集成电路反向分析精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的集成电路反向分析主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：集成电路反向分析范文

集成电路设计公司在招聘版图设计员工时，除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外，大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求：熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺；熟悉集成电路（数字、模拟）设计，了解电路原理，设计关键点；熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则；掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具；完成手工版图设计和工艺验证[1，2]。另外，公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识，还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广，而国内学校开设这方面专业比较晚，IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大，所以拥有一定工作经验的设计工程师，就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4，5]。

二、针对企业要求的版图设计教学规划

1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件，它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时，一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等，鉴于很少有学校开设这门课程，可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计，可以由Foundry厂提供，也可由公司自定制标准单元版图库，因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中，无论是CMOS还是双极型电路，主要目标并不是芯片的尺寸，而是优化电路的性能，匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者，更关心的是电路的性能，了解电压和电流以及它们之间的相互关系，应当知道为什么差分对需要匹配，应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的，面积在某种程度上说仍然是一个问题，但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中，性能比尺寸更重要。另外，模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手，经常需要与前端工程师交流，看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等，这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理，实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此，对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高，版图设计工作还涵盖了电路提取与整理，这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程；而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。

三、教学实现

第2篇：集成电路反向分析范文

关键词：雷击 电路板知识 维修过程

0 引言

电路板是一种精密部件，它在板上整合了多个功能模块和多种元器件组合，形成一个个复杂的完善的功能系统。因此，在电子产品维修过程中，对电路板故障的检测、分析以及排除，常常成为工程师们面临的技术难题。

1 雷击

今年的雷雨天气来得特别早，不到4月份，就雷雨连连，有时还颇具破坏性，我们塔台备用频率的RS遥控盒就遭到了雷击毁坏。遭雷击后此遥控盒上电后GO灯不亮，完全不能工作，我们及时更换备件保证设备正常工作后，开始检修故障遥控盒。

2 电路板知识

对于电路板的检测与维修，需要具备足够的知识储备，比如电子电路知识、印刷电路板知识、仪表知识、芯片知识、元器件知识、零件焊接知识等，以下做简要说明。

印刷电路板（PCB）几乎会出现在每一种电子设备当中，它的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。板子的基板是由绝缘隔热、不易弯曲的材质所制作成，板子表面的细小线路用来提供PCB上零件的电路连接。为了将零件固定在PCB上面，需要将它们的接脚穿过板子到另一面，直接焊在布线上。在最基本的PCB上，零件集中的一面称为零件面，导线集中的一面称为焊接面。PCB上有绝缘防护层。在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面，以标示出各零件在板子上的位置。

万用表，是电子检修的必备仪表，其蜂鸣器功能，是万用表的附加功能，大多做在2KΩ档，一般当测量阻值为50Ω以下时，内置蜂鸣器响。这个功能非常实用，可以提高测量线路通断的效率。

电路板上的“芯片”都是集成电路，它是微电子技术的主要产品。所谓微电子是相对“强电”“弱电”等概念而言，指它处理的电子信号极其微弱。通过不在路检测可以判断芯片的好坏：在可疑芯片焊离电路后，一般可用万用表测量各引脚对应于接地引脚之间的正、反向电阻值，并和完好的芯片进行比较，从而判断芯片是否正常。

在实际电路中，二极管、稳压管的周边电阻和三极管的偏置电阻一般在几百几千欧姆以上，所以可以在路测量二极管、三极管、稳压管的好坏。如果测得正向阻值太大或反向阻值太小，说明管子有问题。另外用不同的电阻档还可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子。测三极管时，不管是NPN管还是PNP管，测其be结cb结都应呈现与二极管完全相同的单向导电性。用R×10kΩ档测ec间（对NPN管）或ce间（对PNP管）的电阻时，表针可能略有偏转，这不表示管子是坏的，但用蜂鸣器测ce或ec间电阻时，表头指示应为无穷大，否则管子就是有问题。

检测电容好坏：用电阻档，根据电容容量选择适当的量程（注意测量电解电容时黑表笔要接电容正极）。①估测微法级电容容量的大小：可参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样，只要容量相同即可。②估测皮法级电容容量大小：要用R×10kΩ档，但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。③测电容是否漏电：对一千微法以上的电容，可先用R×10Ω档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R×1kΩ档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在∞或十分接近∞处，否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容，对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量，同样表针应停在∞处而不应回返。

测电阻时，重要的是要选好量程，当指针指示于1/3～2/3满量程时测量精度最高，读数最准确。

零器件的拆卸与焊接：贴片式电阻器、电容器的基片主要通过陶瓷材料制备。实际操作中要防止陶瓷随意碰撞，因而拆卸或焊接过程中必须有严格的温控措施，并且掌握轻触技巧，选用200～280℃调温式尖头烙铁，每次焊接不宜超过3s，焊完后电路板必须常温冷却。上述操作对贴片式晶体二、三极管的焊接同样适用。贴片式集成电路有很多引脚，且引脚之间距离窄、硬度小，焊接时一旦掌握不好温度，引脚焊锡极易出现短路、虚焊或印制线路铜箔脱离印制板等故障。一般集成电路所受的最高温度是260℃、10秒或350℃、3秒。拆卸贴片式集成电路时，可使用吸锡器拆卸集成块，这是一种常用的专业方法，使用工具为普通吸、焊两用电烙铁，功率在35W以上。拆卸集成块时，只要将加热后的两用电烙铁头放在要拆卸的集成块引脚上，待焊点锡融化后被吸入细锡器内，全部引脚的焊锡吸完后集成块即可拿掉，要防止超过最高温度。换入新集成电路时要先确认集成电路型号与方向，将烙铁温度调节在250℃左右，将脚位对准印制板相应焊点，用手轻压在集成电路表面，以防止集成电路移动，操作电烙铁蘸适量焊锡将集成电路四角的引脚与线路板焊接固定，然后一只手持烙铁给集成电路引脚加热，另一只手将焊锡丝送往加热引脚焊接，直至全部引脚加热焊接完毕。最后仔细检查和排除引脚短路和虚焊，待焊点自然冷却后，用毛刷蘸无水酒精再次清洁线路板和焊点，防止遗留焊渣。

