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一種彩色LED顯示屏16位恒流驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2011-06-15 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  圖4中運(yùn)放電路的AC特性采用Hspice仿真器進(jìn)行掃描,結(jié)果表明,OP的開(kāi)環(huán)增益為99 dB~103 dB,單位增益帶寬為1.7 MHz~2 MHz,相位裕度為62 °~70 °。

  2.4 邏輯控制模塊

  邏輯控制模塊用于對(duì)外部顯示數(shù)據(jù)的接收、鎖存、串并轉(zhuǎn)換以及使能控制,并結(jié)合脈沖寬度調(diào)制,輸出16位邏輯控制信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)的開(kāi)關(guān)控制和灰度控制。在本文的邏輯控制模塊中,專門了SDO腳和OE腳,使外部顯示數(shù)據(jù)可通過(guò)SDO腳串行輸入,以支持高至25 MHz的數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘頻率,在上實(shí)現(xiàn)圖像的快速刷新;采用脈沖寬度調(diào)制方式對(duì)使能OE腳進(jìn)行控制,達(dá)到動(dòng)態(tài)控制LED的灰度和亮度;在每個(gè)輸入腳加入施密特觸發(fā)器進(jìn)行整形,以消除由于存在對(duì)地電容和較長(zhǎng)傳輸線而對(duì)波形上升沿和下降沿產(chǎn)生的影響。

  采用Maxplus對(duì)上述的邏輯控制模塊進(jìn)行邏輯功能仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明,邏輯控制模塊完成了對(duì)外部數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換,并對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行了鎖存和使能控制。

  3 版圖與流片測(cè)試

  隨機(jī)失配和系統(tǒng)失配將造成性能的下降,因此本文在版圖設(shè)計(jì)時(shí),采用了叉指結(jié)構(gòu)的MOS管,并在兩側(cè)加入冗余dummy,以降低上述兩種失配。同時(shí),注意匹配的MOS管與其他晶體管之間的間距,以免引起背柵摻雜濃度變化而導(dǎo)致閾值電壓和跨導(dǎo)改變。

  此外,考慮到當(dāng)輸出電路兩個(gè)及兩個(gè)以上的串聯(lián)LED時(shí),輸出的NMOS管耐壓將超過(guò)10 V。因此,本文在CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝基礎(chǔ)上,通過(guò)調(diào)整個(gè)別工藝,例如采用低摻雜濃度的N阱,并利用N阱作為漂移區(qū)以提高耐壓;同時(shí)對(duì)NMOS高壓管采用Metal 2覆蓋,并作為漏極的引出端,從而節(jié)省了版圖面積并降低了連線電阻。

  基于以上的電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證結(jié)果,在CSMC 0.5 μm N阱CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝的規(guī)則下完成物理設(shè)計(jì)和版圖驗(yàn)證,得到面積為1 630 μm×1 230 μm的版圖。

  上述流片后的樣品經(jīng)工業(yè)和信息化部電子第五研究所中國(guó)賽寶實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,在電壓變化范圍為4.5 V~7 V,溫度變化范圍為-40 ℃~80 ℃,送檢樣片工作正常;當(dāng)數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘工作頻率為25 MHz時(shí),本文研制樣片的主要技術(shù)參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果在表1中列出,并與業(yè)界廣泛應(yīng)用的臺(tái)灣聚積LED顯示屏16位恒流MBI5026進(jìn)行了比較。

表1 LED顯示屏16位恒流芯片的主要技術(shù)指標(biāo)

LED顯示屏16位恒流驅(qū)動(dòng)芯片的主要技術(shù)指標(biāo)

  本文所研制的芯片具有功耗低、電壓電流紋波系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn),可應(yīng)用于戶外大型LED顯示屏。


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