單片DC-DC變換器的CD工藝與關(guān)鍵電路研究.pdf

1、便攜式電子產(chǎn)品的普及對(duì)電源管理芯片的低成本、低功耗提出了更高要求。為此,本文在對(duì)雙極、CMOS及BCD工藝進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,提出了一種可兼容CMOS工藝且適合功率集成電路的CD工藝,并對(duì)基于所提出CD工藝的DC-DC變換器的關(guān)鍵電路進(jìn)行研究,對(duì)推出低成本、低功耗的DC-DC電源管理芯片具有重要參考價(jià)值。
　　通過(guò)對(duì)CMOS工藝下,高/低壓與功率器件的工藝兼容性及隔離和PN結(jié)終端處理技術(shù)進(jìn)行研究,在標(biāo)準(zhǔn)雙阱CMOS工藝基礎(chǔ)上增加

2、一次深N阱注入,實(shí)現(xiàn)了高壓CMOS與功率 LDMOS集成,進(jìn)而得到一種滿足課題需求的低成本 CD工藝。通過(guò)對(duì) BUCK DC-DC變換器工作原理與控制方式進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)出基于CD工藝的DC-DC變換器芯片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。利用NMOS與PMOS管閾值電壓隨溫度線性變化的原理通過(guò)加權(quán)求和電路抵消溫度系數(shù),設(shè)計(jì)出一種具有理論上極低溫度系數(shù)且大小可調(diào)的全 CMOS結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)電壓源,使面積與功耗比常規(guī)帶隙基準(zhǔn)源有所減小。利用NMOS管亞閾值I-V特性感應(yīng)

3、溫度變化設(shè)計(jì)出帶熱滯回功能的全CMOS結(jié)構(gòu)過(guò)熱保護(hù)電路,同樣解決了CMOS電路中使用三極管的弊端。設(shè)計(jì)的電流檢測(cè)電路利用比例電流源技術(shù),使檢測(cè)損耗得以降低、效率得以提高。此外,芯片還設(shè)計(jì)了過(guò)流與欠壓等保護(hù)電路,及頻率可變的輸出短路保護(hù)功能,以保證用戶系統(tǒng)安全。在對(duì)各關(guān)鍵模塊與整體應(yīng)用電路使用HSPICE軟件仿真驗(yàn)證之后,采用華潤(rùn)上華0.5um工藝規(guī)則于Cadence Virtuoso平臺(tái)對(duì)芯片進(jìn)行了版圖設(shè)計(jì),并通過(guò)DRC與LVS檢查,驗(yàn)