便携式产品的发展推动了电子产品小型化,同时带动了小型电源的发展。作为电池中的佼佼者,锂离子电池以其体积小、质量轻、寿命长等优点,被越来越广泛的应用于各种便携式设备,特别是应用于移动电话中。为了确保手机的安全,最大程度的减小电池在充放电循环中电池容量的流失,延长手机的工作时间,具有低功耗的手机电池保护芯片必不可少。本文论述了一种手机电池多功能保护芯片的前端设计。首先基于锂离子电池的电化学特性,对保护芯片工作模式进行了定义,然后在系统设计中考虑低功耗的实现,并结合“自底向上”的原理图输入设计方法针对各个工作模式进行相应子模块以及偏置基准电路的设计,最后对各个模拟模块和整体电路进行仿真验证。本文的研究重点是针对保护芯片的工作模式提出了基于亚阈值区工作的模拟电路,并将数字电路的异步工作方式运用到模拟电路,完成整体电路低功耗的设计。同时为了进一步提高芯片性能,设计中整合了迟滞比较和延时比较技术,并提供0 V电池禁止充电和手机充电器检测的功能。本设计采用0.6μm、N阱CMOS工艺在HSpice中进行了仿真验证,仿真结果显示芯片实现了对手机电池的过压保护、欠压保护和过流保护,整个芯片的功耗小于10μW,实现了芯片的前端设计。