Analoog geïntegreerd circuit:waarom je het nodig hebt

De analoge geïntegreerde schakeling is een van de categorieën van het IC. Bovendien is het een fundamenteel onderdeel van de meeste elektronische apparaten.

Je vindt dit type IC bijvoorbeeld in de meeste consumentenelektronica. Waarom? Omdat de IC digitale apparaten, computers, mobiele telefoons enz. helpt werken.

Dit IC is ook handig voor breedbandsignalen en andere toepassingen met een hoger vermogen. Uitstekende voorbeelden van dit IC zijn dus de 555-timer, operationele versterkers, sensoren, enz.

Maar het apparaat is niet van toepassing op alle elektronische apparaten. Daarom hebben we dit artikel gemaakt om de analoge geïntegreerde schakeling te bespreken. U leert dus wat het is, waarom u het nodig heeft en meer.

Laten we doorgaan!

Wat is een analoog geïntegreerd circuit?

Overzicht analoog geïntegreerd circuit

Bron:Wikimedia Commons

Dit apparaat is een primair onderdeel van de meeste elektronische apparaten. Bovendien helpt het om signalen te verwerken die vrij kunnen lopen van niets (nul) naar de volledige voedingsspanning.

Ook heeft de schakeling meestal twee ingangen; de ene ingang is positief, terwijl de andere negatief is. Bovendien is elk van de ingangen respectievelijk niet-inverterend en inverterend.

Verder zijn de componenten waaruit een analoge geïntegreerde schakeling bestaat:

• condensatoren
• Weerstanden
• Halfgeleiders
• Smoorspoelen

U kunt het apparaat dus gebruiken om het volgende te ontwerpen:

• Operatieve versterkers
• oscillatoren
• actieve filters
• Lineaire regelaars
• Software fasevergrendelde lussen

Maar het is cruciaal om rekening te houden met halfgeleiderparameters zoals weerstand, vermogensdissipatie en vermogenswinst.

Met andere woorden, het analoge geïntegreerde circuit werkt door verschillende analoge ingangen zoals warmte, geluid en licht te veranderen. Het zet ze ook om in digitale signalen en nullen voor verwerking. Bovendien hebben analoge geïntegreerde schakelingen een langere levensduur dan elektronische apparaten.

Waarom heb je analoge elektronica nodig?

Analoge geïntegreerde schakelaar

Bron:Wikimedia Commons

Hoewel er dingen zijn geëvolueerd in de elektronica-industrie, gaat analoog nog steeds sterk. De meeste dingen zijn ongetwijfeld digitaal, maar het is handiger om getallen numeriek in een binair systeem weer te geven. Het is bijvoorbeeld gemakkelijker om "1" en "0" te relateren aan "AAN" en "UIT".

Dus, in tegenstelling tot digitaal IC-ontwerp, vereist analoog IC-ontwerp meer aandacht voor:

• Elk circuit
• De exacte kenmerken van de transistor
• De maat

De reden is simpel. Tegenwoordig zijn de meeste apparaten digitaal, dus analoge IC-ontwerpers zijn gedwongen om met proceskenmerken en -beperkingen te werken. Waarom? Omdat de proceskenmerken en -beperkingen meer geschikt zijn voor digitale IC's.

Ontwerpspecificatie voor analoge IC

Net als digitale IC moeten analoge ontwerpers beginnen met een reeks functies en specificaties. Daarna gebruiken ze werkende en actieve modellen voor de verschillende functies om analoge IC-beperkingen te verkleinen.

Dan komen ze met:

• Procesfuncties
• Type
• Apparaatgrootte

Dus in de meeste gevallen omvat het:

• Toevoeging van condensator- en inductortechnologieën
• Het standaardcijfer voor de geïntegreerde en subcircuits
• Transistorkeuze maken

U kunt ook simulaties op hoog niveau maken en zelfs de beperkingen van subblokken berekenen met een HDL zoals VHDL-AMS.

De ontwerpstroom voor analoge IC

Dit zijn de stappen die nodig zijn voor een analoog IC-ontwerp:

1. Specificatie van ontwerp

• Ontwikkeling testbank
• Topologieën
• Beperkingen
• Specificaties

2. Stroomschematisch ontwerp

• Circuitsimulatie en optimalisatie
• Schema-invoer op circuitniveau
• HDL-specificatie blokkeren
• Architectuur HDL-simulatie
• Schema-invoer op systeemniveau

3. Somatische stroom

• Afplakken
• Simulatie na lay-out
• Parasitaire extractie
• Lay-out versus schema (LVS)
• Ontwerpregelcontrole (DRC)
• Op PCell gebaseerde lay-outinvoer