3 维修过程

首先检查遥控盒电源部分：交流220V输入经滤波后输出交流220V正常，加至电源模块，但无直流输出，判断电源模块有故障。

检修电源模块：经检测，电源模块上一个315mA250V的保险（棕色扁圆柱型器件）烧断，变压器及各整流元件正常。用一截短路线焊至保险两焊点之间，电源模块输出-26V未稳压的直流电压，正常，此电压加至遥控盒主板上。未买到此种保险器件之前，暂时用短路线代替保险丝。安装好遥控盒，在站调接入VHF系统中测试，起动后GO灯常亮，正常，但造成其他同频率设备常收，拔掉电源线，只连接25针音频线仍是如此，将其他同频率设备音量打开，听为清楚的塔台指挥间环境音，判断此遥控盒的线路PTT信号线对地呈现低阻状态了（因此遥控盒和塔台安装的内话系统并接入VHF系统）。测量非发射状态下音频口24脚（PTT信号）对地（14脚）电阻，为111Ω，太低，造成线路长发。检测麦克风连接器，F脚（PTT）正常，判断雷击不仅造成电源模块保险丝烧断，还由线路引雷造成电路板故障。

检测遥控盒各电路板：因无电路图资料，直接在电路板上“跑线路”查找故障。经分析，PTT信号未经过主板处理，直接由音频口24脚跳至开关音频产生器电路板上，经检测，主板正常，产生开关音频的电路板异常。

检修故障的电路板：沿PTT信号处理路径查找异常器件并查找芯片功能脚资料。4011芯片为四组两输入与非门，4047为单稳态、无稳态多谐振荡器，在线测试4011件中的一个二极管T4151正反向特性无（正反向均为399Ω），判断已烧坏。将可疑芯片4011和4047焊下来测试其好坏：测试4011，其供电（14）脚与地（7）脚间电阻为0Ω，其它脚与地（7）脚间电阻也不正常；测试4047，其供电（14）脚与地（7）脚间电阻为0Ω，说明两芯片都已毁坏。另外，通过分析电路板得出：焊除4011和一个47.5K电阻、一个0.1微法电容，能同样实现所有功能，必要时可以这样做。

更换315mA250V保险，遥控盒上电，观察面板状态启动正常。更换二极管T4151和芯片4011、4047，测试非发射状态下音频口24脚（PTT信号）对地（14脚）电阻，为741Ω，偏低，接入VHF系统测试：只接25针音频线时仍造成线路PTT长发，但连接电源线后（上电后PTT电阻提高）正常，测试收发均正常，需提高线路PTT电阻。更换另一个HEF4011，仍为700多Ω（在4011位置焊接14脚芯片插座，以方便更换）。再次更换为CD4011，测试线路PTT电阻为940Ω，仍偏低，接入系统测试结果同上。因找不到更合适的4011，进行电路改造：焊除4011和一个47.5KΩ电阻一个0.1μF电容，测试24脚对地电阻为1936Ω，正常，其他各脚测试都正常，接入系统测试，遥控盒工作正常，修复。

4 小结

每块电路板的成功维修，都离不开知识的积累和实践能力，而实践能力来源于多年的经验积累与技术沉淀，维修工程师只要具有独立分析问题和解决问题的能力，具有出色的动手操作能力，就能准确判别故障部位并进行维修，顺利地排除电路板的故障。

参考文献：

[1]姚锐，徐超.测试系统电路板维修探讨[J].电子与封装，2012（01）.

[2]王艳秋，王晓翠.电路板维修中的方法与技巧[J].航空精密制造技术，2009（05）.

[3]史慧.电路板维修测试与诊断技术综述[J].航空制造技术，2008（09）.

第3篇：集成电路反向分析范文

即从信号源（麦克风、输入式传感器等）和被控元件（电机、显示器件或者扬声器等）两头同时画起，最终将电路板上的全部元件绘制完毕。（5）可以利用网络、图书资源，找到相类似的电路原理图，然后根据实际电路板进行更改图纸，这种方法对绘图而言相对更简单些。应当说明，实际运用时很难依靠一种方法来“反绘”原理图，一般采用多种方法的综合才能快速正确的完成绘画工作。现以图一所示“楼道声光控开关”灯泡不亮故障为例进行说明，该电路板是以集成电路CD4081为核心构成的。首先画出电源电路，从网络上查找到该集成电路的资料：CD4081是一个包含4个与门的CMOS电路，其中第14引脚和第7引脚分别是5伏电源的正极与负极，反向思维可查找出电源的整流二极管与滤波电容，元件如图一所示，对应的铜箔如图二所示，画出的原理图如图三所示。其次以信号输入端开始反绘，即从驻极体话筒开始画起，当然也可以从光敏电阻画起，顺藤摸瓜，依次画电阻，电容，三极管、集成电路，再画晶闸管，细加整理后如图四所示。当您“反绘”电路板时，也不一定采用与作者一样的步骤，可以“两边挤”的方法，即画好电源后，可从话筒和晶闸管两边同时开始，一直将所有电路画完为止。根据“反绘”出的原理图分析工作原理可知：当5V供电为零时、麦克损坏时、Q1击穿时、CD4081烧坏时或Q2断路均会造成灯泡不亮故障。经检查为三极管Q2击穿，声音无法到达集成电路，从而导致灯泡不会发光，更换三极管后工作正常。

2局部“反绘”

在实际维修过程中，维修人员面对更多的是庞大而复杂的电路板，此时，没有相应的原理图维修工作变得更为困难“，反绘”原理图要画出全部电路板吗？不！绘制全部原理图是不可能的，也是完全没有必要的。维修者更多关心的是有故障部分的电路，此时只要根据故障现象、电器工作原理、电路板上元器件的外形大致判断故障部位，只需将“可疑”部位仔细“反绘”出原理图之后，再加以分析排除故障即可。绘制时可找到供电电路，而后采用如下方法：（1）以三极管为核心绘出原理图。（2）以集成电路为核心进行绘制。电路实物中，集成电路是非常“显眼”的元器件，很容易看到和辨别型号。这为画图提供了方便。（3）以电路板上“特殊元器件”为中心进行绘制，比如：电视机的高频头、高压包、行激励变压器、电源管、行管等；VCD的激光头接插件、各种电机、开关；冰箱的压缩机、温控器等等，这些特殊的元件为快速绘图提供了突破口。（4）以信号流向进行绘制。比如视频信号、伴音信号、控制信号。（5）根据局部电路板上的字符进行绘制。比如电视机电路板上标有RFAGC、V-SIZE、ACK、ABL、AGC；VCD电路板上所标注的APC、RF等字符。这些字符具有特定的意义，从而理解了该部分电路的功能，加快了绘图的步伐。由于三极管、集成电路的在电路中更为普遍以及其重要性，故单独列为两项，其实二者都可以作为“特殊元件”放在第三项中。现以一昆仑B3110型黑白电视机出现图像上下压缩故障的绘图为例。由电视原理知道：该故障发生在场扫描电路，从经验上可知场扫描电路一般是个集成电路，而且常固定在散热片上，这样从这个思路出发很快找到该电视机电路板上的μPC1031H2为场扫描集成电路，该部分电路板的底层如图五所示。图五

