模拟集成电路:为什么需要它
- 发表时间:2021-11-25 08:31:35
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模拟集成电路是IC的范畴之一。此外,它还是大多数电子设备的基本组件。
例如,您可以在大多数消费电子产品中找到这种类型的 IC。为什么?因为IC帮助数字设备、电脑、手机等工作。
此外,该 IC 可用于宽带信号和其他更高功率的应用。因此,该 IC 的绝佳示例是 555 定时器、运算放大器、传感器等。
但该设备并不适用于所有电子设备。因此,我们创建了这篇文章来讨论模拟集成电路。因此,您将了解它是什么、为什么需要它等等。
让我们继续!
什么是模拟集成电路?
该设备是大多数电子设备的主要组件。此外,它有助于处理从零(零)到全电源电压自由运行的信号。
此外,电路通常有两个输入;一个输入是正的,而另一个是负的。此外,每个输入分别为同相和反相。
此外,构成模拟集成电路的组件是:
电容器
电阻器
半导体
电感器
因此,您可以使用该设备来设计:
运算放大器
振荡器
有源过滤器
线性稳压器
软件锁相环
但是,考虑电阻、功耗和功率增益等半导体参数至关重要。
换句话说,模拟集成电路通过改变不同的模拟输入(如热、声和光)来工作。此外,它将它们转换为数字信号和零进行处理。此外,模拟集成电路的使用寿命比电子设备更长。
为什么需要模拟电子?
尽管电子行业的情况有所发展,但模拟仍然强劲。毫无疑问,大多数东西都是数字的,但在二进制系统中用数字表示数字更方便。例如,将“1”和“0”与“ON”和“OFF”联系起来更容易。
因此,与数字 IC 设计不同,模拟 IC 设计需要更多关注:
每个电路
晶体管的确切特性
规模
原因很简单。如今,大多数设备都是数字设备,因此模拟 IC 设计人员被迫处理工艺特性和限制条件。为什么?因为工艺特性和约束更适合数字IC。
模拟 IC 设计规范
与数字 IC 一样,模拟设计人员应从一系列功能和规格着手。之后,他们使用各种功能的工作和活动模型来缩小模拟 IC 的限制。
然后,他们想出了:
工艺特点
类型
设备尺寸
因此,在大多数情况下,它包括:
添加电容器和电感器技术
集成电路和子电路的标准图
选择晶体管
此外,您可以创建高级仿真,甚至可以使用VHDL-AMS 等HDL计算子块约束。
模拟 IC 的设计流程
以下是模拟 IC 设计所需的步骤:
1. 设计规范
测试台开发
拓扑
约束
规格
2. 流程示意图设计
电路仿真和优化
电路级原理图入口
块 HDL 规范
架构 HDL 仿真
系统级原理图输入
3. 体细胞流
流片
布局后模拟
寄生提取
布局与原理图 (LVS)
设计规则检查 (DRC)
基于 PCell 的布局入口
模拟集成电路设计
事实上,在提出模拟 IC 设计时,您需要遵循一个过程。此外,该程序涉及以下内容并无特定顺序:
电路模拟
系统设计
电路设计
电路调试
系统调试
确认
系统模拟
集成电路布图设计
制造业
互连
组件设计
设备调试
但是,模拟 IC 设计的实际方面涉及:
1.块级系统
它也被称为单元级系统。此外,该系统还包括为特定集成电路创建块级设计所需的策略。因此,当您的设计设置好后,将它们中的每一个链接起来以形成一个完整的块级系统。
2. 元件级电路
您将在此处使用的组件基于块级系统的结果。
因此,当您拥有合适的组件时,将它们连接起来以创建组件级电路。然后,您可以将其用作模拟设计的主要电路。此外,它还适用于模拟。
3. 确认元件级电路
您也可以使用组件级电路进行确认。但这是在您模拟电路设计之后发生的。因此,通过仿真结果,您可以验证模拟 IC 的组件级电路。
4. IC的制作
实际上,创建模拟集成电路需要遵循几个步骤。首先,您可以从使用半导体材料制造半导体晶片开始。或者您可以获得现成的半导体晶圆。
之后,您可以在晶片上添加不同的电子元件,如晶体管、电容器、电阻器等。然后,您可以封装芯片——这构成了封装 IC。
5. 测试和调试IC
在这个阶段,您可以测试模拟集成电路。此外,您可以调试它以比较检查和估计的结果。因此,如果一切正常,请继续设计 IC 原型。然后,使用原型表征评估板和集成电路。
模拟和数字 IC 之间有什么区别?
下表总结了模拟和数字 IC 之间的区别:
模拟集成电路 | 数字集成电路 |
模拟或线性 IC 处理不断变化的信号——与时间有关。 | 数字或非线性 IC 处理二进制信号。 |
与数字 IC 相比,模拟 IC 设计要求影响深远。 | 与模拟 IC 相比,数字 IC 设计要求不那么激进。 |
模拟 IC 的一些应用包括示波器、雷达、飞机、锁相环、空间等。 | 数字IC的一些应用包括计算器、时钟、微处理器、数字手表、计算机等。 |
您可以获得商业版的模拟 IC,如微波放大器、电压比较器、稳压器、电压倍增器等。 | 您可以在商业上找到数字 IC,如寄存器、模数芯片、计数器、数模芯片、触发器、微处理器芯片、逻辑门等。 |
与数字 IC 相比,它的晶体管更少。 | 与模拟 IC 相比,数字 IC 具有更多的晶体管。 |
模拟 IC 具有可以处理连续值范围的输出和输入。另外,结果与信息成正比。 | 数字 IC 有两个电压(输入和输出)和两个可能的值——没有中间电平。 |
模拟集成电路的应用
您可以在以下应用中应用模拟集成电路:
1.电源管理电路
当您仔细查看模拟 IC 的设计时,您会注意到其所有组件都需要电源。此外,您可以使用片上组件上的导体网络(电源管理电路)来提供片上设计的必要电力。
此外,电源管理电路(导体网络)设计和分析电路内的传输功率。
2. 混频
实际上,混频使用施加到电路的两个不同信号来获得新频率。因此,您可以从模拟集成电路中获得混频器。您还可以使用混频器来改变不同频率范围内的信号形式。
3. 主动过滤
当然,模拟 IC 足以进行有源滤波。此外,它通过使用有源电子元件来提高性能。因此,滤波器应防止使用昂贵且笨重的电感器。此外,还有多种有源滤波器的配置,如多反馈滤波器、sallen-key 滤波器等。
最后的话
模拟集成电路是一种由半导体晶片与元件互连而成的器件。有趣的是,这种类型的 IC 可靠且具有成本效益,是专业电路设计人员、爱好者和学生的理想选择。
你用过模拟集成电路吗?或者您是否需要帮助来为您的项目找到最好的?请随时与我们联系。
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