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模拟集成电路:为什么需要它

  • 发表时间:2021-11-25 08:31:35
  • 来源:本站
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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