模拟集成电路

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模拟集成电路(Analog integrated circuit)

目录

什么是模拟集成电路

  模拟集成电路是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号集成电路。有许多的模拟集成电路,如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管理芯片等。模拟集成电路的主要构成电路有:放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开关电容电路等。

模拟集成电路研究背景及其重要性[1]

  模拟电路是片上系统(SystemOnChip,SOC)的重要组成部分。随着CMOS工艺的进步,由于CMOS电路的低成本、低功耗以及摩尔定律的延续带来的尺寸缩减(scalingdown)和工作速度不断提高,CMOS工艺被证明是实现SOC最好的选择。近年来,CMOS工艺已经进入到了纳米时代,随着器件尺寸不断缩小,电源电压不断降低,低功耗、低成本成为电子系统的基本要求,因而模拟CMOS集成电路的发展对soc越来越重要。

  近年来,模拟电路自身的设计技术也得到了飞速发展,很多过去流行的模拟电路设计技术和结构由于不能在低电压下工作已经被淘汰。传统的仅含几十个晶体管的模拟信号处理电路已经渐渐被高集成度、带数字辅助或自校正的低电压低功耗电路取代。

模拟集成电路的分类[2]

  模拟集成电路包括通用模拟集成电路和专用模拟集成电路两大类,品种繁多。通用模拟集成电路主要有集成运算放大器、时基集成电路、集成稳压器等;专用模拟集成电路包括收音机集成电路、音响集成电路、电视机集成电路、录像机集成电路等。

模拟集成电路的特点[3]

  模拟集成电路中的特殊元件与数字集成电路相比较,模拟集成电路在使用元件和电路结构等方面均有自身的特点。采用标准工艺制造出来的集成电路中的元器件,与分立器件相比有它的一些特点。可归纳如下:

  (1)单个元器件的精度不是很高,受温度影响也较大,但在同一硅片上用相同的工艺制造出来的元器件性能比较一致,或者说元件的对称性较好。

  (2)由于电路中的元器件都集成在同一硅片上,相互间靠得非常近,温度差别不大,同一类元器件温度特性也基本一致,所以温度对称性较好。

  (3)电阻的阻值范围有一定限制,一般在几十欧到几十千欧之间,太高或太低都不易制造。

  (4)电容一般不超过100pF,大电容不易制造,至于电感也局限于极小的数值(肛H以下),一般尽量避免使用。

  (5)纵向npn管的p值较大,而横向pnp管的卢值很小,但其pn结耐压高。在各种集成元器件中,纵向npn管占用面积小,性能好,而电阻、电容占用面积大,且范围窄,因此在集成电路的设计中,除考虑上述的特点以外,应尽量采用npn管而少用电阻、电容。

  这样,集成电路构成的电路与分立元器件构成的电路相比,就有相当大的差别。另外,在分析电路时也要注意这些特点。除了数字集成电路用到电阻、电容这些无源器件外,模拟集成电路常常会用到有源器件

模拟集成电路与数字集成电路

  集成电路按电路结构的不同可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。

  模拟集成电路主要是用来产生、放大和处理各种模拟信号,比如,复读机重放的录音信号就是模拟信号,收音机、电视机接收的音频信号也是模拟信号。模拟集成电路根据功能又分为运算放大器、电压比较器、稳压器等多种。

  数字集成电路主要是用来产生、放大和处理各种数字信号,如DVD视盘机重放的音频信号和视频信号。数字集成电路又分为TTL集成电路、HTL集成电路、STTL集成电路、ECL集成电路、CMOS集成电路等多种。

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参考文献

  1. 全国集成电路工程领域工程硕士教育协作组编著.工程硕士教育集成电路工程领域发展报告.浙江大学出版社,2011.08.
  2. 门宏主编.门老师教你快速识别和检测电子元器件.人民邮电出版社,2011.01.
  3. 余宁梅,杨媛编著.半导体集成电路.科学出版社,2011.07.
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