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功率集成电路属重要电子元器件,功率集成运算放大器目前在电子整机小型化、智能化应用领域,用途十分广泛,尤其在国防科技工业中的武器装备项目上,需求较大。功率集成运算放大器是典型的军民两用产品,因此对大功率集成运放的研究具有重要意义。
功率集成电路的功耗较大,管子消耗的功率越大,基片温度就越高,良好的热设计对保证电路的各项性能指标非常重要。因此本课题对功率集成电路的电路结构设计、器件的布局布线都是围绕芯片的热设计来研究。本文研究的大功率集成运算放大器,采用5μm双极型常规工艺,依次做了电路设计、电路仿真、版图设计以及版图验证等工作。对此大功率运算放大器的功率模块,在电路结构上设计了自散热电路,能自动调节基片温度。运算放大器仿真结果表明,各项技术指标都满足设计要求,输出功率的典型值达到了7.5W,属于国内先进水平。根据元器件在电路中的作用确定了器件单元版图结构,采用热对称布局布线的原则,完成了整个版图的设计,整个版图的面积为2.6×2.3mm2。并对版图进行了DRC、LVS验证,DRC验证证明该版图设计符合工艺规则,LVS验证表明版图与电路图一致。