目前手機、多媒體數(shù)碼音樂視聽產(chǎn)品、專業(yè)的攝像、攝影電子產(chǎn)品等都在向小型化、高集成度、更高性能方向發(fā)展。手持產(chǎn)品的多媒體功能越來越豐富,上述演進歸功于半導體行業(yè)的快速發(fā)展。從分離的電源芯片,到高集成的PMU,從分離的射頻、基帶、存儲器件,到單芯片SoC。高集成度的半導體器件實現(xiàn)了產(chǎn)品性能的升級以及功能的快速拓展。LDO作為其中的關鍵器件,與其發(fā)展息息相關,對于復雜的手持設備,對LDO的要求也是多方面的,涉及噪聲抑制比、靜態(tài)電流、散熱、工作溫度范圍等。
為滿足市場需求,圣邦微電子陸續(xù)推出數(shù)款高集成度的多通道電源產(chǎn)品,例如5/7通道的DC/DC SGM2100、SGM2101,4通道的高性能射頻LDO SGM2024 SGM2026等等,滿足了國內(nèi)手持設備對高集成度、小芯片尺寸的需求,創(chuàng)造了新的市場熱點。
其中,SGM2026是圣邦微電子針對系統(tǒng)多電源需求(尤其是對干擾、抑噪、高輸出穩(wěn)定度有特殊需要)推出的一款4通道200mA額定輸出電路,通道輸出PSRR高達68dB(1kHz)以上的線性穩(wěn)壓電源,可以滿足數(shù)碼相機、GPS、手機、移動數(shù)字電視等手持電子產(chǎn)品對高集成度電源管理芯片的需求。芯片管腳功能如圖1所示。
圖1 、SGM2026芯片管腳功能分布。
SGM2026基本性能參數(shù)如下:
1 輸出噪聲極低:典型情況30?Vrms(10Hz~100kHz),可滿足大多數(shù)模擬信號處理要求;
2 每個通道在200mA負載的情況下,壓差低至220mV,可以極大的延長手持產(chǎn)品系統(tǒng)電源的壽命;
3 空載時系統(tǒng)靜態(tài)電流低至340?A,可以充分節(jié)省系統(tǒng)有限的電量,延長待機時間;
4 PSRR參數(shù)在1kHz時高達68dB,可以抑制掉絕大多數(shù)系統(tǒng)不需要的噪聲;
5 過溫保護和限流保護功能,可以保證系統(tǒng)的可靠性和安全性;
6 單路關斷功能及系統(tǒng)關斷電流低至10nA, 可以保證關機狀態(tài)下的零漏電;
7 -40℃~+85℃正常工作溫度范圍,可以滿足絕大多數(shù)行業(yè)領域應用;
8 TQFN(3mmx3mm) 封裝,保證了有效散熱及極小尺寸,與單通道SOT23-5封裝(便攜產(chǎn)品中最普及的封裝)尺寸相同。
就應用領域來說,手機作為手持電子產(chǎn)品的集大成者,代表了半導體行業(yè)的發(fā)展特點,幾十克的重量,不到名片大小的尺寸,完成了系統(tǒng)的通話、信息的傳輸、音頻和視頻等多媒體文件的處理、網(wǎng)絡的鏈接、衛(wèi)星與地面內(nèi)容的傳輸與解析。而這些復雜的功能,通常由基帶、射頻、存儲等不同的功能單元組成,而不同的功能塊對電源的需求不同,例如時鐘部分,需要極低的噪聲和穩(wěn)定的輸出,對電源芯片具有較高的需求。同樣,射頻部分的信號發(fā)射和接收,都需要穩(wěn)定、干凈的電源,對瞬態(tài)響應特性,也有較高的要求,系統(tǒng)的I/O端口,也需要一個穩(wěn)定電壓參考,能夠完成信號的吞吐傳輸,而基帶的內(nèi)核電源,需要高效穩(wěn)定,保證足夠長的工作時間。[!--empirenews.page--]
圣邦微電子的SGM2026在TD-SCDMA平臺和CDMA手機平臺上得到了廣泛的應用,在多家設計公司的方案中發(fā)揮著關鍵作用,無論在性能和體積上,為各種方案的及時有效的實現(xiàn),提供了較大的便利??梢员WC客戶用簡單的方式,來完成一個復雜的PMU來實現(xiàn)的上電、去電時序控制,有效的節(jié)省了整個系統(tǒng)成本及性能。應用線路如圖2所示。
圖2:SGM2026在TD-SCDMA平臺和CDMA手機平臺上的應用線路圖。
圖3描述了SGM2026的功能實現(xiàn)案例。在市面部分手機平臺中,通過SGM2026,產(chǎn)生4路獨立的2.8V電壓,每一路都可以根據(jù)系統(tǒng)上電時序的要求,控制輸出,例如:系統(tǒng)基帶需要的鎖相環(huán)電壓 Vpll, 射頻收發(fā)用的電壓基準,Vtx / Vrx, 以及給外圍輔助系統(tǒng)例如FM,WiFi等功能模塊用Vi/o... 當系統(tǒng)上電時,需要先對系統(tǒng)進行初始化,然后打開外圍的射頻及其他的輔助單元,之后根據(jù)用戶需求,啟動FM或者WiFi等功能模塊。SGM2026的4組輸出單獨控制的設計方式,可以滿足用戶根據(jù)系統(tǒng)要求時序上電。而且SGM2026具有不同通道間的高隔離度,每路輸出電壓的低噪聲(<30?VRMS),以及對于電源噪聲的高抑制比(>70dB,1kHz),這些特性恰好可以滿足手機系統(tǒng)基帶和射頻對電源的高度可靠性、穩(wěn)定性和高噪聲抑制能力需求。此外,高集成度帶來的成本降低,也迎合了經(jīng)濟不景氣時代的產(chǎn)品需求。
手機系統(tǒng)需要的是高度可靠的穩(wěn)定性和噪聲抑制能力,而方案設計公司在實現(xiàn)產(chǎn)品的過程中,充分考慮了芯片的熱耗散控制、系統(tǒng)噪聲的抑制等因素,通過優(yōu)化布線實現(xiàn)散熱處理,盡可能近的系統(tǒng)走線,使輸出靠近負載端,以及按照不同單元參數(shù)特性(模擬、數(shù)字),充分考慮系統(tǒng)電源的共地設計,來降低因為高集成度帶來的未知風險,例如負載容性參數(shù)超出規(guī)范,不同通道間的干擾造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定等等。而不同通道的單獨控制,配合系統(tǒng)必須的時序控制,客戶設計過程中考慮了可能存在的電源倒灌等風險。利用對地下拉等方式,避免芯片的控制失效。通過選擇具有快關斷特性的產(chǎn)品,實現(xiàn)上電、去電的時序規(guī)范控制,采用2~3顆產(chǎn)品即可實現(xiàn)多路系統(tǒng)電源,達到系統(tǒng)設計目標。
圖3:基于SGM2026的手機功能實現(xiàn)案例。