一款75 V功率场效应管失效分析与改进

对一款75 V功率场效应管失效芯片进行了分析。通过TCAD软件进行数值仿真,验证失效原因。在终端长度不变的前提下,获得具有两个场限环的终端结构,基本满足电场可靠性小于2.5×10⁵ V/cm的要求。设计了三个场限环终端结构,击穿电压提高至94.7 V,硅表面最大电场为2.17×10⁵ V/cm,小于临界电场2.2×10⁵ V/cm,降低了最大碰撞电离率,提高了器件的可靠性。     

电流模BUCK变换器片上补偿电路设计

设计了一种适用于电流模BUCK变换器的片上有源补偿电路。针对陶瓷输出电容具有较低有效串联电阻(ESR)的特点,通过有源电路将频率补偿阻容网络进行等效,克服了稳定性受输出负载影响较大的问题,且节省了PCB面积,减少了芯片引脚。该有源补偿网络基于0.5μm BCD工艺,并应用于一款Buck转换器。在HSPICE上进行Buck芯片系统的稳定型仿真,结果显示理论设计值与实际仿真结果误差在2%以内,系统稳定性良好,负载调整率在3%以内。     

一种新颖的同步BUCK芯片过零检测电路的设计

同步BUCK变换器在轻载模式下会出现电感电流倒灌现象,这会使得芯片的效率大大降低。针对这一问题,设计了一款过零检测电路,该电路利用MOS管工作在线性区时的沟道电阻来产生过零检测比较器的负阈值电压,从而有效地限制了电流的倒灌;还设计了边沿隐匿电路,避免电路切换时引起的误触发。该过零检测电路基于0.5μm BCD工艺,在HSPICE软件上仿真验证,当系统温度在0~85℃变化时,负阈值容差为10 mV,过零检测电路性能良好。     

一款600V VDMOS终端结构的设计

设计了一款600V VDMOS功率器件的终端保护环结构,采用场限环与复合场板相结合的方式降低硅表面的电场峰值,且表面电场分布均匀.在159μm终端长度上仿真实现了670V的耐压,表面电场最大值为2.36e5V*cm-1,提高了终端的可靠性;工艺简单,同时没有增加额外的掩膜与步骤.     

电流模式BUCK转换器宽占空比片内补偿方案

提出了一种适用于峰值电流模式BUCK转换器的片内补偿方案,针对宽占空比范围的情况,不用改变芯片内部补偿模块,只需微调芯片外部的一个电阻,便可以得到较好的相位裕度。本设计提高了系统响应速度,克服了稳定性对输出负载和陶瓷输出电容ESR的依赖,且设计简单,可操作性强,实现了芯片的高稳定性。采用0.25μm UMC工艺仿真,结果显示在不同占空比情况下,内部补偿均实现了良好的环路稳定性。     

一种二阶曲率补偿的低温漂高精度带隙基准设计

设计了一种带有二阶曲率补偿的低温漂高精度带隙基准电压源电路,通过采用分段线性补偿原理,分别在低温和高温阶段引入与一阶基准输出电压的温度系数呈相反趋势的线性补偿电流,通过电阻叠加到一阶基准输出电压上,从而大大提高了基准电压随温度漂移的稳定性。基于UMC 0.25μm BCD工艺库进行电路设计,HSPICE仿真结果表明,在–40~+125℃内,基准电压源的温度系数为2.2×10–6/℃,电源电压为2.5~5.0 V时基准输出电压波动仅为0.451 m V,在低频时电源抑制比PSRR为–71 d B。较好地满足了低温漂、高精度、高稳定性的带隙基准电压源设计要求。     

一种高温度性能的CMOS带隙基准源

提出了一种正负温度系数电流产生电路,使用分段线性温度补偿技术用于传统的电流模式基准电路中,改善CMOS带隙基准电路在宽温度范围内的温度漂移.采用0.18μm CMOS混合信号工艺,对该电路进行了设计.在1.8V的电源电压条件下,基准输出电压为0.801 V,温度系数在-40℃-125℃范围内可达到2.7ppm/℃,电源电压从1.5V变化到3.3V的情况下,带隙基准的输入电压调整率为1.2mV/V.     

DC-DC变换器中CMOS电荷泵锁相环的设计

针对电荷泵锁相环的抖动问题,对CMOS电荷泵锁相环的压控振荡器电路进行改进;设计了一种采用增益补偿技术的压控振荡器,实现了可用于DC-DC变换器中与外部时钟同步的电荷泵锁相环.电路设计基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,采用HSPICE软件仿真验证.仿真结果表明,在3.3 V电源电压、-40 ℃～85 ℃温度范围内,该电荷泵锁相环能够与外部时钟同步于1.5 ～3.5 MHz的频率范围,锁定时间小于72 μs,功耗小于1.3 mW.     

一种高电源抑制比带隙基准源

介绍一种基于UMC0.6μmBCD工艺的低温漂高PSRR带隙电路。采用Brokaw带隙基准核结构,针对温度补偿和PSRR问题,通过改进的线性曲率补偿技术,对温度进行补偿;并利用零点技术提高电路的整体PSRR。HSPICE仿真分析表明:电路具有很好的高低频PSRR,在-40℃到125℃的温度范围内引入温度补偿后,温度系数降为3.7×10-6/℃。当电源电压从2.5V变化到5.5V时,带隙基准的输出电压变化约为670μV,最低工作电压仅为2.2V。     

一种应用于LED驱动的新型过温保护电路

基于0.18μm BCD工艺,设计了一种应用于LED驱动的新型过温保护电路。利用基于电流求和的Banba型带隙基准源来产生高低阈值电压,从而消除芯片在过温点附近的振荡现象,同时带隙基准源加入了高阶曲率补偿,提高了过温阈值点的精度。通过Cadence软件对该电路进行了仿真验证。结果表明,在-40℃～150℃的温度变化区间内,高低阈值电压的温度特性好,温度系数为2.9 ppm。当温度高于131.8℃时,能够触发过温保护;当温度低于109.4℃时,电路可恢复正常工作,迟滞量为22.4℃。该过温保护电路精度高,稳定性好,可应用于LED驱动芯片中。