Ontwerp van analoge geïntegreerde schakelingen

Een eenvoudig analoog IC-ontwerp

Bron:ExplainthatStuff

Er is inderdaad een proces dat u moet volgen bij het bedenken van een analoog IC-ontwerp. Bovendien omvat de procedure het volgende, in willekeurige volgorde:

• Circuitsimulaties
• Systeemontwerp
• Circuitontwerp
• Circuit debuggen
• Systeemfoutopsporing
• Verificatie
• Systeemsimulaties
• Geïntegreerd circuitlay-outontwerp
• Vervaardiging
• Interconnectie
• Onderdeelontwerp
• Apparaatfoutopsporing

Maar het praktische aspect van het analoge IC-ontwerp omvat:

1. Het blokniveausysteem

Het is ook bekend als het celniveausysteem. Bovendien bevat dit systeem de tactieken die nodig zijn om een ​​ontwerp op blokniveau te maken voor een bepaald geïntegreerd circuit. Dus, wanneer uw ontwerpen zijn ingesteld, koppelt u ze allemaal aan elkaar om een ​​compleet systeem op blokniveau te vormen.

2. Het circuit op componentniveau

De componenten die je hier gaat gebruiken, zijn gebaseerd op de resultaten van het blokniveausysteem.

Dus, als je de juiste componenten hebt, sluit ze dan aan om het circuit op componentniveau te creëren. Vervolgens kunt u het gebruiken als het primaire circuit van uw analoge ontwerp. Bovendien werkt het ook voor simulatie.

3. Circuit op componentniveau bevestigen

U kunt ook het circuit op componentniveau gebruiken voor bevestiging. Maar dit gebeurt nadat u het circuitontwerp hebt gesimuleerd. Met het simulatieresultaat kunt u dus het circuit op componentniveau van de analoge IC verifiëren.

4. Creatie van IC

Er zijn inderdaad verschillende stappen die moeten worden gevolgd om analoge geïntegreerde schakelingen te maken. Allereerst kun je beginnen met het gebruik van halfgeleidermaterialen om de halfgeleiderwafel te maken. Of u kunt een kant-en-klare halfgeleiderwafel krijgen.

Daarna kunt u verschillende elektronische componenten zoals de transistors, condensatoren, weerstanden, enz. Aan de wafer toevoegen. Vervolgens kunt u de chip inpakken, die het pakket-IC vormt.

5. IC testen en debuggen

In dit stadium kunt u de analoge geïntegreerde schakeling testen. U kunt er ook fouten in opsporen om de controle- en geschatte resultaten te vergelijken. Dus als alles er goed uitziet, ga dan verder met het ontwerpen van het IC-prototype. Gebruik vervolgens het prototype om het evaluatiebord en de geïntegreerde schakeling te karakteriseren.

Wat is het verschil tussen analoge en digitale IC?

De onderstaande tabel vat het verschil tussen de analoge en digitale IC samen:

Toepassingen van het analoge geïntegreerde circuit

U kunt de analoge geïntegreerde schakeling toepassen in de volgende toepassingen:

1. Stroombeheercircuit

Als je het ontwerp van de analoge IC goed bekijkt, zul je merken dat alle componenten stroom nodig hebben. U kunt ook het netwerk van geleiders (stroombeheercircuit) op de on-chip componenten gebruiken om de benodigde elektrische stroom te leveren die op de chip is ontworpen.

Energiebeheercircuit

Bron:Wikimedia Commons

Ook ontwerpt en analyseert het stroombeheercircuit (netwerk van geleiders) het geleverde vermogen binnen het circuit.

2. Frequentie mengen

Frequentiemenging gebruikt inderdaad twee verschillende signalen die op een circuit worden toegepast om een ​​nieuwe frequentie te krijgen. U kunt dus een frequentiemixer krijgen van de analoge geïntegreerde schakeling. U kunt de frequentiemixer ook gebruiken om signaalvormen in een ander frequentiebereik te veranderen.

3. Actief filteren

Natuurlijk is het analoge IC voldoende voor actieve filtering. Het doet dit ook door actieve elektronische componenten te gebruiken om de prestaties te verbeteren. Het filter moet dus een dure en omvangrijke spoel voorkomen. Daarnaast zijn er verschillende configuraties van het actieve filter, zoals meerdere feedbackfilters, sallen-key filters, enz.

Laatste woorden

De analoge geïntegreerde schakeling is een apparaat dat bestaat uit een halfgeleiderwafer met de onderlinge verbinding van componenten. Interessant is dat dit type IC betrouwbaar en kosteneffectief is, en het apparaat is ideaal voor professionele circuitontwerpers, hobbyisten en studenten.

Heb je de analoge geïntegreerde schakeling gebruikt? Of heeft u hulp nodig bij het vinden van de beste voor uw project? Neem gerust contact met ons op.