基于tsmc+0.35um工艺低压差线性稳压器的设计

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1、第一章序言第一章序言§1.1电源管理芯片概述电源管理的作用是将电源提供的能量有效分配给系统中不同模块，先进的电源管理方案可以有效降低系统功耗，在倡导绿色、节能、环保的时代显得尤为重要。在日常生活中，简单的电源管理随处可见，比如在计算机处于闲置状态时启动休眠模式，从而关闭计算机内部高功耗模块，在实现节省电能的同时又能快速唤醒计算机。此外，复杂的电源管理也离我们并不遥远，国家目前正在大力发展的智能电网就可以理解为一个非常复杂而且先进的电源管理系统。电源管理芯片是专门用来实现各种电源管理方案的芯片，包括升压、降压、交流变直流、锂

2、电池充电、锂电池保护和LED驱动等芯片。在集成化程度不高的时代，专用电源管理芯片非常少，国内市场上最常见的电源管理芯片是用于电压转换的78XX和79XX系列芯片，随着电子产品集成化程度越来越高，电源管理芯片得到了飞速发展，许多半导体公司都成立了电源管理芯片部门，专门研发各种类型的电源管理芯片。细分市场带来的结果就是种类越来越多的电源管理芯片出现在市场上，例如TexasInstruments（德州仪器）公司电源管理芯片有13个大类，分别是AC/DC和DC/DC电源、非隔离式开关DC/DC调节器、MOSFET、线性稳压器、电压

3、监控器、电压基准、应用处理器的集成电源管理、电源管理特殊功能、热插拔和功率分配、照明解决方案、电池管理、FusionDigitalPower控制解决方案、插入电源模块，总共3000余款产品，涵盖了计算机、网络通信、消费类电子产品、汽车电子和工业控制等领域。§1.2国内外电源管理芯片发展现状电源管理芯片市场需求量非常庞大，近年来，它一直是半导体市场热点之一，其增长速度高于半导体市场平均增长速度。市场调研机构Databeans预测到2012年，全球电源管理芯片市场规模将达到324亿美元，占整个半导体市场的7%，稳压器市场预计从

4、2006年的60亿美元增长到2012年的132亿美元，年复合增长率达到16%。目前，全球电源管理芯片市场主要被TexasInstruments（德州仪器）、NationalSemiconductor（美国国家半导体）、ONSemiconductor（安森美半导体）、LinearTechnology（凌力尔特公司）、Fairchild（飞兆半导体）和Maxim（美信半导体）等传统美国芯片公司所主导，国内芯片设计公司则专注于中低端市场。根据CSIA（中国半导体行业协会）2009年7月份公布的数据显示，2009年上半年国内电源管

5、理芯片1万方数据基于TSMC0.35um工艺低压差线性稳压器的设计累计销售139.2亿元，其中计算机类、消费类、网络通信类三大领域占中国电源管理芯片市场近80%的市场份额。在电源管理芯片中，线性稳压器和开关型稳压器一直占据主要市场份额，尤其是以LDO为代表的线性稳压器，其销量占据了2009年上半年中国电源管理芯片销量的19.3%，这主要得益于采用电池供电的电子产品的热销，如手机和数字音乐播放器等。图1.12009年上半年中国电源管理芯片市场应用结构图1.22009年上半年中国电源管理芯片市场产品结构尽管中国国内电源管理芯片

6、市场在不断成长，但难以改变的事实是外资企业主导着国内电源管理芯片市场，以德州仪器、美国国家半导体为代表的外资大公司占据了80%以上市场份额，这些公司采用IDM（集成器件制造商）模式，可以为客户提供完整的产品解决方案。与此不同的是，国内目前只有上海先进、上海贝岭和华润上华三家公司采用了IDM模式，但是这三家公司都是以芯片代工为主要业务，在产品设计能力上难以与欧美公司匹敌，往往只能涉足一些中低端产品，而且产品种类单一。中国半导体行业协会报告显示虽然中国本土厂商遭受金融危机影响的程度要稍2万方数据第一章序言好于国际IDM企业，但

7、中国本土公司多为Fabless类型的设计公司，产品线相对较窄，而且多为中低端产品，由于近年来参与竞争的厂商越来越多，本土电源管理芯片设计公司产品利润受到进一步挤压，目前国内很多厂商发展都比较困难。未来几年，中国电源管理芯片市场竞争格局基本不会有较大改变，外资企业仍将继续在市场和技术上继续保持优势。虽然全球半导体市场遭遇了2008年金融危机的影响，但是未来几年，我国的电源管理芯片市场仍将保持快速增长，这主要是基于以下几个方面考虑：（1）我国半导体产业环境向好。近年来，笔记本、数码相机和其它电子产品生产基地都大规模向中国转移，

8、中国将逐步成为高新电子产品的世界工厂，这无疑会给中国电源管理芯片提供广阔的市场空间；（2）政策方面，国务院在2009年通过了电子信息产业调整振兴规划，其中集成电路产业技术水平和产能提升位于本次规划六大重点工程之首。（3）新应用的发展将为未来中国电源管理芯片市场带来新驱动力。未来几年，中国3G推广和普及必