模擬射頻IC設計基礎理論知識學習及進階過程

2022-01-05 EETOP

本文就從模擬、射頻IC所需要的基礎理論知識說起,一步一步說明如何進階學習。最基礎的是高等數學,電路分析基礎,模擬電路基礎,數字電路,信號與系統,自動控制理論,高頻電路基礎,射頻微波電路理論,無線通信原理,這些是電路方面需要具備的基礎知識,其中模擬電路和射頻電路需要深入學習,學校課程上的那點皮毛是完全不夠用的,需要做到知其然也知其所以然,很多公式及理論的計算推導過程最好徹底吃透;

射頻電路的S參數、smith圓圖、阻抗匹配、噪聲係數、線性度、射頻收發機結構等理論知識很關鍵,這個過程非常考驗個人的學習能力;

無線通信原理是做射頻ic必須熟悉的系統方面的知識,射頻ic絕大部分是用於通信領域的。

然後需要學習的是半導體工藝相關的基礎知識,包括半導體器件物理、半導體工藝技術及流程等微電子基礎理論知識,因為模擬射頻集成電路用到的電晶體、無源器件建模和半導體工藝關係緊密,射頻電路實際設計中採用的增強隔離性及降低噪聲耦合等的方法和工藝息息相關。

基礎知識紮實以後可以開始具體模擬ic設計的課程學習,當然這部分的學習過程也可以和基礎知識學習過程結合起來,很多經典ic設計教材都是從基礎知識開始講起,一步一步進階模擬ic設計的。這個過程比較推薦P.R.Gray的《模擬集成電路分析與設計》,當然最好是英文原版,翻譯版本錯誤多多,容易把初學者帶溝裡,這本教材的分析推導過程無比詳細,能夠跟著推導一遍的話絕對收穫無窮,從基礎的工藝,器件模型,基本放大電路到模擬電路的精髓---運算放大器每一部分都是ic設計的核心基礎。其它經典模擬ic教材還有Allen的《CMOS analog circuit design》,拉扎維的《Design of Analog CMOS Integrated Circuits》等等。

模擬ic課程以後就可以進入到射頻集成電路的設計課程,這裡也有很多經典教材,拉扎維的《射頻微電子》,託馬斯李的《CMOS射頻集成電路設計》,還有清華池保永編寫的《CMOS射頻集成電路分析與設計》,這幾本教材其實對電路分析的似乎還不是非常深入,偏重於系統及工程應用性。

理論知識具備以後就是ic設計實踐了,也就是本文所關注的學習內容。Linux系統下的cadence軟體是模擬及射頻集成電路設計的最佳選擇,這個過程中要熟悉Linux作業系統,熟悉代工廠提供的工藝PDK文件,熟悉cadence的電路原理圖設計、spectre仿真軟體使用、virtuso版圖設計、還有用於drc、lvs驗證和寄生參數提取的calibre軟體的使用。在軟體的使用過程中將以前教材上學習過的經典電路結構一一實現,理論和實踐進行結合你會對電路有更深一層的理解和認識,同時你也會發現原來教材上的電路結構都是簡化的電路,好多偏置電路等細節部分都沒有畫出來,實際ic中沒有任何部分可以省略。通過電路版圖的設計你會了解到原來晶片是長成這樣的,版圖過程中與半導體工藝進行一一印證也會讓你對晶片製造過程有全新認識。除此之外還有晶片的靜電防護設計、晶片封裝設計、封裝對電路性能的影響評估等等具體工作。

以上所述只是模擬射頻集成電路的入門學習過程,真正進階也是考驗每個人悟性和學習能力的時候。進階階段最需要的是多參考別人的電路,ieee的文獻,特別是jssc的文獻是你唯一的選擇,各種奇思妙想的電路結構,各種優化某個指標的電路結構都能給你極大的啟發。這個過程非常考驗個人的基礎理論知識,因為文獻上分析的都是具體電路問題,如果你連電路都看不懂,怎麼看文獻呢。要提一句的是國內的期刊文獻就不要看了,湊數而已,大家都懂。到了這個階段可以說模擬射頻集成電路設計基本入門了,做一些電路模塊沒問題了,再往上就是電路性能指標的提升,功耗面積的優化,以及整個系統架構方面的學習和射頻收發系統的全集成了,非常多的系統結構等著你去設計:高速AD、鎖相環、超外差、低中頻、零中頻、IQ調製發射……

