一種基于H橋的功率驅(qū)動(dòng)芯片的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、隨著功率集成電路的發(fā)展和半導(dǎo)體工藝的成熟，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)智能功率集成電路的需求越來(lái)越廣泛。功率驅(qū)動(dòng)集成電路是一種典型的智能功率集成電路，其主要功能是通過(guò)輸入外部控制信號(hào)，由邏輯控制模塊把外部控制信號(hào)轉(zhuǎn)化成功率器件的開(kāi)關(guān)信號(hào)，從而控制負(fù)載電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，旋轉(zhuǎn)方式，旋轉(zhuǎn)速度等功能。本文設(shè)計(jì)了一種H橋結(jié)構(gòu)的功率驅(qū)動(dòng)芯片，采用BCD工藝平臺(tái)研發(fā)，典型工作電壓35V，峰值電流輸出能力3A，連續(xù)電流輸出能力1A，并且具有欠壓封鎖和死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生功能。

2、r>　　本文首先從H橋的工作原理出發(fā)，研究了H橋的兩種工作模式的原理和過(guò)程。采用LDMOS器件作為H橋的四個(gè)功率器件和高端功率器件柵極驅(qū)動(dòng)與低端功率器件柵極驅(qū)動(dòng)相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)模式。然后從系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)組成方面對(duì)各子模塊應(yīng)具有的功能進(jìn)行了闡述。利用仿真工具對(duì)包括基準(zhǔn)源模塊、振蕩器模塊、電荷泵模塊、高端柵極驅(qū)動(dòng)模塊和低端柵極驅(qū)動(dòng)模塊在內(nèi)的子模塊進(jìn)行了工作原理介紹與仿真分析。其中的振蕩器采用單一電容和比較器實(shí)現(xiàn)，輸出信號(hào)振幅不隨參考電壓的改

3、變而改變，占用面積小，便于集成。高端柵極驅(qū)動(dòng)采用浮動(dòng)地電位技術(shù)，利用自舉原理將柵極電位上浮，外接自舉電容。電荷泵為自舉電容提供電荷補(bǔ)償，彌補(bǔ)電荷泄漏引起的電位下降。對(duì)總體電路進(jìn)行模塊聯(lián)仿，確定功能的有效性，達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后進(jìn)行版圖繪制并做DRC與LVS驗(yàn)證，最后送予流片。
　　本文對(duì)Cadence設(shè)計(jì)平臺(tái)作了簡(jiǎn)要的介紹，包括Cadence平臺(tái)下電路設(shè)計(jì)、仿真和版圖驗(yàn)證的方法和流程。采用Cadence內(nèi)置的仿真平臺(tái)和電路編輯器相結(jié)合