我们在电子电路设计中,大部分电源的拓扑为高压稳压到12V,12V稳压到5V,5V在稳压到3.3V给MCU供电,那么这些所谓的标准电压是如何被确定成为一个标准的呢?
12V的由来
12V电压来自于汽车的电瓶输出,铅酸电池的单体电压为2V,在我们汽车上常用的输出位6串铅酸串联,形成12V的输出电压,因此早期电路中出现了12V的电压。
5V的由来
后来半导体行业发明了三极管,以及使用三极管实现的各种逻辑芯片,此时TTL电平也被规范了下来。
TTL电平规范在0~5V之间,小于0.2V输出低电平,高于3.4V输出高电平, 全称Transistor-Transistor Logic,即BJT-BJT逻辑门电路,是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路,应用较早,技术已比较成熟。
3.3V及更低电压的由来
随着CMOS工艺的不断优化以及芯片小型化和高密度,低功耗的要求,芯片的电压也在不断的降低,3.3V是因为当年演进到.35um工艺的时候栅极氧化层厚度减到了7nm左右,能承受的最大源漏电压大概是4V。减去10%安全裕量是3.6V。又因为板级电路的供电网络一般是保证+-10%的裕量,所以标准定在了3.6×0.9,3.3V。
1.8同理,.18um节点栅极氧化层厚度进一步降到了4nm左右,ds耐压极限降低到了大约2.3V。同样的逻辑,先0.9变成2.07,再+-10%,定在了1.8。