創芯大講堂是EETOP旗下在線教育平臺,綜合IC設計(模擬晶片設計仿真、CMOS射頻晶片仿真設計、數字前端、數字後端、FPGA、Verilog等等)、製造、封裝多門類課程,同時也隨時更新目前熱點領域教程涵蓋嵌入式、電源設計、通信技術、硬體設計等。

歡迎大家通過多種渠道訪問創芯大講堂

創芯大講堂微信公眾號:eetopedu 

網址:edu.eetop.cn   課程諮詢人工微信號:ssywtt

相關焦點

  • 射頻IC設計工程師
    射頻IC 工程師地點:上海應聘請發簡歷至 1718955452@qq.com
  • 射頻IC設計簡述
    設計與模擬IC設計的特殊領域非常相似,通常是一種定製的過程,而該過程通常由一個或許多EDA工具來輔助設計。射頻 IC設計的精確性質之一是寄生特性和封裝特性對射頻電路的性能有一階影響。因此,射頻IC設計通常是一個迭代過程,涉及整個IC設計過程中廣泛使用的EM仿真、寄生建模和封裝建模。  系統預算參數射頻IC設計還以 "系統預算 "的形式對關鍵參數,如噪聲圖、功率、相位噪聲、諧波、線性等給出性能要求和約束。
  • 「教材裡的大師」帶你秒懂低功率射頻合成器設計
    提起加利福尼亞大學洛杉磯分校電氣工程系教授Behzad Razavi,每個模擬/射頻/混合信號電路的同行一定都久聞大名。Razavi教授的課本《Design of Analog CMOS Integrated Circuits》以及《RF Microelectronics》成為了一代中國半導體人的模擬/射頻電路入門教材,其清晰的電路分析思路和高超的講解技巧令讀者印象深刻。
  • 國產模擬IC晶片對比國外
    模擬IC則通常包括各种放大器、模擬開關、接口電路、無線及射頻IC、數據轉換晶片、各類電源管理及驅動晶片等,其設計主要是通過有經驗的設計師進行電晶體級的電路設計和相應的版圖設計與仿真。將模擬晶片與數字晶片對比,可以發現模擬晶片擁有產品種類複雜、產品生命 周期長、工藝製程要求低、設計工藝依賴經驗等特點。
  • 射頻收發系統設計培訓班
    目前由於對收發系統數位化需求的日趨提高,收發系統的數位化設計也成為趨勢。數位化收發系統主要由模擬電路和數字電路(外加必要的軟體)兩大部分構成。本次交流主要是針對雷達系統中收發系統的設計。第1部分介紹了常規模擬收發技術的一些基本概念。第2部分介紹了數位化收發技術。第3部分介紹了收發系統的設計。第4部分介紹了頻率源系統的設計。
  • 一文讀懂模擬IC與數字IC的差異
    不同數字器件有不同的製程, 所以需要不同的供電電壓, 因此更需要電源管理這一模擬技術,隨著數位技術的發展, 模擬技術分布於數位技術周邊, 與數位技術密不可分,數位技術與模擬技術比較如下:下面我們從模擬IC的四大特點來說明模擬IC與數字IC的差異性:數字IC強調的是運算速度與成本比,數字IC設計的目標是在儘量低的成本下達到目標運算速度
  • 什麼是模擬IC設計?
    在本文中,我們將高層次地了解模擬集成電路的設計過程。1 模擬IC VS數字IC首先模擬IC設計與數字IC設計上有很大的不同。數字IC的設計大多是在抽象的層次上完成的,這些層次的系統和過程決定了門/電晶體級的布局和走線的細節,而模擬IC的設計通常涉及到每個電路更多的個性化焦點,甚至是每個電晶體的尺寸和細節。
  • 什麼是數字 IC,什麼是模擬 IC?
    1.2、 模擬 IC:數字系統與現實世界間的橋梁信號在電子系統中經歷了從模擬到數字再到模擬的過程,對應的是信息的輸 入、處理和存儲、輸出三個環節。模擬 IC 的低噪聲、低失真 需求需要在設計布局中考慮結構和元器件參數彼此的匹配模式,同時在 整個線性工作範圍內需要具備良好的電流放大、頻率功率特性。常見的 阻容感元件都會產生失真,而在數字 IC 設計過程中,由於二值特性,則 不需要考慮相關影響。在高頻範圍內,某些射頻 IC 的性能還與布線密切相關,所以模擬 IC 的設計者需要熟悉大部分的電子元器件特性,設計門 檻較高。
  • 普通小白想做模擬IC工程師?建議你先看看這篇文章
