基于0.35 μm CMOS 工艺的高温高压LDO 芯片设计*

吴 霞，鲍言锋，邓婉玲，黄君凯

(暨南大学 信息科学技术学院 电子工程系，广东 广州 510632)

0 引言

随着嵌入式电子产品在日常生活的广泛应用，对电源的充电速度、续航能力及转换效率等技术指标的要求越来越高，因此对电源管理芯片提出了更高的要求。不但需要电源芯片具有精度高、功耗低和体积小等特点，在一些应用场景中，还要求芯片能在高温高压的恶劣环境中稳定地工作[1]。例如，混合动力汽车的引擎装置和控制系统通常工作于高达150 ℃以上的高温环境，石油和天然气油井的井底传感系统和监测设施的工作温度也超过150 ℃，探月工程电子设备需要在-153 ℃～127 ℃的大温差环境下工作。但目前普通的电源管理芯片的最大工作温度通常在150 ℃以下，因此不能直接应用在这种高温和大温差的环境中。

LDO 作为电源管理芯片中占据市场较大份额的产品，由于具有体积小、功耗低和输出纹波小等优点，已广泛应用于片上集成系统[2-7]。但是，目前市场上LDO 芯片的输入电压范围通常在2 V～5 V，当输入高于5 V 时，典型应用中的大多数LDO 芯片将会被烧毁[8]，从而限制了LDO 在高温高压环境下的应用，因此设计一款面积小、输入电压范围大且能在高温环境中长期稳定工作的LDO 芯片便显得十分必要[9-12]。

本文针对这一需要，基于X-FAB xa 0.35 μm CMOS工艺，设计了一款高温高压LDO 芯片，该芯片可以实现在输入电压为5.5 V～30 V，工作温度为-55 ℃～175 ℃的情况下，输出电压为5 V 且输出误差小于±5%的设计目标，可应用于航空航天和混合动力汽车等苛刻环境。……