信号生成系统、器件和生成脉冲宽度调制信号方法技术方案

本文描述了用于生成具有特定占空比的脉冲宽度调制(PWM)信号的系统、方法和器件。在一个实施例中，系统包括方波发生器和逻辑器件。方波生成器用以延迟输入方波信号以生成多个方波信号。逻辑器件被配置为对多个方波信号中的两个方波信号执行逻辑操作，进而生成具有对应于两个方波信号的占空比的PWM信号。本申请的实施例还提供了信号生成系统、器件和生成脉冲宽度调制信号方法。冲宽度调制信号方法。冲宽度调制信号方法。

【技术实现步骤摘要】
信号生成系统、器件和生成脉冲宽度调制信号方法


[0001]本申请的实施例涉及信号生成系统、器件和生成脉冲宽度调制信号方法。

技术介绍

[0002]由氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT，High Electron Mobility Transistor实施的高侧集成驱动器电路能够实现各种电路的高功率吞吐量。HEMT具有多种应用，包括分立功率晶体管的驱动操作。

技术实现思路

[0003]根据本申请的实施例的一个方面，提供了一种信号生成系系统，包括：方波发生器，被配置为延迟输入方波信号以生成多个方波信号；以及逻辑器件，被配置为对多个方波信号中的两个方波信号执行逻辑操作，其中，逻辑操作生成脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制信号具有对应于两个方波信号的占空比。
[0004]根据本申请的实施例的一个方面，提供了一种信号生成系器件，包括：多个逻辑电路，包括多个增强型高电子迁移率晶体管(E
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HEMT)和多个耗尽型高电子迁移率晶体管(D
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HEMT)，多个逻辑电路被配置为基于多个逻辑电路的电压输入生成脉冲宽度调制(PWM)信号。
[0005]根据本申请的实施例的又一个方面，提供了一种生成脉冲宽度调制信号的方法，包括：使用方波发生器生成多个方波信号，以延迟输入方波信号；以及通过对多个方波信号中的两个方波信号执行逻辑操作来生成具有可变占空比调制的脉冲宽度调制(PWM)信号。
附图说明
[0006]当与附图一起阅读时，从以下详细描述可以最好地理解本公开的各个方面：
[0007]图1是示出根据本公开的各种实施例的示例PWM控制电路的框图。
[0008]图2A是示出根据本公开的各种实施例的示例逻辑电路的电气示意图。
[0009]图2B是示出根据本公开的各种实施例的另一示例逻辑电路的电气示意图。
[0010]图2C是示出根据本公开的各种实施例的另一示例逻辑电路的电气示意图。
[0011]图3A是根据本公开的各种实施例的示例PWM控制电路。
[0012]图3B是示出根据本公开的各种实施例的PWM控制电路随时间推移的操作的一系列电压图。
[0013]图4是示出根据本公开的各种实施例的向PWM控制电路提供输入电压的振荡器的示例示意图。
[0014]图5A是根据本公开的各种实施例的另一个示例PWM控制电路。
[0015]图5B是示出根据本公开的各种实施例的PWM控制电路随时间推移的操作的一系列电压图。
[0016]图6是说明根据本公开的各种实施例的生成PWM信号的方法的过程流程图。
具体实施方式
[0017]以下公开内容提供了许多用于实现本专利技术的不同特征不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实施例或实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例而不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可以在各个示例中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0018]此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在
…
下方”、“在
…
下面”、“下部”、“在
…
上面”、“上部”等的空间关系术语，以描述如图中所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间关系术语旨在包括器件在使用或操作工艺中的不同方位。器件可以以其它方式定位(旋转90度或在其它方位)，并且在本文中使用的空间关系描述符可以同样地作相应地解释。
[0019]场效应晶体管(FET，field
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effect transistor)是使用电场操作电子器件的晶体管。HEMT，诸如氮化镓(GaN)HEMT，是一种类型的FET。部分由于高电流密度、高击穿电压和低工作电阻，HEMT适用于高功率应用。HEMT，诸如GaN HEMT，具有多种有用的应用，包括用于本文所述的脉冲宽度调制(PWM，pulse width modulation)控制电路中。PWM电路通常用于降低集成电路(IC)消耗的功率量。
