基于BiCMOS工藝的2-3相PWM控制芯片的設(shè)計.pdf

1、隨著CPU在速度和集成度上的飛速發(fā)展，相應的電源管理系統(tǒng)也需要同步地改進。電源設(shè)計面臨的最大挑戰(zhàn)是如何滿足更大的功率、更小的電壓容限以及更快的瞬態(tài)響應。新一代的CPU需要采用多相電壓調(diào)節(jié)器，因此多相控制芯片隨之發(fā)展。多相電源管理系統(tǒng)有很多優(yōu)點：功率平均分配在各通道中，散熱性能更優(yōu)；輸出電流可大于100A，工作電壓可低至1V以下；由于各個通道的輸出電流相互疊加，減小了輸出電流的紋波，降低了電磁干擾；可以使用更小的輸出電容和電感。

2、論文設(shè)計了一款可以2相或3相工作的PWM控制芯片，該芯片具有靈活、電壓調(diào)節(jié)范圍寬等特點，可以作為多種高密度供電電源的控制芯片。芯片使用了電壓和電流反饋環(huán)，可以更好地調(diào)整輸出電壓，并且電流反饋環(huán)路可以保證各相電流的均衡。通過外接DAC，可以使輸出電壓范圍從1.08V～1.93V可調(diào)。通過內(nèi)部相位選擇電路，可以使芯片工作在2相或3相狀態(tài)下。采用先進的BiCMOS工藝，誤差放大器的增益能夠達到80dB。論文中合理設(shè)計了各個子電路，其中包括：帶

3、隙基準源、誤差放大器、振蕩器、斜坡發(fā)生器、PWM比較器、數(shù)字選擇電路、輸出級電路、過流保護電路和低壓保護電路等。 由于論文對誤差放大器、跨導放大器、基準電路等模塊中雙極器件的性能要求較高，所以采用了先進的0.6μmBiCMOS工藝，使芯片中模擬電路獲得了良好的性能。BiCMOS是一種結(jié)合CMOS與雙極型器件結(jié)構(gòu)在單一集成電路內(nèi)的技術(shù)。它即保持了CMOS電路在功耗、噪聲容限和封裝密度上的優(yōu)勢，又獲得了與雙極電路相媲美的高開關(guān)速度、

4、強電流驅(qū)動能力和較佳的模擬電路性能。論文中詳細介紹了BiCMOS工藝設(shè)計要點。 作者在Cadence工作站上采用先進的0.6μmBiCMOS工藝模型，使用SpectureS和Hspice等EDA仿真工具對其各個模塊進行功能仿真驗證，并對關(guān)鍵模塊進行了具體參數(shù)的仿真驗證。論文對設(shè)計進行了仿真模擬，仿真結(jié)果驗證了設(shè)計的正確性。最后還完成了該芯片的版圖設(shè)計，并使用Dracula軟件對版圖設(shè)計規(guī)則與電氣規(guī)則進行了檢查，達到了可以進入代工