绘图时以集成电路μPC1031H2为中心，从其1脚开始，先画出与1脚相连的所有元件，由图五可以看出：1脚与7C9的负极、7C8的负极和7C7的一脚相接；2脚接12V电源（由于电路板太大摄图时被截掉），接下去画出与3脚相接的元件，依次画下去，如图六所示。为说明问题，图六只画了1、2、3、5、6、8脚外的元件。这样将局部电路画出来之后，分析该部分电路的工作原理，测量一些电阻值、电压点或支路电流，为维修工作提供依据。从而找到相应故障元件并加以排除。当然运用局部“反绘”时，也可以根据具体故障元件画得再少些，比如上例关于场扫描电路故障，根据工作原理可知，该故障与μPC1031H2的第四、六脚关系最大，这时其它引脚电路可以不画出。本文来自于《电子科技》杂志。电子科技杂志简介详见

3“反绘”原理图的知识储备

第4篇：集成电路反向分析范文

关键词：宽带;Y参数;频率无关;FET

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1004373X(2008)1716803

Research of FET Broadband Small Signal Equivalent Circuit

WU Chao,ZHANG Gang

(Luoyang Institute of Science and Technology,Luoyang,471003,China)

Abstract：A method to determine the broadband small signal equivalent circuit of FET is introduced.This method is based on an analytic solution of the equations for the Y parameters of the intrinsic device and allows direct determination of the circuit elements at any specific frequency or averaged over a frequency range.The validity of the equivalent circuit can be verified by showing the frequency independence of each element.

Keywords：broadband;Y parameters;frequency independence;FET

1 引 言

随着数字和模拟集成电路的发展，精密的器件模型是分析电路非常强大的工具。特别对于高速数字应用领域，需要使用大信号模型来描述有源器件在0~10 GHz以上频带范围的工作特性。检测FET高频性能最合适的方法是S参数测量。对于器件的宽带工作特性，我们需要对于每一个感兴趣的频率范围设置不同偏置点(FET的栅极电压和源漏电压)。使用图1的物理模型，这些大量的S参数数据可以减少为15个与频率无关的变量。

已经表明所谓的“冷态模型”(源漏电压Vgs=0)可以将未知参数的个数减少到7~8个，这更有利于我们减少计算时间和计算量。在以前的测量方法中就涉及到7个内部器件元素。此方法可以非常好地模拟5 GHz以下FET的工作特性,但是在更好频率上存在误差。因此本文介绍的方法扩展到不受频率限制的内部器件参数分析，能够通过S参数估算25 GHz频率以下任意的小信号等效模型。

2 理论分析

小信号等效模型如图1所示。

图1 FET的小信号等效模型电路分为外部寄生元件和内部器件2部分，包含7个未知量。内

式(6)~式(12)在漏极电压高于0 V的整个频率范围都适用。在内部器件参数被决定之前需要估算寄生元件参数，他们可以从“冷模型”中得到。也就是在Vds=0 V而且栅极正向偏置时测量S参数。进入转换到相应的Z参数，从Z参数虚部可以得到寄生电感Ls,Ld,Lg,而寄生电阻Rs,Rd,Rg则由Z参数实部确定。外部pad电容Cpd,Cpg和边缘电容Cb可以从FET夹断Vds=0的情况下测量S参数得到。

3 测 量

我们通过对不同类型的FET测量来验证这种方法。例如HEMT(Ig=0.6 μm,Wg=50 μm)和MESFET′s以及反向HEMT′s(Ig=1 μm,Wg=250 μm)。后者由于与掺杂的AlGaAs层并联表现出比较明显的低频特性。试验频带从50 MHz~25 GHz。

4 测量结果

在较高的栅极电流密度下，栅极电容被电阻短路。Z参数的虚部在整个频带由寄生电容决定，所以呈感性。图2表明了外部电感与频率之间的关系，可以发现1~25 GHz感值基本恒定。1 GHz以下感值的变化是由于在如此低频下呈现出非常小的感抗导致测量误差增大。Z参数的实部与频率无关，可以用来确定寄生栅、源、漏电阻。

在栅极电压远未达到夹断电压时，Y参数的虚部由器件的电容确定。外部衬底电容和冗余栅极电容与频率的关系如图3所示。再次证明这种等效电路在25 GHz的频率范围是有效的。我们还测量了反向HEMT结构在未达到夹断的情况，同样它出现了剧烈的低频效应。如图4，Y参数有2个不同斜率的区域。这是由于掺杂AlGaAs层中导通区产生的，等效电路如图5所示。当2DEG通道被耗尽，在栅极和导通层之间出现寄生电容Cp。这个电容只在低频时对电路较大的影响，因为它和AlGaAs层的等效电阻形成了一个RC低通电路。使用图5的等效电路，我们可以用图4中高频段的斜率计算出模型的pad电容。

图2 外部寄生电感和频率的关系图3 等效电容和频率的关系图4 反向HEMT器件Y参数虚部图5 漏极电压为0，栅压未达到夹断时

反向HEMT器件等效模型我们将本文提出的电路等效模型与之前的电路模型做了一个比较，结果如图6所示。在图6中十字符号表示实际测量的0.6 μm异质结构FET结果，空心圆表示在本文研究的等效电路的模拟结果，实线表示之前等效电路模拟结果。很明显我们的结果更接近实际测量，特别是在高频区域。

图6 实际情况与仿真情况的比较模型误差均值Eij同样显示在图6中，同样可以验算其他FET的参数。根据式(9)和式(12)计算出内部参数gm和gds与频率的关系，如图7所示，它们在频率范围之内几乎是常数，进一步验证了这种等效电路与实际电路非常吻合。

图7 通过图6得到的跨导和输出导纳与频率的关系这种等效电路不仅精度高而且计算时间几乎可以忽略，可以计算频带范围内任意工作点的小信号等效电路的参数。

5 结 语

本文介绍了一种FET宽带小信号模型的等效电路。这种等效电路可以描述任意频率下的S参数或者观察任意频率段的小信号器件参数的均值。可以通过画出元件参数-频率坐标图，观察它们与频率的关系能验证该等效电路更很好地模拟实际电路的工作情况。同时这种等效模型可以用来模拟5 GHz以下的低频效应。

参 考 文 献

［1］Curtice W R,Camisa R L.Self-consistent GaAs FET Models for Amplifier Design and Device Diagnostics.1984.

