什么是片上穩(wěn)壓器和片內(nèi)穩(wěn)壓器?它們有什么角色？由于人們對(duì)移動(dòng)計(jì)算和手持設(shè)備的需求與日俱增，系統(tǒng)設(shè)計(jì)已從分立裝置轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨燃傻南到y(tǒng)級(jí)芯片(SoC)，而后端服務(wù)器則需要更快的計(jì)算處理能力，以滿足不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)處理要求。趨勢(shì)之一就是開發(fā)環(huán)境友好、壽命更長(zhǎng)的電池。因此，需要一個(gè)更為復(fù)雜的電源管理方案，其中穩(wěn)壓器起著關(guān)鍵作用，所以如何安裝穩(wěn)壓器對(duì)改善性能至關(guān)重要。

經(jīng)典的穩(wěn)壓器?！肮β势骷?PowerSupplyUnit)是穩(wěn)壓器的電源。服務(wù)端，臺(tái)式機(jī)和筆記本的電源通常為12V，移動(dòng)設(shè)備為3.3V。1.0V穩(wěn)壓器通常用來供電核心數(shù)字電路，IO一般是1.8V。“柵驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓由柵極占空比決定。通過LC濾波器，消除了輸出電壓軌道上的波動(dòng)。用單獨(dú)的LDO驅(qū)動(dòng)敏感的模擬電路。

為了以下一些優(yōu)點(diǎn)，把穩(wěn)壓器放在裸片上：

·更精細(xì)、更快的電源管理：片上穩(wěn)定器能夠更好地控制關(guān)閉不用的電路，從而降低功耗。在片外穩(wěn)壓器中，從睡眠狀態(tài)蘇醒所需的時(shí)間為微秒(μs)級(jí)，片上穩(wěn)定器為納秒級(jí)。對(duì)于掌上型設(shè)備來說，這有助于提供更為嚴(yán)格的功耗控制，而對(duì)于服務(wù)器來說，則是延長(zhǎng)電池的使用壽命，降低了散熱成本。

·減少I2R功耗：在滿載情況下，典型的服務(wù)器處理器的功率為65W。若電壓是1V，則需傳輸65A電流，如此大的電流需要更寬的線路才能保證低I2R損耗。如果相同功率為2V電壓，則電流減少一半(32.5A)，走線寬度在相同I2R損耗時(shí)變小。減小I2R損耗還可降低平板尺寸。

節(jié)約PCB面積：PCB的可用面積非常珍貴，減少PCB的面積會(huì)使外形變小。把穩(wěn)壓器置于裸片上，移除相關(guān)元件，節(jié)約了PCB面積，減少了BOM。

由于片式穩(wěn)壓器具有這些優(yōu)點(diǎn)，為什么一些設(shè)計(jì)仍偏向片外穩(wěn)壓器？要回答這一問題，我們首先要討論穩(wěn)壓器的構(gòu)成模塊，以及使用穩(wěn)壓穩(wěn)壓器和片外穩(wěn)壓器的優(yōu)缺點(diǎn)。

功率傳輸電路(PowerTrain)：電源傳輸電路提供穩(wěn)壓器兩條傳導(dǎo)通路，一條由VIN至濾波器，另一條由濾波器送至地面。VIN到濾波器的路徑是PFET或NFET開關(guān)，在所有的穩(wěn)壓器中。相反，濾波器向地面的路徑可以是二極管或NFET。采用FET技術(shù)，可獲得較好的調(diào)壓性能。首先要考慮的是FET的額定電壓。片外型FET有幾種類型，能夠支持超過400V電壓。相比較之下，片上FET使用了典型的CMOS工藝，可以支持高達(dá)3.3V電壓，而對(duì)處理器來說，支持2V電壓。