上一期的微信稿，我寫了全新的升壓 IC RT4812的各種保護(hù)功能，其中的重點(diǎn)是輸出短路保護(hù)和啟動(dòng)過程中的限流功能，這些都是過去的器件所沒有的。全新功能的加入，常常意味著新的應(yīng)用的誕生，對(duì)于工程師來講，設(shè)計(jì)上就有了更多的可能性，在選擇上就有了更多的自由。

對(duì)于我來說，新東西的出現(xiàn)總是讓我喜悅，但也絕不會(huì)忘記舊的。所謂的記不住，實(shí)際只是不需要或是不想記住，一旦有了新的線索，舊的記憶會(huì)被提取出來，甚至可能愈發(fā)顯得清晰。

我在進(jìn)入電源管理領(lǐng)域的早期的記憶都是關(guān)于Boost的。RT9261，這是立锜最早的Boost產(chǎn)品，非常簡(jiǎn)單，只有3只引腳，它最輝煌的應(yīng)用是傳呼機(jī)，然后是低端的數(shù)碼相機(jī)。RT9262/A，這是相對(duì)比較復(fù)雜一點(diǎn)的產(chǎn)品，兩個(gè)型號(hào)分別是Boost與LDO和電壓檢測(cè)器的結(jié)合，實(shí)際應(yīng)用中使用最多的是RT9262A，開始的時(shí)候主要在數(shù)碼相機(jī)和MP3播放器上使用，后來我和遠(yuǎn)在鎮(zhèn)江的宏圖合作把它用進(jìn)了便攜式DVD，然后全天下的便攜式DVD都采用了相同的電路設(shè)計(jì)。RT9266是RT9262之后的產(chǎn)品，簡(jiǎn)單的SOT-23-6的封裝，曾經(jīng)風(fēng)靡MP3市場(chǎng)和數(shù)碼相機(jī)市場(chǎng)若干年。使用RT9266最多的單一產(chǎn)品是位于東莞的一家客戶為日本公司生產(chǎn)的數(shù)碼相機(jī)，每臺(tái)機(jī)子使用6片RT9266，升壓、降壓、升降壓和正負(fù)電壓的輸出全由一種器件搞定，生產(chǎn)高峰的時(shí)候，每天用量達(dá)到36k。日本企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求高，即便是上百萬臺(tái)機(jī)子中出現(xiàn)了一片RT9266的損壞，立锜也要做出嚴(yán)格的分析，找出問題的改善之策，我想這種嚴(yán)格要求對(duì)立锜的品管改善和FAE能力的提升一定是幫助巨大的，只是我不了解其中的細(xì)節(jié)罷了。

上面的這些記憶都是關(guān)于便攜式應(yīng)用產(chǎn)品的，立锜后來的Boost產(chǎn)品大量出現(xiàn)在液晶顯示屏的應(yīng)用中，那就是屬于大尺寸的應(yīng)用了。

關(guān)于Boost，應(yīng)用中最難的是PCB設(shè)計(jì)。稍有不慎，不良的元件布局和走線就會(huì)在最終的產(chǎn)品中形成嚴(yán)重的效率問題和EMI問題，燒IC那更是分分鐘的事情。所以，我在給客戶介紹設(shè)計(jì)方案時(shí)總是要去談如何布局、如何走線的問題，元件的選擇也是重點(diǎn)。

我人生中遇到的第一個(gè)Boost應(yīng)用問題就是關(guān)于元件選擇的。

如上圖，開關(guān)SW接通的階段是電感L的儲(chǔ)能過程 ，其電流以線性增加；開關(guān)斷開的時(shí)候，電感儲(chǔ)能已升至最高處，為，從這個(gè)公式就可以看出來，電感中的能量是與其電流大小密切相關(guān)的，反過來，我們可以說這電流就是其能量的表現(xiàn)形式。開關(guān)的斷開使得電流原來流通的路徑被切斷，可是電流又不能突變（因?yàn)槟芰坎荒芡蛔儯绻@一變化發(fā)生了，變化的部分就會(huì)以光速向外輻射，這就是電磁波了），于是電感上就會(huì)生出與電流方向相同的電壓，這個(gè)電壓與輸入電壓VIN加在一起形成的開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電壓VLX將高于輸出電壓VOUT加上二極管D的正向?qū)妷菏苟O管正向?qū)?，于是電感電流得以繼續(xù)流動(dòng)并經(jīng)二極管流向輸出電容和負(fù)載。

