文档介绍：贵州大学
硕士学位论文
大功率双极型集成运算放大器设计
姓名:王永杰
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:刘桥
20050501
摘要功率集成电路属重要电子元器件,功率集成运算放大器目前在电子整机小型化、智能化应用领域,用途十分广泛,尤其在国防科技工业中的武器装备项目海枨蠼洗蟆9β始稍怂惴糯笃魇堑湫偷木窳接貌罚虼硕源蠊β始运放的研究具有重要意义。功率集成电路的功耗较大,管子消耗的功率越大,基片温度就越高,良好的热设计对保证电路的各项性能指标非常重要。因此本课题对功率集成电路的电路结构设计、器件的布局布线都是围绕芯片的热设计来研究。本文研究的大功率集成运算放大器,采用籼ḿ统9鎉眨来巫隽说缏飞杓啤⒌缏贩抡妗图设计以及版图验证等工作。对此大功率运算放大器的功率模块,在电路结构上设计了自散热电路,能自动调节基片温度。运算放大器仿真结果表明,各项技术指标都满足设计要求,输出功率的典型值达到了粲诠谙冉健8据元器件在电路中的作用确定了器件单元版图结构,采用热对称布局布线的原则,完成了整个版图的设计,整个版图的面积为×2⒍园嫱冀茇×验证,橹ぶっ鞲冒嫱忌杓品瞎ひ展嬖颍琇验证表明版图与电路图一致。关键词:集成运算放大器:大功率;仿真分析;版图设计:ひ贵州人学届硕士研究生学位论文
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第一章绪论功率集成运放的发展现状及国内外研究概况一块半导体芯片上。混合集成电路则是厚膜、薄膜和半导幸搴集成工艺的联合制品。技术水平还比较落后,而且该类产品技术复杂,可靠性要求高、价格昂贵,且目国内在功率集成电路设计领域,主要采用混合集成的方式,单片功率集成电路几乎都是中、小功率电路,在电路结构设计中没有自散热电路,在芯片使用时加散热器进行强迫散热。国外,在功率集成电路设计中目前有热关闭电路,通过热关闭电路检测基片温度,把热量传导出去,起到降温的作用。但目前国外所设计的热关闭电路的自检测和自散热功能不完善。因此近年来又出现了粘贴半导体制冷器的方式对芯片进行强迫散热。因为集成电路基片采用的是半导体器功耗大,成本高,而且一旦半导体制冷器损坏,芯片的整个散热系统都将崩溃,芯片将不能正常工作。鉴于国内外功率集成电路热设计的现状,对芯片的热设计进行研究是十分必要的,使热设计电路具有自检测和自散热功能,自检测电路通功率集成运算放大器目前在电子整机小型化、智能化应用领域,用途止功率集成电路属重要电子元器件,从工艺结构来分,功率集成电路可分为半导体集成和混合集成两大类。单片半导体集成电路是把所有的元器件都制作在同早期由于混合集成的灵活性较大,因而混合功率集成电路占主导地位。年代以后,单片半导体集成日臻完善,中低功率的功率集成电路大都采用单片集成,有些大功率的集成电路仍然采用混合集成电路。功率集成运算放大器是功率集成电路中的主流产品,它是信号处理与功率驱动电路的集成,目前国内功率集成运放主要以混合集成工艺为主,在单片功率集成运放设计这一领域,由于起步较晚,前国外对这一类器件的出口严格限制,引进周期长,因此目前大多仅限于军事装备应用。目前,材料,所以半导体制冷器能很好的把半导体芯片的热量传导出去。但半导体制冷过器件的热敏感特性检测基片温度,当温度达到一定程度时,自散热电路就会从功率模块电路分走一部分功率,基片的温度就自然下降。泛,尤其在国防科技工业中的武器装备项目上,需求较大。据统计,目前功率集成电路有%用于航空、航天,用航煌ā⑼ㄑ丁⑾训缱永啵ビ糜诨贵州人学届硕芯可宦畚
本课题的研究背景及意义因此在国内市场所占份额很少,不足%,其中中国振华集团四四三三厂的产品产品捎霉诘某9嫠ḿ凸ひ眨涑龅缌鞔笥,可用于伺服系统、仪器、仪表中的可调电流、以及大多数使用运算放大器并同时需要输出大,输出功率为。由这两种功率集成运放产品的性能比较看出,我还存在一定的差距。所以对本课题的研究可大功率集成运算放大器的研究可以提高我。就应用角度来说,对功率集成运放的研究必不可少,在军用方面,现代武器系统急需体积小,费,锗、机械控制、机电~体化、汽车等领域中具有广泛应用。因此对人功率集成运放的研究不仅具有重要的战略意义,而且还具有重要的经济效益和社会效益。一体化、工业控制当中。随着我国国民经济的迅速发展,对这一类器件的需求呈荷魇疲浔硐衷诮谑可仙>荻怨诩讣掖蟮拇斫谏滩煌耆臣疲该类产品已从年以前的每年进口数万只上升到目前进口数十万只,价值也从每年的数千万元上升到目前的上亿元。目前国外有竞争力的厂家主要有美国国家半导体公司和美沁