【三維晶片集成與封裝技術】+【積體電路設計中的電源管理科技】

【積體電路設計中的電源管理科技】

內容簡介

《集成電路設計中的電源管理技術》主要針對低壓和高壓電源管理電路設計進行了詳細討論。 《集成電路設計中的電源管理技術》力求簡化電路模型的數學分析，重點研究電源管理電路的功能和實現。 《集成電路設計中的電源管理技術》中包含了大量電路示意圖，以幫助讀者理解電源管理電路的基本原理和工作方式。 在具體內容方面，《集成電路設計中的電源管理技術》分章介紹了低壓和高壓器件、低壓差線性穩壓器設計、電壓模式和電流模式開關電源穩壓器、基於紋波的控制科技、單電感多輸出轉換器、基於開關的電池充電器以及能量收集系統等方面的內容。

《集成電路設計中的電源管理技術》內容詳實、實例豐富，可作為高等院校電子科學與科技、電子資訊工程、微電子、集成電路工程等專業高年級大學生和碩士研究生的課程教材，亦可作為從事集成電路、系統級設計，以及電源管理晶片設計和應用的工程技術人員的參攷書籍。

目錄

目錄

譯者序

原書前言

致謝

作者簡介

第1章引言1

11摩爾定律1

12工藝發展的影響：05 μ m~28nm的電源管理晶片1

121MOSFET結構1

122電晶體的尺度效應6

123漏電流功耗8

13先進工藝產品中電源管理集成電路的挑戰12

131多閾值電壓工藝12

132性能優化13

133與版圖有關的鄰近效應16

134對電路設計的影響17

14電源管理模塊中的基本定義18

141負載調整率18

142瞬態電壓變化19

143傳輸損耗和開關損耗20

144功率轉換效率21

參考文獻21

第2章低壓差線性（LDO）穩壓器設計23

21LDO穩壓器的基本結構24

211傳輸器件的類型26

22補償科技28

221極點分佈29

222零點分佈和右半平面零點34

23LDO穩壓器設計考慮36

231電壓差36

232效率38

233線性/負載調整率39

234負載電流突變引起的瞬態輸出電壓變化40

24類比LDO穩壓器43

241主極點補償的特性43

242無電容結構特點48

243低電壓無電容LDO穩壓器的設計54

244在多級無電容LDO穩壓器中通過使用電流迴響補償减少最小負載電流限制57

245具有前饋通路和動態增益調整的多級LDO穩壓器65

25LDO穩壓器的設計指導70

251模擬提示和結果分析71

252在交流分析模擬中打破閉環的方法72

253具有主極點補償的LDO穩壓器的模擬實例74

26數位LDO穩壓器設計82

261基本數位LDO穩壓器83

262具有網格非同步自定時控制（LASC）科技的數位LDO穩壓器85

263動態電壓縮減（DVS）88

27具有類比動態電壓縮減（ADVS）科技的開關數位/類比低壓差線性（D/A-LDO）

穩壓器98

271ADVS科技98

272可切換的D/A-LDO穩壓器101

參考文獻107

第3章開關電源穩壓器的設計109

31基本概念109

32控制方法與工作原理概述112

33開關穩壓器的小訊號模型與補償方法117

331電壓模式開關穩壓器的小訊號建模117

332閉環電壓模式中開關穩壓器的小訊號建模121

333電流模式開關穩壓器的小訊號建模136

參考文獻153

第4章基於紋波的控制科技（第1部分）154

41基於紋波控制的基本拓撲結構154

411遲滯控制157

412導通時間控制159

413關斷時間控制163

414具有峰值電壓控制和波谷電壓控制的恒定頻率科技165

415基於紋波控制拓撲結構總結166

42導通時間控制型降壓轉換器的穩定標準168

421穩定性判據的推導168

422輸出電容的選擇179

43採用小阻值RESR的多層陶瓷電容設計科技182

431採用附加斜坡訊號183

432採用額外的電流迴響通路184

433具有附加電流迴響通路的導通時間控制模式的比較232

434採用紋波整形科技補償小阻值RESR234

435紋波整形功能的實驗結果239

參考文獻246

第5章基於紋波的控制科技（第2部分）247

51增强電壓調整效能的設計科技247

511直流電壓調整精度247

512用於紋波控制的電壓二次方結構247

513採用附加斜坡或者電流迴響通路的電壓二次方實时控制科技251

514採用小阻值RESR的電壓二次方結構中的比較器253

515採用小阻值RESR的具有二次微分和積分科技的基於紋波控制科技261

516魯棒性强的紋波調整器269

52對於開關頻率變化降低電磁干擾的分析271

521迴響訊號抗干擾能力的提高273

522旁路通路對迴響訊號高頻雜訊的濾波273

523鎖相環調製器科技275

524不同vIN、vOUT、iLOAD情况下頻率變化的分析276

525用於偽恒定fSW的自我調整導通時間控制器286

53用於偽恒定fSW的最優化導通時間控制器293

531導通時間控制的優化算灋294

532具有等效vIN和vOUT，eq的Ⅰ型最優化導通時間控制器294

533具有等效vDUTY的Ⅱ型最優化導通時間控制器302

534頻率鉗比特器304

535不同導通時間控制器的比較304

536最優化導通時間控制器的模擬結果305

537最優化導通時間控制器的實驗結果309

參考文獻313

第6章單電感多輸出轉換器315

61單電感多輸出轉換器的基本拓撲結構315

611結構316

612交叉調整316

62單電感多輸出轉換器的應用317

621片上系統317

622可擕式電子系統318

63單電感多輸出轉換器的設計指導319

631能量傳輸通路319

632控制方法分類327

633設計目標329

64用於片上系統的單電感多輸出轉換器331

641電感電流控制中的疊加定理331

642雙模能量傳輸方法333

643能量模式轉換334

644自動能量旁路337

645瞬態交叉調整的消除338

646電路實現342

647實驗結果351

65平板電腦應用中的單電感多輸出轉換器科技361

651單電感多輸出轉換器中的輸出獨立柵極驅動控制361

652單電感多輸出轉換器中的連續導通模式/綠色模式相對忽略能量控制369

653單電感多輸出轉換器中的雙向動態斜率補償378

654電路實現383

655實驗結果390

參考文獻404

第7章基於開關的電池充電器406

71引言406

711純充電狀態409

712直接供電狀態409

713斷開狀態410

714充電和供電狀態410

72基於開關的電池充電器的小訊號分析411

73閉環等效模型416

74採用PSIM進行模擬423

75渦輪加速升壓充電器428

76內寘電阻對充電器系統的影響432

77設計實例：連續內建電阻監測436

771連續內建電阻監測的操作436

772連續內建電阻監測的電路實現438

773實驗結果442

參考文獻444

第8章能量收集系統445

81能量收集系統概述445

82能量收集源447

821振動電磁換能器449

822壓電發電機451

823靜電能量發生器451

824風力發電裝置453

825熱電式發電機454

826太陽電池456

827磁線圈457

828射頻/無線460

83能量收集電路461

831能量收集電路的基本概念461

832交流電源能量收集電路464

833直流電源能量收集電路469

84最大功率點跟踪471

841最大功率點跟踪的基本概念471

842阻抗匹配471

843電阻類比473

844最大功率點跟踪方法474

參考文獻479