在上述的過程中，二極管導(dǎo)通的速度必須是極快的，它的動(dòng)作最好就是要和開關(guān)的關(guān)斷過程同步，這樣就可以讓電流以不著痕跡的形式從一個(gè)路徑切換到另外一個(gè)路徑上。但在實(shí)際上，理想的開關(guān)二極管并不存在，不同的二極管因其制作材料、工藝的不同而有不同的特性，能夠在DC/DC應(yīng)用中使用的開關(guān)二極管應(yīng)當(dāng)具備開關(guān)速度快、導(dǎo)通電壓低的特性，低壓系統(tǒng)中常常選擇的是肖特基二極管。

百度百科中是這樣來介紹肖特基二極管的：肖特基二極管是以其發(fā)明人肖特基博士（Schottky）命名的，SBD是肖特基勢(shì)壘二極管（Schottky Barrier Diode）的簡(jiǎn)稱。SBD不是利用P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體接觸形成PN結(jié)原理制作的，而是利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬－半導(dǎo)體結(jié)原理制作的。因此，SBD也稱為金屬－半導(dǎo)體（接觸）二極管或表面勢(shì)壘二極管，它是一種熱載流子二極管。它屬于一種低功耗、超高速半導(dǎo)體器件。最顯著的特點(diǎn)為反向恢復(fù)時(shí)間極短（可以小到幾納秒），正向?qū)▔航祪H0.4V左右。多用作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管，也有用在微波通信等電路中作整流二極管、小信號(hào)檢波二極管使用。在通信電源、變頻器等中比較常見。

我第一次接觸Boost應(yīng)用問題的時(shí)候還是2001年，那時(shí)候我還在一家立锜的代理商那里工作，當(dāng)時(shí)遇到的問題發(fā)生在一臺(tái)數(shù)碼相機(jī)上。2001年的時(shí)候，數(shù)碼相機(jī)還是相當(dāng)熱門的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)能夠見到的還很少，也很昂貴，但美國(guó)人民已經(jīng)用上了，我在深圳南山服務(wù)的一家公司的總裁是個(gè)美國(guó)人，因?yàn)楣ぷ骱蛯W(xué)習(xí)的關(guān)系，我倆各自介紹我們的女兒成為了朋友，在他發(fā)給我的郵件中就有他女兒的數(shù)碼照片，是一個(gè)帶著牙箍的漂亮女孩。對(duì)方能夠給我數(shù)碼照片而我卻不能，這件事在當(dāng)時(shí)還讓我難受了好一陣。

那時(shí)候的深圳制作的數(shù)碼相機(jī)一般是30萬像素的，一般使用兩節(jié)堿性電池作為電源，而系統(tǒng)的控制部分需要3.3V的電源供應(yīng)，所以需要Boost電路將低于3V的電池電壓提升至3.3V供系統(tǒng)使用，那時(shí)候最好的Boost器件就是RT9262，它一出現(xiàn)問題就被我給遇上了。當(dāng)時(shí)看到的表現(xiàn)是輸入電流很大，但負(fù)載電流卻很小，芯片還發(fā)熱，這說明有很多的能量都被芯片給消耗掉了，但沒有經(jīng)驗(yàn)的我自然是不知道如何處理的，所以就和立锜在***的工程師電話連線，在簡(jiǎn)單測(cè)量并了解了LX端的波形以后，他問我使用了什么型號(hào)的二極管，我在檢查以后看到是1N400x系列的器件，馬上告訴他，他就告訴我這二極管用錯(cuò)了，應(yīng)該使用肖特基二極管，那就是1N5819啰，這是那時(shí)候最常見的型號(hào)。換了二極管以后，問題當(dāng)然就消失了，而我也在聽到二極管用錯(cuò)了的一瞬間明白了很多的道理。

