單片DC-DC變換器的CD工藝與關鍵電路研究.pdf

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

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

3、溫度變化設計出帶熱滯回功能的全CMOS結構過熱保護電路,同樣解決了CMOS電路中使用三極管的弊端。設計的電流檢測電路利用比例電流源技術,使檢測損耗得以降低、效率得以提高。此外,芯片還設計了過流與欠壓等保護電路,及頻率可變的輸出短路保護功能,以保證用戶系統(tǒng)安全。在對各關鍵模塊與整體應用電路使用HSPICE軟件仿真驗證之后,采用華潤上華0.5um工藝規(guī)則于Cadence Virtuoso平臺對芯片進行了版圖設計,并通過DRC與LVS檢查,驗