200704手机单芯片后电源管理面临的挑战 随着蜂窝电话变得越来越先进,系统工作时的功耗以及待机时的功耗也随之增加。因此,便携式无线设备的电源管理设计在 I/O接口、能量管理以及电池使用寿命方面都面临着新的挑战。 数字设计人员在业界率先实施了采用超深亚微米(0.13μm、0.09μm及0.065μm)的微处理器,他们发现,采用更薄的氧化物以及更短的通道长度能够产生速度更快的晶体管。模拟基带 (ABB) 与射频 (RF)设计人员也紧随其后,努力寻求一种集成方法,以便为其最终客户提供单芯片无线解决方案。 但是,电压的缩放比例无法与晶体管的缩放比例保持一致,这就导致了系统解决方案的漏电问题很严重,而漏电必然会缩短电池使用寿命。幸运的是,我们可用某些电源管理技术来降低单芯片解决方案的功耗。 可确定的电源损耗形式有三种:工作电流消耗,待机电流消耗(有时也指休眠模式),关闭模式下的漏电消耗。在工作模式中,功耗是静态偏置电流功耗与平均开关或时钟(动态)功耗的总和。待机是一种低功耗状态,因为时钟已经被选通 (gated)或关闭,几乎所有的动态功耗都为零,在这种模式下,静态电流的大小决定了电池的寿命。最后,关闭模式的功耗是亚阈值 (sub-threshold)漏电的函数。亚阈值漏电是指当芯片关闭但输入电压仍存在时,芯片中晶体管具有的电流。 如果超深亚微米 (UDSM) CMOS 工艺能够处理更高的电池电压(4.3V ~5.4V),则关闭模式下的损耗可忽略不计,因为有效通道长度将更长,并且栅极氧化层将更……