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单片型汽车电子电压调节器芯片设计
作 者: 徐科军
导 师: 傅兴华
学 校: 贵州大学
专 业: 微电子学与固体电子学
关键词: 汽车电子 调节器 调整管 双极工艺
分类号: TN492
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
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内容摘要
随着微电子技术在汽车控制系统中的广泛应用,汽车总成中电子系统的作用显得越来越重要,这种发展态势对汽车发电系统提出了更高的要求。汽车电压调节器是汽车发电系统的心脏部件,优质的电压调节器是保证汽车电子系统高可靠性的重要前提。本文通过对大量电子电压调节器的分析,提出了新的电压调节器电路。在调节器的具体实现形式上采用单芯片集成方式,使其在电压调节精度、体积、重量及耐振性等方面均优于普通电子电压调节器。文中还详细分析了电压调节器的的工作原理和电路结构,分块设计了芯片内部各个功能模块,包括取样电路、电压基准源、误差放大器、保护电路和调整晶体管,给出所有晶体管级电路图,并对各功能模块进行Spice模拟验证,模拟的结果及分析也一并给出。最后根据元器件在电路中的作用确定器件单元版图结构,并介绍了版图设计过程。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-7 第一章 绪论 7-11 1.1 汽车电压调节器概述 7-9 1.1.1 汽车电压调节器的发展 7-8 1.1.2 汽车电压调节器的发展趋势 8-9 1.2 本课题的研究背景及意义 9-10 1.3 本课题的主要研究内容 10-11 第二章 电压调节器设计原理和芯片组成 11-22 2.1 汽车发电系统的构成 11 2.2 交流发电机工作特性 11-14 2.2.1 交流发电机的励磁 11-12 2.2.2 交流发电机工作特性 12-14 2.3 电压调节器的分类及设计原理 14-15 2.3.1 电压调节器的分类 14 2.3.2 电压调节器的设计原理 14-15 2.4 电压调节器的电路结构 15-21 2.4.1 调整晶体管 16-19 2.4.2 基准电压源 19 2.4.3 误差放大器 19-20 2.4.4 保护电路 20-21 2.5 本章小结 21-22 第三章 电压调节器电路设计与具体实现 22-42 3.1 电压调节器电路结构 22-23 3.2 电压取样电路 23-27 3.2.1 发电机电压取样法 23-25 3.2.2 蓄电池电压取样法 25-26 3.2.3 综合电压取样法 26-27 3.3 基准电压源电路分析与设计 27-32 3.3.1 利用二极管或稳压管作为基准源 28-29 3.3.2 具有温度补偿的基准电压源 29 3.3.3 带隙基准电压源 29-31 3.3.4 模拟验证 31-32 3.4 误差放大电路 32-34 3.5 保护电路 34-38 3.5.1 过流及安全区保护电路 34-36 3.5.2 过热保护 36-38 3.6 调节器整体电路及工作原理 38-40 3.7 本章小结 40-42 第四章 调节器版图设计 42-57 4.1 双极型集成电路基本制造工艺 42 4.2 双极型集成电路版图设计原则 42-43 4.3 版图设计 43-52 4.3.1 划分隔离区 43-44 4.3.2 版图设计规则 44-47 4.3.3 元器件图形设计 47-51 4.3.4 布局布线 51-52 4.4 特殊元器件的设计 52-55 4.4.1 耐高压器件的设计 52-53 4.4.2 调整管的设计 53-55 4.5 本章小结 55-57 第五章 总结与展望 57-59 5.1 总结 57-58 5.2 进一步工作展望 58-59 致谢 59-60 参考文献 60-63 攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况 63-64
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路(IC) > 专用集成电路
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