高性能BICMOS電荷泵電源管理芯片設(shè)計(jì).pdf

1、世界性能源危機(jī)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(shè)備的電流分配和提高電能利用效率的設(shè)備。隨著現(xiàn)代電子設(shè)備尺寸的減小，其工作電壓和負(fù)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(shè)計(jì)了一種高性能BICMOS電荷泵電源管理芯片，能應(yīng)用在負(fù)載電流在10mA到500mA之間的電子設(shè)備上，有效的節(jié)約用電設(shè)備的能源消耗。
　　本設(shè)計(jì)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(biāo)，進(jìn)行了電路的總體設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的主要模塊包括低壓帶隙基準(zhǔn)電路、過熱保護(hù)電路、振蕩電路、比較器電路及控制電路等。
　　由于帶隙基準(zhǔn)決定了整個(gè)芯片的溫度特性和輸出電壓的紋波特性，同時(shí)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(zhǔn)和過熱保護(hù)電路模塊是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。BICMOS工藝的采用使得輸入電壓在2.7-5.5V變化時(shí)，帶隙基準(zhǔn)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(shí)150℃時(shí)關(guān)斷，130℃時(shí)恢復(fù)的遲滯過熱保護(hù)方式保證了芯片的正常工作。在此基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)其他各功能模塊和整體電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)、分析及仿真。仿真結(jié)果顯示，輸入電壓為2.7-5.5V時(shí)，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(dá)到83％。
　　最后采用標(biāo)準(zhǔn)BICMOS0.6μm工藝進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)，版圖布局重點(diǎn)考慮振蕩電路對帶隙基準(zhǔn)產(chǎn)生的噪聲影響，