高性能BICMOS電荷泵電源管理芯片設計.pdf

1、世界性能源危機的到來促使人們尋找各種各樣的方法來提高能源利用效率。電源管理芯片就是這樣一種有效管理用電設備的電流分配和提高電能利用效率的設備。隨著現(xiàn)代電子設備尺寸的減小，其工作電壓和負載電流越來越低，對電源管理芯片也提出了越來越高的要求。因此，本文設計了一種高性能BICMOS電荷泵電源管理芯片，能應用在負載電流在10mA到500mA之間的電子設備上，有效的節(jié)約用電設備的能源消耗。
　　本設計基于BICMOS工藝，利用2倍壓電荷泵電

2、源轉(zhuǎn)換原理，根據(jù)芯片的功能要求和性能指標，進行了電路的總體設計。系統(tǒng)的主要模塊包括低壓帶隙基準電路、過熱保護電路、振蕩電路、比較器電路及控制電路等。
　　由于帶隙基準決定了整個芯片的溫度特性和輸出電壓的紋波特性，同時其靜態(tài)功耗對芯片的轉(zhuǎn)換效率有著重要的影響，因此，BICMOS工藝帶隙基準和過熱保護電路模塊是本設計的重點。BICMOS工藝的采用使得輸入電壓在2.7-5.5V變化時，帶隙基準電壓輸出1.24V，溫度系數(shù)為6.68 pp

3、m/o C,電源抑制比為82dB。同時150℃時關斷，130℃時恢復的遲滯過熱保護方式保證了芯片的正常工作。在此基礎上，對系統(tǒng)其他各功能模塊和整體電路進行了設計、分析及仿真。仿真結(jié)果顯示，輸入電壓為2.7-5.5V時，在tt、ff、ss三種模式下芯片的輸出電壓都穩(wěn)定為5V，產(chǎn)生的紋波電壓小于30mV，平均轉(zhuǎn)換效率達到83％。
　　最后采用標準BICMOS0.6μm工藝進行版圖設計，版圖布局重點考慮振蕩電路對帶隙基準產(chǎn)生的噪聲影響，