随着半导体技术与电力电子技术的不断发展,智能功率集成电路（Smart Power Integrated Circuit,SPIC）逐渐向着更加智能化、功率化、系统化的方向发展,推动了工业生产以及日常生活的自动化进程。电机驱动芯片作为其重要的组成部分,在提倡绿色环保,节能减排的今天,具有广阔的发展前景。本文基于海力士0.18μm BCD工艺,设计了一款具有电流采样功能的双相直流电机驱动芯片。芯片的工作电压为4.5～37V,适用温度范围-40～150℃,具有使能/写入（EN/IN）、脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）、独立半桥三种工作模式,并设计了固定关断时间电流斩波以及逐周期电流斩波两种电流调节方式。基于电压钳位采样管MOSFET电流采样结构设计了一种集成在芯片内部的电流采样电路,通过提出一种特殊的电流镜架构,将多个镜像管串联、采样管并联连接,增大了镜像管整体的栅长与采样管的栅宽,在满足版图匹配性的前提下能够有效地抑制沟道长度调制效应,提高电流镜的精度。另一方面,通过一个高性能的折叠共源共栅（Cascode）误差放大器对电流镜架构进行钳位,并在该误差放大器中设计了一个修调模块降低失调,能够在较大采样比例下得到较好的精度。为了能够达到电流调节的功能设计了采样电流处理电路,采样后的电流输入到Cascode电流镜中,经过Cascode电流镜处理后得到的电流通过片外的小电阻转换为电压输入到模数转换器（Anolog Ditital Convertor,ADC）中,同时该电流输入到比较器电路中得到电流斩波信号,从而实现芯片的电流调节功能。并为了防止采样到的电流过大损坏ADC模块,设计了外部ADC保护电路。为了进一步提高芯片的可靠性加入了过流、过温以及过压保护电路,能够在极端情况下保证芯片以及电机负载的安全。本文首先对H桥的工作原理进行了分析,然后详细地介绍了本设计中的三种控制模式以及两种电流调节方式,并以此为依据进行了高精度电流采样电路以及采样电路处理电路的设计。对芯片中支持电流调节功能的子模块进行了详细地介绍,包括预稳压电路、带隙基准电路、基准电流源电路以及低压差线性稳压器电路以及控制信号处理电路模块包括对休眠信号以及IN1/IN2、PMODE、IMODE的处理电路。采用Cadence公司的spectre对各个子模块以及整体电路进行了仿真验证并。仿真结果表明,三种控制模式以及两种电流调节方式功能无误,静态电流与休眠电流分别为2.47m A和12.6μA,电流采样误差最好为0.81%,电流检测延时为860ns,固定关断时间为22μs,输入至输出的传播延时为550ns。最后基于版图可靠性设计以及匹配原理给出了部分重要子模块以及整体的版图设计,整体版图面积为1.94 mm×1.94 mm。