本文设计了一款基于华虹宏力0.35  5V BCD工艺的碳化硅驱动芯片。根据目前驱动芯片的功能要求，输入频率330KHz，电压5V，占空比为50%的控制信号，产生能够带动3nF负载的驱动信号，工作范围在-6V~18V。根据电压范围需求设计出两种不同的电荷泵，并使用半桥开关及相关的电平位移和死区时间产生模块等。

本设计主要包括电源芯片电路，半桥开关电路，死区时间电路，增益模块和电平位移电路。其中电源芯片电路使用新型的电荷泵，相比经典的电荷泵设计提高了整体电路的驱动能力，减小体效应等，并通过驱动模块进行驱动能力的提升。半桥开关电路的设计使用新型的双输入的模式进行控制，能够有效防止信号切换的时候出现过大的电流，导致芯片烧毁。最后在整体拼接的过程中出现了驱动能力不够和漏电的现象，但是通过后期对芯片整体的分析和优化，解决了漏电的问题。

在本次设计中，运用Virtuoso cadence IC616进行电路设计，在器件模型为FF，TT，SS，FS，SF的情况下都达到预期的要求。本设计在最后输出的时候电压范围为-5.96V~+17.99V，能够带动10nF的电容负载，基本符合预期的要求。

在整体电路内大部分的器件都可以使用5VMOS器件，但是在个别位置（电平位移和半桥开关）就需要功率管LDMOS来替代工作，在保障所设计的电路能够正常工作的同时，不会因为电压过大而损坏电路。功率管LDMOS具有开关速度快，功耗小，工作频率较高和输入阻抗高等特点。半桥开关内部在两个并联的高端功率管LDMOS的源极电位上，即为输出端的电压在高电平（18V）和低电平（-6V）之间不断的变化，所以为了让两个并联的高端功率管LDMOS能够正常的开启工作，需要正负电荷泵对电压进行整体的改变，从而得到一个符合SiC MOSFET驱动范围的电压。其中的电荷泵需要多个并联来达到+18V和-6V的电压。整体电路设计如图所示

在最后一级的电荷泵上把最后输出的5VPMOS管替换成了耐高压的LDMOS器件，因为在输出端和地之间的电压超出了正常5V器件的耐压值导致不能正常工作，所以用LDMOS器件进行耐压从而实现其原有的功能。其中第一级的电荷泵电路进行对电容的充放电，得要的电压在第二级上继续进行累加以此类推，通过电荷泵之间串联的关系进行增压。在负压电荷泵中就是对电压的抑制，通过串联对电压进行抑制进而达到负压的状态。

本设计完成的部分包括：电荷泵电路中采用的是交叉耦合的结构，与传统的电荷泵电路相比降低了体效应，增加了驱动增益。在电荷泵电路模块中输出的正负电压值分别为18.133V和-13.135V。达到预期的电压范围。半桥开关使用的是分开输入的栅极驱动信号和经典的半桥开关有一定的区别。并增加了死区时间和电平位移模块来配合使用。其中死区时间的产生的延时时间为70ns，符合后续电路中所需要的错开时间。其中电平位移模块也使用新型的电平位移，相比其他的电平位移更加的简洁高效，面积更小。

在器件模型为TT的情况下，使用Virtuoso Cadence IC616 和华虹宏力0.35  BCD工艺进行仿真调试，得出结论，在电源工作电压为5V时，输入信号频率为330KHz，后挂负载电容10nF的情况下输出频率为330KHz电压范围为+18V到-6V，占空比为50%的输出信号。相比之前的预期，驱动能力更强。但是输入和输出的延时较大。在整体的设计中有很多地方使用了功率管，经过反复的测试和记录，并且保证工作正常的情况下使用面积更小的LDMOS进行功率管的选择。并且在测试过程中发现此工艺中的一些击穿电压相比给定的参数要稍大一些。在整体的测试过程中发现华虹宏力的工艺在多工艺角测试的时候会出现N管体效应严重的情况。