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干貨！五分鐘吃透芯片數據手冊（建議收藏）
時間:2024-02-03
來源: 芯洲科技
對于一名優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據手冊。數據手冊能夠方便大家詳細了解芯片的規格參數，從而辨別是否符合選型需求并滿足自身應用。
Datasheet篇幅動輒幾十頁，想要高效地找到想要的關鍵信息和參數，需要對手冊非常熟悉。接下來將以SCT2464Q為例，對數據手冊進行剖析。通過板塊內容入門，幫助工程師拿到材料后，快速吃透一份數據手冊。
一、數據手冊基本結構
芯洲科技產品數據手冊的結構基本是一致的，不同品類的數據手冊會針對不同產品的特性做出詳解，基本會劃分為以下七大板塊（建議保存圖片）：
了解到數據手冊的基本脈絡后，是否感覺繁雜的信息一下子變得清晰起來了呢？接下來會為工程師們做各部分的拆解。
二、數據手冊閱讀詳解
01 芯片概述
濃縮即是精華。目前主流芯片廠商都會在首頁將芯片規格、特點、優勢展現出來，強烈推薦大家一定要仔細閱讀Datasheet的第一頁，常見的關鍵信息都包含在內。
圖2 SCT2464Q 數據手冊首頁示意
以SCT2464Q為例，首頁主要包含：
1. 主要參數（FEATURES）：如電壓電流規格，可調開關頻率，FSS（抖頻）功能，低壓差工作模式，外接5V實現低IQ高效率，AEC-Q100溫度等級等。
2. 主要應用場景（APPLICATIONS）：如汽車信息娛樂，ADAS等。
3. 芯片特點優勢概述（DESCRIPTION）。
4. 典型應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
很多工程師會對芯片的完整型號產生疑問，這個信息一般在Datasheet第二頁。芯片基本信息（DEVICE ORDER INFORMATION）會在以下列表顯示，包含：芯片的全名、絲印以及封裝信息。
圖3 SCT2464Q芯片型號示意
封裝是工程師在設計選型中需要非常注重的一點，因為電源類芯片散熱和封裝是直接關聯的。同時需要考慮到生產產線設備是否支持精細化封裝，所以建議從自身實際需求出發。
圖4 SCT2464Q引腳信息
針對芯片的引腳（PIN CONFIGURATION），規格書會詳細的標注芯片引腳分布、各個引腳的極限耐壓參數以及引腳功能。如果對某個縮寫不熟悉，可以在引腳功能說明中找到答案。
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。對于一些敏感儀器，這個電壓可能是致命的危害。芯洲科技主要對兩類ESD模型進行評級，分別是HBM和CDM。SCT2464Q的HBM耐壓為±2KV，CDM耐壓為±1KV，均高于業內平均水平。
03 電氣特性參數及典型曲線
01推薦工作條件
RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS
也許大家對此參數表格有疑惑：前面不是已經給出引腳的最高耐壓或工作結溫了嗎，為什么這里的參數范圍會更低一些呢？
推薦工作條件還是有很大的區別：例如引腳極限耐壓指如果引腳超過此電壓應力，可能會造成芯片永久性損壞。在超出推薦工作條件下應用，很難保證芯片的可靠性。在推薦工作條件下去設計，可以實現最佳的芯片性能和長期可靠性。
02 ESD等級
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。對于一些敏感儀器，這個電壓可能是致命的危害。芯洲科技主要對兩類ESD模型進行評級，分別是HBM和CDM。SCT2464Q的HBM耐壓為±2KV，CDM耐壓為±1KV，均高于業內平均水平。
圖6 SCT2464Q推薦工作條件、ESD和熱阻示意
03 熱特性參數
THERMAL INFORMATION
半導體器件熱量主要通過三個路徑散發出去：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就是熱阻（Thermal Resistance）。
熱阻是描述物質熱傳導特性的一個重要指標。芯洲科技除了提供常規的熱阻參數做熱仿真設計外，還提供了一個全新的熱特性參數Ψjt，方便工程師們更精確的估算結溫。詳細的計算過程及熱解釋，可以聯系芯洲的技術支持。
04 電氣特性參數
EC Table