1N400x系列的二極管是常用的整流二極管，最大平均正向電流為1A，能承受幾十A的脈沖電流，反向漏電流只有幾個(gè)微安，非常強(qiáng)壯，但它們的極電容很大，正向?qū)妷阂埠艽螅?dāng)把它們用于DC/DC的應(yīng)用中時(shí)，它們的開關(guān)速度完全趕不上電流切換速度的要求，電感上電流就找不到出路，過高的反激電壓就會(huì)被激發(fā)出來將相對(duì)脆弱的IC內(nèi)部的MOSFET開關(guān)擊穿，從而造成能量被白白浪費(fèi)掉的問題。

DC/DC在使用中因元件選用不當(dāng)或設(shè)計(jì)不當(dāng)造成內(nèi)部開關(guān)擊穿的案例非常多，像我第一次遇到的這種狀況是最容易處理的，只要把元件換成合適的類型就好了，實(shí)際中可能遇到的狀況總是千差萬別的，要把這些都總結(jié)出來其實(shí)還真不容易，但每一次的探討都是有意義的，這可以深化我們對(duì)這個(gè)物理世界的認(rèn)識(shí)，使我們慢慢地成長(zhǎng)。

你想知道IC內(nèi)部的開關(guān)被損壞以后長(zhǎng)成什么樣嗎？我在寫作的時(shí)候突然想到了這個(gè)問題。通常來說，我不喜歡把現(xiàn)場(chǎng)支持中遇到的問題發(fā)回總部去尋求幫助，因?yàn)閹缀醮蟛糠值膯栴}都和IC的設(shè)計(jì)無關(guān)，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中的問題常常是問題出現(xiàn)的根源，這些問題大多可以通過現(xiàn)場(chǎng)的工作得到解決。但在我的職場(chǎng)生涯中還是要時(shí)不時(shí)地把某些問題發(fā)回總部去處理，這樣就有了一些問題報(bào)告的積累，下面的幾幅圖形就來自其中的一份報(bào)告，它們是關(guān)于立锜的一款LED驅(qū)動(dòng)器的，型號(hào)是RT9284B，這已經(jīng)是很老的器件了，它曾經(jīng)在手機(jī)市場(chǎng)上立下了汗馬功勞。

先看一下原理圖，這樣好建立一點(diǎn)初步的認(rèn)識(shí)：

下面的就是損傷后的照片了：

這是芯片的封裝被去除以后的照片，圖中左側(cè)那個(gè)不規(guī)則的橢圓形的黑點(diǎn)就是內(nèi)部開關(guān)被強(qiáng)電擊穿以后形成的，它跨接在LX和地之間。

這是另外一種形象的損傷，面積比較大，位置在右側(cè)的中上部，在電路中屬于接地一側(cè)。

這幅圖中的損傷點(diǎn)很小，在中間的紅色點(diǎn)處，要被放大以后才看得清，相應(yīng)地，它所導(dǎo)致的漏電流也比較小，你注意到了嗎？圖片中標(biāo)注了這一數(shù)據(jù)：1.7μA。

在電路圖上，這些損傷發(fā)生在哪里呢？下圖做出了指示，問題就發(fā)生在其中的紅圈處。

輕微的損傷導(dǎo)致的漏電流小，如果不進(jìn)行仔細(xì)的測(cè)試，甚至可能不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，但已經(jīng)發(fā)生了的問題卻不會(huì)自動(dòng)消失，它們只會(huì)在未來的日子里慢慢惡化，最終導(dǎo)致問題的不可收拾，而這已可以理解為可靠性問題了。