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干貨！五分鐘吃透芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)（建議收藏）

時(shí)間:2024-02-03 來源: 芯洲科技

對(duì)于一名優(yōu)秀的硬件工程師及器件工程師而言，快速了解一顆芯片的方法就是閱讀數(shù)據(jù)手冊(cè)。數(shù)據(jù)手冊(cè)能夠方便大家詳細(xì)了解芯片的規(guī)格參數(shù)，從而辨別是否符合選型需求并滿足自身應(yīng)用。

Datasheet篇幅動(dòng)輒幾十頁，想要高效地找到想要的關(guān)鍵信息和參數(shù)，需要對(duì)手冊(cè)非常熟悉。接下來將以SCT2464Q為例，對(duì)數(shù)據(jù)手冊(cè)進(jìn)行剖析。通過板塊內(nèi)容入門，幫助工程師拿到材料后，快速吃透一份數(shù)據(jù)手冊(cè)。

一、數(shù)據(jù)手冊(cè)基本結(jié)構(gòu)

芯洲科技產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊(cè)的結(jié)構(gòu)基本是一致的，不同品類的數(shù)據(jù)手冊(cè)會(huì)針對(duì)不同產(chǎn)品的特性做出詳解，基本會(huì)劃分為以下七大板塊（建議保存圖片）：

了解到數(shù)據(jù)手冊(cè)的基本脈絡(luò)后，是否感覺繁雜的信息一下子變得清晰起來了呢？接下來會(huì)為工程師們做各部分的拆解。

二、數(shù)據(jù)手冊(cè)閱讀詳解

01 芯片概述

濃縮即是精華。目前主流芯片廠商都會(huì)在首頁將芯片規(guī)格、特點(diǎn)、優(yōu)勢展現(xiàn)出來，強(qiáng)烈推薦大家一定要仔細(xì)閱讀Datasheet的第一頁，常見的關(guān)鍵信息都包含在內(nèi)。

圖示

描述已自動(dòng)生成

圖2 SCT2464Q 數(shù)據(jù)手冊(cè)首頁示意

以SCT2464Q為例，首頁主要包含：

1. 主要參數(shù)（FEATURES）：如電壓電流規(guī)格，可調(diào)開關(guān)頻率，F(xiàn)SS（抖頻）功能，低壓差工作模式，外接5V實(shí)現(xiàn)低IQ高效率，AEC-Q100溫度等級(jí)等。

2. 主要應(yīng)用場景（APPLICATIONS）：如汽車信息娛樂，ADAS等。

3. 芯片特點(diǎn)優(yōu)勢概述（DESCRIPTION）。

4. 典型應(yīng)用電路圖和效率曲線圖（TYPICAL APPLICATION）。

閱讀完第一頁，芯片的輪廓就在大家的心中建立起來了。

02 芯片信息及引腳

很多工程師會(huì)對(duì)芯片的完整型號(hào)產(chǎn)生疑問，這個(gè)信息一般在Datasheet第二頁。芯片基本信息（DEVICE ORDER INFORMATION）會(huì)在以下列表顯示，包含：芯片的全名、絲印以及封裝信息。

表格

描述已自動(dòng)生成

圖3 SCT2464Q芯片型號(hào)示意

封裝是工程師在設(shè)計(jì)選型中需要非常注重的一點(diǎn)，因?yàn)殡娫搭愋酒岷头庋b是直接關(guān)聯(lián)的。同時(shí)需要考慮到生產(chǎn)產(chǎn)線設(shè)備是否支持精細(xì)化封裝，所以建議從自身實(shí)際需求出發(fā)。

表格

描述已自動(dòng)生成

圖4 SCT2464Q引腳信息

針對(duì)芯片的引腳（PIN CONFIGURATION），規(guī)格書會(huì)詳細(xì)的標(biāo)注芯片引腳分布、各個(gè)引腳的極限耐壓參數(shù)以及引腳功能。如果對(duì)某個(gè)縮寫不熟悉，可以在引腳功能說明中找到答案。

表格

描述已自動(dòng)生成圖5 SCT2464Q引腳說明示意

靜電在日常生活中無處不在，我們身邊就帶有很高的靜電電壓。對(duì)于一些敏感儀器，這個(gè)電壓可能是致命的危害。芯洲科技主要對(duì)兩類ESD模型進(jìn)行評(píng)級(jí)，分別是HBM和CDM。SCT2464Q的HBM耐壓為±2KV，CDM耐壓為±1KV，均高于業(yè)內(nèi)平均水平。

03 電氣特性參數(shù)及典型曲線

01推薦工作條件

RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS

也許大家對(duì)此參數(shù)表格有疑惑：前面不是已經(jīng)給出引腳的最高耐壓或工作結(jié)溫了嗎，為什么這里的參數(shù)范圍會(huì)更低一些呢？

推薦工作條件還是有很大的區(qū)別：例如引腳極限耐壓指如果引腳超過此電壓應(yīng)力，可能會(huì)造成芯片永久性損壞。在超出推薦工作條件下應(yīng)用，很難保證芯片的可靠性。在推薦工作條件下去設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)最佳的芯片性能和長期可靠性。

02 ESD等級(jí)

Electro-Static Discharge RATINGS

靜電在日常生活中無處不在，我們身邊就帶有很高的靜電電壓。對(duì)于一些敏感儀器，這個(gè)電壓可能是致命的危害。芯洲科技主要對(duì)兩類ESD模型進(jìn)行評(píng)級(jí)，分別是HBM和CDM。SCT2464Q的HBM耐壓為±2KV，CDM耐壓為±1KV，均高于業(yè)內(nèi)平均水平。

圖6 SCT2464Q推薦工作條件、ESD和熱阻示意

03 熱特性參數(shù)

