[发明专利]电源控制器形成方法及其结构

说明书

技术领域

本发明一般涉及电子学，且更特别地涉及形成半导体器件的方法 和结构。

背景技术

过去，半导体工业利用各种方法和结构来形成开关功率调节器电 路。许多开关调节器电路设计成当负载要求的电流的量减少时，减少 提供给负载的功率的量。这通常称为突发模式(burst mode)或跳周 期模式(skip cycle mode)。当负载再次要求较高的电流时，开关调 节器退出突发模式或跳周期模式并回到正常工作状态。一般地，从突 发模式到正常工作模式的转变导致使用开关调节器的系统提供的输 出电压中过量的纹波电流。

因此，期望有一种这样的开关调节器，其在跳周期模式期间最小 化输出电流中的纹波量，并在跳周期模式转变回正常工作模式期间最 小化纹波量。

附图说明

图1示意性地示出了包括根据本发明的开关电源控制器的电源 系统的一部分的实施方式；

图2是具有曲线的图，所述的曲线示出了根据本发明的图1的电 源控制器的工作期间形成的一些信号；

图3示意性地示出了包括根据本发明的开关电源控制器的电源 系统的一部分的实施方式，所述的开关电源控制器是根据本发明的图 1的电源控制器的可供替换的实施方式；

图4示意性地示出了包括根据本发明的另一个开关电源控制器 的电源系统的一部分的实施方式，所述的另一个开关电源控制器是根 据本发明的图1的电源控制器的另一个可供替换的实施方式；以及

图5示意性地示出了包括根据本发明的图1的电源控制器的半导 体器件或集成电路的实施方式的一部分的放大平面图。

为了说明的简洁和清楚，附图中的元件没有必要按比例绘制，且 不同图中相同的参考数字表示相同的元件。此外，为了描述的简洁而 省略了公知的步骤和元件的说明与详述。如这里所使用的载流电极表 示器件中承载通过该器件的电流的元件，如MOS晶体管的源极或漏 极、或双极型晶体管的发射极或集电极、或二极管的负极或正极，而 控制电极表示器件中控制通过该器件的电流的元件，如MOS晶体管 的栅极或双极型晶体管的基极。虽然这些器件在这里被解释为某些N 沟道或P沟道器件，或某些N型或P型掺杂区域，但本领域中的普 通技术人员应认识到，依照本发明，互补器件也是可能的。本领域中 的技术人员应认识到，这里使用的涉及电路运行的词语“在......的期 间”、“在......同时”以及“当......的时候”不是表示一有启动行为就会 马上发生行为的准确术语，而是在被初始行为激起的反应之间可能有 一些微小但合理的延迟，例如传播延迟。使用词语“近似地”或“基本 上”表示元件的值具有预计非常接近既定的值或位置的参数。然而， 如在本领域所公知的，总有小的差异，使值或位置不能准确地等于既 定的值或位置。在本领域已十分明确，与准确地如所描述的理想目标 相比，至少百分之十(10％)以内的差异都是合理的差异。

具体实施方式

图1示意性地示出了包括开关电源控制器30的电源系统10的一 部分的实施方式。系统10在功率输入端子11和功率返回端子12之 间接收功率并在电压输出14和端子12之间形成输出电压(Vo)。控 制器30被配置成将输出电压调节到期望值或目标值附近的值的范围 内的目标值。例如，目标值可以是5V，而值的范围可以是5伏附近 加减百分之五(5％)的范围。系统10通常还包括功率开关，例如功 率晶体管24，以及包括同步整流器，例如二极管26，功率开关和同 步整流器连接在一起以控制流过电感器16的电感电流25。电容器22 连接在输出14和端子12之间以辅助形成输出电压(Vo)。电流感测 元件，例如电阻器17通常被连接成产生第一反馈信号，作为表示电 感电流25的瞬时值的电流感测信号。电压感测网络18，例如串联的 电阻器19和20，可耦合到输出14以提供表示输出电压(Vo)的瞬 时值的第二反馈信号，例如节点21处的电压感测(VS)信号。本领 域中的技术人员应认识到二极管26可由被控制作为同步整流器工作 的功率晶体管替换。另外，电压感测网络18可以是提供表示输出电 压的值的信号的任何类型的感测网络。负载15一般连接在输出14和 端子12之间以便接收输出电压(Vo)以及同样接收来自电容器22和 电流25两者的负载电流23。