說(shuō)我最熟悉某款器件的說(shuō)法通常都是不成立的，我不會(huì)太關(guān)心具體的器件，就像我?guī)缀醪粫?huì)在寫(xiě)作中專(zhuān)門(mén)去談某一款器件一樣，我覺(jué)得那樣的關(guān)注對(duì)我自己沒(méi)有什么意義，對(duì)讀者也沒(méi)有什么意義。即使我在某個(gè)時(shí)段對(duì)某個(gè)型號(hào)有比較多的了解，我也會(huì)在事后很快把它忘掉，剩下的可能就是一些感覺(jué)。具體到RT8110，情況也基本如此，我只是在它的發(fā)展過(guò)程中出過(guò)一些力，把它引入到一些重要的應(yīng)用中，并與客戶(hù)談過(guò)它的發(fā)展問(wèn)題，由此對(duì)它的后續(xù)開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了一點(diǎn)點(diǎn)影響。雖然如此，一些基本的信息還是要提供的，否則我們的敘事便失去了焦點(diǎn)。RT8110是采用TSOT-23-8封裝的Buck轉(zhuǎn)換器控制器，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，到現(xiàn)在已有5個(gè)型號(hào)可供使用，分別是RT8110以及后續(xù)的RT8110A/B/C/D，它們共同的特點(diǎn)是可在很寬的電壓范圍內(nèi)工作（最高28V），但成本卻不高，這主要得益于它們那很小的封裝。小封裝帶來(lái)的不利之處是功率耗散能力比較低，驅(qū)動(dòng)MOSFET的能力不高，比較適合小電流負(fù)載的應(yīng)用，一般的推薦是在10A以下，但這對(duì)很多應(yīng)用來(lái)說(shuō)其實(shí)已經(jīng)不低了，所以還是得到了很普遍的應(yīng)用。為了方便敘說(shuō)，先展示一下RT8110B的應(yīng)用電路圖，因?yàn)楫?dāng)時(shí)涉及到的案子就使用了這個(gè)型號(hào)。

走進(jìn)會(huì)議室，負(fù)責(zé)相應(yīng)案子的FAE已經(jīng)在里面，情況介紹馬上開(kāi)始：部分機(jī)子中的RT8110B工作不正常（我不記得是怎么個(gè)不正常法了），癥狀出現(xiàn)的幾率與二極管D的型號(hào)有關(guān)。當(dāng)使用1N4148時(shí)，故障率低；當(dāng)使用某個(gè)型號(hào)的肖特基二極管時(shí)，故障率高。故障率是用批量試驗(yàn)的方式得出來(lái)的，可以想見(jiàn)這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)困擾大家很久了，而且也耗費(fèi)了不少精力。

親愛(ài)的讀者，看到上述信息，你會(huì)怎樣思考呢？我的頭腦中第一個(gè)出現(xiàn)的就是兩種二極管的差異，有什么特性上的差異會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的差異呢？趁著你思考比較的機(jī)會(huì)，順便說(shuō)一個(gè)故事。

曾經(jīng)有家客戶(hù)使用1A輸出能力的低壓Buck轉(zhuǎn)換器RT8010于其智能手機(jī)中，但卻出現(xiàn)了高溫下的故障，客戶(hù)認(rèn)為RT8010在高溫下會(huì)表現(xiàn)異常。我到現(xiàn)場(chǎng)后首先看電路圖，然后請(qǐng)其工程師用熱風(fēng)槍對(duì)著板子吹，接著用示波器測(cè)量板上某處的信號(hào)，看見(jiàn)了不應(yīng)該出現(xiàn)的狀態(tài)。再請(qǐng)他取下板上的一只二極管，換成一只普通的開(kāi)關(guān)二極管，問(wèn)題立即不再重現(xiàn)。那只被換下來(lái)的二極管就是肖特基的，它在高溫下迅速提高的反向漏電流導(dǎo)致了錯(cuò)誤的使能信號(hào)，造成RT8010的狀態(tài)錯(cuò)誤。那天晚上，客戶(hù)請(qǐng)吃飯，感激之情溢于言表，因?yàn)橥瑯拥膯?wèn)題已經(jīng)在另外的產(chǎn)品中困擾了他們5年，一直不知道是如何引起的，這天終于真相大白了。如果你要問(wèn)我是怎么知道的，答案大概只有一個(gè)，看規(guī)格書(shū)，然后把它們變成一種感覺(jué)留在記憶里。我雖從未遇到過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題，但規(guī)格書(shū)所透露的特性在我心里存著呢，平常它們沒(méi)有什么用，需要的時(shí)候它們就會(huì)出來(lái)幫助我思考，從而可以快速找到答案。

