一种高动态性能数字DC-DC算法建模与芯片设计

降压型DC-DC模块在手机、笔记本等便携式设备中应用极其广泛,它能给基带芯片提供不随负载变化的稳定电压,使整个设备正常工作.随着消费电子的发展,复杂的功能转换导致基带芯片负载的快速变化,因而要求电源芯片有更好的动态性能.采用直接数字法对DC-DC进行建模,利用根轨迹与开环波特图来联合设计补偿函数,并设计新的电路结构,将整个算法压缩至一个周期内完成,仿真达到良好的动态响应.最后以手机基带芯片供电这一应用为背景,采用UMC 0.18 μm工艺,完成了全部芯片设计,其工作频率为1 MHz,输入电压变化范围为3.3 V到2.4 V,输出电压为1.25 V,纹波小于0.5%,负载变化范围为50 mA到800 mA,电压稳定时间小于140 μs.     

ISO 14443单芯片读卡机解调电路的设计

介绍了ISO 14443标准中IC卡到读卡机通信的信号特征和解调方法,提出了一种新颖的调幅波解调电路的基本原理和电路实现.芯片测试结果显示:电路在2.5～5.5V下都能稳定可靠的工作,工作温度范围为-20～80℃;5V条件下整个解调电路的功耗小于1mA;电路能检测的最小幅度调制信号为5mV.     

ISO 14443单芯片读卡机解调电路的设计

介绍了ISO 14443标准中IC卡到读卡机通信的信号特征和解调方法,提出了一种新颖的调幅波解调电路的基本原理和电路实现．芯片测试结果显示：电路在2.5～5.5V下都能稳定可靠的工作,工作温度范围为－20～80℃;5V条件下整个解调电路的功耗小于1mA;电路能检测的最小幅度调制信号为5mV．     

一种高电源抑制比的全MOS电压基准源设计

基于MOS管在亚阈值区、线性区和饱和区的不同导电特性,采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种全MOS结构的电压基准源。为了改进核心电路,通过设计并优化预抑制电路,使整个电路实现了高电源电压抑制比的输出电压。对电路进行仿真,当电源电压大于1.5 V时,电路进入正常工作状态;在1.8 V电源电压下,-20 ℃~120 ℃范围内,温度系数为1.04×10-5/℃,该电压基准源的输出电压为0.688 V;低频时,电源电压抑制比达到-159.3 dB,在1 MHz时电源电压抑制比为-66.8 dB,功耗小于9.83 μW。该电压基准源能应用于高电源电压抑制比、低功耗的LDO电路中。     

大电流窄脉冲激光器驱动芯片设计

脉冲式半导体激光器的出光质量直接影响探测精度。针对激光探测系统小型化的需求,设计一款面积小、集成度高的激光器驱动芯片。该芯片使用新型3D堆叠式封装技术将栅极驱动管芯与功率场效应晶体管管芯集成,并在中间添加双面覆铜陶瓷基板实现两管芯互连。该封装形式既提高了芯片的散热能力,又增强了过流能力。首先对激光探测发射模块现状进行详细介绍,引出了激光器驱动芯片的设计思路与方法,并给出了具体的封装设计流程。对栅极驱动电路与版图进行设计,使用0.25 μm BCD工艺制造栅极驱动芯片。在完成激光器驱动芯片封装后,搭建外围电路进行测试,使该芯片驱动860 nm激光器,芯片供电电压为12 V时,输入电平为3.3 V、频率为10 kHz的PWM信号,芯片输出脉冲宽度为180 ns的窄脉冲,其上升、下降时间小于30 ns,峰值电流高达15 A,可以使激光器正常出光,满足探测需求。芯片具有超小面积,约为5 mm×5 mm,解决了传统激光器驱动电路采用多芯片模块造成探测系统内部空间拥挤的问题,为小型化提供新思路。     

一种应用于OLED显示驱动芯片的CMOS升压型PFM DC-DC转换器设计

由于DC-DC芯片工作模式的多样性,电源转换器的系统结构有多种不同选择。为了电源模块的安全可靠,往往需要多种保护电路模块。文中从系统的角度,阐述了适合于OLED显示驱动电路的PFM工作模式的升压DC-DC电源转换器的原理。在此基础上,设计了一种应用于OLED驱动电路芯片的升压DC-DC电路。当输入电压为2.4～4.2V时,输出电压可以达到15V,负载电流最大可以达到50mA,纹波电压小于200mV。这个设计可以与OLED驱动芯片集成在一起,实现OLED驱动芯片和电源管理芯片的集成。     

