一款出色的模擬IC需要具備哪些特質?

2020-12-05 EDN電子設計技術

我們都曾偶遇過這樣一款模擬IC,一見到它,你就會忍不住驚呼「哇!」。那麼,什麼樣的IC才能讓你一見傾心?X1oednc

價格肯定要低——但我真心覺得價格不應該成為評判一款IC優劣的標準,因為它不是一個技術指標。畢竟,供應商可以自行決定把IC的賣價定低些,可以少賺點錢或者不賺錢,有時候甚至虧錢也要打入市場(「也許每個產品都是賠錢的,但我們可以靠起量賺回來」)。X1oednc

當然,價格低有時候是因為採用了全新的內部架構,或者是工藝改進了,甚至是生產測試技術進步了,雖然價格低一些,但是仍然有相當可觀的利潤——關於這個話題我們留待以後再說。X1oednc

在我看來,如果模擬IC具備下面三個技術特徵,就能讓人眼前一亮:X1oednc

首先,具有良好的技術規格。有時供應商對一個關鍵參數作出重大改進,或者在改進一種技術規格時不必像過去那樣需要在一些性能之間進行取捨(例如,速度 vs 功耗)。或者只需選擇一組合適的技術規格就可以使元器件達到「最佳性能」,這在以前是不可能做到的。X1oednc

其次,增加了一種額外的功能或特性,使電路設計人員的工作變得更容易。當然,這不是指簡單地將更多的功能模塊堆到裸片上,而是要認識到,許多設計人員在使用該器件完成「 x」的時候,通常還必須添加一種外部特性。將這一額外的特性與基本功能結合在一起,設計人員的項目將會容易得多。也許大多數人已認識到,在一個高性能元器件上哪怕只添加一種非常簡單的功能,也會產生1 + 1> 2的效果。X1oednc

最後,也是最重要的,就是要做前人沒做過的事。這並不是說一定要在IC上集成很多東西,而是指IC設計團隊要利用單片技術的非凡潛力來進行真正的創新。X1oednc

關於簡單性的一個例子是ADI公司的AD590單片機溫度傳感器,這款晶片是幾十年前推出的,現在的新設計仍在使用。它利用矽的溫度靈敏性來傳遞與溫度成正比的電流(1μA/°K),是由只包含幾個有源器件的簡單IC實現的。用戶真正喜歡它的理由是:易於使用,體積小,堅固耐用,可以實現預期的功能,而且不複雜(是的,它的成本很低)。X1oednc

另一個例子是AMS的AS3935富蘭克林閃電傳感器IC。我第一次看到該產品的介紹時,心想:「哇,確實與眾不同。」這種小型IC要解決的問題,以前只能用板子和盒子來實現,它們是相當複雜且昂貴的儀器,否則可能無法正常工作。X1oednc

讀者朋友,你有沒有補充任何一款IC打動過? 如果有,它採用了上述三種方法的哪一種(或幾種)?X1oednc

網友熱評:X1oednc

@ jkvasan X1oednc

對於AD590器件,我可以說感同身受。因為可以直接輸出,它使設計變得非常簡單,使生活更輕鬆。LM35是另一種溫度傳感器件,同樣讓我印象深刻。X1oednc

ICL8038也值得一提。它是一款出色的函數發生器,具有方波、三角波和正弦波輸出,頻率範圍從0.01Hz到300kHz,令人驚訝。X1oednc

@ Bill_Jaffa X1oednc

是啊,Intersil ICL8038是一款出色的器件,很多業餘愛好者用它來製作低成本、高質量的函數發生器。 X1oednc

有趣的歷史:Intersil是一家有歷史的半導體公司,由Jean Hoerni於1967年成立。Jean Hoerni是當初離開Schockley電晶體實驗室而成立仙童半導體的八人之一。在仙童半導體,他幫助開發了半導體平面工藝——這是電晶體工藝的重大進步。Intersil有一段曲折的歷史——先是由GE擁有,然後是Harris,再後來作為一家獨立的公司剝離出來。X1oednc

我不知道他到底有沒有(或者在多大程度上)參與了8038的開發,有人知道8038的歷史嗎?X1oednc

@ David Maciel Silva X1oednc

集成電路的某些功能令人驚訝。例如,一些溫度傳感器可以通過命令I2C來設置報警值。X1oednc

如果稱重傳感器和溫度傳感器要有不同的量程,如果不通過改變電路增益的話,就要改變傳感器裡面的部件(電阻器,微調器)。X1oednc

通過深入了解,我發現了集成電路MCP6S21,它是一款可編程增益放大器(PGA)。X1oednc

這個器件讓我驚訝……X1oednc

@ Brad Albing X1oednc

說得對——這個器件很不錯,我在幾個成功的家居項目中用過,不過它已經被Intersil淘汰了。Exar也有類似的函數發生器。X1oednc

我完成過無數設計,但是從來沒用過PGA,我得抽時間研究一下。X1oednc

相關的設計概念:用DCP(數控電位器)來設置增益的運算放大器或儀表放大器(IA)。 回想一下,有一種IA拓撲結構,可以利用一個增益設置電阻來改變增益。然後,使用一個可通過I2C總線進行控制的DCP ——瞧! 可通過I2C總線控制的PGA。X1oednc

@ KRS03 X1oednc

8038肯定是在工程副總裁Dave Fullagar的指導下設計的。那時Intersil站在CMOS及雙極性模擬IC設計的最前沿,設計並生產出首個數字手錶晶片(應該是用於卡西歐)。Fullagar在仙童時設計了μA741運算放大器,他後來成為Maxim的聯合創始人。X1oednc

@ Bill_Jaffa X1oednc

我又想起了一款:Signetics的NE565模擬PLL IC,似乎是由Alan B Grebene博士設計的。X1oednc

@ SunitaT X1oednc

是的,LM35是另一款出色的模擬IC,在我的很多項目中都用到了。哪種IC可以產生大於300Hz的頻率? 有什麼建議嗎?X1oednc

@ amrutah X1oednc

幾十年來,將晶片TEMPCO控制在這種水平是Fab團隊的偉大成就……X1oednc

@ kvasan X1oednc

XR2206可以產生0.01 Hz至1 MHz的頻率。X1oednc

原文刊登於ASPENCORE旗下Planet Analog網站,參考連結:What Makes a Great Analog IC? 由Jenny Liao編譯。X1oednc

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