PDP显示驱动芯片中高低压转换电路的设计

摘要

近年来等离子显示器(PDP)己成为高清晰度电视(HDTV)及壁挂式彩电的主流产品之一。然而过高的成本成为PDP普及的主要障碍,其中昂贵的驱动芯片是PDP高成本的一个重要方面,因此,迫切需要研制出具有自主知识产权的低成本的PDP驱动芯片。本课题任务就是针对基丁体硅工艺的PDP高压驱动芯片的开发,研制山高性能的高低压转换电路,以满足低成本PDP驱动芯片的市场需求。 本论文综述了PDP的特点、应用以及国内外PDP行列高压驱动芯片的研究和发展现状。对PDP驱动芯片中高低压转换电路的研究和发展现状做了简略的介绍,分析了这类电路的特点和改进方向。以此为基础提出了一系列用于指导该类电路开发的设计原则和一套科学可行的设计方案。随后在这些原则的指导下,应用该方案基于无锡上华1.5μm标准CMOS工艺线设计了PDP数据选址芯片SED9006S7中的高低压转换电路。该设计方案分低压延时驱动电路设计和信号电平提升电路设计两部分,低压延时驱动部分又分为延时级电路设计和驱动级电路设计。在研究了多种延时级电路的基础上提出了一种易于调整延迟时间的新结构的延时级电路。在信号电平提升电路的设计优化方案中。针对最常用的CMOS六管结构的高压电路通过Hspice软件仿真确定了各设计参数对最终设计目标的影响。该设计方案分为三个步骤,逐步缩小了优化范围,最终通过高低压电路的整体联调确定了应用在PDP的数据选址芯片SED9006S7中的高低压转换电路的各器件尺寸参数。在对版图进行了工艺兼容性设计和工艺可靠性设计之后在无锡上华流片。对流片后的测试结果进行了分析和比较,验证了该设计的正确性和可行性。在论文最斤的展望中提出了该课题的后续研究方向。 SED9006S7芯片的实测结果显示该芯片的电压、电流、功耗和频率等技术指标均符合实用要求,且优于国外同类芯片,而加工成本也大大低于国外同类产品。该设计方案的提出,向研制具有自主知识产权的低成本的PDP驱动芯片的目标又迈出了坚实的一步。 本论文在低压电路结构上有所创新,提出了一种易于调节低压驱动信号延时大小的低压延时电路。同时对常用的实用型的信号电平提升电路的设计方法进行了摸索和总结,归纳出一套完整可行的设计验证方案。目前国内对PDP驱动芯片中的高低压转换的电路的研究还比较薄弱,在这个方面的文献和资料都比较少,本论文的研究具有一定的开拓性,希望可以抛砖引玉,为后续的研究工作提供一个有价值的参考和启发。

目录

文摘

英文文摘

声明

绪论

第一章PDP驱动芯片中的高低压转换电路

1.1高低压转换电路的演变与发展

1.1.1高低压信号电平转换电路的产生背景

1.1.2 PDP驱动芯片中的高低压转换电路的演变与发展

1.1.3高压器件的结构

1.2高低压转换电路的设计原则和设计指标

1.2.1信号电平提升电路的设计原则

1.2.2低压延时驱动电路的设计原则

1.2.3高低乐转换电路的整体设计原则

1.2.4高低压转换电路设计指标

本章小节

参考文献

第二章低压延时驱动电路的设计

2.1低压延时驱动电路的设计指标

2.2常用低乐延时驱动电路的尺寸设计

2.2.1延时控制电路的尺寸设计

2.2.2信号驱动电路的尺寸设计

2.3新型的低压延时驱动电路的设计

2.3.1新型电路的延时设计

2.3.2新型电路的驱动能力设计

本章小节

参考文献

第三章信号电平提升电路的设计

3.1信号电平提升电路动态特性分析

3.2高压电路的初始化尺寸参数设计

3.2.1高压输出驱动能力设计

3.2.2初始化信号电平提升电路尺寸范围设计

3.2.3初始化的低压驱动时序设计

3.3信号电平提升电路尺寸优化设计

3.3.1优化方案的思想

3.3.2第一步优化

3.3.3第二步优化

3.3.4第三步优化

3.3.5最终的电路尺寸

3.4低压驱动时序优化设计

3.4.1第一步优化

3.4.2第二步优化

3.4.3最终的低压驱动时序

3.5高低压电路联调

本章小节

参考文献

第四章版图设计及流片结果分析

4.1高低压转换电路的版图设计

4.1.1高压单管版图设计

4.1.2隔离设计

4.1.3高低压兼容电路版图设计

4.2流片测试结果及分析

本章小节

参考文献

总结与展望

致谢

硕士期间取得的成果