专利名称：一种中等功率d类音频放大器芯片的版图结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构。
背景技术：
目前，D类音频放大器以其优越性能得到了越来越广泛的应用。相对于传统的A类、AB类和B类音频放大器，D类音频放大器的功耗较小，效率较高，产生的热量相应地就较少，仅为线性放大器的一半，同时还可有效的节省电路板空间和成本，并延长系统电池的使用寿命。特别是其中的中等功率D类音频放大器芯片已经成为平板电视、汽车音响等消费类电子产品中的主流，其最大的特点就是在保持最低失真的情况下得到最高的效率。然而，中等功率D类音频放大器中包含高低压转换电路、基准电压和基准电流电路、振荡器电路、逻辑控制电路、过压欠压过流过温等各种保护电路、前级放大和PWM调制电路和高压驱动电路，以及集成了高压功率器件。要保证芯片中所有高低压电路的正常工作和避免各电路模块间的相互干扰，以及考虑芯片的热分布对各电路模块的影响，就必须对各电路模块，尤其是高低压电路模块的版图进行优化设计，并在整体芯片版图中对各功能模块进行合理的布局布线设计。如果芯片的版图设计不合理，就会导致整个芯片的设计失败，无法实现其相应的电路功能。因此，有必要提出一种合理的中等功率D类音频放大器的版图设计方案。
实用新型内容有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其通过对芯片版图的合理布局和各版图区的合理设计，更好地实现了中等功率D类音频放大器芯片电路功能。为实现上述目的，本实用新型提供了一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，包括第一版图区、第二版图区、第三版图区、第四版图区、第五版图区、第六版图区、第七版图区、第八版图区、第九版图区和第十版图区；其中，所述第九版图区和第十版图区相连，位于所述中等功率D类音频放大器芯片版图结构的上部；所述第五版图区和第六版图区相连，位于所述中等功率D类音频放大器芯片版图结构的中部，其中，所述第五版图区与所述第九版图区相连，第六版图区与所述第十版图区相连；所述第一版图区、第三版图区、第八版图区、第四版图区和第二版图区依次相连，位于所述中等功率D类音频放大器芯片版图结构的下部，其中，所述第一版图区、第三版图区和第八版图区均与所述第五版图区相连，第八版图区、第四版图区和第二版图区均与所述第六版图区相连，所述第七版图区位于所述第一版图区、第三版图区、第八版图区、第四版图区和第二版图区的外侧。进一步地，上述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其中，所述第三版图区、第五版图区和第九版图区构成A通道版图区；所述第四版图区、第六版图区和第十版图区构成B通道版图区。[0007]更进一步地，上述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其中，所述A通道版图区与所述B通道版图区的版图结构呈对称分布。进一步地，上述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其中，所述第一版图区和第二版图区均包括电压转换电路。进一步地，上述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其中，所述第三版图区包括前级放大器、主通路电阻、反馈电阻和积分器电路；所述第五版图区包括驱动电路和过流保护电路，其中所述驱动电路包括正输出端驱动电路和负输出端驱动电路，所述过流保护电路包括正输出端过流保护电路和负输出端过流保护电路；所述第九版图区包括输出功率管，其中，上端为N型功率管，下端为P型功率管，中间为功率电源端、功率地端和功率输出端的封装引线端。进一步地，上述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其中，所述第七版图区包括输入输出引线端。更进一步地，上述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其中，所述输入输出引线端包括20个引线端，其中，每个引线端包含静电防护电路和压焊垫。进一步地，上述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其中，所述第八版图区包括辅助功能模块。更进一步地，上述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其中，所述辅助功能模块包括基准电压和基准电流电路、振荡器电路、逻辑控制电路、过压保护电路、欠压保护电路和过温保护电路。再进一步地，上述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其中，所述过温保护电路设置在所述中等功率D类音频放大器芯片的中心位置处；所述振荡器电路设置在所述中等功率D类音频放大器芯片的边缘位置处。因此，本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构在充分考虑模块内、模块间和通道间的匹配设计和相互干扰，高频电路模块对低频电路模块的影响以及温度检测和温度分布对各模块影响的前提下，通过对芯片版图的合理布局和各版图区的合理设计，更好地实现了中等功率D类音频放大器芯片的电路功能，使得设计得到的芯片的功耗小，效率高，产生的热量少，从而有效的节省了电路板空间和成本，延长了系统电池的使用寿命。