THERMAL INFORMATION

半導(dǎo)體器件熱量主要通過三個(gè)路徑散發(fā)出去：封裝頂部到空氣、封裝底部到電路板和封裝引腳到電路板。電子器件散熱中最常用也是最重要的參數(shù)就是熱阻（Thermal Resistance）。

熱阻是描述物質(zhì)熱傳導(dǎo)特性的一個(gè)重要指標(biāo)。芯洲科技除了提供常規(guī)的熱阻參數(shù)做熱仿真設(shè)計(jì)外，還提供了一個(gè)全新的熱特性參數(shù)Ψjt，方便工程師們更精確的估算結(jié)溫。詳細(xì)的計(jì)算過程及熱解釋，可以聯(lián)系芯洲的技術(shù)支持。

04 電氣特性參數(shù)

EC Table

電氣特性參數(shù)的典型值一般為環(huán)溫25℃環(huán)境下通過ATE測試設(shè)備測試出來的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括典型值、最小最大值、保護(hù)功能的閾值等。

圖7 SCT2464Q電氣特性參數(shù)示意

不同產(chǎn)品的關(guān)鍵參數(shù)不同。DCDC的關(guān)鍵參數(shù)有電壓電流規(guī)格，靜態(tài)電流，內(nèi)部功率MOS阻值，參考電壓，過流保護(hù)閾值，軟啟動(dòng)時(shí)間，開關(guān)頻率，保護(hù)部分（包括過壓閾值、過溫閾值、BOOT欠壓閾值）等。

○ LDO類產(chǎn)品相對(duì)比較簡單，選型的關(guān)鍵參數(shù)有靜態(tài)電流,輸入輸出電壓差，軟啟動(dòng)時(shí)間，電源紋波抑制比（PSRR）等。

○ 驅(qū)動(dòng)類的參數(shù)主要是供電電壓，靜態(tài)電流，輸入輸出邏輯，驅(qū)動(dòng)電流，傳播延遲時(shí)間等。

05 典型性能曲線

TYPICAL CHARACTERISTICS

○ DCDC典型性能曲線包括：不同電壓電流條件下的效率測試曲線、線性調(diào)整率曲線、負(fù)載調(diào)整率曲線、電氣特性參數(shù)隨溫度變化曲線等。

○ LDO的包括：靜態(tài)電流和關(guān)斷電流隨溫度變化曲線、跌落電壓隨輸出電流變化曲線、輸出電壓隨環(huán)境溫度或輸入電壓變化曲線、不同應(yīng)用條件和不同頻率下的PSRR曲線等。

○ 驅(qū)動(dòng)類產(chǎn)品會(huì)包括：輸入閾值隨供電電壓或溫度變化曲線、延遲匹配隨溫度變化曲線、傳播延遲隨紋波變化曲線等。

圖8 SCT2464Q效率曲線示意

對(duì)于工程師而言，常見應(yīng)用條件下的效率曲線SCT都會(huì)完整測試，方便大家參考設(shè)計(jì)和測試。

04 功能模塊框圖

芯片內(nèi)部功能模塊框圖是芯片復(fù)雜的內(nèi)部電路的總體概況，主要是分為功率電路和控制電路。

圖9 SCT2464Q功能框圖示意

功率電路反映了芯片內(nèi)部的功率器件，包括內(nèi)部集成的功率MOS、LDO等；控制電路更多體現(xiàn)在控制模式、各個(gè)引腳的工作邏輯控制關(guān)系、各種保護(hù)電路位置及保護(hù)邏輯等。

05 芯片功能詳解

芯片功能的闡述是整個(gè)數(shù)據(jù)手冊(cè)最詳細(xì)的內(nèi)容，大家可以按需展開閱讀。

○ DCDC主要會(huì)包括：概況（概況和首頁簡介內(nèi)容基本一致)，芯片控制模式（控制邏輯和輕載工作模式解釋)，各引腳的使用說明(如EN、FB、SS、RT/CLK、BOOT等軟啟動(dòng)設(shè)計(jì)解釋，抖頻功能原理解釋，BOOT欠壓和低壓差工作模式解釋，以及關(guān)于各種保護(hù)原理邏輯的詳細(xì)解釋（如過壓保護(hù)、過流保護(hù)和過溫保護(hù)等)。

圖10 SCT2464Q功能詳解示意

○ LDO主要包括：概況,各引腳使用說明(如EN,PG,FB等),軟啟動(dòng)設(shè)計(jì)說明，以及各種保護(hù)原理解釋。

○ 驅(qū)動(dòng)相對(duì)較為簡單，主要包括：概況（包括輸入輸出邏輯表）,VDD供電說明，欠壓保護(hù)說明，輸入引腳說明等。

06 典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

詳細(xì)了解芯片的性能后，第六部分會(huì)給工程師們應(yīng)用上的建議。包括外圍器件設(shè)計(jì)、工作波形、溫升表現(xiàn)、及PCB推薦設(shè)計(jì)等。

01 外圍器件設(shè)計(jì)

Typical Application

一般芯片廠商會(huì)根據(jù)最常見的應(yīng)用條件，設(shè)計(jì)一個(gè)典型應(yīng)用電路。

圖11 SCT2464Q典型應(yīng)用電路示意

但大家肯定有自己不同的設(shè)計(jì)需求，需要根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用條件，設(shè)計(jì)外圍參數(shù)。下方有不同器件的計(jì)算公式：如輸出電壓、開關(guān)頻率、功率電感、輸入輸出電容等等。SCT為了進(jìn)一步提高工程師使用的便捷性，會(huì)將常見的應(yīng)用條件給出推薦器件參數(shù)。