片上稳压器和片内稳压器的作用-1

什么是片上稳压器和片内稳压器?它们有什么角色？由于人们对移动计算和手持设备的需求与日俱增，系统设计已从分立装置转变为高度集成的系统级芯片(SoC)，而后端服务器则需要更快的计算处理能力，以满足不断增长的数据处理要求。趋势之一就是开发环境友好、寿命更长的电池。因此，需要一个更为复杂的电源管理方案，其中稳压器起着关键作用，所以如何安装稳压器对改善性能至关重要。

经典的稳压器。“功率器件(PowerSupplyUnit)是稳压器的电源。服务端，台式机和笔记本的电源通常为12V，移动设备为3.3V。1.0V稳压器通常用来供电核心数字电路，IO一般是1.8V。“栅驱动电路的输出电压由栅极占空比决定。通过LC滤波器，消除了输出电压轨道上的波动。用单独的LDO驱动敏感的模拟电路。

为了以下一些优点，把稳压器放在裸片上：

·更精细、更快的电源管理：片上稳定器能够更好地控制关闭不用的电路，从而降低功耗。在片外稳压器中，从睡眠状态苏醒所需的时间为微秒(μs)级，片上稳定器为纳秒级。对于掌上型设备来说，这有助于提供更为严格的功耗控制，而对于服务器来说，则是延长电池的使用寿命，降低了散热成本。

·减少I2R功耗：在满载情况下，典型的服务器处理器的功率为65W。若电压是1V，则需传输65A电流，如此大的电流需要更宽的线路才能保证低I2R损耗。如果相同功率为2V电压，则电流减少一半(32.5A)，走线宽度在相同I2R损耗时变小。减小I2R损耗还可降低平板尺寸。

节约PCB面积：PCB的可用面积非常珍贵，减少PCB的面积会使外形变小。把稳压器置于裸片上，移除相关元件，节约了PCB面积，减少了BOM。

由于片式稳压器具有这些优点，为什么一些设计仍偏向片外稳压器？要回答这一问题，我们首先要讨论稳压器的构成模块，以及使用稳压稳压器和片外稳压器的优缺点。

功率传输电路(PowerTrain)：电源传输电路提供稳压器两条传导通路，一条由VIN至滤波器，另一条由滤波器送至地面。VIN到滤波器的路径是PFET或NFET开关，在所有的稳压器中。相反，滤波器向地面的路径可以是二极管或NFET。采用FET技术，可获得较好的调压性能。首先要考虑的是FET的额定电压。片外型FET有几种类型，能够支持超过400V电压。相比较之下，片上FET使用了典型的CMOS工艺，可以支持高达3.3V电压，而对处理器来说，支持2V电压。