图I是本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构的结构示意图；图2是本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构的第一版图区的布线示意图；图3是本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构的第二版图区的布线示意图；图4是本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构的第三版图区的布线示意图；图5是本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构的第四版图区的布线示意图；图6是本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构的第五版图区的布线示意图；图7是本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构的第六版图区的布线示意图；图8是本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构的第七版图区的布线示意图；图9是本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构的第八版图区的布线示意图； 图10是本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构的第九版图区的布线示意图；图11是本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构的第十版图区的布线示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。下面以2x20W双通道BTL输出的D类功率放大器为例，介绍本实用新型的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构。由图I可知，该中等功率D类音频放大器芯片包括第一版图区001、第二版图区002、第三版图区003、第四版图区004、第五版图区005、第六版图区006、第七版图区007、第八版图区008、第九版图区009和第十版图区010。该中等功率D类音频放大器芯片的版图结构被上述十个版图区主要分为上中下三部分。其中，第九版图区009和第十版图区010相连，位于中等功率D类音频放大器芯片版图结构的上部；第五版图区005和第六版图区006相连，位于中等功率D类音频放大器芯片的中部，其中，第五版图区005与第九版图区009相连,第六版图区006与第十版图区010相连；第一版图区001、第三版图区003、第八版图区008、第四版图区004和第二版图区002依次相连,位于中等功率D类音频放大器芯片的下部，其中，第一版图区001、第三版图区003和第八版图区008均与第五版图区005相连，第八版图区008、第四版图区004和第二版图区002均与第六版图区006相连,第七版图区007位于第一版图区001、第三版图区003、第八版图区008、第四版图区004和第二版图区002的外侧。具体地，如图2和如3所示，第一版图区001和第二版图区002中包含有高低电压转换电路。通过合理的布线优化设计，使得高低电压电路能够正常工作的同时，最大限度的消除高压走线对低压器件的影响。第三版图区003、第五版图区005和第九版图区009共同构成了 A通道版图区；第四版图区004、第六版图区006和第十版图区010共同构成了 B通道版图区。A通道版图区和B通道版图区的版图结构相同，并呈对称分布。其中，如图4所示，第三版图区003包括前级放大器、主通路电路、反馈电阻和积分器电路，且上述器件之间须高度匹配和合理布线。如图6所示，第五版图区005包括驱动电路和过流保护电路。其中，驱动电路包括正输出端驱动电路和负输出端驱动电路，二者的版图具有高度的匹配性，并且其中的高压器件和低压器件进行了合理的布局布线；过流保护电路包括正输出端过流保护电路和负输出端过流保护电路，二者同样具有高度的匹配性，且分别与正输出端驱动电路和负输出端驱动电路相匹配。如图10所示，第九版图区009包括输出功率管，其中，上端为N型功率管，下端为P型功率管，中间为功率电源端、功率地端和输出端的封装引线端。其中，功率电源端通过封装引线连接到P型功率管的源端，为其提供电源；功率地端通过封装引线连接到N型功率管的源端，为其提供功率地；功率输出端通过封装引线连接到P型功率管的漏端和N型功率管的漏端。相应地，B通道版图区和A通道版图区的版图结构相同，即第四版图区004和第三版图区003,第六版图区006和第五版图区005,第十版图区010和第九版图区009的结构分别相同，具体参见图5、图7和图11，且A通道版图区和B通道版图区的性能具有一致性。如图8所示，第七版图区007包括芯片的输入输出引线端。具体地，包括20个引线端，每个引线端包含有静电防护电路和压焊垫。该版图区的20个引线端能够很好的满足芯片的封装要求，且每个引线端到封装接口端子的连线都比较短，从而有效的减小了引线过长而对芯片带来的不利影响。