Dc-dc转换器以及半导体集成电路的制作方法
【专利说明】DC - DC转换器以及半导体集成电路
[0001]关联申请的引用
[0002]本申请以2013年12月26日提出申请的日本国专利申请第2013 — 269904号带来的优先权的利益为基础，并且，要求该优先权的利益，在先申请的全部内容通过引用而包含于本申请。
技术领域
[0003]本发明涉及DC - DC转换器以及半导体集成电路。
【背景技术】
[0004]近年来，便携信息终端等急速地进步。由此，为了对微细化后的高集成CPU等进行驱动，DC - DC转换器中要求大电流、高效率、高速时钟动作、高速负载变动响应。
[0005]然而，在以往的DC - DC转换器的电路技术中，即使使用峰值电流控制等非常复杂的电路构成，时钟频率也有3?4MHz的限度，高速负载变动响应也无法应对市场的要求。
[0006]为此,提出了脉动(ripple)注入式的滞后(hysteresis)控制DC— DC转换器等。
【发明内容】
[0007]提供一种能够谋求高效率化并且能够实现高速时钟动作以及高速负载变动响应的DC - DC转换器、以及半导体集成电路。
[0008]实施方式提供一种DC — DC转换器,其特征在于,具备:
[0009]输出电压端子，在该输出电压端子与固定电位之间连接有外部负载，该输出电压端子用于输出输出电压；
[0010]电容器，连接在所述输出电压端子与所述固定电位之间；
[0011]电感器，一端连接于所述输出电压端子，另一端连接于控制节点；
[0012]基准电压生成电路，生成基准电压；
[0013]调制用时钟信号生成电路，生成调制用时钟信号；
[0014]调制器，输出通过对所述基准电压施加与所述调制用时钟信号同步的调制而获得的基准信号；
[0015]第一比较器，将所述基准信号与基于所述输出电压的第一反馈信号进行比较，输出基于该比较结果的信号；以及
[0016]驱动器，对基于由所述第一比较器输出的信号的PWM信号进行波形整形，并将该波形整形后的驱动信号输出至所述控制节点。
[0017]此外，实施方式提供一种半导体集成电路，应用于具备输出电压电子、电容器及电感器的DC — DC转换器，其中，所述输出电压端子，在该输出电压端子与固定电位之间连接有外部负载，该输出电压端子用于输出输出电压；所述电容器，连接在所述输出电压端子与所述固定电位之间；所述电感器，一端连接于所述输出电压端子，另一端连接于控制节点，所述半导体集成电路的特征在于，具备:
[0018]基准电压生成电路，生成基准电压；
[0019]调制用时钟信号生成电路，生成调制用时钟信号；
[0020]调制器，输出通过对所述基准电压施加与所述调制用时钟信号同步的调制而获得的基准信号；
[0021]第一比较器，将所述基准信号与基于所述输出电压的第一反馈信号进行比较，输出基于该比较结果的信号；以及
[0022]驱动器，对基于由所述第一比较器输出的信号的PWM信号进行波形整形，并将波形整形后的信号输出至所述控制节点。
[0023]根据实施方式，能够提供能够谋求高效率化并且能够实现高速时钟动作以及高速负载变动响应的DC - DC转换器、以及半导体集成电路。
【附图说明】
[0024]图1是对第一实施方式所涉及的DC - DC转换器100的构成的一例进行表示的电路图。
[0025]图2是对图1所示的DC - DC转换器100的驱动器DR的电路构成的一例进行表示的电路图。
[0026]图3是对图1所示的DC - DC转换器100中的各信号的波形的一例进行表示的图。
[0027]图4是对第二实施方式所涉及的DC - DC转换器200的构成的一例进行表示的电路图。
[0028]图5是对第三实施方式所涉及的DC - DC转换器300的构成的一例进行表示的电路图。
[0029]图6是对第四实施方式所涉及的DC - DC转换器400的构成的一例进行表示的电路图。
[0030]图7是对第五实施方式所涉及的DC — DC转换器500的构成的一例进行表不的电路图。
[0031]图8是对第六实施方式所涉及的DC - DC转换器600的构成的一例进行表示的电路图。
【具体实施方式】
[0032]以下，基于附图对实施方式进行说明。
[0033][第一实施方式]
