圣邦微模拟芯片的低功耗技术是如何实现的?
深圳市星际芯城科技有限公司
发表:2026-02-11 16:58:09 阅读:11

圣邦微模拟芯片的低功耗是通过器件与偏置优化、多模式功耗管理、电源架构创新、工艺封装协同四大维度实现,核心是在轻载 / 待机下压低静态电流,重载时提升转换效率,适配电池供电与低功耗场景,以下是具体技术路径:

一、器件与电路级:从源头降低固有功耗

1.低功耗器件与偏置策略

  • 核心器件选用低漏电流晶体管,优化沟道长度与栅氧厚度,降低亚阈值漏电流与栅极漏电流。
  • 运放采用动态偏置:如 SGM8040 静态电流 380nA,SGM8521 仅 0.8μA,SGM8610 用动态偏置平衡噪声与功耗。
  • 基准源(SGM4020)优化带隙基准电路,静态电流低至 1μA,同时保持低噪声与低温漂。

2.精简电路与功能关断

  • 集成化设计:ADC(SGM58031)内置 PGA 与基准源,单芯片完成信号放大与转换,避免多器件功耗叠加,典型功耗 150μA@3.3V。
  • 模块级关断:运放 / ADC 可关断闲置模块(如 PGA、基准),SGM58031 关断电流低至 10nA,适合间歇采样场景。

二、多模式功耗管理:适配全负载范围

1.动态工作模式切换

  • 运放 / ADC 支持低功耗 / 正常 / 关断模式:SGM8040 关断电流<1nA,SGM58031 低功耗模式 150μA,满足不同采样率需求。
  • DC/DC 自动模式切换:SGM6040 在重载 PWM、轻载 PFM、空载 PSM 间切换,空载电流 60nA,关断电流 25nA。
  • LDO(SGM2045)静态电流 1μA,关断模式<10nA,适配待机与工作状态切换。

2.电源电压动态调节(DVS)

  • PMIC(SGM260320)通过 I²C/GPIO 实现 DVS,根据负载调整 Buck 输出电压,中重载 PWM、轻载 PSM,3.3V 转 2.5V 效率达 95%@1A。
  • ADC / 运放支持宽电源电压(1.4V-5.5V),如 SGM8521,可在低电压下工作,降低系统功耗。

三、电源架构与效率优化:提升能量转换率

1.高效电源转换技术

  • 同步整流:Buck(SGM61006)用同步整流替代二极管,降低导通损耗,3.3V 转 2.5V 效率 95%@1A。
  • 自适应控制:SGM6040 采用自适应纹波控制,1μA 负载效率>80%,优化轻载纹波与瞬态响应。
  • 低静态 LDO:SGM2019 噪声 60μV,静态电流 1μA,适配精密模拟前端供电。

2.系统级电源管理

  • 电源路径优化:PMIC(SGM260320)集成 Buck/LDO/ 负载开关,减少外围器件,降低系统功耗。
  • 负载开关(SGM2553)导通电阻低至 10mΩ,关断电流<1nA,控制外设电源通断,减少待机功耗。

四、工艺与封装:降低寄生与漏电流

1.先进工艺与制造优化

  • BCD 工艺:集成高压与高精度模拟单元,降低漏电流与寄生电容,提升元件匹配度,减少功耗。
  • 激光修调:电阻 / 电容阵列微调,降低静态电流与功耗,保障批量一致性。

2.封装与 PCB 设计

  • 小型封装(WLCSP/MSOP):如 SGM6040 的 TDFN-2×1.5-8L,减少寄生电感 / 电容,降低开关损耗。
  • 电源 / 地平面分区:芯片内部电源 / 地隔离,减少寄生参数,降低功耗。

五、典型应用效果

  • 医疗穿戴:SGM8521(0.8μA)+SGM58031(150μA)+SGM6040(60nA),系统待机电流<1μA,续航延长 50%。
  • 物联网:SGM6040 适配智能门锁,1μA 负载效率>80%,电池寿命达 5 年 +。
  • 工业仪表:SGM260320 PMIC 动态调节电压,系统功耗降低 30%,适配 24 小时运行场景。

六、总结

圣邦微通过动态偏置、多模式切换、同步整流、DVS、低功耗工艺等技术,实现 “静态电流压低 + 动态效率提升 + 系统级功耗控制”,适配医疗、物联网、工业等低功耗场景,达成性能与功耗的平衡。


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