［2］Minasian R A.Simplified GaAs MESFET Model to 10 GHz.EIecfron.Lett,1977.

［3］Dambrine G,Cappy A，Heliodore F，et al.A New Method for Determining the FET Small-signal Equivalent Circuit.Trans.Microwave,Theory Tech.,1988.

［4］Razavi,Behzad.RF Microelectronics.Prentice Hall,1998.

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［6］Yang L,Long S I.New Method to Measure the Source and Drain Resistance of the GaAs MESFET.IEEE Electron Device Lett.,1986.2.

［7］David M.Pozar.微波工程.3版,张肇仪,译.北京:电子工业出版社,2005.

［8］Phillip E.Allen,Douglas R.Holberg.CMOS模拟集成电路设计.2版.冯军,译.北京:电子工业出版社,2005.

［9］Thomas H.Lee.CMOS射频集成电路设计.2版.余志平,译.北京:电子工业出版社,2006.

第5篇：集成电路反向分析范文

【关键词】稳压电源；设计；参数

任何电子设备的工作都离不开直流电源，晶体管、集成电路正常工作都需要直流电源供电。提供直流电的方法主要有干电池和稳压电源两种。干电池具有输出电压稳定便于携带等优点但是其容量低寿命短的缺点也十分明显。而直流稳压电源能够将220V交流电转换为源源不断的稳定的直流电.它由变压、整流、滤波、稳压四部分电路等组成。参考电路如图1所示。

1.变压

稳压电源的输出电压一般是根据仪器设备的需要而定的，有的仪器设备同时需要几种不同的电压。单独的稳压电源，其输出电压在一定的范围内可以调节，当调节范围较大时，可分几个档位。因此，需要将交流电通过电源变压器变换成适当幅值的电压，然后才能进行整流等变换，根据需要，变压器的次级线圈一般都为两组以上选用合适的变压器将220V±10%的高压交流电变成需要的低压交流电，要满足电源功率和输出电压的需要，变压器选用应遵循以下原则：

（1）在220V±15%情况下应能确保可靠稳定输出。一般工程上变压、整流和滤波后的直流电压可以按下面情况确定：

一是要考虑集成稳压电路一般是要求最小的输入输出压差；二是要考虑桥式整流电路要消耗两个二极管正向导通的压降；三是要留有一定的余量。输出电压过高会增加散热量，过低会在输出低压时不稳定，由此来确定直流电压.

（2）变压器要保留20%以上的电流余量。

2.整流

是将正弦交流电变成脉动直流电，主要利用二极管单向导电原理实现，整流电路可分为半波整流、全波整流和桥式整流。电源多数采用桥式整流电路，桥式整流由4个二极管组成，每个二极管工作时涉及两个参数：一是电流，要满足电源负载电流的需要，由于桥式整流电路中的4个二极管是每两个交替工作，所以，每个二极管的工作电流为负载电流的一半；二是反向耐压，反向电压要大于可能的最大峰值。

（1）电流负载ID>IL；

（2）反向耐压为变压器最高输出的峰值VD>V2。

3.滤波

滤波的作用是将脉动直流滤成含有一定纹波的直流电压，可使用电容、电感等器件，在实际中多使用大容量的电解电容器进行滤波。图中C2和C4为低频滤波电容，可根据实验原理中的有关公式和电网变化情况，设计、计算其电容量和耐压值，选定电容的标称值和耐压值以及电容型号（一般选取几百至几千微法）。

C1和C3为高频滤波电容，用于消除高频自激，以使输出电压更加稳定可靠。通常在0.01μF～0.33μF范围内。

（1）低频滤波电容的耐压值应大于电路中的最高电压，并要留有一定的余量；

（2）低频滤波电容C2选取应满足：C2≥（3～5）；RL为负载电阻，T为输入交流电的周期。对于集成稳压后的滤波电容可以适当选用数百微法即可；

（3）工程上低频电容C2也可根据负载电流的值来确定整流后的滤波电容容量，即：C2≥（IL/50mA）×100uF。

4.稳压

经过整流和滤波后的直流电压是一个含有纹波并随着交流电源电压的波动和负载的变化而变化的不稳定的直流电压，电压的不稳定会引起仪器设备工作不稳定，有时甚至无法正常工作。为此在滤波后要加稳压电路，以保障输出电压的平稳性。稳压方式有分立元件组成的稳压电路和集成稳压电路。分立元件组成的稳压电路的稳压方式有串联稳压、并联稳压和开关型稳压等，其中较常用的是串联稳压方式。

（1）串联稳压电路

串联稳压电路工作框图如图2所示，它由采样电路、基准电压电路、比较放大电路和调整电路组成。

（2）集成稳压器

随着集成工艺技术的广泛使用，稳压电路也被集成在一块芯片上，称为三端集成稳压器，它具有使用安全、可靠、方便且价格低的优点。

三端稳压器按输出电压方式可分为四大类：

①固定输出正稳压器7800系列，如7805稳压值为+5V。

②固定输出负稳压器7900系列。

③可调输出正稳压器LM117、LM217、LM317及LM123、LM140、LM138、LM150等。

④可调输出负稳压器LM137、LM237、LM337等。

第6篇：集成电路反向分析范文

论文摘要：生化分析是临床诊断常用的重要手段之一。可帮助诊断疾病，对器官功能作出评价，并可鉴别并发因子及决定以后治疗的基准等。自动生化分析仪不仅提高了工作效率，而且也稳定了检验质量，减少了主观误差。

