电源半导体产品近期呈现快速增长趋势,甚至超过了数字处理器和存储器等半导体的增长速度。大部分增长来源于高容量电池供电的电子产品,如手机和数字音乐播放器。由于所有电子产品都需要有电源供电,所以电源管理技术变得至关重要。在这样的前提下,设计开发高效率、高频、小体积的DC-DC开关电源芯片,无论是从经济角度,还是从科学研究上来讲都是很有价值的。本文介绍了DC-DC转换器各种拓扑结构及其工作原理,并重点分析了降压型DC-DC转换器在连续电流模式和非电流连续模式下的工作原理。描述了DC-DC转换器的控制方法,详细阐述了脉宽调制中电压控制模式和电流控制模式的基本原理,分析比较了它们各自的优缺点。同时还介绍了软开关技术、同步整流技术的概念和发展趋势,以及系统性能稳定性和补偿的相关知识。本文设计了一款基于电压控制模式的PWM降压型DC-DC转换器,并重点分析了它的工作原理、系统结构。该DC-DC转换器子模块包括主电路、误差放大电路、比例积分控制电路、PWM比较电路,利用Candence EDA集成电路设计工具、Spectre仿真工具,从工艺参数、电源电压、负载电阻对输出的影响等方面,对电路内的各个模块进行了具体的设计和仿真。此外,采用SMIC 0.18μm 1P6M工艺对部分模块进行了版图设计。