模擬集成電路:為什么需要它
- 發表時間:2021-11-25 08:31:35
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模擬集成電路是IC的范疇之一。此外,它還是大多數電子設備的基本組件。
例如,您可以在大多數消費電子產品中找到這種類型的 IC。為什么?因為IC幫助數字設備、電腦、手機等工作。
此外,該 IC 可用于寬帶信號和其他更高功率的應用。因此,該 IC 的絕佳示例是 555 定時器、運算放大器、傳感器等。
但該設備并不適用于所有電子設備。因此,我們創建了這篇文章來討論模擬集成電路。因此,您將了解它是什么、為什么需要它等等。
讓我們繼續!
什么是模擬集成電路?
該設備是大多數電子設備的主要組件。此外,它有助于處理從零(零)到全電源電壓自由運行的信號。
此外,電路通常有兩個輸入;一個輸入是正的,而另一個是負的。此外,每個輸入分別為同相和反相。
此外,構成模擬集成電路的組件是:
電容器
電阻器
半導體
電感器
因此,您可以使用該設備來設計:
運算放大器
振蕩器
有源過濾器
線性穩壓器
軟件鎖相環
但是,考慮電阻、功耗和功率增益等半導體參數至關重要。
換句話說,模擬集成電路通過改變不同的模擬輸入(如熱、聲和光)來工作。此外,它將它們轉換為數字信號和零進行處理。此外,模擬集成電路的使用壽命比電子設備更長。
為什么需要模擬電子?
盡管電子行業的情況有所發展,但模擬仍然強勁。毫無疑問,大多數東西都是數字的,但在二進制系統中用數字表示數字更方便。例如,將“1”和“0”與“ON”和“OFF”聯系起來更容易。
因此,與數字 IC 設計不同,模擬 IC 設計需要更多關注:
每個電路
晶體管的確切特性
規模
原因很簡單。如今,大多數設備都是數字設備,因此模擬 IC 設計人員被迫處理工藝特性和限制條件。為什么?因為工藝特性和約束更適合數字IC。
模擬 IC 設計規范
與數字 IC 一樣,模擬設計人員應從一系列功能和規格著手。之后,他們使用各種功能的工作和活動模型來縮小模擬 IC 的限制。
然后,他們想出了:
工藝特點
類型
設備尺寸
因此,在大多數情況下,它包括:
添加電容器和電感器技術
集成電路和子電路的標準圖
選擇晶體管
此外,您可以創建高級仿真,甚至可以使用VHDL-AMS 等HDL計算子塊約束。
模擬 IC 的設計流程
以下是模擬 IC 設計所需的步驟:
1. 設計規范
測試臺開發
拓撲
約束
規格
2. 流程示意圖設計
電路仿真和優化
電路級原理圖入口
塊 HDL 規范
架構 HDL 仿真
系統級原理圖輸入
3. 體細胞流
流片
布局后模擬
寄生提取
布局與原理圖 (LVS)
設計規則檢查 (DRC)
基于 PCell 的布局入口
模擬集成電路設計
事實上,在提出模擬 IC 設計時,您需要遵循一個過程。此外,該程序涉及以下內容并無特定順序:
電路模擬
系統設計
電路設計
電路調試
系統調試
確認
系統模擬
集成電路布圖設計
制造業
互連
組件設計
設備調試
但是,模擬 IC 設計的實際方面涉及:
1.塊級系統
它也被稱為單元級系統。此外,該系統還包括為特定集成電路創建塊級設計所需的策略。因此,當您的設計設置好后,將它們中的每一個鏈接起來以形成一個完整的塊級系統。
2. 元件級電路
您將在此處使用的組件基于塊級系統的結果。
因此,當您擁有合適的組件時,將它們連接起來以創建組件級電路。然后,您可以將其用作模擬設計的主要電路。此外,它還適用于模擬。
3. 確認元件級電路
您也可以使用組件級電路進行確認。但這是在您模擬電路設計之后發生的。因此,通過仿真結果,您可以驗證模擬 IC 的組件級電路。
4. IC的制作
實際上,創建模擬集成電路需要遵循幾個步驟。首先,您可以從使用半導體材料制造半導體晶片開始。或者您可以獲得現成的半導體晶圓。
之后,您可以在晶片上添加不同的電子元件,如晶體管、電容器、電阻器等。然后,您可以封裝芯片——這構成了封裝 IC。
5. 測試和調試IC
在這個階段,您可以測試模擬集成電路。此外,您可以調試它以比較檢查和估計的結果。因此,如果一切正常,請繼續設計 IC 原型。然后,使用原型表征評估板和集成電路。
模擬和數字 IC 之間有什么區別?
下表總結了模擬和數字 IC 之間的區別:
模擬集成電路 | 數字集成電路 |
模擬或線性 IC 處理不斷變化的信號——與時間有關。 | 數字或非線性 IC 處理二進制信號。 |
與數字 IC 相比,模擬 IC 設計要求影響深遠。 | 與模擬 IC 相比,數字 IC 設計要求不那么激進。 |
模擬 IC 的一些應用包括示波器、雷達、飛機、鎖相環、空間等。 | 數字IC的一些應用包括計算器、時鐘、微處理器、數字手表、計算機等。 |
您可以獲得商業版的模擬 IC,如微波放大器、電壓比較器、穩壓器、電壓倍增器等。 | 您可以在商業上找到數字 IC,如寄存器、模數芯片、計數器、數模芯片、觸發器、微處理器芯片、邏輯門等。 |
與數字 IC 相比,它的晶體管更少。 | 與模擬 IC 相比,數字 IC 具有更多的晶體管。 |
模擬 IC 具有可以處理連續值范圍的輸出和輸入。另外,結果與信息成正比。 | 數字 IC 有兩個電壓(輸入和輸出)和兩個可能的值——沒有中間電平。 |
模擬集成電路的應用
您可以在以下應用中應用模擬集成電路:
1.電源管理電路
當您仔細查看模擬 IC 的設計時,您會注意到其所有組件都需要電源。此外,您可以使用片上組件上的導體網絡(電源管理電路)來提供片上設計的必要電力。
此外,電源管理電路(導體網絡)設計和分析電路內的傳輸功率。
2. 混頻
實際上,混頻使用施加到電路的兩個不同信號來獲得新頻率。因此,您可以從模擬集成電路中獲得混頻器。您還可以使用混頻器來改變不同頻率范圍內的信號形式。
3. 主動過濾
當然,模擬 IC 足以進行有源濾波。此外,它通過使用有源電子元件來提高性能。因此,濾波器應防止使用昂貴且笨重的電感器。此外,還有多種有源濾波器的配置,如多反饋濾波器、sallen-key 濾波器等。
最后的話
模擬集成電路是一種由半導體晶片與元件互連而成的器件。有趣的是,這種類型的 IC 可靠且具有成本效益,是專業電路設計人員、愛好者和學生的理想選擇。
你用過模擬集成電路嗎?或者您是否需要幫助來為您的項目找到最好的?請隨時與我們聯系。
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