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1、第29卷 第1期固体电子学研究与进展Vol.29,No.12009年3月RESEARCH&PROGRESSOFSSEMar.,2009硅微电子学X大功率照明白光LED恒流驱动芯片设计XX郑晓东 郭 维 朱大中(浙江大学信息与电子工程学系,微电子与光电子研究所,杭州,310027)2008203226收稿,2008205226收改稿摘要:基于016Lm标准CMOS工艺,研究设计了一款大功率照明白光LED恒流驱动芯片,可为两路功率型LED分别提供恒定的350mA驱动电流。驱动电路的输出级大功率管采用蛇形栅结构的设计,在标准CMOS工艺线上实现了功率器件与
2、控制电路的单片集成。采用单电源供电,最高输出功率可达3W以上;单电源电压在4～7V范围内,芯片能够实现良好的恒流驱动功能,驱动电流恒流失配度保持在3109%以内;当标准5V电源有10%的变化时,驱动电流的变化可控制在1142%之内,恒流失配度保持在2184%以内;而当环境温度在10～90℃范围内变化,驱动电流最多增大1175%,恒流失配度保持在3115%以内。采用双电源供电时,芯片电源转换效率可达83%。关键词:互补金属氧化物半导体功率集成电路;功率型白光发光二极管;蛇形栅结构;恒流驱动中图分类号:TN432 文献标识码:A 文章编号:10002
3、3819(2009)012122204DesignofConstant-currentDriverICforPowerWhiteLEDsZHENGXiaodongGUOWeiZHUDazhong(DepartmentofInformationScienceandElectronicsEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou,310027,CHN)Abstract:Amonolithicconstant2currentdrivingintegratedcircuit(IC)isdesignedandfabri2ca
4、tedbyusingCSMC016umstandardCMOSprocesstodrivetwopowerwhitelight2emittingdiode(LED)stringswith350mAeach.Theoutput2stagepowerMOSFETsaredesignedwithCMOSbent2gatestructure,anditmakespossiblethecompatibleintegrationofpowerdevicewithconventionalCMOSsignalprocessingcircuits.Inthetypic
5、aloperatingcircuitwithsinglepowersupply,itisabletosupply3WpowerwhiteLED,andtheinputvoltagerangeis4Vto7V.When5Vsinglevoltagesupplychangesby10%orambienttemperaturevariesfrom10°Cto90°C,thevarianceofthedrivingcurrentcanbecontrolledwithin1142%and1175%,whilethecur2rentsofthetwopathsa
6、remismatchedwithin2184%and3115%respectively.Thepowereffi2ciencyofthischipcanreachupto83%withdoublevoltagesupplies.Keywords:CMOSpowerIC;powerwhiteLED;bent-gateMOSstructure;constant-currentdrivingEEACC:2570P寿命长、可靠性高等优点得到了广泛应用,尤其随着引 言新材料的发展和制造工艺的改进,高亮度大功率照明白光LED发展迅速,大有取代白炽灯、荧光灯等[
7、122]近年来,半导体固体照明光源发光二极管成为通用照明领域新光源之势。因此,开发与之(LED,Lightemittingdiode)因其高效、节能、环保、相适应的大功率LED驱动芯片具有十分广阔的市X基金项目:浙江省科学技术厅科技计划项目高效节能技术专项(计划编号2006C11007)XX联系作者:E2mail:guow@zju.edu.cn1期 郑晓东等:大功率照明白光LED恒流驱动芯片设计123场前景。本设计为采用016Lm标准CMOS工艺研制的一款代替传统白光LED设计中简易镇流电阻的恒流驱动芯片,在标准CMOS工艺线上实现了功
8、率器件与控制电路的集成,可为两路功率型照明白光LED分别提供恒定的350mA驱动电流。对LED采用恒流驱动方
