混合電壓供電的移動設(shè)計兩個細(xì)節(jié)

【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】混合電壓供電的移動設(shè)計兩個細(xì)節(jié)本文將探討在混合電壓供電的移動設(shè)計中，混合電壓電平如何提高ICC電源電流及邏輯門如何降低功耗。當(dāng)前的移動設(shè)計在努力在高耗能（power-rich）的功能性和更長電池壽命的需求之間取得平衡。

低ICCT技術(shù)有利于節(jié)能

目前，大多數(shù)都備有多個電源軌，但在輸進(jìn)高電平（VIH）低于電源電壓（VCC）時，仍可能產(chǎn)生不定功耗。當(dāng)輸進(jìn)電壓為電源軌電平（VIL=Gnd或VIH=VCC）時，CMOS一般具有極低的靜態(tài)ICC和泄漏電流，故是移動應(yīng)用中邏輯器件的技術(shù)。不過，若VIH<VCC，會發(fā)生這種情況：輸進(jìn)級的PMOS和NMOS晶體管可能均在不同級“導(dǎo)通”，此時傳導(dǎo)電流，在這個狀態(tài)期間，靜態(tài)電流ICC增加，存在一條從VCC到Gnd的路徑。這個增加的電流被稱為ICCT電流，亦是輸進(jìn)電壓逼近閾值時的電源電流。圖1描述了這種情況。

圖1：邏輯門和輸入電壓條件。

注釋：*輸進(jìn)電壓即是電源電壓Vcc時為使用CMOS門電路的理想狀態(tài)；這時ICC電流極低。

*在混合電壓情況下，若Vin<VCC，ICCT電流出現(xiàn)，功耗也隨之產(chǎn)生。

一般在CMOS門電路的設(shè)計中，輸入電壓閾值或輸入切換點為VCC/2；不過，飛兆半導(dǎo)體的低ICCT門電路采用專有的輸入電壓設(shè)計，可降低輸入閾值電壓，增大輸入電壓范圍，同時不影響有效邏輯低電平VIL。如前所述，當(dāng)輸入電壓為0V或VCC時，CMOS門電路的耗電量極低，而產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊通常會注明該條件下的ICC。因此，系統(tǒng)設(shè)計人員在VIH值小于VCC時看到ICC電流增大可能頗為驚訝。下面的圖2顯示了一個重新設(shè)計的輸入構(gòu)造的優(yōu)點。圖2所示的VIN-ICC曲線圖比較了一個標(biāo)準(zhǔn)CMOS輸入器件和一個低ICCT輸入器件。靜態(tài)功率由基本DC功率公式?jīng)Q定：P＝ICC×VCC。在本例中，輸入VIH為2.5V，標(biāo)準(zhǔn)CMOS門電路輸入的功耗等于3.0mW（3.6V×0.83mA），而低ICCT門電路的功耗只有0.003mW（3.6V×0.99uA）；也就是說，利用低ICCT器件，靜態(tài)功耗降低了100%。

圖2：ICC-VIN輸入曲線（Vcc=3.6V，VIN=“2”.5V）。

ICC電流的增大十分重要，因為它會大幅度增加器件的靜態(tài)功耗。飛兆半導(dǎo)體的專有低ICCT輸入構(gòu)造可在ICCT電流出現(xiàn)期間限制其范圍，如圖2所示。

表1：不同VIH條件下的節(jié)能潛力。

表1比較了不同VCC/VIN條件下的ICCT電源電流級。從表中可看出，飛兆半導(dǎo)體的低ICCT門電路具有很大的節(jié)能潛力。在混合電壓系統(tǒng)中，利用低ICCT門電路，與邏輯門電路相關(guān)的功耗可降至微缺陷道。

表2列出了低ICCT門電路供貨情況。根據(jù)需要可以提供額外的功能。當(dāng)現(xiàn)有應(yīng)用因前面討論的輸入條件而出現(xiàn)功耗過大時，用戶可利用標(biāo)準(zhǔn)引腳輸出，直接簡便地開展替換。

總結(jié)

延長電池壽命的要訣是降低各級的功率。隨著便攜設(shè)備整合更多的功能，功耗問題越來越令人擔(dān)憂。飛兆半導(dǎo)體的NC7SVL低ICCTTinyLogic產(chǎn)品為解決這些難題提供了一個具成本效益的解決方案。此外，飛兆半導(dǎo)體先進(jìn)的小尺寸MicroPak封裝技術(shù)，以及新推出的更小的1.0x1.0mmMicroPak2封裝技術(shù)，可顯著降低線路板空間要求。

對于