[0020]GaN HEMT能够提供大量的功率，因为它们具有独特的材料特性组合，材料特性包括低电阻、高击穿电场、宽带隙(例如，在室温下对于GaN为3.36eV)、高电流密度、大导带偏移，和/或高饱和电子漂移速度。通常，PWM电路包含一个或多个具有p型HEMT和n型HEMT二者的逻辑电路。然而，这些PWM电路仍然会经历功率损失、尺寸大和/或由于其中的电子组件数量而导致的成本高。
[0021]本文描述的电路和方法仅利用n型HEMT来实施逻辑电路，该逻辑电路继而可以生成具有最小至无功率损耗的PWM信号。例如，图1是示出根据本公开的各种实施例的示例PWM控制电路100的框图。在一些实施例中，PWM控制电路100可以是由诸如HEMT的GaN集成电路构成的GaN PWM控制电路。PWM控制电路100可以包括任意数量的n型逻辑电路，诸如n型逻辑电路1110和n型逻辑电路X 120。单个电压源(例如供电电源)VDD 130为PWM控制电路100供电。输入信号140，诸如来自如图4中更详细描述的振荡器电路的电压，被提供给PWM控制电路100。n型逻辑电路(例如n型逻辑电路1 110和n型逻辑电路X 120)的组合利用输入信号140以生成具有可变占空比的输出PWM信号150。占空比宽度可由输入信号140控制。
[0022]图2A
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图2C是示出根据本公开的各种实施例用于集成在图1的PWM控制电路100中的示例逻辑电路210、220、230的电气示意图。在一些实施例中，逻辑电路210、220、230由GaN组件构成。例如，图2A是示出根据本公开的各种实施例的示例逻辑210电路的电气示意图。逻辑电路210是NOT(非)门，该NOT门其输入值并且输出输入值的反相值。
[0023]逻辑电路210由串联耦接在一起的增强型HEMT(E
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HEMT)212和耗尽型HEMT(D
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HEMT)214组成。E
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HEMT和D
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HEMT是示例n型HEMT。E
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HEMT需要正栅极电压以将电子吸引到栅极，或者需要在相邻势垒层中使用适当的掺杂水平以将电子吸引到栅极。电子被吸引到栅极并使得电流在E
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HEMT内流动。换言之，通过将E
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HEMT的栅极端子拉至高于阈值电压电平
Vth的电压电平来导通或激活E
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HEMT。相反，D
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HEMT在零栅极
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源极电压下处于导通状态。换言之，D
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HEMT在栅极
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号生成系统，包括：方波发生器，被配置为延迟输入方波信号以生成多个方波信号；以及逻辑器件，被配置为对所述多个方波信号中的两个方波信号执行逻辑操作，其中，所述逻辑操作生成脉冲宽度调制信号，所述脉冲宽度调制信号具有对应于所述两个方波信号的占空比。2.根据权利要求1所述的信号生成系统，其中，所述逻辑器件包括多个增强型高电子迁移率晶体管和多个耗尽型高电子迁移率晶体管。3.根据权利要求1所述的信号生成系统，其中，所述逻辑器件包括：第一逻辑电路，被配置为接收所述两个方波信号中的第一方波信号，所述第一逻辑电路包括与第一耗尽型高电子迁移率晶体管串联耦接的第一增强型高电子迁移率晶体管；第二逻辑电路，被配置为接收所述两个方波信号中的第二方波信号，所述第二逻辑电路包括与第二耗尽型高电子迁移率晶体管串联耦接的第二增强型高电子迁移率晶体管；第三逻辑电路，耦接到所述第一逻辑电路和所述第二逻辑电路，所述第三逻辑电路包括与第三耗尽型高电子迁移率晶体管串联耦接在一起的第三增强型高电子迁移率晶体管和第四增强型高电子迁移率晶体管；以及第四逻辑电路，耦接到所述第三逻辑电路，所述第三逻辑电路被配置为输出脉冲宽度调制信号，所述第四逻辑电路包...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖昱安，陈建宏，谢正祥，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：