一种可用于模块化设计的热关断电路

提出了一种可用于模块化设计的热关断电路,采用0.8μm BiCMOS工艺参数进行仿真分析表明:该电路温度灵敏度高,不需要另外的基准信号,超低静态功耗,并可以通过外部信号来控制工作状态,可用于1.5V～12V电源,能够作为电源管理芯片以及接口电路芯片中的过热保护模块。     

小型化封装的四通道多功能电路

基于GaAs E/D赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺、多层陶瓷管壳工艺和芯片微组装工艺技术,设计并制作了一种微波小型化封装四通道多功能电路.该多功能电路集成了通道选择、6 bit移相和4 bit衰减等功能,由低噪声放大器(LNA)芯片、功分开关网络多功能芯片(MFC)、数控移相衰减多功能芯片、3-8译码器芯片和多层陶瓷外壳组成.测试结果表明,在频率为2.0～3.5 GHz时,电路增益大于16 dB,噪声系数小于1.3 dB,端口电压驻波比(VSWR)小于1.5∶1,多功能电路采用+5 V/-5 V供电,工作电流分别为110 mA@+5 V,48 mA@-5 V.多功能电路的封装尺寸为19.0 mm×17.0 mm×3.1 mm.     

同步降压式转换器芯片带隙基准源的设计

采用CMOS工艺设计了同步降压式转换器芯片中的带隙基准电压源电路,并用CSMC 0.35μm混合CMOS工艺模型进行了仿真。基准电压1.2V,在2V~5V输入电压范围内输出电压变化小于0.5mV。-40℃~120℃温度范围,输出电压温度系数小于30ppm。并且电路有使能控制和软启动功能,具有较低功耗和良好的瞬态响应。     

一种高灵敏度过温保护电路的设计

提出了一种应用于LED驱动器的过温保护电路。该电路的温度检测模块通过调节电流镜两条支路上的电阻比值来提高温度系数,输出级采用共源共栅结构,具有温度系数高、受工艺参数变化影响小、电压稳定好等优点。基于CSMC 0.5 μm CMOS工艺,采用Hspice软件对电路进行仿真,结果表明,温度检测模块的工作范围为－45 ℃~135 ℃,CTAT输出电压线性度良好,最大偏差小于2%。当电源电压为5 V时,负温度系数达到11.2 mV/℃,温度感应转变时间小于20 ns;该过温保护电路能较好地抑制电源电压波动引起的阈值点漂移,其漂移系数仿真值小于2.5 ℃/V。     

一种应用于CAN总线芯片的过压保护电路设计

为解决传统过压保护电路功耗大、易受干扰的问题,基于0.25μm CMOS工艺设计并实现了一种应用于控制器局域网络(CAN)总线芯片的过压保护电路。其作用是当芯片端口电压高于电源电压或低于地(GND)电平时为芯片提供保护信号,阻止电流倒灌入芯片。在3.3 V电源电压下,该电路具有迟滞功能,防止其受到噪声干扰反复打开和关闭芯片。仿真结果表明,端口电压高于3.55 V时电路提供保护信号,重新下降至3.35 V后系统恢复工作;同理,端口电压低于-0.25 V时电路提供保护信号,重新上升至-0.05 V后系统恢复工作。流片测试结果显示该电路可以为CAN总线芯片提供有迟滞的过压保护功能,与符合仿真结果基本一致。     

一种采用双极工艺设计的过流过压保护电路

文章提出了一种基于2μm双极型工艺设计的过流过压保护电路,本电路采用一个带迟滞比较器电路结构思想实现其保护功能的,本电路的结构新颖、电路简洁、性能优良.通过Cadence Soectre仿真工具对电路的工作状态进行仿真,结果表明该电路功能良好、敏感度高、便于集成.本过流过压保护电路通常用于集成在DC/DC转换器的控制芯...     

