答辩（45号）

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1、高效的带电流模式控制的DC/DC转换器的设计指导老师：吴金赵霞刘勇学生姓名：高娟学号：ys061075451内容提要概要电路设计1.电路结构框图2.具体功能模块3.电路仿真版图设计工艺流程总结2概要本文设计了一种基于2um40V双极工艺的高频率低功耗的PWM升压型DC-DC转换芯片。采用了恒定频率、电流模式的控制结构以提供优秀的电源和负载稳压。同时内部的电流监视电路可以保护功率开关以及连接到芯片上的外部元件。通过对开关脉冲宽度的调节，加快了升压速度，减小了稳压状态的输出纹波,提高转换效率。电路内置有过压保护，当输出电压超过阈值电压29V时，将误差放大器的输出拉低，开关进入关

2、断模式。3电路框图4具体功能模块启动部分（SHDN)5基准部分6反馈部分7过压保护8振荡器振荡器产生恒稳的周期性时变的输出波形，作为控制功率管开关的时钟，设计中采用由五级倒相器构成的环形振荡器，保证功率管较快的开关速度。在2.6V的工作电压下，振荡器稳定工作，产生的振荡信号频率约为1.5MHZ，该振荡信号送至RS触发器的置位端S与清零端R信号共同作用后输出Q信号，经放大后驱动开关管可以使得输出电压不断上升。振荡波形如图所示。910斜波发生器斜波发生器利用电容对振荡器输出的方波进行积分，可以直接得到所需的斜坡信号，斜坡的斜率由电容的大小来决定。产生斜坡信号的目的是对电路进行斜

3、坡补偿，斜坡补偿是利用反馈电流的取样对振荡波形进行斜坡补偿的，是防止在占空比大于50%时电感电流的扰动随时间增加而增加，出现低次谐波振荡，保证电路稳定性。11软启动电路12电流检测电路13整体电路仿真：从图上可以看出负载较轻时，输出稳定时间短；负载较重时，输出稳定时间长。14版图设计版图基本原则：版图面积最小受隔离结寄生电容Cjs影响大的那些隔离区面积尽可能小电源线、地线要宽PN结隔离的隔离槽必须接最低电位集电区接最高电位的晶体管可放在电阻的隔离岛上，以减小面积。15器件说明此电路采用的是2um的UT光刻机，单层布线，集成度为200，设计方法为逆向设计。⑴NPN晶体管：有多

4、种不同地发射区面积，最小发射区面积为5.5um*7um，部分有深磷，基区开孔处加了浓硼，减小基区电阻⑵LPNP晶体管（P+）：Wb=8⑶ESD保护二极管：均为BE短接的NPN管⑷稳压管：均为NPN管反向EB结构，Vz=7V⑸电容：由埋层电容和PN结电容共同构成⑹电阻：P-电阻和基区电阻16布局、布线布局过程就是确定每个元件在版图中所处的位置。元件位置的安排主要考互连方便、连短线、布局紧凑。在布局过程中，元件的图形和尺寸可适当作些调整，特别是电阻的形状和走向，灵活性很大。整个布局力求紧凑，最有效地利用整个面积。布线时，按照电路的连接关系把各元件连接起来。同时要遵守布线的规则，

5、比如说连线要短，要防止不同电位的连线交叉等。17版图验证设计规则检查（DRC)版图与电路图一致性检查（LVS)电学规则检查（ERC)18工艺流程衬底片制备→一次氧化→N埋层光刻→N埋层扩散→P埋光刻→P埋扩散→外延淀积→氧化→深磷光刻→深磷注入→深磷扩散→隔离光刻→隔离注入→隔离扩散→再氧化→基区光刻→基区注入→浓硼光刻→浓硼注入→基区、浓硼扩散→发射区光刻→发射区注入→TEOS淀积→发射区扩散→电容区光刻→热氧化→接触孔光刻→一铝淀积→反刻铝→一铝合金→介质层淀积→通孔光刻→二铝淀积→反刻铝→二铝合金→钝化层淀积→压焊块光刻19总结主要设计了一个高功率，具有恒定频率，以电

6、感为基础的PWM电流模式控制的升压型DC-DC转换器的开关电源芯片，工作电压在2.6V～16V,工作频率可达1.5MHZ，转换效率可达81%以上，内置过压保护功能，当电压超过门限值29V时电路自动转入关闭模式，集成软启动功能，减小了启动时电流的冲击。芯片内部主要模块包括：1.25V的基准电压源、误差放大器、软启动、PWM比较器、环形振荡器OSC、斜坡发生器RAMP、RS触发器、过压保护、电流检测电路以及驱动电路。文章中具体分析了各个模块的工作原理并且给出了仿真波形图。此电路应用于给LCD显示提供电源、LCD背光驱动以及微型电话。20感谢各位老师！21