生化分析是临床诊断常用的重要手段之一。通过对血液和其他体液生化分析测定的数据，再结合其他临床资料进行综合分析，可帮助诊断疾病，对器官功能作出评价，并可鉴别并发因子及决定以后治疗的基准等等。自动生化分析仪就是把生化分析中的取样、加试剂、去干扰物、混合、保温反应，P检测、结果计算和显示，以及清洗等步聚自动化的仪器，它不仅提高了工作效率，而且也稳定了检验质量，减少了主观误差，通常可分为以下几类：按反应装置的结构分为连续流动式、分离式和离心式三类；按同时可测项目分为单通道和多通道两类，单通道每次只能检验一个项，但项目可更换，多通道每次可测多个项目；按仪器复杂的程度及功能分类小型，中型和大型三类；按测定程度可变与否，分为程序固定式和程序可变式分析仪两类。

临床化学分析基本包括以下步骤：标本定量吸取和转移，通过沉淀、过滤、离心、层析或透析技术分离并去除大分子干扰物试剂的定量吸取及同标本混合，在一定温度下反应显色，通过光学或各种电极技术进行测量、数据处理、显示、打印报告结果，以及测定后的反应容器，管道系统的清洗等。

根据仪器计算机功能的不同，自动生化分析仪一般分为全自动和半自动两种，本文对几种常见半自动生化分析仪故障进行探讨。

一、开机机器长鸣报警

在机器设置中，若设置是外置打印机打印，则必须先开打印机，后开主机，使主机自检时能检测到打印机，不然机器就会报警；红外自动感应器窗口上有污物或感应器灵敏度不够或失灵，清洗器应器窗口，排除错误进样信号，如感应器失灵，则更换红外自动感应器，无备用件时，可用Val+F1键代替。

二、开机调零显示“measurementproblem”

BASIC用蒸馏水调零，显示上述信息表示测定有故障，通常的原因是：

1、蒸馏水不干净。

2、流动比色池内有气泡，检查管道是否有破损或比色池是否有泄漏。

3、流动比色池内太脏，用5%的次氯酸钠或双缩脲浸泡半小时后冲洗；流动比色池外灰尘太多，用镜头纸擦拭。

4、石英卤素灯的电源是从电源开关取出来的，电源开关有三组接头，一线给主机供电，一线为电源地，还有一组给灯供电，测试该组接头并没有导通，拆下检查，发现是该组接头的弹簧及电源开关，故障排除。

5、拆下滤光片，用镊子除去粘胶，取出凸透镜，安装在机器上，重新调零，故障排除。

6、即使做了上述工作，调零仍然通不过。拆下比色池加热器底座，打开硅光二极管检测系统部分的盖子，进行光路调节，把室内灯光关闭，用一张白色纸片放在硅光二极管的前部，左右移动比色池加热器底座，同时调节比色池下面的高度调节螺钉，进行调零操作。当灯亮时，观察光分出来的光线是否和硅光二极管的位置吻合，反复调整，直到调零通过为止。上好比色池加热器底座的螺钉，重新开机调零，仍然出现上述故障，仔细观察，发现比色池加热器底座的底部有热溶胶，当把底座的螺钉上好后，改变了已调整好的光路，故而再次出现上述故障，在相应位置滴上热溶胶，重新安装进行调零，故障消失。

三、按动吸样开关后不吸样

首先听泵是否在动作，如泵不动作，检查吸样开关是否有信号产生，调整吸样开关中顶珠的位置，检查泵的内阻是否正常；其次检查泵管理否有泄漏或老化，从而更换泵管；如上述部分正常，打开机器顶盖，拆下流动比色池，发现流动比色池有漏液现象，用耐酸碱，无色的粘合剂进行粘接，等粘合剂凝固后，重新安装好流动比色池，故障消失。

四、机器测定结果不正确

首先用以下推荐的清洗剂进行流动比色池和管道的清洗：

1、0.1N的NaOH（KOH）溶液，加入少量表面活性剂。

2、有分解蛋白作用的酶溶液。

3、生化试剂中本身具有去蛋白作用的试剂，总蛋白试剂（双缩脲），肌肝试剂中的碱性组份。

然后进行标准管的测试，如果结果仍不正确，开机检查Peltier电子温度控制器中的加热块是否有电压，电压是否正常，电源线是否连接完好，通过控制流过Peltiier电子元件的电流的方向来产生加热和冷却两种不同的状态，电流正向时为加热，反向时为冷却，如加热块损坏则更换加热块，更换时注意它的方向性，保证正压时加热块处于加热状态，否则有可能烧毁加热块；还有可能就是灯泡老化，需要更换灯泡，灯泡更后需进行位置调整。具体调整方法参照机器的说明书，检查流动比色池底部的热敏电阻，热敏电阻性能降低或损坏也可能造成温度控制的不正常，从而影响测试结果的正确性。

第7篇：集成电路反向分析范文

 

关键词:主板;故障;判断;维修

随着主板电路集成度的不断提高及主板价格的降低,其可维修性越来越低。但掌握全面的维修技术对迅速判断主板故障及维修其他电路板仍是十分必要的。下文向大家讲解主板故障的分类、起因和维修。

一、主板故障的分类

1.根据对微机系统的影响可分为非致命性故障和致命性故障

非致命性故障也发生在系统上电自检期间,一般给出错误信息;致命性故障发生在系统上电自检期间,一般导致系统死机。

2.根据影响范围不同可分为局部性故障和全局性故障

局部性故障指系统某一个或几个功能运行不正常,如主板上打印控制芯片损坏,仅造成联机打印不正常,并不影响其它功能;全局性故障往往影响整个系统的正常运行,使其丧失全部功能,例如时钟发生器损坏将使整个系统瘫痪。

3.根据故障现象是否固定可分为稳定性故障和不稳定性故障

稳定性故障是由于元器件功能失效、电路断路、短路引起,其故障现象稳定重复出现,而不稳定性故障往往是由于接触不良、元器件性能变差,使芯片逻辑功能处于时而正常、时而不正常的临界状态而引起。如由于I/O插槽变形,造成显示卡与该插槽接触不良,使显示呈变化不定的错误状态。

