电子科大微电子技术前沿作业-spic技术发展动态

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1、SPIC技术发展动态一、SPIC技术概论1.SPIC技术简介SmartPowerICs(SPIC),即智能功率集成电路，是指将所有的岛压器件与低压电路集成在同一芯片上，消除了电力电子装置中各模块之间多余的连接。这样既提高了电路的稳定性，也可以明显降低原來在高频工作时各模块之间引线对电路造成的破坏性影响，甚至可将过温、过流、过压和欠压等保护电路都集成进芯片去增强对功率器件的保护。因此，不仅显著地提高集成度、降低成本，更可令芯片整体的可靠性获得提升。一般来说，SPIC应该具备下而的三种功能：(1)控制功能，检查系统运行状态并据此调整功率集成器件的工作；(2)传感与保护功能，当系统出现负

2、载过重、输出短路、芯R电源电压不正常或温度过高等各种有害情况吋，能及时反映在控制电路中并作山改变，使功率集成器件工作在其安全工作区内；(3)拥有可以同外界通信的逻辑输入、输出接口。对SPIC來说其技术主要包栝隔离技术和功率半导体器件技术，隔离技术包括：A隔离、PN结隔离、介质隔离。2.SPIC技术发展智能功率集成电路F七十年代后期出现在人们视野，但rh于技术原因其研制遇到很大阻碍没有实质性进展。八十年代新型器件的出现带动了SPIC的发展，而九十年代BCD工艺的成熟使得SPIC进展惊人，在工业制造、电力传输、自动化控制等中确立了不可替代的位置。今天，SPIC已在军用航天、工业自动化、

3、民品电子、汽车电子等各个领域获得了广泛的应用，在各个现代化国家的国民经济中占有厚重比例。而当下SPIC技术总的发展趋势是向功耗更低、工作频率更高、功率更大和功能更全的方向发展，而且系列化和专业化SPIC越来越明显。0前SPIC的重要研究内界有：开发成品率高、工艺成本低且能兼容于CMOSSPIC技术发展动态一、SPIC技术概论1.SPIC技术简介SmartPowerICs(SPIC),即智能功率集成电路，是指将所有的岛压器件与低压电路集成在同一芯片上，消除了电力电子装置中各模块之间多余的连接。这样既提高了电路的稳定性，也可以明显降低原來在高频工作时各模块之间引线对电路造成的破坏性影响

4、，甚至可将过温、过流、过压和欠压等保护电路都集成进芯片去增强对功率器件的保护。因此，不仅显著地提高集成度、降低成本，更可令芯片整体的可靠性获得提升。一般来说，SPIC应该具备下而的三种功能：(1)控制功能，检查系统运行状态并据此调整功率集成器件的工作；(2)传感与保护功能，当系统出现负载过重、输出短路、芯R电源电压不正常或温度过高等各种有害情况吋，能及时反映在控制电路中并作山改变，使功率集成器件工作在其安全工作区内；(3)拥有可以同外界通信的逻辑输入、输出接口。对SPIC來说其技术主要包栝隔离技术和功率半导体器件技术，隔离技术包括：A隔离、PN结隔离、介质隔离。2.SPIC技术发展

5、智能功率集成电路F七十年代后期出现在人们视野，但rh于技术原因其研制遇到很大阻碍没有实质性进展。八十年代新型器件的出现带动了SPIC的发展，而九十年代BCD工艺的成熟使得SPIC进展惊人，在工业制造、电力传输、自动化控制等中确立了不可替代的位置。今天，SPIC已在军用航天、工业自动化、民品电子、汽车电子等各个领域获得了广泛的应用，在各个现代化国家的国民经济中占有厚重比例。而当下SPIC技术总的发展趋势是向功耗更低、工作频率更高、功率更大和功能更全的方向发展，而且系列化和专业化SPIC越来越明显。0前SPIC的重要研究内界有：开发成品率高、工艺成本低且能兼容于CMOS工艺和BiCMO

6、S工艺的新型工艺的研宄：能将多个大功率器件进行单片集成的研宄；能在特种环境卜正常工作且具有较好坚固性的SPIC的研宂，特种环境比如：高温，高辐射等;大电流高速度MOS器件控制且具有自我保护机制的功率器件的研究。SPIC的进一步研宄是能够把多个大电流、高电压功率器件与低压电路集成为单片集成电路的研究。使之具备完整的系统功能，从而实现智能功率集成电路的单片式集成，以此进一步降低工业设计中的成本。二、SPIC相关技术动态1.SPIC压摆率控制策略由于客户规格和电磁兼容性的要求，SPIC往往希望减少开关损耗的同吋在输岀端限制电流电压变化率，然而其变化率又和总电路功耗挂钩，因此需要不仅限制还

7、要控制压摆率。在过去几十年里多个模拟控制策略已然提出，包括前馈，自适应前馈，闭环等控制策略。但是使用模拟控制策略和模拟电路没计每一个负载条件或摆率限制更改吋间就必须要重新设计主要工作。这显然导致了成本偏商。vds[^}<-

8、il[^]<-^ADCtDigitalControlUnitGateCurrentProfile■IterativeLearningControlLoad込⑷VDS(t)Fig.1.Blockdiagramofthedigitallycon