電氣特性參數的典型值一般為環溫25℃環境下通過ATE測試設備測試出來的數據，數據包括典型值、最小最大值、保護功能的閾值等。
圖7 SCT2464Q電氣特性參數示意
不同產品的關鍵參數不同。DCDC的關鍵參數有電壓電流規格，靜態電流，內部功率MOS阻值，參考電壓，過流保護閾值，軟啟動時間，開關頻率，保護部分（包括過壓閾值、過溫閾值、BOOT欠壓閾值）等。
○ LDO類產品相對比較簡單，選型的關鍵參數有靜態電流,輸入輸出電壓差，軟啟動時間，電源紋波抑制比（PSRR）等。
○ 驅動類的參數主要是供電電壓，靜態電流，輸入輸出邏輯，驅動電流，傳播延遲時間等。
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、線性調整率曲線、負載調整率曲線、電氣特性參數隨溫度變化曲線等。
○ LDO的包括：靜態電流和關斷電流隨溫度變化曲線、跌落電壓隨輸出電流變化曲線、輸出電壓隨環境溫度或輸入電壓變化曲線、不同應用條件和不同頻率下的PSRR曲線等。
○ 驅動類產品會包括：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
對于工程師而言，常見應用條件下的效率曲線SCT都會完整測試，方便大家參考設計和測試。
04 功能模塊框圖
芯片內部功能模塊框圖是芯片復雜的內部電路的總體概況，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部的功率器件，包括內部集成的功率MOS、LDO等；控制電路更多體現在控制模式、各個引腳的工作邏輯控制關系、各種保護電路位置及保護邏輯等。
05 芯片功能詳解
芯片功能的闡述是整個數據手冊最詳細的內容，大家可以按需展開閱讀。
○ DCDC主要會包括：概況（概況和首頁簡介內容基本一致)，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等軟啟動設計解釋，抖頻功能原理解釋，BOOT欠壓和低壓差工作模式解釋，以及關于各種保護原理邏輯的詳細解釋（如過壓保護、過流保護和過溫保護等)。
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),軟啟動設計說明，以及各種保護原理解釋。
○ 驅動相對較為簡單，主要包括：概況（包括輸入輸出邏輯表）,VDD供電說明，欠壓保護說明，輸入引腳說明等。
06 典型應用設計
詳細了解芯片的性能后，第六部分會給工程師們應用上的建議。包括外圍器件設計、工作波形、溫升表現、及PCB推薦設計等。
01 外圍器件設計
Typical Application
一般芯片廠商會根據最常見的應用條件，設計一個典型應用電路。
圖11 SCT2464Q典型應用電路示意
但大家肯定有自己不同的設計需求，需要根據實際的應用條件，設計外圍參數。下方有不同器件的計算公式：如輸出電壓、開關頻率、功率電感、輸入輸出電容等等。SCT為了進一步提高工程師使用的便捷性，會將常見的應用條件給出推薦器件參數。
圖12 SCT2464Q器件參數計算示意
02 工作波形及溫升
Application Waveforms
圖13 SCT2464Q波形及溫升測試示意
同時，SCT也準備了常見應用場景下的溫升測試，方便大家判斷溫升是否可以滿足。
03 PCB推薦設計
Layout Guideline
設計完原理圖后，工程師們要開始layout了。Layout對于電源類產品非常重要，PCB設計不好可能會影響到芯片正常工作，而且很多工程師頭疼的EMC問題也跟PCB設計有很大關系。
芯洲科技的數據手冊從布局、回路、到敏感信號走線和散熱各個方面提出參考建議，幫助工程師們設計出最優的PCB方案。
圖14 SCT2464Q PCB推薦設計示意
關于PCB詳述，可以回顧《芯洲科技：電源PCB布局注意事項總結》。
07 封裝及包裝信息
在數據手冊的末尾，有此芯片的封裝信息，方便工程師們設計PCB封裝。
同時也提供了包裝信息，方便客戶識別、保存、生產。
圖14 SCT2464Q 封裝示意
最后，
恭喜你完成了芯片數據手冊的快速入門！
相信你在未來復雜場景中都可以得心應手
下載數據手冊，可以登錄芯洲官網
http://www.bikecoo.com/搜索選擇你想了解的芯片產品
在產品中心中下載相關資料。
芯洲科技在數據手冊中提供了大量的設計建議及參考數據。希望可以幫助各位工程師快速掌握各種芯片應用，如果對于SCT的Datasheet有任何建議，可以隨時聯系我們。
期待與各位偉大的工程師共創！
