电路上电时，给芯片供电的电源电压上升斜率太大会出问题，原因在哪里？

Part 01、前言

芯片供电电源为什么上电的时候有最大允许斜率的要求？这事儿的来源在哪里？其实还真不是厂商没事找事。它背后牵扯到芯片内部的工作逻辑、电路保护和长期可靠性。

电源上电斜率，简单说就是电压从0V蹦到工作电压，比如3.3V时，电压涨得有多快，单位一般是V/ms或者V/μs。比如厂商要求“最大上电斜率不超过0.1V/μs”，意思是电压每微秒涨不能超0.1V。太快或者太慢，都可能让芯片“懵圈”甚至挂掉。

Part 02、为啥要限制最大斜率？

这得从芯片内部咋工作的讲起，芯片上电不是简单上电就完事儿，它里头有一堆电路得按顺序醒过来。斜率太快，可能会让这些步骤乱套。总结了以下几个原因。

1. 内部时序得有序启动

芯片里头有电源管理单元（PMU）、锁相环（PLL）、复位电路啥的，这些玩意儿得按一定顺序启动。比如复位得比时钟先起来，时钟得比核心逻辑先稳。斜率太快咋了：电压嗖一下上去了，内部电路还没反应过来，可能复位没完成，PLL没锁住，逻辑就乱跑了。结果就是芯片锁死Latch-up了，甚至直接不启动，当然也可能会导致芯片老是复位失败。

2. 防浪涌电流损坏芯片

电源电压涨得快，芯片内部电容（寄生电容和去耦电容）得猛冲电，电容的电流I=C×dV/dt，斜率（dV/dt）大，电流就大。斜率太快产生的浪涌电流Inrush Current可能冲过芯片内部MOS管的耐受极限，把栅极或者电源线烧坏。从而芯片短路或者局部过热，长久下去芯片会完蛋。

3. 锁存效应（Latch-up）

CMOS工艺的芯片内部有寄生PNPN结构，电压跳太快可能触发这结构导通，形成低阻通路。斜率太快电源和地之间直接短路，电流蹭蹭涨，芯片发热冒烟。后果就是芯片当场挂，或者有潜伏损伤，过几天才挂掉。

4. 多电源域协调

现在芯片，尤其SoC、FPGA经常有多个电源域，比如1.2V核心、3.3V I/O，这些电压得按顺序上。斜率太快会导致某个电源跑太快，别的还没起来，内部电平不匹配，可能让I/O口灌电流或者逻辑错乱。后果就是芯片启动失败，或者I/O口烧坏。

所以要仔细看芯片规格书有没有要求，如果有要求在电路设计时得把这斜率管好，可以通过RC电路，比如电源输入加个电阻和电容，斜率≈1/(R×C)。比如3.3V要1ms爬完，选10Ω和100μF就差不多。或者像LDO芯片有个SS引脚，外接电容就能控斜率。多电源时，用电源管理PMIC控制启动顺序和速度也可以。

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