功率集成产业是电子芯片制造业的一个重要领域,伴随着集成电路的发展,许多功率集成电路的产品被开发出来,广泛应用于机载驱动、汽车电子、航天航空以及家用电器等领域。高边功率开关是功率集成电路典型应用之一,能实现对功率输出的智能化控制与保护,在功率集成电路的应用中具有重要意义。本文目的是设计出能够用于高边功率开关的驱动和控制电路,并结合保护电路实现高边功率开关的完整功能。其中驱动电路包括稳压器电路和电荷泵转换器。稳压器实现将4.7~52V的高压输入转换成5V的稳定逻辑电压,为芯片内部低压模块供电。电荷泵是功率开关的直接驱动电路,保证芯片正常工作时功率管栅极电压高于电源电压5V,工作电流1.8A;控制电路是芯片内部逻辑电路,它综合芯片内部的保护模块输入的保护信号,实现对功率开关工作状态的智能化控制,避免因为过温、过流等异常状态而损坏芯片。在所有模块设计完成后,对整体芯片的功能进行仿真,确保芯片的功能达到设计指标。本文设计的高边功率开关采用0.35μm BCD工艺平台进行设计。并在FAB提供的PDK帮助下中完成芯片的版图设计。用作功率器件开关的高压LDMOS器件的版图是芯片版图设计的重点,它需要较低导通电阻以及能够承受高压和大电流。高边功率开关的工作电压会在大的范围变化,在版图设计中需要对内部电路的高压与低压模块进行区分隔离,避免出现低压器件的击穿失效。最后给出芯片的封装设计。