Skip navigation

DSpace

機構典藏 DSpace 系統致力於保存各式數位資料(如:文字、圖片、PDF)並使其易於取用。

點此認識 DSpace
DSpace logo
English
中文
  • 瀏覽論文
    • 校院系所
    • 出版年
    • 作者
    • 標題
    • 關鍵字
    • 指導教授
  • 搜尋 TDR
  • 授權 Q&A
    • 我的頁面
    • 接受 E-mail 通知
    • 編輯個人資料
  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 電機資訊學院
  3. 電子工程學研究所
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/101274
標題: 20百萬赫茲雙相位切換頻率之電流恆定導通模式直流降壓轉換器設計
A Novel Design of 20 MHz 2-phase Switching Frequency Current Mode Constant-on-Time DC-DC Buck Converter
作者: 郭柏言
PO YEN KUO
指導教授: 呂良鴻
Liang-Hung Lu
關鍵字: 直流降壓轉換器,電流恆定導通模式多相位
DC-DC buck converter,Current mode constant-on-timeMulti-phase
出版年 : 2025
學位: 碩士
摘要: 穩壓器在現今的電子應用中是不可或缺的電路,其中直流轉換器因為具有良好的效率因此被廣泛使用,然而,傳統的降壓轉換器因為需要使用龐大的晶片外電感及電容,造成了系統面積增加及額外走線導致的效率損耗,因此,使用晶片上或封裝內電感來實現直流降壓轉換器已經成為學術與商業產品的一個重要發展方向。
本文針對與封裝內電感相容的整合式穩壓器應用,提出了一個應用47nH電感、雙相位、兩千萬赫茲切換頻率的新式電流恆定導通模式的直流降壓轉換器,在此設計中,成功實現了雙相位控制,且不依賴額外的相位管理邏輯電路,因此降低了這些額外的效率與面積損失,除此之外,傳統的電流恆定導通模式中,切換頻率會隨著輸出電壓改變的問題也在此設計中一併成功被解決。
此晶片使用TSMC 0.18 um CMOS Mixed Signal RF General Purpose Standard Process FSG Al 1P6M 1.8&3.3V製程設計製造。最終轉換器達到83.4%的峰值效率,在負載瞬態響應測試中,電流步進的斜率為360mA/0.4μs,並展現出優異的暫態響應,輸出電壓具有13.5mV的下衝與16mV的上衝,以及1.24μs與1.64μs的恢復時間。
Voltage regulators (VRs) are essential components in nearly all electronic devices, with the DC-DC converter being frequently utilized due to its superior power efficiency. However, traditional buck converters often rely on bulky, discrete off-chip inductors and capacitors, which incur a large form factor and contribute to efficiency loss due to parasitic routing effects. Consequently, implementing DC-DC converters with on-die or on-package inductors has become a crucial design paradigm for both academic research and commercial products.
A novel control technique for a 2-phase, 20 MHz CMCOT buck converter using 47nH inductor is presented for integrated voltage regulator (IVR) applications compatible with on-package inductors. A key achievement of this work is the successful implementation of the 2-phase CMCOT control without relying on redundant phase management logic circuits, thus avoiding unnecessary power and area costs. Furthermore, the inherent issue of the switching frequency varying with the output voltage—a common drawback of traditional CMCOT—is also successfully resolved in this design.
Designed and implemented in the TSMC 0.18 µm CMOS Mixed Signal RF General Purpose Standard Process FSG Al 1P6M 1.8&3.3V, the resulting converter achieves a peak efficiency of 83.4%. Load transient measurements, tested with a current step slew rate of 360mA/0.4μs, demonstrate an excellent transient response, featuring a 13.5mV output voltage undershoot and a 16mV overshoot, with a recovery time of 1.24μs and 1.64μs.
URI: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/101274
DOI: 10.6342/NTU202504779
全文授權: 同意授權(全球公開)
電子全文公開日期: 2026-01-14
顯示於系所單位:電子工程學研究所

文件中的檔案:
檔案 大小格式 
ntu-114-1.pdf7.1 MBAdobe PDF檢視/開啟
顯示文件完整紀錄


系統中的文件,除了特別指名其著作權條款之外,均受到著作權保護,並且保留所有的權利。

社群連結
聯絡資訊
10617臺北市大安區羅斯福路四段1號
No.1 Sec.4, Roosevelt Rd., Taipei, Taiwan, R.O.C. 106
Tel: (02)33662353
Email: ntuetds@ntu.edu.tw
意見箱
相關連結
館藏目錄
國內圖書館整合查詢 MetaCat
臺大學術典藏 NTU Scholars
臺大圖書館數位典藏館
本站聲明
© NTU Library All Rights Reserved