    此外由於工藝技術的限制,模擬電路設計時應儘量少用或不用電阻和電容,特別是高阻值電阻和大容量電容,只有這樣才能提高集成度和降低成本。某些射頻IC在電路板的布局也必須考慮在內,而這些是數字IC設計所不用考慮的。因此模擬IC的設計者必須熟悉幾乎所有的電子元器件。
  • BMS電池管理系統晶片模擬電路設計和AE應用@杭州/上海/珠海簡歷發 ic@hi-talent.com 微信xindejane
    參與模擬IC產品的規格定義;2. 模擬IC的電路設計與仿真驗證;3. 指導layout工程師進行版圖布局,完成版圖設計;4. 編寫產品的CP、FT測試規範;5. 負責產品的debug;6. 產品規格書、設計報告、專利等相關文檔的撰寫與維護;7.
  • 傳輸線理論是射頻電路設計和SI建模分析的基礎
    在電子電路領域,傳輸線理論是非常重要的一個基礎理論,可以這樣講,傳輸線是繼電阻、電感、電容之後的又一個非常基本的電路組成單元。
  • 新穎射頻功放電路設計全過程
    本電路中第三級設計為功率放大級,在通常電池電壓供電的情況下,為使GSM頻段和DCS頻段功率輸出分別達到35dBm和33dBm,因此 GSM頻段和DCS頻段的功率輸出阻抗分別設計為2Ω和3Ω。由於GSM頻段輸出功率大於DCS頻段輸出功率,因此設計第三級功率管Q3最大輸出功率達 35dBm。
  • 半導體/信號/模擬/射頻/微波類書目匯總
    楊建國 - 你好,放大器    池保勇 - 模擬集成電路與系統    Razavi - 模擬CMOS集成電路設計 (陳貴燦 翻譯)    Allen - CMOS模擬集成電路設計 (馮軍 翻譯)    Sansen - 模擬集成電路設計精粹 (陳瑩梅 翻譯)    Keliu Shu - CMOS
  • 【電子技術課程·CMOS射頻電路設計】
    本短期課程提供現代CMOS RF無線收發器設計的最新信息,包括系統要求
  • 射頻工程師/射頻IC工程師面經問題搜集(一)
    收錄於話題 #RFIC學習總結蜂窩通信系統,利用蜂窩結構實現頻率的復用。一個蜂窩使用頻率f1則周圍的6個蜂窩不適用f1。儘管如此,還是會面臨一定的同信道幹擾。超外差接收機:通過將微弱的高頻信號經過混頻器偏頻到中頻,再經過中頻放大、檢波和低頻放大完整保留原始信號的全部信息。具有高選擇性、高靈敏度等特點,但是帶來了鏡頻幹擾、綜頻等問題,且需要大功率。
  • 關於射頻測試探針probe的常用知識
    新朋友,點關注,不迷路射頻(RF)探針在射頻產品生命周期中幾乎每一個階段都起著重要作用:從技術開發,模型參數提取,設計驗證及調試一直到小規模生產測試和最終的生產測試
  • 八通道X波段射頻數字一體化接收機設計
    該電路基於微波板材CLTE-XT和FR4板材進行臺階式PCB設計,將本振功分網絡、射頻下變頻通道和數字接收集成設計實現,從而在一個標準ASAAC插件中完成模擬變頻放大、數字解調、數據採集和融合傳輸等功能,符合高集成度、小型化的需求。本文介紹了其實現體制和架構、硬體方案設計仿真和FPGA設計實現。電路測試結果表明設計在X波段頻率範圍內滿足瞬時動態範圍、多通道幅度一致性和隔離度等各項指標要求。
  • IC基礎知識:什麼是封裝?
    在大學裡學習單片機的時候,我們認識到的單片機可能是下圖的樣子,這兩種都叫51單片機,只不過是處理晶片似乎不一樣,那單片機應該長什麼樣呢
  • 模擬飛行你了解多少?
    模擬飛行就是一個好辦法。模擬操縱飛機起飛、降落,飛行過程中可操作操縱杆,顯示屏會根據操縱杆反饋信息播放相應飛行中的飛機姿態,加深飛行員對操縱飛機飛行的體會與認識。微軟模擬飛行X  (Microsoft Flight Simulator X)Prepar3DLock On  鎖定:現代空戰Flaming Cliffs 2 怒火危崖DCS World  Falcon BMS 如果你決定要認真的玩飛行模擬遊戲,那麼請認真學習飛行基礎理論知識,更要注重實踐
  • 如何設計射頻電路?
    無線發射器和接收器在概念上,可分為基頻與射頻兩個部份。基頻包含發射器的輸入信號之頻率範圍,也包含接收器的輸出信號之頻率範圍。