基于BiCMOS工藝的2-3相PWM控制芯片的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著CPU在速度和集成度上的飛速發(fā)展，相應(yīng)的電源管理系統(tǒng)也需要同步地改進(jìn)。電源設(shè)計(jì)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(yīng)。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(diǎn)：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(gè)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(jì)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(diǎn)，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(guò)外接DAC，可以使輸出電壓范圍從1.08V～1.93V可調(diào)。通過(guò)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(jìn)的BiCMOS工藝，誤差放大器的增益能夠達(dá)到80dB。論文中合理設(shè)計(jì)了各個(gè)子電路，其中包括：帶

3、隙基準(zhǔn)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(jí)電路、過(guò)流保護(hù)電路和低壓保護(hù)電路等。 由于論文對(duì)誤差放大器、跨導(dǎo)放大器、基準(zhǔn)電路等模塊中雙極器件的性能要求較高，所以采用了先進(jìn)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(shì)，又獲得了與雙極電路相媲美的高開關(guān)速度、

4、強(qiáng)電流驅(qū)動(dòng)能力和較佳的模擬電路性能。論文中詳細(xì)介紹了BiCMOS工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 作者在Cadence工作站上采用先進(jìn)的0.6μmBiCMOS工藝模型，使用SpectureS和Hspice等EDA仿真工具對(duì)其各個(gè)模塊進(jìn)行功能仿真驗(yàn)證，并對(duì)關(guān)鍵模塊進(jìn)行了具體參數(shù)的仿真驗(yàn)證。論文對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真模擬，仿真結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。最后還完成了該芯片的版圖設(shè)計(jì)，并使用Dracula軟件對(duì)版圖設(shè)計(jì)規(guī)則與電氣規(guī)則進(jìn)行了檢查，達(dá)到了可以進(jìn)入代工