4.根据影响程度不同可分为独立性故障和相关性故障

独立性故障指完成单一功能的芯片损坏;相关性故障指一个故障与另外一些故障相关联,其故障现象为多方面功能不正常,而其故障实质为控制诸功能的共同部分出现故障引起(例如软、硬盘子系统工作均不正常,而软、硬盘控制卡上其功能控制较为分离,故障往往在主板上的外设数据传输控制即DMA控制电路)。

5.根据故障产生源可分为电源故障、总线故障、元件故障等

电源故障包括主板上+12V、+5V及+3.3V电源和PowerGood信号故障;总线故障包括总线本身故障和总线控制权产生的故障;元件故障则包括电阻、电容、集成电路芯片及其它元部件的故障。

二、引起主板故障的主要原因

1.人为故障

带电插拨I/O卡,以及在装板卡及插头时用力不当造成对接口、芯片等的损害。

2.环境不良

静电常造成主板上芯片(特别是CMOS芯片)被击穿。另外,主板遇到电源损坏或电网电压瞬间产生的尖峰脉冲时,往往会损坏系统板供电插头附近的芯片。如果主板上布满了灰尘,也会造成信号短路等。

3.器件质量问题

由于芯片和其它器件质量不良导致的损坏。

三、主板故障检查维修的常用方法

主板故障往往表现为系统启动失败、屏幕无显示等难以直观判断的故障现象。下面列举的维修方法各有优势和局限性,往往要结合使用。

1.清洁法

可用毛刷轻轻刷去主板上的灰尘,另外,主板上一些插卡、芯片采用插脚形式,常会因为引脚氧化而接触不良。可用橡皮擦去表面氧化层,重新插接。

2.观察法

反复查看待修的板子,看各插头、插座是否歪斜,电阻、电容引脚是否相碰,表面是否烧焦,芯片表面是否开裂,主板上的铜箔是否烧断。还要查看是否有异物掉进主板的元器件之间。遇到有疑问的地方,可以借助万用表量一下。触摸一些芯片的表面,如果异常发烫,可换一块芯片试试。

3.电阻、电压测量法

为防止出现意外,在加电之前应测量一下主板上电源+5V与地(GND)之间的电阻值。最简捷的方法是测芯片的电源引脚与地之间的电阻。未插入电源插头时,该电阻一般应为300Ω,最低也不应低于100Ω。再测一下反向电阻值,略有差异,但不能相差过大。若正反向阻值很小或接近导通,就说明有短路发生,应检查短的原因。产生这类现象的原因有以下几种:

(1)系统板上有被击穿的芯片

一般说此类故障较难排除。例如TTL芯片(LS系列)的+5V连在一起,可吸去+5V引脚上的焊锡,使其悬浮,逐个测量,从而找出故障片子。如果采用割线的方法,势必会影响主板的寿命。

(2)板子上有损坏的电阻电容。

(3)板子上存有导电杂物。

当排除短路故障后,插上所有的I/O卡,测量+5V,+12V与地是否短路。特别是+12V与周围信号是否相碰。当手头上有一块好的同样型号的主板时,也可以用测量电阻值的方法测板上的疑点,通过对比,可以较快地发现芯片故障所在。

当上述步骤均未见效时,可以将电源插上加电测量。一般测电源的+5V和+12V。当发现某一电压值偏离标准太远时,可以通过分隔法或割断某些引线或拔下某些芯片再测电压。当割断某条引线或拔下某块芯片时,若电压变为正常,则这条引线引出的元器件或拔下来的芯片就是故障所在。

4.拔插交换法

主机系统产生故障的原因很多,例如主板自身故障或I/O总线上的各种插卡故障均可导致系统运行不正常。采用拔插维修法是确定故障在主板或I/O设备的简捷方法。该方法就是关机将插件板逐块拔出,每拔出一块板就开机观察机器运行状态,一旦拔出某块后主板运行正常,那么故障原因就是该插件板故障或相应I/O总线插槽及负载电路故障。若拔出所有插件板后系统启动仍不正常,则故障很可能就在主板上。采用交换法实质上就是将同型号插件板,总线方式一致、功能相同的插件板或同型号芯片相互芯片相互交换,根据故障现象的变化情况判断故障所在。此法多用于易拔插的维修环境,例如内存自检出错,可交换相同的内存芯片或内存条来确定故障原因。

5.静态、动态测量分析法

(1)静态测量法

让主板暂停在某一特定状态下,由电路逻辑原理或芯片输出与输入之间的逻辑关系,用万用表或逻辑笔测量相关点电平来分析判断故障原因。

(2)动态测量分析法

编制专用判断程序或人为设置正常条件,在机器运行过程中用示波器测量观察有关组件的波形,并与正常的波形进行比较,判断故障部位。

6.先简单后复杂并结合组成原理的判断法

随着大规模集成电路的广泛应用,主板上的控制逻辑集成度越来越高,其逻辑正确性越来越难以通过测量来判断。可采用先判断逻辑关系简单的芯片及阻容元件,后将故障集中在逻辑关系难以判断的大规模集成电路芯片。

第8篇：集成电路反向分析范文

【关键词】多功能；遥控；实用插座；接收电路

一、总体设计方案

“多功能实用遥控插座”的工作是利用遥控器控制电源开关的原理，其中，由于集成块4013具有在触发脉冲的作用下置0、置1的功能并能将翻转后的信号保持，该电路利用4013的这个功能来设计达到我们预期的目的。

二、单元模块设计

1.电源电路设计

当电路加入220V电压，变压器输出9V电压，经电容C1滤波，再将9V滤波电压输入稳压器7805，同时将9V电压提供给继电器工作。稳压器7805输出5V电压，再经电容C2滤波，将5V直流电压输送给红外线接收头、三极管9012、集成块4013工作。

2.主电路设计

3.红外线遥控电路

（2）红外遥控系统

常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。

发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管；由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量的使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940mm左右，外形与普通φ5发光二极管相同，只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样；用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉锯法来粗略判判定。

接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外发光二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用Μpc1373H、CX20106A等红外接收专用放大集成电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO/OUT）。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38kHz这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。

红外遥控的特点是不影响周边环境的、不干扰其他电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路，需要时按图索骥即可。因此，现在红外遥控在加用电器、室内近距离（小于10米）遥控中得到了广泛的应用。

