NESY036B September 2021 – April 2023 BQ25125 , LM5123-Q1 , LMR43610 , LMR43610-Q1 , LMR43620 , LMR43620-Q1 , TPS22916 , TPS3840 , TPS62840 , TPS63900 , TPS7A02
奈米功率穩(wěn)壓器中面積最大的區(qū)塊之一為電流參考,負(fù)責(zé)產(chǎn)生 1 到 10 nA 腳。電流參考區(qū)外中的電流偏壓產(chǎn)生區(qū)域受電阻器元件影響。若在值較小的電阻器中採(cǎi)用較小的電壓偏壓,將可降低電阻器值。有一種技術(shù)可在組成參考偏壓電路時(shí)產(chǎn)生 ΔVgst/R 或 ΔVbe/R 電路。
圖 15 說(shuō)明近乎零溫度係數(shù)偏壓電流的聰明執(zhí)行方式,其中透過(guò)電阻器 R1 與 Rbias 中的些許電壓偏壓來(lái)產(chǎn)生正負(fù)係數(shù)溫度偏壓電流。

這些技術(shù)可降低被動(dòng)面積,並可顯著減少晶粒面積。將 IQ 乘以最小封裝面積 FOM 是比較這類(lèi)技術(shù)面積效率的最佳方式。TPS7A02 裝置在 2019 年推出 1-mm x 1-mm 的矩形平面無(wú)引腳封裝 (DQN),2021 年則推出晶圓晶片尺寸封裝 (WCSP) 版本。此 LDO 為業(yè)界最低的 IQ 封裝面積效率 FOM 之一,僅為 <10 nA-mm2。 圖 16 說(shuō)明 TPS7A02 的傳統(tǒng) 0402 電容器與 DQN 和 WCSP 封裝並排比較結(jié)果。
圖 16 DQN 封裝、0402 電容器與 WCSP 封裝的
TPS7A02 大小並排比較。若以類(lèi)似減少面積技術(shù)來(lái)提供電壓監(jiān)控器,所遇到的主要挑戰(zhàn)會(huì)是如何感測(cè) >10V 的電壓,並仍能讓 IQ 等級(jí) <0.5μA。結(jié)合對(duì)受監(jiān)控電壓的電容式感測(cè)和取樣保持技術(shù),將可縮小晶粒面積並改善反應(yīng)時(shí)間。TPS3840 奈米功率高輸入電壓監(jiān)控器的 IQ <350nA,直接監(jiān)控 10V 軌時(shí)重置傳播延遲可低至 15μs。
圖 17 奈安培充電器系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)圖。節(jié)省機(jī)板空間最有效的方式之一,式將在單一晶粒中整合更多功能。這樣的功能整合可讓監(jiān)控器、參考系統(tǒng)、LDO、電池充電器與 DC/DC 轉(zhuǎn)換器等區(qū)塊共用基礎(chǔ)區(qū)塊,並可減少綜合 IQ。 圖 17 說(shuō)明電池充電管理 IC BQ25125 的能力,其以 I2C 整合並靈活控制多個(gè)低 IQ 功能,具有將整個(gè)電力管理系統(tǒng)帶進(jìn)可穿戴裝置、量測(cè)與汽車(chē)感測(cè)器 IoT 應(yīng)用的重要優(yōu)勢(shì)。