Headroom 電壓又稱為電壓余量/電壓裕度，在CMOS模擬集成電路中，電壓余度（Voltage headroom）是電路內(nèi)部消耗掉的電壓降，不能被轉(zhuǎn)化為output voltage swing 的部分，通常這部分電壓降是用來維持working transistors(如功率管)，讓他們處于saturation region（飽和區(qū)），在此狀態(tài)下，Vgs-Vth(overdrive voltage) < Vds，而每個working transistor 的Vds 都會有部分轉(zhuǎn)成 headroom voltage ，如果我們要讓芯片能正常工作，我們需要Vds 比Vgs-Vth 大，通常Vth是確定的。如果我們假設(shè)Vgs-Vth被設(shè)定在0.2V 左右，晶體管要正常工作，Vds得大于0.2V， 如果現(xiàn)在有五個MOS transistor 串聯(lián)，每個需要0.2V的 Vds，那么headroomvoltage 就是0.2*5 = 1V，如果Vin=Vdd=1.5V，那么最大的Output voltage swing 就只有 0.5V。

在正常使用情景下，硬件設(shè)計過程中，設(shè)計師通常會盡量降低Headroom Voltage來降低功耗以及提供輸出能力，但是因為CMOS本身的工藝問題，headroom又不是可以完全避免或者很小，所以，以LED控制芯片為例，VIN=12.5V (汽車燈控的輸入電壓一般是12.5-13.5V), VOUT=6V (大概2個LED燈，正常1顆小車燈珠壓降大概是2-3V)，Iout=150mA, 那么現(xiàn)在就有6.5V左右的電壓壓強在LED Control IC上，我們可以近似認為這壓差就是headroom voltage, 在這樣的情況下，我們的功耗大概有0.9W，這樣芯片的溫度就會上升40度左右，在部分偶發(fā)的情況下，有可能觸發(fā)芯片的Thermal Shutdown.

（提示：芯片的headroom voltage正常與輸出電流是存在正相關(guān)的關(guān)系）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的关于Headroom电压余量的介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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