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            低門限電壓延長(zhǎng)電池壽命技術(shù)

            作者: 時(shí)間:2012-02-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            多年以來,從事電源管理業(yè)務(wù)的半導(dǎo)體制造商盡力跟上終端系統(tǒng)用戶的需求。越來越多的便攜式電子產(chǎn)品在功能上花樣翻新,這些產(chǎn)品需要峰值性能,要求設(shè)計(jì)者在設(shè)備的物理尺度內(nèi)實(shí)現(xiàn)盡可能高的效率。雖然行業(yè)努力開發(fā)具有比傳統(tǒng)鎳鎘(NiCd)電量更高的替代,但還遠(yuǎn)不能滿足新一代便攜設(shè)備對(duì)能量的需求。因此,便攜式應(yīng)用不得不尋求在低功耗電路設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新開發(fā),使設(shè)計(jì)工程師可以讓終端系統(tǒng)以盡可能高的效率使用電池資源。在便攜式設(shè)備中,元器件是功耗預(yù)算的主要部分,而且很顯然,要跟上需求的變化,半導(dǎo)體器件制造商需要不斷創(chuàng)新,幫助降低便攜式產(chǎn)品的功耗。

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/177891.htm

              以手機(jī)為例,降低模擬和數(shù)字基帶芯片等手持設(shè)備中主要器件的工作是降低功耗的辦法之一。在不需要DSP或微處理器發(fā)揮最大性能的時(shí)候,可以降低內(nèi)核供電,并且降低時(shí)鐘頻率。越來越多的新一代低功耗應(yīng)用采用了此項(xiàng),以盡可能地節(jié)約系統(tǒng)能量。公式PC~(VC)2.F描述了一個(gè)DSP內(nèi)核的功耗,這里,PC是內(nèi)核的功耗,VC 是內(nèi)核,F(xiàn)是內(nèi)核時(shí)鐘頻率。降低內(nèi)部時(shí)鐘頻率可以減少功耗,降低內(nèi)核供電電壓可以把功耗降得更多。

              先進(jìn)的硅片和封裝能起到什么作用

              有很多音箱新興高耗電便攜式設(shè)備性能的設(shè)計(jì)因素,本文將主要以在低電壓應(yīng)用中最常見的功率開關(guān)功率MOSFET為例,說明最新的硅技術(shù)突破在增加電源需求上的影響。為說明這些技術(shù)進(jìn)步的影響,有必要了解功率MOSFET的一些關(guān)鍵參數(shù)。

              通道的導(dǎo)通電阻(rDS(on))是由通道的橫向和縱向電場(chǎng)控制的。通道電阻主要由柵源電壓差決定的。當(dāng)VGS超過門限電壓(VGS(th)),F(xiàn)ET開始導(dǎo)通。許多操作要求開關(guān)接地點(diǎn)。功率MOSFET通道的電阻與由公式R= L/A確定的物理尺寸有關(guān),這里是電阻率,L是溝道長(zhǎng)度,A是W x T,即溝道的橫截面積。

              在通常的FET結(jié)構(gòu)中,L和W是由器件的幾何尺寸確定的,而溝道厚度T是兩個(gè)耗盡層之間的距離。耗盡層的位置會(huì)隨柵源偏置電壓或漏源電壓而變。耗盡層的位置會(huì)隨柵源偏置電壓或漏源電壓而變。當(dāng)T在VGS和VDS的影響下減小到零時(shí),兩個(gè)對(duì)邊的耗盡層就會(huì)連在一起,增加的溝道電阻(rDS(on))會(huì)接近無窮大。

              圖1是rDS(on)與VGS特性的關(guān)系曲線。區(qū)域1對(duì)應(yīng)的是累積電荷不足以產(chǎn)生反向的情況。區(qū)域2對(duì)應(yīng)的條件是有足夠的電荷,使P區(qū)的一部分反向并形成溝道,但這還不夠,因?yàn)?ldquo;空間電荷”效應(yīng)也是很重要的。區(qū)域3對(duì)應(yīng)的是電荷有限的情況,當(dāng)柵體電勢(shì)升高時(shí),rDS(on)沒有明顯變化。

            rDS

            圖 1: rDS(on) 與VGS 特性的關(guān)系曲線


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