基于ATMEGA16的开关电源设计与制作

电源广泛应用于各种电子设备及电子电路中。以ATMEGA16单片机为控制核心,设计并制作了具有输出电压步进可调的开关电源。其硬件由整流、滤波、单片机供电电源、DC-DC变换及LED显示组成。经实验测定,输出电压0～9.9V步进0.1V可调,输出电流1.5A,当输出电压9V、输出电流1.5 A时,电压调整率小于0.67%,效率可达78.78%。     

基于电荷泵的低压启动高效率Boost DC/DC变换器设计

设计了一种在供电电源电压稍高于MOS管阀值的超低压条件下就能正常工作的宽输入电压范围的DC/DC变换器。电荷泵的启动模块和Boost升压模块集成于同一芯片中,在电压低于2.2V（typical）时,芯片包括两部分的工作过程,首先由电荷泵的启动模块使电压升高至2.2V,然后由输出电压为Boost转换器模块供电,使芯片正常工作。输入电压高于2.2V时,只有Boost模块工作。为使芯片实现高效率的转换,在轻载情况下,采用PFM调制模式;在重载情况下,采用PWM调制模式;通过逻辑控制两种模式自动切换,实现了良好的负载调整率。芯片采用SMIC 0.5um CMOS工艺设计并流片测试,在0.83V的电源电压时,芯片能正常启动工作。在电压VIN=1.2V,VOUT=3.3V时,最大效率达到87%,所有电压和负载范围内效率不低于50%。该芯片可用于单电池供电的系统中。     

基于STM32的直流稳压电源及漏电保护装置

基于STM32的直流稳压电源及漏电保护装置由三大部分组成,分别是直流稳压电源模块、漏电保护模块和显示模块.稳压电源模块采用具有放大环节的串联型稳压电路,电路结构简单,输出电压稳定、输出电流大.漏电保护装置采用INA195,该芯片能灵敏的检测到漏电电流是否超出预定指标.显示电路采用NOKIA5110进行参数显示,在低功耗、低成本的条件下,实现人机交换.经过测试该电源运行稳定.     

A 1.5 V 12-bit 16 MSPS CMOS Pipelined ADC with 68 dB Dynamic Range

A 1.5 V, 12-bit, 16 MSPS analog-to-digital converter was implemented in 0.25 μm 1P5 M standard CMOS process with MIM capacitors. The converter achieves a peak SNDR of 66.5 dB with 5.12 MSPS and that of 63.0 dB with 16.384 MSPS. The dynamic range is 68 dB under both sampling rates. The maximum INL of ±0.8 LSB and DNL of ±0.5 LSB were measured under 5.12 MSPS, while those of 16.384 MSPS decreased to ±3.1 and ±1.0 LSB, respectively. An embedded bandgap reference circuit that provides the conversion voltage range is also presented with 1.5 V supply voltage. The total power consumption of this converter was 138 mW under 16.384 MSPS or 97 mW under 5.12 MSPS. The total area of this chip is 2.8 × 2.5 mm. This chip was implemented without calibration or trimming approaches.     

基于FPGA的虚拟电源的研究与实现

设计了以FPGA为核心控制芯片的虚拟电源系统。实现了虚拟电源的硬件平台和软件系统,包括控制开关模块、电压采集模块、电压输出模块、电压自调整模块、UART模块、数值转换模块等。系统利用UART与上位机实现通信,通过控制AD5662和TPS5450芯片输出设定电压,并实时地从AD7699芯片处获得实际输出电压值,通过自调整模块使电压稳定在设定值的附近。电压测试范围从2.6V到4.2V,当系统不带负载时,输出电压的纹波小于10mV,当输出电流为1A时,输出电压纹波小于20mV。     

12bit高稳定性数模转换器设计

设计了一款12 bit高稳定性控制类数模转换器(DAC),该DAC集成了带有稳定启动电路的新型低失调带隙基准源(BGR),改善了基准电路的稳定性以及对温度和工艺的敏感性;DAC采用了改进的两级电阻串结构,通过开关电阻匹配和特殊版图布局,在既不增加电路功耗又不扩大版图面积的前提下,提高了DAC的精度并降低了工艺浓度梯度对整体性能的影响.基于CSMC 0.5 μm 5 V 1P4M工艺对所设计的DAC芯片进行了流片验证.测试结果表明:常温下DAC的微分非线性(DNL)小于0.45 LSB,积分非线性(INL)小于1.5 LSB,并且在-55～125℃内DNL小于1 LSB,INL小于2.5 LSB;5V电源电压供电时功耗仅为3.5 mW,实现了高精度、高稳定性的设计目标.     

一款CAN总线收发器芯片的电路设计

文中完成一款应用于CAN总线的收发器芯片的电路设计.重点阐述了该收发器芯片的功能框图及其工作原理,特别是接收模块和过压保护的设计.该电路采用5V电源,驱动总线负载为R=60Ω、C=200pF.仿真结果表明该电路工作时的平均电流为35.7mA,电路总的延迟时间为160ns,具有较好的过压保护功能,可应用于高速CAN总线通讯中.