随着信息技术的高速发展,各类电子产品为人们的生活与工作带来了极大的便利,而电源作为驱动这些电子设备的动力源泉,承担着信息社会基石的作用。如今,伴随着高速通信、电动汽车和智能制造等技术的长足进步,宽输入范围高效率的Buck型直流-直流（Direct Current to Direct Current,DC-DC）变换器也逐渐成为集成电路行业的研究热点:它不仅能够满足不同应用场合对输入输出电压的要求,还能降低芯片功耗,实现节能环保的目的。然而,当输入电压达到40 V以上时,传统的电路结构不能适应这种宽范围的应用场合,需要提出新的电路架构。传统的Buck型DC-DC变换器输入电压为固定值或者仅能在较窄的范围内变化,导致其应用场合受到较大程度的限制。为了扩大Buck变换器的输入电压范围,本文基于N沟道结型场效应晶体管以及横向双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管的器件特性,为Buck变换器设计了内嵌稳压模块,该稳压模块将输入电压转换为多轨恒压源并分别为数字、模拟模块供电。内嵌稳压模块的引入拓宽了Buck变换器的输入电压范围,分离的电源轨则避免了数字模块对模拟模块的噪声串扰。为了实现全负载电流范围内的高效工作,本文在分析脉冲宽度调制和脉冲跳跃调制两种模式功耗特点的基础上,综合其各自优缺点为Buck变换器设计了自动切换调制模式的控制电路,该控制电路将根据负载状况主动选择当前工况下对应的高效调制模式,从而提升变换器的效率。本文基于华虹0.35μm BCD工艺,使用Cadence Virtuoso设计了一款具有双重调制模式宽输入范围的Buck型DC-DC变换器并对其进行了仿真验证。仿真结果表明:Buck变换器的输入电压范围为5～60 V、输出电压范围为0.8～56 V、最大输出电流为4 A、开关频率范围为300～3000 k Hz、线性调整率为0.0039%/V、负载调整率为0.013%/A、典型应用情况下转换效率不低于90%。在完成前仿真之后进行版图设计和后仿真验证,芯片版图面积为3600μm×3200μm,而后仿真参数满足要求,实现了宽输入范围、高效率的设计目标。