三、电路组装与调试

1.电路图

2.电路调试

接上电源，按下遥控器按钮，发现遥控插座工作指示灯不亮，通过电路分析查找原因，发现虚焊的情况！将虚焊的焊点重新焊接，结果指示灯还不亮，通过继续排查，查找到继电器常开常闭触点接反了。

四、使用说明

1.功能简介

多功能实用遥控插座的设计，构思精巧、结构简单、实用性强。适用于家中有老弱病残的人来随时控制相关电器；也适用于夜里照看幼儿需随时开启台灯的家庭。对于一般家庭来说，如果在有蚊子的夏晚，您可在蚊帐内自由控制台灯或电风扇，而不必担心蚊子混入。

考虑到一般家庭都有电视遥控器，本产品就尽量利用现有资源来开发，一方面以避免出现家中遥控器过多的杂乱现象，另一方面也降低了产品的成本。

2.使用指南

本产品的使用非常简单，只需将遥控插座外接电源连在家中墙上的插座上，然后将需要控制的电器连接上遥控插座即可。使用时，可将电视遥控器朝着遥控插座的红外接收头方向按下任意键，便可自由控制电器的开关。

3.注意事项

（1）本产品需要的电视遥控器一般是晶振为455KHZ的遥控器，目前市场上的彩电遥控器基本都适合。

第9篇：集成电路反向分析范文

关键词： 线性稳压器； 大电流； 低功耗； 跨导放大器； Bipolar

中图分类号： TN710?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）13?0150?04

Design and implementation of high?current micro?power monolithic LDO with small size

PENG Xiao?hong， ZHU Zhi?ding， HOU Li?gang， WANG Jin?hui， WU Wu?chen

（Beijing University of Technology， Beijing 100124， China）

Abstract： A low?dropout regulator （LDO） with an output current of 700 mA， quiescent current of 50 μA and chip area of 1.5 mm×2.0 mm is proposed. The LDO circuit takes reference circuit output as its chip output. The inherent transconductance amplifier of reference circuit is used to detect the output and feedback to stage amplifier， the signal is output to the base of power transistor after amplified， which could control the power valve output rated voltage and current. The error amplifier without redundancy makes the loop?compensation extremely simple， excludes the compensation problems in traditional LDO circuit. The function of each module which traditional LDO needs is mixed into an easier circuit， thus the chip area and the quiescent current are greatly reduced. The simulation analysis of the circuit is conducted， and realized by 2 μm 36 V Bipolar technology， the tapeout result shows that the chip has the characteristic of high?current， micro?power and small size.

Keywords： linear voltage regulator； high?current； low power consumption； transconductance amplifier； Bipolar

0 引 言

消费类电子产品已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，手机、MP4、PDA、PAD和笔记本电脑等便携式电子设备在生活中扮演着重要的角色。随着集成电路工艺尺寸的不断缩小，集成度的不断增加，这些便携式设备对电源的要求越来越苛刻，需要在电源和电子设备之间引入电源管理芯片，担负起对电能的变换，分配，检测以及稳压，降噪的职能[1]。

低压差线性稳压器（LDO）具有结构简单，成本低，输出电压精度高，电源抑制能力强，微功耗以及封装简单和需要较少的器件等突出优点，使得它在便携式电子设备产品中得到广泛应用[2?4]。近年来，LDO的主要发展趋势在以下几个方面：

（1）超低压差电压，一方面是因为压差电压越小，LDO的效率越高，另一方面是因为集成电路工艺尺寸所需的电源电压越来越小。

（2）高效率，高效率主要是降低芯片本身的功耗，一是节省了能源，二是有效地降低了散热问题。

（3）高集成度，高功率密度，客户希望电源产品能做的越来越紧凑，封装体积越来越小。

为此，基于Bipolar工艺以设计输出电流为700 mA，静态电流为50 μA，芯片面积为1.5 mm×2.0 mm的LDO线性稳压器为目标。本文所提出的LDO电路结构具有以下优点：

（1）除带隙基准固有的跨导放大器外无须额外的误差放大器，从而降低了电路补偿难度；

（2）把传统LDO电路中各个模块的功能糅合到了一个较为简单的电路里，大大减小了芯片面积，降低成本，易于封装；

（3）用纯Bipolar工艺实现了所设计的电路，地电流随负载电流增大而增大，在空载时，具有极低的静态电流，从而保证了较高的电流效率，可以延长供电电池的使用寿命。

1 电路设计与分析

1.1 电路功能及环路稳定性分析

图1是本文提出的LDO电路结构，电路包括：启动电路，电流基准，限流保护，过温保护等辅助电路；基准电压电路，单级放大器，功率管等核心电路；负载电路。其中功率管采用PNP，原因是NPN需要消耗较高的压差电压，而PNP可以实现较低的压差电压[5]。电路工作原理是，在电路上电启动后，调整管PNP向带隙基准电路注入电流，由带隙基准中的跨导放大器对电流进行检测，并经单级放大器放大之后反馈至调整管基极，使输出电压达到稳定。

图1 LDO整体框图

LDO的晶体管级整体电路如图2所示，由电压基准电路，增益级电路（单级放大器）和输出级构成LDO的核心电路即反馈回路。基准电压产生电路中，Qn1和Qn2是发射极面积为8∶1的两个三极管，让两管通过相同的电流，便可得到不同电流密度下两个三极管基射极电压差[ΔVBE]。这是一个带有正温度系数的电压，加在[R1]两端产生一个正温度系数电流[I1]，其具体计算如下：

[VBE（Qn1）+VR1=VBE（Qn2）]

[I1=VTln8R1]

设流经[R3]的电流为[I1a]，流经[R4]的电流为[I1b]，可得到如下等式：

[I1=I1a+I1b]

[I1a×R3=I1b×R4+VBE（Qn3）]

[I1b=ISexpVBE（Qn3）VT]

利用插值法可解出上式中的[I1a，][I1b，]得到[Vout]的表达式如下：

[Vout=VBE（Qp1）+VBE（Qn3）+VBE（Qn1）+VR5+VR4+VR1]

式中：[VR5]和[VR1]分别为[I1]在[R5]和[R1]上产生的正温度系数电压；[VR4]是[I1b]在[R4]上产生的正温度系数电压，通过调整[R1，][R3]和[R4]的值即可得到3.3 V的零温度系数电压。

