[发明专利]半导体设备、系统和控制方法

说明书

本公开的实施例涉及半导体设备、系统和控制方法。为了提供具有数字受控DC‑DC转换器的半导体设备，其能够在抑制增加的面积的同时稳定反馈操作，半导体设备10包括DC‑DC转换器14、闪速存储器17和控制闪速存储器17的处理器18，DC‑DC转换器14的特性由控制参数21确定，其中闪速存储器17和处理器18二者都以基于DC‑DC转换器14的输出的电源来操作。控制参数21被存储在闪速存储器17中，并且当DC‑DC转换器14操作时，控制参数21由处理器18从闪速存储器17读取，并且设置在DC‑DC转换器14中。

相关申请的交叉引用

于2019年6月21日提交的、申请号为No.2019-115547的日本专利申请的公开，包括其说明书、附图和说明书摘要，以其整体通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及半导体设备、系统和控制方法，例如，具有非易失性存储设备和DC电压转换器(后文中被称为DC-DC转换器，或简单地被称为转换器)的半导体设备、系统并且包括相同半导体设备的控制方法。

背景技术

作为DC-DC转换器，存在模拟控制系统和数字控制系统。例如，通常的模拟控制方法和数字控制方法的DC-DC转换器包括如在图11中示出的配置。图11A示出了模拟受控的DC-DC转换器的配置，图11B示出了数字受控的DC-DC转换器的配置。

在模拟受控的DC-DC转换器中，晶体管MP1、MN1由栅极驱动器开关，以通过切换流过电感器(线圈)Lout和电容器Cout的电流来生成输出电压Vout。所生成的输出电压Vout被补偿(诸如，由包括电阻器和电容器的补偿电路进行相位补偿)，并且所生成的输出电压Vout由比较器CMP1与参考电压进行比较。通过比较，输出电压Vout和参考电压之间的差异或误差从比较器CMP1提供给脉冲宽度调制(PWM)生成电路。

在PWM生成电路中，比较器CMP2将周期性锯齿波与误差进行比较，并且与该误差相对应的脉冲宽度PWM信号被生成，并且该PWM信号被提供给栅极驱动器。由于PWM信号的脉冲宽度根据误差的幅度而变化，因此占空比，亦即高电平时段(或低电平时段)与一个时段的比值根据误差而改变。因此，例如，在DC-DC转换器中，晶体管MP1被接通的时段将根据误差而改变，并且反馈操作被执行以减少误差，即，与参考电压相对应的电压值的输出电压Vout被生成。

数字受控的DC-DC转换器具有这样的配置，其中，由模拟受控的DC-DC转换器提供的补偿电路和PWM生成电路通过数字电路来实现。在图11B中，补偿电路由比例积分微分(PID)控制电路来配置，PWM生成电路由比较器CMP2来配置，比较器CMP2将来自计数器的锯齿波和PID控制电路的输出进行比较。因为数字控制，来自比较器CMP1的输出通过模拟和数字转换电路(后文中，被称为ADC电路)转换为数字信号，并且被供应给PID控制电路。例如，在图11B中示出的数字受控的DC-DC转换器中，当功率被接通时，软启动控制电路操作，栅极驱动器基于来自软启动控制电路的信号来操作。

例如，针对具有PID控制电路的数字控制的DC-DC转换器技术在日本专利号6,445,348(专利文献1)中被描述。

发明内容

为了稳定在DC-DC转换器中的反馈操作，补偿电路被配置为提供与图11示出的晶体管MP1、MN1等的开关频率、电感器Lout的值(即，电感)、以及电容器Cout的值(即，电容)相对应的特性。

在模拟受控的DC-DC转换器中，由于晶体管的开关频率、电感器的值Lout和电容器的值Cout是预设的，因此构成补偿电路的电阻器和电容器是预定和固定的，使得补偿电路包括适合于这些预设频率和值的特性。