用于LED显示屏16通道恒流驱动芯片设计

摘要

LED显示屏因具有可靠性高、亮度高、视角广、功耗低、使用寿命长等优点，在近几年中，获得了快速的发展，并广泛应用于室内外信息传递。LED恒流驱动芯片，作为LED显示屏的核心部件之一，也得到了迅速的发展。特别是，多通道的恒流驱动芯片，由于可降低LED显示屏的成本、功耗和方便PCB布局，应用越来越广泛。因此，研究一款用于LED显示屏多通道输出恒流驱动芯片是非常有实用价值的。
　　本文基于对16通道恒流驱动芯片系统结构分析与设计的基础上，根据系统主要性能指标要求，深入分析了模拟电路部分各主要子模块电路的基本原理，完成了其实际电路的设计与仿真验证，并在此基础之上完成了整个模拟系统的仿真验证与优化，最后完成了芯片版图设计与验证，整个芯片版图面积约为2150×1280μm2。整个芯片主要包括电压基准模块、振荡器模块、电流调节模块、输出级模块、上电复位模块、过温保护模块和数字部分。
　　该芯片采用0.35μm BCD工艺设计，工作温度-40℃~85℃，工作电压3.3V~5V。除了芯片间电流匹配精度和通道间电流匹配精度两项性能指标之外，其他主要性能指标均采用业界广泛使用的EDA电路仿真工具进行了仿真验证，具体仿真结果如下。各通道输出电流范围2mA~45mA，并且受内部数字信号和外挂电阻精确可调，芯片各通道输出端耐受电压可达20V。在典型条件下，芯片电源电压调整率为0.14％/V，负载调整率为0.0014%/V，温度系数为0.0018%/℃。输出端通道开启时，四组通道输出电流上升时间典型值分别为5.5ns、7.2ns、9.8ns和12.7ns；输出端通道关断时，各通道输出电流下降时间典型值均小于2ns。由于该芯片还在流片过程中，所以本文未给出测试数据。

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第一章 引 言

1.1 LED简介及其驱动电路的必要性

1.2 LED显示屏发展趋势及其驱动芯片分类

1.3 论文的主要工作和安排

第二章 LED恒流驱动芯片原理与主要技术指标

2.1 芯片系统结构及其工作原理

2.2主要技术指标

第三章 子模块设计与仿真

3.1电压基准模块

3.2振荡器模块

3.3 电流调节模块

3.4输出级模块

3.5 上电复位电路

3.6 过温保护电路

第四章 整体电路联合仿真

4.1电流调节仿真

4.2 电源电压调整率仿真

4.3负载（输出端电压）调整率仿真

4.4 输出温度系数仿真

4.5输出电流上升时间Ton和下降时间Toff仿真

第五章 版图设计

5.1混合信号IC版图注意事项

5.2版图布局

5.3实际版图设计

第六章 结论

6.1 总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果