回到上文提到的案子，我腦子里比較的是肖特基二極管和開(kāi)關(guān)二極管的反向漏電流的大小和反向恢復(fù)的速度，同時(shí)看見(jiàn)了快速變化的電流所帶來(lái)的影響。緊接著開(kāi)始看PCB設(shè)計(jì)圖，得到如下圖所示的信息，請(qǐng)注意其中的紅色線(xiàn)段。

這本來(lái)是個(gè)原理圖的，但在這里你要把它想象成為PCB上的連接關(guān)系圖，它就是我看到的PCB圖的示意（很抱歉，多年過(guò)去，相關(guān)人員的電腦都換了幾臺(tái)，原始的資料已經(jīng)找不到了）。與前面的完整原理圖相比，這里的電容C1、二極管D和VCC的連接關(guān)系已經(jīng)發(fā)生了變化，VCC處于二極管D和電容C1之間的連接線(xiàn)上，而且連接線(xiàn)很長(zhǎng)。這種連接方式是錯(cuò)誤的，造成RT8110B工作不正常的原因就在這里。

正常的工作過(guò)程是這樣的：

來(lái)自外部的輸入VIN經(jīng)RT8110B的VIN端進(jìn)入IC，內(nèi)部經(jīng)過(guò)一個(gè)5.5V輸出的線(xiàn)性穩(wěn)壓器以后為整顆IC的內(nèi)部電路供電，其實(shí)現(xiàn)原理如下圖左上角所示：

VCC端的外接電容C1為該線(xiàn)性穩(wěn)壓器的工作提供穩(wěn)定保障。

當(dāng)下橋Q2導(dǎo)通的時(shí)候，PHASE端接地，來(lái)自VCC的電流經(jīng)二極管D為自舉電容CBOOT充電，IC內(nèi)部的上橋Q1驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)BOOT端從該電容獲得電源供應(yīng)。請(qǐng)參考下圖了解內(nèi)外元件間的相互關(guān)系。

當(dāng)UGATE端輸出高電平使上橋Q1導(dǎo)通以后，PHASE端電壓上升至與VIN相等。由于電容兩端電壓不能突變，PHASE端電壓的上升使BOOT端的電壓上升了同樣高的幅度，但它相對(duì)于UGATE端的電壓并無(wú)變化，所以上橋Q1將繼續(xù)維持導(dǎo)通狀態(tài)直至導(dǎo)通時(shí)段結(jié)束。在這段時(shí)間里，二極管D的陰極電壓高于陽(yáng)極電壓，因此處于截止?fàn)顟B(tài)。

當(dāng)CBOOT處于充電狀態(tài)時(shí)，我們希望通過(guò)D流入CBOOT的電流是從VCC端的外接電容C1中流出的，內(nèi)部穩(wěn)壓器在看到C1中的電壓降低以后再對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充使之穩(wěn)定在預(yù)設(shè)的電壓上，這也就給出了通常的穩(wěn)壓器PCB設(shè)計(jì)原則，但實(shí)際看到的PCB設(shè)計(jì)違背了這一原則，可以認(rèn)為供給二極管的電流是從VCC節(jié)點(diǎn)上流出的，電容的作用降低了，這在C1遠(yuǎn)離VCC端放置的時(shí)候會(huì)表現(xiàn)得尤其嚴(yán)重。由于給CBOOT充電的電流是脈動(dòng)的，變化速度很快，銅箔上存在的路徑電感會(huì)阻礙它的變動(dòng)，使得VCC端的電壓波動(dòng)變大。