如图9所示，第八版图区008包括辅助功能模块，具体有基准电压和基准电流电路、振荡器电路、逻辑控制电路、过压保护电路、欠压保护电路和过温保护电路。其中，过温保护电路设置在芯片的中心位置处，以便更好的感知整个芯片的工作温度；振荡器电路设置在芯片的边缘位置处，从而减小对芯片的其他模块的影响。通过上述的版图布局和合理的优化布线，可实现本实用新型的中等功率D类音频放大器芯片中模块之间的相互匹配，最大限度的减小模块之间相互干扰、高频电路模块对低频电路模块的干扰，以及热分布对各个模块的影响，从而保证了芯片电路功能的实现，使其具有优良的性能。以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。权利要求1.一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其特征在于，包括第一版图区、第二版图区、第三版图区、第四版图区、第五版图区、第六版图区、第七版图区、第八版图区、第九版图区和第十版图区；其中，所述第九版图区和第十版图区相连，位于所述中等功率D类音频放大器芯片版图结构的上部；所述第五版图区和第六版图区相连，位于所述中等功率D类音频放大器芯片版图结构的中部，其中，所述第五版图区与所述第九版图区相连，第六版图区与所述第十版图区相连；所述第一版图区、第三版图区、第八版图区、第四版图区和第二版图区依次相连，位于所述中等功率D类音频放大器芯片版图结构的下部，其中，所述第一版图区、第三版图区和第八版图区均与所述第五版图区相连，第八版图区、第四版图区和第二版图区均与所述第六版图区相连，所述第七版图区位于所述第一版图区、第三版图区、第八版图区、第四版图区和第二版图区的外侧。
2.如权利要求I所述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其特征在于，所述第三版图区、第五版图区和第九版图区构成A通道版图区；所述第四版图区、第六版图区和第十版图区构成B通道版图区。
3.如权利要求2所述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其特征在于，所述A通道版图区与所述B通道版图区的版图结构呈对称分布。
4.如权利要求I所述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其特征在于，所述第一版图区和第二版图区均包括电压转换电路。
5.如权利要求I所述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其特征在于，所述第三版图区包括前级放大器、主通路电阻、反馈电阻和积分器电路；所述第五版图区包括驱动电路和过流保护电路，其中所述驱动电路包括正输出端驱动电路和负输出端驱动电路，所述过流保护电路包括正输出端过流保护电路和负输出端过流保护电路；所述第九版图区包括输出功率管，其中，上端为N型功率管，下端为P型功率管，中间为功率电源端、功率地端和功率输出端的封装引线端。
6.如权利要求I所述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其特征在于，所述第七版图区包括输入输出引线端。
7.如权利要求6所述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其特征在于，所述输入输出引线端包括20个引线端，其中，每个引线端包含静电防护电路和压焊垫。
8.如权利要求I所述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其特征在于，所述第八版图区包括辅助功能模块。
9.如权利要求8所述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其特征在于，所述辅助功能模块包括基准电压和基准电流电路、振荡器电路、逻辑控制电路、过压保护电路、欠压保护电路和过温保护电路。
10.如权利要求9所述的中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，其特征在于，所述过温保护电路设置在所述中等功率D类音频放大器芯片的中心位置处；所述振荡器电路设置在所述中等功率D类音频放大器芯片的边缘位置处。
专利摘要本实用新型公开了一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构，包括第一版图区、第二版图区、第三版图区、第四版图区、第五版图区、第六版图区、第七版图区、第八版图区、第九版图区和第十版图区。本实用新型的一种中等功率D类音频放大器芯片的版图结构在充分考虑模块内、模块间和通道间的匹配设计和相互干扰，高频电路模块对低频电路模块的影响以及温度检测和温度分布对各模块影响的前提下，通过对芯片版图的合理布局和各版图区的合理设计，更好地实现了中等功率D类音频放大器芯片的电路功能，使得设计得到的芯片的功耗小，效率高，产生的热量少，从而有效的节省了电路板空间和成本，延长了系统电池的使用寿命。
文档编号H03F1/30GK202374226SQ20112050606
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者于洋, 张伟, 杨小波, 沈世龙, 潘慧君, 黄武康 申请人:嘉兴禾润电子科技有限公司