文档介绍：摘要功率集成电路是集成电路的重要分支,至少包含一个半导体功率器件和一个独立功能电路的单片集成电路,其在电力电子、自动控制、家电通信、汽车电子等领域扮演着一个重要的角色。要实现功率集成,必须解决多项半导体工艺及设计技术难题,如双极、互补、双扩散嫒莨ひ铡⑹;旌稀⒏哐埂驱动等。开关电源由于其在性能、体积、价格等方面的优势,在电源市场中占有的份额不断增长。尤其是那些对体积、重量以及效率非常敏感的电予系统更要求开关电源体积更小,重量更轻。随着环保意识的增强,一些发达国家对节能的要求也越来越高。这掰方面的要求促使开关电源集成电路向着更高性能发展。本文所设计的离线式开关电源芯片是集低压控制电路以及高压功率管于一体,并实现各种保护功能。论文开始首先介绍了功率集成电路的发展状况以及开关电源的特性,第二部分逐一设计了各功能模块的电路形式以及相关参数,并给出了仿真波形,最后设计了高压功率管的器件结构和纵向结构。由于工艺条件有限,未能实现整个芯片的流片,只对部分模块进行流片和测试。浙江大学硕士研究生毕业论文
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第一章绪论§课题背景电力电子技术在国民经济中的地位和作用越来越突出,是信息产业和传统产业的重要接口,是弱电和强电之间的桥梁,是传统产业现代化和发展机电一体化及其它高科技技术的关键基础技术。电力电子器件及其技术的出现为人类有效利用电能提供了新的方向。电力电子学诞生以后,人们把相应的半导体学科分为两个分支:一个是以集成电路为核心的微电子学,另一个则是以大功率半导体器件为代表的电力电子学。前者集成度越来越高,后者功率越来越大。近年来,随着应用领域的不断扩大,要求集成电路内既有控制电路又有功率器件,这又把半导体学科的两个分支有机地结合起来,于是出现了功率集成电路,它使微电子技术和电力电子技术相辅相成,把“信息”和“功率”合为一体。电力电子器件在节省电能方面有很大的潜力,同时由于骷募尤耄它在中小功率中的应用有了迅速发展。过去认为节约能量只对功率很大的工业控制才重要,现在认识到对量大面广的日用电器节能也十分重要。单个日用电器虽然用电不多,但因为量大,其电能的消耗也是非常巨大的。节能甚至对功率很小的便携式电器也有必要,因为它可延长电池的使用时间。在便携式电器中,由于采用新一代,其电池的使用寿命可增加倍,这对便携式电器是非常有利的。功率集成电路“墙改昀捶⒄购芸斓囊桓龇较颍浠竟δ苁鞘构β屎托息合一,成为机、电的重要接口,由于装置采用墒棺爸媚诘缭床糠值奶积缩小、重量减轻、寄生参数减小、性能改进、可靠性提高、从而使装置的成本降低。它利用可在同一芯片上实现双极、和器件兼容的际酰现包含有功率、传感、逻辑控制和保护等功能的电路集成,已被广泛应用于开关电源、电机驱动、工业控制、汽车电子、日常照明、家用电器等方面。由于功率集成电路在各个领域有广泛的用途,国外在这方面做了深入的研究“热绻噬弦恍┌氲继骞荆═浙醮笱妒垦芯可弦德畚、、
§电源技术的发展及其对集成电路的要求§.咝缘缭,都在向这方面发展,但是国内对于这方面的研究还处于起步阶段,无论是电气参数,还是可靠性等级水平方面均呈明显的劣势。目前国内的功率集成电路基本上依赖于进口,随着信息处理的功率化等一系列原因,对功率集成电路的需求越来越大。面对国内巨大的市场潜力,研究和设计功率集成电路有助于弥补我国在这方面的空缺,促进我国电子行业的发展。而功率集成电路是集成电路设计中难度较大的一种,而且对工艺的要求非常严格。其设计不仅是电路设计,还包括功率器件结构设计和工艺设计,难度较大,成功率较低。电源系统有如电子设备的血液,源源不断地向电子系统提供能量。正如人体系统不同部分对营养成分的需求不同,电子系统对电源的要求也不尽相同。一般情况下,电源缡械要经过转换才能合乎电子系统使用的需要,如/转换器。多年来,在/转换器中线性电源被广泛使用,其中的一个原因是由于它的电路简单,用到的元件少,价格便宜。电路通常由变压器、桥堆和电容所组成。变压器把的交流电压降到合适的电压,经过四个二极管组成的桥堆得到初步的直流电源,再经过电容滤波,就是一个简单的线性电源。但是从桥堆所输出的电压还没有经过调整,如要获得较好的直流电压,在桥堆后还要加调整电路。显然,要获得精度较高的输出值必然要增加电路的复杂度及费用。图就是一个经过初步调整的线性电源电路。图线性电源原理图、浙江大学硕士研究生毕业论文
闺‘———塑坚查堂堕主堡塞竺兰些堡苎皂..卜§电源技术的发展及其对集成电路的要求§.咝缘缭成电路基本上依赖于进口,随着信息处理的功率化等一系列原因,对功率集成电都在向这方面发展,但是国内对于这方面的研究还处于起步阶段,无论是电气参数,还是可靠性等级水平方面均呈明显的劣势。目前国内的功率集路的需求