三通道led恒流驱动芯片的设计

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1、万方数据浙江大学硕士学位论文三通道LED恒流驱动芯片的设计4．3．2高温断电功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯584．3．3开路检测功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯594_3．4仿真参数和设计目标参数对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯594．4芯片版图设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．604．4．1版图设计需要注意的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯604．4．2版图布局方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯624．4．3芯片版图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62第

2、5章总结与展望．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．63参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯64作者简历及攻读硕士学位期间所取得科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯68教育经历⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一68攻读硕士学位期间研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．68VI万方数据浙江大学硕士学位论文三通道LED恒流驱动芯片的设计1．1研究背景第1章绪论照明对于人类的发展有重要影响。人类最早使用篝火驱赶黑暗，抵御寒冷，烹饪食物。作为人类第一代照明源，篝火

3、帮助人类创造了最初的原始文明。到了中世纪，人们通过燃烧化石燃料、动植物脂肪等方式获得光源，甚至还有人利用发光的萤火虫获得灯光【¨。1897年10月21日，美国伟大的发明家爱迪生把很细的碳化纤维丝封在一个玻璃泡里面，利用真空泵把玻璃泡里面的空气抽走，在稳定地提供电压，使灯丝变成一个很稳定的明亮光源，人类从此步入电气照明时代。20世纪以来，照明设备不断革新，先后出现了汞灯、钠灯、卤素灯、荧光灯，他们的发光效率不断提高、照明面积不断加大，使用寿命不断增加【2】。随着科学技术的发展，人们对于节能和环保越来越重视。白

4、炽灯和荧光灯功耗大，而且灯管的汞也会对环境造成很大的污染。因此，更优的照明源发光二极管(LightEmittingDiode．LED)应运而生。1．2LED的原理及特性LED的基本结构实际上是一个PN结。当在PN结上施加电压时，在PN结附近的载流子和空穴会发生复合，载流子复合时，电子发生跃迁，多余的能量会以光能的形式释放出来。二极管发光的波长取决于半导体材料的能隙。LED的伏安特性与普通二极管类似，只是阈值电压不同，当LED正向电压超过阈值电压时，LED开始发光，发光强度主要由注入电流或者外加电压决定。正向

5、导通时，LED的电流与正向电压成指数关系。啦IF=t@盯-1)(1-1)万方数据浙江大学硕士学位论文三通道LED恒流驱动芯片的设计孑量垂兰。暑乏2fj／．、(A)．／‘．／’／．／’．／．／‘／‘／／‘口10册∞ForwardCurrantl；[mAl(B)图1．1(A)LED伏安特性曲线(B)LED光电特性曲线∞1LED伏安特性曲线和光电特性曲线如图1．1所示。如图1．1(A)所示，LED本质为PN结，所以它具有单向导电性。PN结两端正向偏置时，LED导通，反向偏置则呈现高阻态；由于工艺的差别，LED的P

6、N结导通电压比普通二极管的导通电压高，一般在2．5V以上。如果正向电压小于导通电压，LED将无法发光。由图1．1(B)所示，LED发光亮度与其正向导通电流近似成正比。因此，要保证稳，5O5，1O参丽§互西摹。墨基摹J霉一番整万方数据浙江大学硕士学位论文三通道LED恒流驱动芯片的设计定的照明，需要使流过LED的电流保持恒定。综合上图可以得出结论：LED是电流控制型器件，在设计LED驱动器的时候只要考虑控制流过LED的电流，不需要考虑电压。总得来说，描述LED性能参数主要有以下几个：1)极限功耗Pm，正向偏置时

7、的最大允许功耗，与环境温度相关。2)最高反向电压Vs，LED管一般为4-5V。3)正向工作电流IF，长期稳定工作时的静态直流电流，一般为最大工作电流的60％。4)正向工作电压VF，一般为1．54V左右。5)导通时间T㈣脉冲驱动时，从脉冲上升沿到发光强度稳定值的90％所需的时间。6)截止时间T豳在脉冲驱动方式时，从脉冲下降沿到发光强度下降为稳定强度的10％所需的时间【钔。1．3为什么采用恒流驱动由LED的特性可知，对其PN结施加正向电压时，流过的正向电流将使LED发光，且电流与光强基本成正比，所以LED的驱动

8、就是为其提供正向偏置和控制电流。但是当时温度升高时，LED正向压降会随温度的升高而下降，如果采用恒压方式驱动，则电流会大幅度上升，从而导致温度进一步升高，进入恶性循环，严重降低LED发光效率，缩短LED寿命，因此，在通常情况下，恒流驱动方式优于恒压驱动方式[41。1．4LED混色在色度学中，三原色为红(R)、绿(G)、蓝(B)。它们在色度图(图1．中的三个顶点为理想的原色波长。格拉斯曼定律表明任意两个非互补色相混