[发明专利]精确的定时信号发生器及其方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及电子技术，更具体地，涉及构成半导体器件的方 法和结构。

背景技术

在过去，半导体产业利用各种各样的方法和结构去构造定时信号 发生器，该定时信号发生器用来产生电路中使用的时间间隔。一种常 用类型的定时信号发生器如图1所示。在这个定时信号发生器中，电 流源提供电流给电容器。一个被设置成比较器的运算放大器，比较电 容器电压和参考电压，然后在电容器的输出端产生控制信号。当电容 器电压达到参考电压值时，比较器的输出就会改变。但是比较器会有 一个内部延迟，其导致该输出在电容器电压达到参考值一段时间以后 才改变。该延迟会影响由定时信号发生器产生的时间间隔。电路右边 的曲线图表明了该定时信号发生器的不精确性。曲线A代表电容器电 压，曲线B代表比较器的输出信号。当电容器电压在D时刻达到参考 值时，比较器的输出信号不改变状态，而是在E时刻改变，E时刻是 电容器电压达到Vref之后的一段时间期间C。这个比较器的寄生延迟 导致产生了一个不精确的时间期间。另外，这段延迟时间，时间C， 也依赖于温度，并且由于存在半导体工艺变动，该延迟时间也从一个 定时信号发生器到另一个定时信号发生器而变化。

因此，需要有一种定时信号发生器，该定时信号发生器能够更精 确地产生所需时间间隔，能够产生较少地依赖于温度的时间间隔，并 且能够产生较少地依赖于半导体工艺变动的时间间隔。

附图说明

图1示意性地示出现有技术的定时信号发生器；

图2示意性地示出一个根据本发明的谐振电源转换器的一部分模 块图的实施例；

图3示意性地示出一个根据本发明的用于图2谐振电源转换器中 的一部分定时信号发生器的实施例；

图4为包含曲线的曲线图，该曲线示出根据本发明的图3定时信 号发生器的一些信号；

图5示意性地示出另一个根据本发明的用于图2谐振电源转换器 中的一部分定时信号发生器的实施例；和

图6示意性地示出一个根据本发明的包含图3定时信号发生器的 半导体器件的放大平面图。

为了让图示说明简洁明了，图中的元件没有必要按比例绘制。在 不同的图中同样的参考数字指示同样的元件。另外，为了简洁而省略 了众所周知的步骤和元件的描述和细节。正如本文中所使用的，载流 电极表示器件的一个元件，其承载通过该器件的电流，如MOS晶体 管的源极或漏极、或双极晶体管的集电极或发射极、或二极管的阴极 或阳极；控制电极表示器件的一个元件，其控制通过该器件的电流， 如MOS晶体管的栅极或双极晶体管的基极。虽然这些器件在本文中 被解释为特定的N沟道或P沟道器件，但本技术领域的普通技术人员 应该认识到，依照本发明，互补器件也是可能的。本技术领域中的技 术人员应认识到，本文使用的词语“在…的期间、在…同时、当…的时 候”不是指一个动作在启动动作刚一开始就立即发生的精确术语，而是 在被启动动作所启动的反应之间可能有一些小而合理的延迟，如传播 延迟。

具体实施方式

图2示意性地示出一个谐振电源转换器10的一部分模块图的示 范性实施例，谐振电源转换器10使用定时信号发生器来产生调频 (FM)控制信号，该控制信号用来调节转换器10的输出电压值。转 换器10一般包括一个FM控制器21，它形成FM控制信号。转换器 10在电压输入端11和电压返回端12之间接收一个电压，比如DC电 压。转换器10通常也包括上端开关和下端开关，实施为晶体管15和 20，它们用来交替提供电流给电感器13和变压器14，以及从电感器 13和变压器14上释放电流。变压器14将功率从初级端耦合到次级端， 以便将功率耦合到输出端18和19。一个光耦合器16连接在输出端18 和19之间，形成一个反馈(FB)信号，其代表了输出端18和19之 间的输出电压值。反馈(FB)信号由控制器24在反馈输入端24接收。