[0034]图1是对第一实施方式所涉及的DC - DC转换器100的构成的一例进行表示的电路图。此外，图2是对图1所示的DC - DC转换器100的驱动器DR的电路构成的一例进行表不的电路图。
[0035]如图1所示，DC — DC转换器100具备:输出电压端子TOUT、电容器C、平滑化用的电感器L、基准电压生成电路VC、调制用时钟信号生成电路G1、第一比较器C0N1、调制器M、驱动器DR。
[0036]另外，基准电压生成电路VC、调制用时钟信号生成电路G1、第一比较器C0N1、调制器M、以及驱动器DR构成半导体集成电路。然而，该半导体集成电路中也可以包含电感器L0
[0037]在此，如图1所示，输出电压端子TOUT与固定电位(以下，例如为接地)之间连接有外部负载L0。该输出电压端子TOUT将输出电压VOUT输出至外部负载L0。
[0038]此外，电容器C被连接在输出电压端子TOUT与接地之间。
[0039]平滑化用的电感器L，一端连接于输出电压端子TOUT，另一端连接于控制节点N。
[0040]基准电压生成电路VC生成基准电压Vref。
[0041]调制用时钟信号生成电路Gl生成调制用时钟信号CLKl。
[0042]调制器M输出通过对于基准电压Vref施加与调制用时钟信号CLKl同步的调制而获得的基准信号VM。另外，基准信号VM是以基准电压Vref为中心的微小振幅的调制波(例如，三角波、或正弦波)。
[0043]第一比较器CONl对基准信号VM和基于输出电压VOUT的第一反馈信号Vl进行比较，输出基于该比较结果的信号。
[0044]另外，在该图1所示的例子中，第一比较器CONl输出的信号是PWM信号SPWM。并且，在图1所示的例子中，第一反馈信号Vl是输出电压V0UT。
[0045]驱动器DR对基于由第一比较器CONl输出的信号的PWM(Pulse WidthModulat1n)信号SPWM进行波形整形，将该波形整形后的驱动信号SD输出至控制节点N。
[0046]该驱动器DR例如如图2所示，具有pMOS晶体管Ml和nMOS晶体管M2。
[0047]pMOS晶体管Ml为，源极连接于电源，漏极连接于控制节点N。该pMOS晶体管Ml的栅极被输入PWM信号SPWM。
[0048]nMOS晶体管M2为，漏极连接于控制节点N，源极连接于接地，栅极被输入PWM信号SPWM。
[0049]该图2所示的驱动器DR在PWM信号SPWM是“High”电平的情况下，将电源电压VDD作为信号SD输出至控制节点N。
[0050]另一方面，驱动器DR在PWM信号SPWM是“Low”电平的情况下，将接地电压VSS作为驱动信号SD输出至控制节点N。
[0051]接下来，对具有如以上的构成的本实施方式所涉及的DC - DC转换器的动作特性进行说明。
[0052]图3是对图1所示的DC - DC转换器100中的各信号的波形的一例进行表示的图。
[0053]如图3所示，由基准电压生成电路VC生成的基准电压Vref为恒定的值。
[0054]基准信号VM是通过调制器M对基准电压Vref施加与调制用时钟信号CLKl同步的调制而获得的。另外，在该图3中，示出了基准信号VM是三角波的例子。
[0055]并且，如已经叙述那样，第一比较器CONl对基准信号VM和基于输出电压VOUT的第一反馈信号Vl进行比较，输出基于该比较结果的信号(PWM信号SPWM)。
[0056]例如，如图3所示，在第一反馈信号Vl小于基准信号VM的情况下，第一比较器CONl使PWM信号SPWM为“Low”电平。
[0057]另一方面，在第一反馈信号Vl为基准信号VM以上的情况下,第一比较器CONl使PWM信号SPWM为“High”电平。
[0058]并且，驱动器DR对该PWM信号SPWM进行波形整形，将该波形整形后的驱动信号SD输出至控制节点N。该驱动信号SD通过电感器L和电容器C被进行平滑化后，作为输出电压VOUT被输出至输出端子TOUT。
[0059]这样，DC — DC转换器100具有非常简单的构成，用正弦波等对基准电压Vref进行调制，并将调制后的信号与来自输出电压VOUT的返还信号进行比较，从而获得具有与输出电压VOUT对应的脉冲宽度的PWM信号SPWM。例如，在基准信