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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(shù)電子設(shè)備的基本組件。
例如,您可以在大多數(shù)消費電子產(chǎn)品中找到這種類型的 IC。為什么?因為IC幫助數(shù)字設(shè)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(yīng)用。因此,該 IC 的**示例是 555 定時器、運算放大器、傳感器等。
但該設(shè)備并不適用于所有電子設(shè)備。因此,我們創(chuàng)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(xù)!
什么是模擬集成電路?
該設(shè)備是大多數(shù)電子設(shè)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(gòu)成模擬集成電路的組件是:
電容器
電阻器
半導(dǎo)體
電感器
因此,您可以使用該設(shè)備來設(shè)計:
運算放大器
振蕩器
有源過濾器
線性穩(wěn)壓器
軟件鎖相環(huán)
但是,考慮電阻、功耗和功率增益等半導(dǎo)體參數(shù)至關(guān)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(zhuǎn)換為數(shù)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(shè)備更長。
盡管電子行業(yè)的情況有所發(fā)展,但模擬仍然強勁。毫無疑問,大多數(shù)東西都是數(shù)字的,但在二進制系統(tǒng)中用數(shù)字表示數(shù)字更方便。例如,將“1”和“0”與“ON”和“OFF”聯(lián)系起來更容易。
因此,與數(shù)字 IC 設(shè)計不同,模擬 IC 設(shè)計需要更多關(guān)注:
每個電路
晶體管的確切特性
規(guī)模
原因很簡單。如今,大多數(shù)設(shè)備都是數(shù)字設(shè)備,因此模擬 IC 設(shè)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(shù)字IC。
與數(shù)字 IC 一樣,模擬設(shè)計人員應(yīng)從一系列功能和規(guī)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(shè)備尺寸
因此,在大多數(shù)情況下,它包括:
添加電容器和電感器技術(shù)
集成電路和子電路的標準圖
選擇晶體管
此外,您可以創(chuàng)建高級仿真,甚至可以使用VHDL-AMS 等HDL計算子塊約束。
以下是模擬 IC 設(shè)計所需的步驟:
1. 設(shè)計規(guī)范
測試臺開發(fā)
拓撲
約束
規(guī)格
2. 流程示意圖設(shè)計
電路仿真和優(yōu)化
電路級原理圖入口
塊 HDL 規(guī)范
架構(gòu) HDL 仿真
系統(tǒng)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(shè)計規(guī)則檢查 (DRC)
基于 PCell 的布局入口
事實上,在提出模擬 IC 設(shè)計時,您需要遵循一個過程。此外,該程序涉及以下內(nèi)容并無特定順序:
電路模擬
系統(tǒng)設(shè)計
電路設(shè)計
電路調(diào)試
系統(tǒng)調(diào)試
確認
系統(tǒng)模擬
集成電路布圖設(shè)計
制造業(yè)
互連
組件設(shè)計
設(shè)備調(diào)試
但是,模擬 IC 設(shè)計的實際方面涉及:
它也被稱為單元級系統(tǒng)。此外,該系統(tǒng)還包括為特定集成電路創(chuàng)建塊級設(shè)計所需的策略。因此,當您的設(shè)計設(shè)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(tǒng)。
您將在此處使用的組件基于塊級系統(tǒng)的結(jié)果。
因此,當您擁有合適的組件時,將它們連接起來以創(chuàng)建組件級電路。然后,您可以將其用作模擬設(shè)計的主要電路。此外,它還適用于模擬。
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(shè)計之后發(fā)生的。因此,通過仿真結(jié)果,您可以驗證模擬 IC 的組件級電路。
實際上,創(chuàng)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(dǎo)體材料制造半導(dǎo)體晶片開始。或者您可以獲得現(xiàn)成的半導(dǎo)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(gòu)成了封裝 IC。
在這個階段,您可以測試模擬集成電路。此外,您可以調(diào)試它以比較檢查和估計的結(jié)果。因此,如果一切正常,請繼續(xù)設(shè)計 IC 原型。然后,使用原型表征評估板和集成電路。
模擬和數(shù)字 IC 之間有什么區(qū)別?
下表總結(jié)了模擬和數(shù)字 IC 之間的區(qū)別:
| 模擬集成電路 | 數(shù)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(guān)。 | 數(shù)字或非線性 IC 處理二進制信號。 |
| 與數(shù)字 IC 相比,模擬 IC 設(shè)計要求影響深遠。 | 與模擬 IC 相比,數(shù)字 IC 設(shè)計要求不那么激進。 |
| 模擬 IC 的一些應(yīng)用包括示波器、雷達、飛機、鎖相環(huán)、空間等。 | 數(shù)字IC的一些應(yīng)用包括計算器、時鐘、微處理器、數(shù)字手表、計算機等。 |
| 您可以獲得商業(yè)版的模擬 IC,如微波放大器、電壓比較器、穩(wěn)壓器、電壓倍增器等。 | 您可以在商業(yè)上找到數(shù)字 IC,如寄存器、模數(shù)芯片、計數(shù)器、數(shù)模芯片、觸發(fā)器、微處理器芯片、邏輯門等。 |
| 與數(shù)字 IC 相比,它的晶體管更少。 | 與模擬 IC 相比,數(shù)字 IC 具有更多的晶體管。 |
| 模擬 IC 具有可以處理連續(xù)值范圍的輸出和輸入。另外,結(jié)果與信息成正比。 | 數(shù)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。 |