基于0．5 μm BCD工藝的欠壓鎖存電路設(shè)計(jì)

3 電路仿真與分析
使用HSpice電路仿真軟件在CSMC 0．5μm BCD工藝庫(kù)下對(duì)UVLO電路進(jìn)行仿真。由上面分析可知，UVLO電平翻轉(zhuǎn)與晶體管Q1，Q2集電極電流變化速度快慢密切相關(guān)，所以對(duì)帶隙基準(zhǔn)晶體管上集電極電流變化做了如圖4的仿真。從圖4中可以明顯看出，在2 ms以前，IC1>IC2，UVLO輸出高電平。在2 ms時(shí)，兩個(gè)晶體管的電流都急劇變大，但是由于Q2管的跨導(dǎo)比Q1管小，所以很快，IC1IC2，UVLO輸出為低電平。下面可同理推出。

因?yàn)镈C－DC芯片應(yīng)用的溫度范圍比較大，而且工藝中的電阻、晶體管等受溫度影響也比較大，所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到這點(diǎn)。在此對(duì)UVLO不同溫度下進(jìn)行仿真，盡可能把滯回區(qū)間的誤差縮小到很小的范圍內(nèi)，以滿足DC-DC芯片在寬溫度范圍內(nèi)工作。表1和圖5是對(duì)本文所設(shè)計(jì)的UVLO電路在-40℃，25℃，80℃和140℃下的仿真結(jié)果。從中可以看出，在25℃時(shí)，Von=9 V，Voff=7 V，滯回區(qū)間是2 V。在其他溫度下的偏差最大也不超過(guò)0．2 V，可見(jiàn)其最突出的優(yōu)勢(shì)是可以在寬溫度范圍內(nèi)工作而不失精度。

除此之外，當(dāng)芯片發(fā)生欠壓鎖存時(shí)，芯片的功耗也是非常小的。這主要是因?yàn)楫?dāng)芯片發(fā)生欠壓鎖存時(shí)，芯片的其他部分都不工作，也就不消耗功率，UVLO電路的主要功耗是流過(guò)帶隙晶體管和R3，R4，R5，R6電阻的電流所產(chǎn)生，只要適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)這些電阻阻值就可以把功耗降低到最低，但是考慮到版圖的面積，實(shí)際仿真中的功耗可減小到150μW以下。

4 版圖設(shè)計(jì)
使用CSMC 0．5 μm BCD工藝技術(shù)，對(duì)UVLO電路設(shè)計(jì)版圖。由于利用帶隙基準(zhǔn)原理，在要求精度較高的情況下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意UVLO模塊與其他模塊隔離。與傳統(tǒng)的UVLO電路相比，最顯著的提升就是版圖面積大大縮小，只要工藝中包含高阻值的電阻類型，這種優(yōu)勢(shì)就更為突出。

5 結(jié) 語(yǔ)
在此針對(duì)DC-DC電源管理系統(tǒng)所必須的欠壓所存功能，詳細(xì)介紹一種新的改進(jìn)UVLO電路，相對(duì)于傳統(tǒng)的UVLO電路，它最突出的優(yōu)點(diǎn)是不使用額外的帶隙基準(zhǔn)源和復(fù)雜的數(shù)字邏輯，因此節(jié)省了芯片面積。HSpice仿真結(jié)果表明，它在-40～+140℃范圍內(nèi)最大失真不超過(guò)2 %，因此可以在寬溫度范圍內(nèi)工作。基本適用于各種類型的電源管理類芯片，對(duì)工藝要求也不高。