图2 LDO核心电路

上述基准电压产生电路所产生的电压直接作为了LDO的输出，但是仅凭此电路是不够的，还需要增益级，功率管等。Qp1和Qp2作为电流镜负载，检测两条支路的电流误差。电流镜负载和Qn1，Qn2构成了跨导放大器，跨导放大器的输出经由单级放大之后反馈至功率管基极，形成反馈回路，稳定输出电压。

1.2 环路稳定性分析

环路补偿简单是文中所提出的LDO的一个主要优点，且重载时具有较高的环路带宽。从图2中可看出在基准电压产生电路内部有一个密勒补偿电容[Cm，]并有一个调零电阻[Rm，]这将在带宽内产生一个极零点对，通过调节电阻电容值，可以使这对极零点相抵消，而不对频率响应产生明显的影响。LDO的输出接有一个钽电容[Co]，该钽电容的ESR为[RESR，]这将产生一个主极点和一个零点，由于负载变化范围较大，所以主极点的范围变化也较大，其具体表达式如下：

[Po=12πRLCo]

零点位置：

[Zo=12πRESRCo]

由于所设计的LDO带载能力额定值为700 mA，功率管的尺寸较大，所以功率管的基极有较大的寄生电容，也将在带宽内产生一个极点。功率管的基极输入电阻[6]为[rπ=β0gm=β0KTqIC]，由此可看出功率管的基极输入电阻也是随着负载变化而变化的，即功率管基极的寄生极点也是随负载变化而变化的：

[Ppara=12πrπCpara=qIC2πCparaβ0KT]

从上面的分析可看出，带宽内共有三个极点，两个零点，其中一对极零点相互抵消。等效看成：有两个变化的极点和一个固定的零点对LDO环路频率响应产生影响。功率管的尺寸随着带载能力的确定而确定，即寄生极点[Ppara]是一个确定的量，所以可通过调节[Co]及其ESR的值来改变主极点[Po]和零点[Zo]的位置。下面给出了轻重载下LDO的环路频率响应图，如图3所示。

图3 LDO的环路频率响应图

从图中可看出：轻载下的带宽是63.64 kHz，相位裕度是90.29°；重载下的带宽是10.72 MHz，相位裕度是84.98°。

1.3 辅助电路设计

一个完整的LDO仅有上述核心功能模块电路是不够的，还需要过热保护，限流保护电路，反向保护电路，以防止在错误的工作条件下造成芯片不可逆转的损坏。同时还需要启动电路，以避免上电时芯片处于不启动的自锁状态。各个模块如图2中所示。

启动电路，在上电后，Qp6所在之路首先会导通，Qns2会给Qp7提供一个电流通路，从而启动整个偏置电路，当偏置电路正常工作后，由于偏置电流流经Rth1和Rth2会产生分压，导致Qns2射极电压升高，从而关断Qns2，使整个电路正常工作。Qn7和Qn8是两个发射极面积为10：1的两个三极管，其两路的电流镜负载可以确保流经Qn7和Qn8的电流是相等的，从而得到不同电流密度下的[ΔVBE]，这是一个带有正温度系数的电压，加在Rb两端产生一个正温度系数电流Ib，作为整个电路的偏置电流，可以通过调整Rb的值来改变偏置电流的大小。

Rth1，Rth2和Qnth构成了过热保护关键电路，在电路正常工作时，Qnth是关断的。从上面知道，流经Rth1和Rth2的电流具有正温度系数，随着温度升高，Rth2上的分压会升高，而Qnth的导通电压具有负温度系数，随着温度升高，其导通电压会降低，所以在一定温度时，可以使Qnth开启，从而关断电路。确保芯片不被烧毁。具体的温度点可以通过设置Rth2的值来得到。

R7和D2构成了限流保护的关键电路，在电路正常工作时，D2是关断的，当随着负载电流的增大，功率管Qp0的基极电流会增大，从而造成R7上的分压升高，传递到D1的阴极电位也升高，当负载电流大到一定程度时，D1的阴极电位可升高到致使D2打开，从而可泄放掉Qn5的基极驱动电流，也就减小功率管的基极电流，最终使负载电流下降，保护芯片不被过流损坏。

当该款LDO应用到有备用电池的便携式设备，并且在某种情况下需要备用电池供电时，输出反向保护就成为LDO的必备功能。在该电路中Qpr1和Qp2起到了输出反向保护的作用，当输出电压被某种外在电池保持到高于输入电压时，输出反向保护电路可以使芯片的偏置电路和功率管关断，从而减小输出反向电流，减小功耗。

2 测试结果

电路芯片采用2 μm 36 V Bipolar工艺模型进行设计并生产。图4是整体芯片照片，其面积为1.42 mm×1.92 mm。芯片的输入电压范围为3.8～20 V，输出电压为3.3 V。空载时的静态电流为37 μA，最大输出电流为800 mA。

图4 所设计芯片的概貌图

图5是芯片测试电路原理图，输入电容为10 μF，输出电容为10 μF。测试仪器主要包括Agilent E3631A直流电源，Tektronix TDS2024四通道示波器，IT8510 120 V/20 A/120 W电子负载仪，TN/GDW?100高低温箱。测试了12支芯片，其测试结果如图6所示，在-55～125 ℃内，负载为700 mA时，输出电压在3.275～3.365 V之间。从测试结果可看出该芯片实现了所需要的功能。

图5 芯片测试电路图

图6 LDO的输出电压

3 结 语

本文以设计输出电流为700 mA的微功耗，小体积线性稳压器LDO为目标。基准电压直接作为了LDO的输出，利用基准电压电路所固有的跨导放大器和一个单级放大器，功率管构成了整个LDO的核心反馈回路。没有用到额外的误差放大器，使得整个系统的补偿变得极其简单，在基准电路内部的密勒补偿和去零电阻产生了一个极零点对并相互抵消，外部用一个带有ESR的钽电容进行补偿就达到了很好的稳定性。与同类文章的电路相比[7?8]，功率密度明显得到提高，补偿也极具优势，并且所设计的LDO在重载下具有10.72 MHz的单位带宽，这远高于其他文章中所设计的LDO的带宽[9?10]。本文中所提出的LDO采用2 μm 36 V的Bipolar工艺进行了流片验证，测试结果表明，实现了大电流，微功耗，小体积的设计目标。

参考文献

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