一种高一致性16通道CMOS LED驱动芯片

摘要

随着科技的进步和电子技术的不断发展，LED显示屏作为一种高科技的电子产品日益引起人们的重视，它已广泛地应用于电信、邮政、金融、交通和体育场馆等各个行业及政府工作部门，与此同时，人们对LED的显示屏的要求也向大屏幕、高均匀性、高画面品质、长寿命的方向发展，普通的通用电源驱动芯片已远远不能满足要求，因此，一种多通道、输出电流高度精确的LED专用驱动芯片就成为研究的重点。 本文详细的介绍了一种高一致性16通道CMOS LED专用驱动芯片的设计，以及各项功能和性能指标的仿真验证，该芯片设计所要求的工作电压范围为3．3V-5V，各通道的输出电流范围为3mA-45mA，且输出电流大小精确可调，时钟频率达25MHz，以满足大量数据的传输要求。设计中的电路包括输入端口模块，SDO输出端口模块，基准电压模块，电流调节模块，过热保护模块，输出级模块等不同的模块电路。 本文是基于0．5um高压CMOS工艺，运用Cadence工作平台，对各模块电路进行了仿真验证，并在此基础上对整体电路进行了联合功能仿真验证和测试分析。整个芯片的有效面积为1320*1500u㎡，测试各通道最大稳定输出电流达到55mA，芯片内部的输出电流误差小于1%，芯片之间的输出电流误差小于3%，最大时钟频率达到30MHz，最大工作电源电压为5．5V，表明设计的芯片性能良好，达到了预定指标。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1LED简介和其正向伏安特性

1.2我国LED显示屏的发展趋势

1.3 LED显示驱动芯片的现状

1.4本文所做的工作

第二章LED驱动电路的原理

2.1 LED驱动原理

2.2 LED连接方式

2.3 LED驱动方式

第三章LED恒流驱动电路系统设计和性能指标

3.1 LED恒流驱动电路系统设计

3.2 LED恒流驱动芯片的关键性能指标

第四章模块电路设计与仿真

4.1芯片输入端口设计

4.1.1信号的纯化与施密特触发器设计

4.1.2 ESD与静电保护电路设计

4.1.3实际电路设计

4.2 SDO输出端口设计

4.2.1输出驱动力提高原理

4.2.2实际电路设计

4.3基准电压模块设计

4.3.1电压基准的原理

4.3.2实际电路设计与仿真

4.4电流调节模块设计

4.4.1电流调节模块的原理与分析

4.4.2实际电路与仿真

4.4.3电流调节模块中运放的设计与仿真

4.5过热保护电路设计

4.5.1电路原理与分析

4.5.2实际电路仿真

4.6输出级模块设计

4.6.1输出级电路设计与仿真

4.6.2输出级模块中D触发器的设计

第五章整体电路联合功能仿真

5.1电流调节特性整体仿真

5.2整体电路的时序特性仿真

第六章版图设计与测试分析

6.1 LED驱动芯片版图设计

6.1.1混合信号IC版图设计原则

6.1.2版图设计规则简介

6.1.3 LED驱动芯片的布局与版图

6.2芯片测试

6.2.1可测性设计考虑

6.2.2测试结果分析

第七章总结和展望

7.1总结

7.2展望

致谢

参考文献

研究成果