Abstract
In this study, we design the one-chip PWM IC with high voltage power switch (300V class LDMOSFET) for SMPS (Switching Mode Power Supply) application. Reference circuits generate constant voltage(5V) in the various of power supply and temperature condition. Error amp. is designed with large DC gain $({\simeq}65dB)$, unity frequency $({\simeq}190kHz)$ and large $PM(75^{\circ})$. comparator is designed with 2 stage. Saw tooth generators operate with 20kHz oscillation frequency. Also, we optimize drift concentration & drift length of n-LDMOSFET for design of high voltage switching device. It is shown that simulation results have the breakdown voltage of 350V. (using ISE-TCAD Simulation tool). PWM IC with power switching device is designed with 2um design rule and Bi-DMOS technology.
본 연구에서는 Bi-DMOS 기술을 이용하여 SMPS용 고내압 스윗칭 전력소자 내장형 one-chip PWM IC를 설계하였다. 기준전압회로는 다양한 온도와 공급전압의 변화에도 일정한 전압(5V)을 발생시킬 수 있도록 설계하였고, 오차 증폭기의 경우, 높은 dc gain$({\simeq}65.7db)$, unity frequency$({\simeq}189Khz)$, 적절한 $PM({\simeq}76)$를 가지면서 높은 입력저항을 갖도록 설계하였다. 비교기는 2단 구성으로 설계를 하였고, 삼각파 발생회로 경우, 외부 저항과 캐패시터를 이용해서 발진 주파수(20K), output swing 폭(3.5V)을 갖는 삼각파를 발생시켰다. 스윗칭 파워소자는 SOI 기판을 사용하고, 확장 드레인 영역의 길이와 도핑 농도를 적절히 조정, 350V급 내압을 갖는 n-LDMOSFET을 설계 하였다. 최종적으로, layout은 각 소자에 대한 디자인 룰(2um 설계 룰)을 설정하였고, Bi-DMOS 공정 기술을 바탕으로 PWM IC 회로와 n-LDMOSFET one-chip IC를 설계하였다.
