ZHCY154B September 2021 – April 2023 BQ25125 , LM5123-Q1 , LMR43610 , LMR43610-Q1 , LMR43620 , LMR43620-Q1 , TPS22916 , TPS3840 , TPS62840 , TPS63900 , TPS7A02
在纳米功力稳压器中面积最大的模块之一是电流基准,该基准负责生成 1 至 10nA 的偏置支路。电流基准模块内的电流偏置生成面积由电阻器元件决定。在低值电阻器上施加较小的电压偏置,可减小电阻器值。在形成基准偏置电流时,可以通过一项技术来生成 ΔVgst/R 或 ΔVbe/R 电路。
图 15 显示了一种巧妙的偏置电流实现方式,其温度系数几乎为零,通过电阻器 R1 和 Rbias之间较小的电压偏置来创建正负系数温度偏置电流。
这些技术实现了更小的无源面积,并有效地缩小了芯片面积。IQ 乘以最小封装面积 FOM 是比较此类技术面积效率的最佳方法。TPS7A02 器件于2019年发布了 1mm x 1mm 双平面无引线(Dual Flat No-Lead DQN) 封装,而其对应的 晶片级封装(Wafer Chip Scale Package WCSP) 于 2021 年发布。LDO 拥有行业最低的 IQ-封装面积-效率 FOM,小于 10 nA-mm2。 图 16 展示了典型 0402 电容器与为 TPS7A02 提供的 DQN 和 WCSP 封装的并排比较。
当将类似的面积减小技术应用于电源电压监控器时,面临的主要挑战是如何检测高于 10V 的电压并仍然实现低于 0.5µA 的 IQ 水平。受控电压的电容式感应与采样保持技术相结合,可以减小芯片面积,并缩短响应时间。TPS3840 毫微功耗高输入电压监控器具有小于 350nA 的 IQ,从而实现了低至 15μs 的复位传播延迟,同时能够直接监控 10V 电压轨。
节省电路板面积的有效方法之一是将更多功能集成到单个芯片上。这种集成使监控器、基准系统、LDO、电池充电器和直流/直流转换器等模块能够共享通用构建块,同时减小总 IQ 大小。 图 17 展示了 BQ25125 电池充电管理 IC 通过 I2C 集成和灵活控制多种低 IQ 的功能,I2C 为该器件提供了一项关键优势,能够将整个电源管理系统部署到可穿戴设备、计量和汽车传感器物联网应用中。