具順向導通電荷汞控制技術之單電感多輸出升壓型直流轉直流轉換電路

Abstract

隨著積體電路的發展，晶片面積不斷縮小，晶片的電壓也越來越低，而手持式裝置的流行，例如︰MP3 player、smart phone、cellular phone…等，令電源管理積體電路更為重要，電源管理積體電路提供了智慧型的電源管理，用來延長電池的壽命，而電源管理積體電路中最重要的區塊為直流轉直流轉換電路。電源轉換電路最大的功能在於電壓的轉換以及電壓的穩定，以提供核心電路一個良好且穩定的電壓。故設計與研發一個良好的電源轉換電路具有相當的前瞻性以及發展性。 本論文首先提出了一使用利用增強型誤差放大器之降壓型直流轉直流轉換電路，利用此利用增強型誤差放大器可以提高準確性與暫態響應。接著提出以順向導通電荷汞控制技術之方法，在原電感輸出中增加電荷汞輸出，達到增加輸出但不會拉長操作週期，重複使用此順向導通開關時間的單電感多輸出升壓型直流轉直流轉換電路解決了傳統電路中順向導通開關時間的浪費。 利用增強型誤差放大器的高準確降壓型直流轉直流轉換電路，其工作電壓為3.6V~4.2V，擁有最高400mA的負載電流。此電源轉換器以台積電0.35μm CMOS製程實現，使用面積為1.46×1.91mm2. 採取順向導通電荷汞控制技術之方法的單電感多輸出升壓型直流轉直流轉換電路，其工作電壓為1.8V，可以得到四組輸出，兩組電感輸出與兩組電荷汞輸出。其電感輸出擁有最高70mA的負載電流與低交越穩壓，並且擁有0.08mV/mA、0.05mV/mA的負載穩壓和21mV/V、12mV/V的線性穩壓。而電荷汞輸出擁有1.7mV/mA、1.9mV/mA的負載穩壓。此順向導通電荷汞控制技術單電感多輸出升壓型直流轉直流轉換電路以台積電0.18μm CMOS製程實現，使用面積為1.3×1.3mm2.