片上穩壓器和片內穩壓器的作用-1

什么是片上穩壓器和片內穩壓器?它們有什么角色？由于人們對移動計算和手持設備的需求與日俱增，系統設計已從分立裝置轉變為高度集成的系統級芯片(SoC)，而后端服務器則需要更快的計算處理能力，以滿足不斷增長的數據處理要求。趨勢之一就是開發環境友好、壽命更長的電池。因此，需要一個更為復雜的電源管理方案，其中穩壓器起著關鍵作用，所以如何安裝穩壓器對改善性能至關重要。

經典的穩壓器?！肮β势骷?PowerSupplyUnit)是穩壓器的電源。服務端，臺式機和筆記本的電源通常為12V，移動設備為3.3V。1.0V穩壓器通常用來供電核心數字電路，IO一般是1.8V?！皷膨寗与娐返妮敵鲭妷河蓶艠O占空比決定。通過LC濾波器，消除了輸出電壓軌道上的波動。用單獨的LDO驅動敏感的模擬電路。

為了以下一些優點，把穩壓器放在裸片上：

·更精細、更快的電源管理：片上穩定器能夠更好地控制關閉不用的電路，從而降低功耗。在片外穩壓器中，從睡眠狀態蘇醒所需的時間為微秒(μs)級，片上穩定器為納秒級。對于掌上型設備來說，這有助于提供更為嚴格的功耗控制，而對于服務器來說，則是延長電池的使用壽命，降低了散熱成本。

·減少I2R功耗：在滿載情況下，典型的服務器處理器的功率為65W。若電壓是1V，則需傳輸65A電流，如此大的電流需要更寬的線路才能保證低I2R損耗。如果相同功率為2V電壓，則電流減少一半(32.5A)，走線寬度在相同I2R損耗時變小。減小I2R損耗還可降低平板尺寸。

節約PCB面積：PCB的可用面積非常珍貴，減少PCB的面積會使外形變小。把穩壓器置于裸片上，移除相關元件，節約了PCB面積，減少了BOM。

由于片式穩壓器具有這些優點，為什么一些設計仍偏向片外穩壓器？要回答這一問題，我們首先要討論穩壓器的構成模塊，以及使用穩壓穩壓器和片外穩壓器的優缺點。

功率傳輸電路(PowerTrain)：電源傳輸電路提供穩壓器兩條傳導通路，一條由VIN至濾波器，另一條由濾波器送至地面。VIN到濾波器的路徑是PFET或NFET開關，在所有的穩壓器中。相反，濾波器向地面的路徑可以是二極管或NFET。采用FET技術，可獲得較好的調壓性能。首先要考慮的是FET的額定電壓。片外型FET有幾種類型，能夠支持超過400V電壓。相比較之下，片上FET使用了典型的CMOS工藝，可以支持高達3.3V電壓，而對處理器來說，支持2V電壓。