另外，當(dāng)BOOT端電壓因?yàn)镻HASE端電壓上升而上升時(shí)，二極管D由正向?qū)ㄗ優(yōu)榉聪蚪刂梗鋬?nèi)部流過(guò)的電流由正向流動(dòng)變?yōu)榉聪蛄鲃?dòng)，變化范圍巨大，但時(shí)間卻極為短暫，此過(guò)程中發(fā)生的事情與二極管結(jié)電容大小以及反向漏電流的大小有關(guān)，是造成RT8110B工作不正常問(wèn)題的出現(xiàn)幾率與二極管類(lèi)型有關(guān)的原因。此反向截止過(guò)程造成的電流變化將在路徑電感上形成電壓波動(dòng)，它們會(huì)沿著二極管D的陽(yáng)極到VCC節(jié)點(diǎn)再到C1的路徑進(jìn)行傳播，沒(méi)有元件可對(duì)它形成抑制作用，直到遇到電容C1為止，因而對(duì)VCC節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的電路工作會(huì)造成影響，這種影響是全局性的，因?yàn)镮C內(nèi)部的所有電路都靠這里供電。

當(dāng)理解了這些微觀過(guò)程的時(shí)候，問(wèn)題就會(huì)被看得很清楚，處理也就很簡(jiǎn)單了。對(duì)于當(dāng)時(shí)的我來(lái)說(shuō)，需要做的就是告訴當(dāng)事的FAE這個(gè)設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤及其原因，然后就離開(kāi)了，前后所用時(shí)間只有幾分鐘，后來(lái)就再也沒(méi)有關(guān)心過(guò)。

現(xiàn)在之所以重提此案，實(shí)在是因?yàn)樯掀诘奈恼轮姓劻薆uck轉(zhuǎn)換器的PCB設(shè)計(jì)原則的緣故，我想沿著這條路徑把更多的東西告訴讀者，然后就想起了這個(gè)案子。為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，我找到了當(dāng)年處理這個(gè)案子的FAE，請(qǐng)他重新回顧了此案，問(wèn)了后來(lái)的實(shí)際狀況，答案是修改了電容C1的放置位置，使得它更靠近VCC，問(wèn)題就再也沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)，二極管的使用也是自由的，無(wú)論是開(kāi)關(guān)管或肖特基二極管都可以。這個(gè)解決方案不是很符合我的期望，但已經(jīng)可以滿(mǎn)足實(shí)際的需求了，所以還是很開(kāi)心的。

在RT8110B中，線(xiàn)性穩(wěn)壓器是內(nèi)嵌的，而且需要外加電容來(lái)幫助它穩(wěn)定運(yùn)行，很多高壓器件都會(huì)采用這樣的方法來(lái)為自身供電，上期文章中提到的RT8452就采用了這樣的電路架構(gòu)。這種方式在低壓的SoC中也大量存在，例如3.3V的電壓被供給芯片以后，它還需要自己生成一個(gè)1.8V的電壓為其內(nèi)核部分供電，而前者則用于其輸入輸出接口部分。遇到這樣的器件時(shí)，外接的電容都需要盡可能接近芯片引腳放置。當(dāng)存在外部電路從這種地方取電時(shí)，我們需要將引線(xiàn)連接到電容上與芯片連接線(xiàn)相反的一側(cè)，這樣就可將外部引入的變化先用電容吸收掉，避免對(duì)內(nèi)部電路造成干擾。

另外，我們?cè)谶@樣描述的時(shí)候都沒(méi)有談GND一側(cè)要如何做，實(shí)際上它的處理原則與VCC一側(cè)是相同的，僅僅是電流的流動(dòng)方向不一樣而已。