖1示意性地示出現有技術的定時信號發生器；

圖2示意性地示出一個根據本發明的諧振電源轉換器的一部分模 塊圖的實施例；

圖3示意性地示出一個根據本發明的用于圖2諧振電源轉換器中 的一部分定時信號發生器的實施例；

圖4為包含曲線的曲線圖，該曲線示出根據本發明的圖3定時信 號發生器的一些信號；

圖5示意性地示出另一個根據本發明的用于圖2諧振電源轉換器 中的一部分定時信號發生器的實施例；和

圖6示意性地示出一個根據本發明的包含圖3定時信號發生器的 半導體器件的放大平面圖。

為了讓圖示說明簡潔明了，圖中的元件沒有必要按比例繪制。在 不同的圖中同樣的參考數字指示同樣的元件。另外，為了簡潔而省略 了眾所周知的步驟和元件的描述和細節。正如本文中所使用的，載流 電極表示器件的一個元件，其承載通過該器件的電流，如MOS晶體 管的源極或漏極、或雙極晶體管的集電極或發射極、或二極管的陰極 或陽極；控制電極表示器件的一個元件，其控制通過該器件的電流， 如MOS晶體管的柵極或雙極晶體管的基極。雖然這些器件在本文中 被解釋為特定的N溝道或P溝道器件，但本技術領域的普通技術人員 應該認識到，依照本發明，互補器件也是可能的。本技術領域中的技 術人員應認識到，本文使用的詞語“在…的期間、在…同時、當…的時 候”不是指一個動作在啟動動作剛一開始就立即發生的精確術語，而是 在被啟動動作所啟動的反應之間可能有一些小而合理的延遲，如傳播 延遲。

具體實施方式

圖2示意性地示出一個諧振電源轉換器10的一部分模塊圖的示 范性實施例，諧振電源轉換器10使用定時信號發生器來產生調頻 (FM)控制信號，該控制信號用來調節轉換器10的輸出電壓值。轉 換器10一般包括一個FM控制器21，它形成FM控制信號。轉換器 10在電壓輸入端11和電壓返回端12之間接收一個電壓，比如DC電 壓。轉換器10通常也包括上端開關和下端開關，實施為晶體管15和 20，它們用來交替提供電流給電感器13和變壓器14，以及從電感器 13和變壓器14上釋放電流。變壓器14將功率從初級端耦合到次級端， 以便將功率耦合到輸出端18和19。一個光耦合器16連接在輸出端18 和19之間，形成一個反饋(FB)信號，其代表了輸出端18和19之 間的輸出電壓值。反饋(FB)信號由控制器24在反饋輸入端24接收。