아날로그 집적 회로:필요한 이유

아날로그 집적 회로는 IC의 범주 중 하나입니다. 또한 대부분의 전자 기기의 기본 구성 요소입니다.

예를 들어, 대부분의 소비자 전자 제품에서 이러한 유형의 IC를 찾을 수 있습니다. 왜요? IC는 디지털 장치, 컴퓨터, 휴대폰 등이 작동하는 데 도움이 되기 때문입니다.

또한 이 IC는 광대역 신호 및 기타 고전력 애플리케이션에 유용합니다. 따라서 이 IC의 우수한 예는 555 타이머, 연산 증폭기, 센서 등입니다.

그러나 이 장치가 모든 전자 장치에 적용되는 것은 아닙니다. 따라서 우리는 아날로그 집적 회로에 대해 논의하기 위해 이 기사를 작성했습니다. 따라서 이것이 무엇인지, 왜 필요한지 등을 알게 될 것입니다.

진행합시다!

아날로그 집적 회로란 무엇입니까?

아날로그 집적 회로 개요

출처:Wikimedia Commons

이 장치는 대부분의 전자 장치의 기본 구성 요소입니다. 또한 무(0)에서 전체 전원 공급 장치 전압까지 자유롭게 실행되는 신호를 처리하는 데 도움이 됩니다.

또한 회로에는 일반적으로 두 개의 입력이 있습니다. 하나의 입력은 양수이고 다른 하나는 음수입니다. 또한, 각 입력은 각각 비반전 및 반전입니다.

또한 아날로그 집적 회로를 구성하는 구성 요소는 다음과 같습니다.

• 커패시터
• 저항기
• 반도체
• 인덕터

따라서 장치를 사용하여 다음을 디자인할 수 있습니다.

• 연산 증폭기
• 오실레이터
• 활성 필터
• 선형 레귤레이터
• 소프트웨어 단계 고정 루프

그러나 저항, 전력 손실 및 전력 이득과 같은 반도체 매개변수를 고려하는 것이 중요합니다.

즉, 아날로그 집적 회로는 열, 소리 및 빛과 같은 다양한 아날로그 입력을 변경하여 작동합니다. 또한 디지털 신호로 변환하고 처리를 위해 0으로 변환합니다. 또한 아날로그 집적 회로는 전자 장치보다 수명이 더 깁니다.

아날로그 전자 장치가 필요한 이유는 무엇입니까?

아날로그 통합 스위치

출처:Wikimedia Commons

전자 산업에서 모든 것이 발전했지만 아날로그는 여전히 강세를 보이고 있습니다. 의심할 여지 없이 대부분의 것이 디지털이지만 이진 시스템에서 숫자를 숫자로 나타내는 것이 더 편리합니다. 예를 들어 "1"과 "0"을 "ON"과 "OFF"로 연결하는 것이 더 쉽습니다.

따라서 디지털 IC 설계와 달리 아날로그 IC 설계는 다음에 대해 더 집중해야 합니다.

• 모든 회로
• 트랜지스터의 정확한 기능
• 크기

이유는 간단합니다. 오늘날 대부분의 장치는 디지털이므로 아날로그 IC 설계자는 프로세스 기능과 제약 조건으로 작업해야 합니다. 왜요? 프로세스 기능과 제약 조건이 디지털 IC에 더 적합하기 때문입니다.

아날로그 IC의 설계 사양

디지털 IC와 마찬가지로 아날로그 설계자는 다양한 기능과 사양으로 시작해야 합니다. 그 후 아날로그 IC 제약 조건을 축소하기 위해 다양한 기능에 대해 작동 및 활성 모델을 사용합니다.

그런 다음 다음과 같은 결과가 나옵니다.

• 프로세스 기능
• 유형
• 기기 크기

따라서 대부분의 경우 다음이 포함됩니다.

• 커패시터 및 인덕터 기술 추가
• 집적회로와 보조회로의 표준도
• 트랜지스터 선택

또한 높은 수준의 시뮬레이션을 생성하고 VHDL-AMS와 같은 HDL을 사용하여 하위 블록 제약 조건을 파악할 수도 있습니다.

아날로그 IC의 설계 흐름

아날로그 IC 설계에 필요한 단계는 다음과 같습니다.

1. 디자인 사양

• 테스트 벤치 개발
• 토폴로지
• 제약조건
• 사양

2. 흐름도 설계

• 회로 시뮬레이션 및 최적화
• 회로 수준 회로도 항목
• 차단 HDL 사양
• 아키텍처 HDL 시뮬레이션
• 시스템 수준 회로도 항목

3. 체세포 흐름

• 테이프아웃
• 레이아웃 후 시뮬레이션
• 기생충 추출
• 레이아웃 대 도식(LVS)
• 디자인 규칙 검사(DRC)
• PCell 기반 레이아웃 항목

아날로그 집적 회로 설계

간단한 아날로그 IC 디자인

출처:ExplainthatStuff

실제로 아날로그 IC 설계를 하려면 따라야 하는 프로세스가 있습니다. 또한 절차에는 특별한 순서 없이 다음이 포함됩니다.

• 회로 시뮬레이션
• 시스템 설계
• 회로 설계
• 회로 디버그
• 시스템 디버그
• 인증
• 시스템 시뮬레이션
• 집적 회로 레이아웃 설계
• 제작
• 상호 연결
• 구성 요소 디자인
• 기기 디버그

그러나 아날로그 IC 설계의 실용적인 측면은 다음과 같습니다.

1. 블록 레벨 시스템

셀 레벨 시스템이라고도 합니다. 또한 이 시스템에는 특정 집적 회로에 대한 블록 수준 설계를 생성하는 데 필요한 전술이 포함되어 있습니다. 따라서 디자인이 설정되면 각각을 연결하여 완전한 블록 수준 시스템을 구성하십시오.

2. 구성 요소 수준 회로

여기에서 사용할 구성 요소는 블록 수준 시스템의 결과를 기반으로 합니다.

따라서 적절한 구성 요소가 있으면 연결하여 구성 요소 수준 회로를 만듭니다. 그런 다음 아날로그 디자인의 기본 회로로 사용할 수 있습니다. 또한 시뮬레이션에서도 작동합니다.

3. 부품 레벨 회로 확인

확인을 위해 구성 요소 수준 회로를 사용할 수도 있습니다. 그러나 이것은 회로 설계를 시뮬레이션한 후에 발생합니다. 따라서 시뮬레이션 결과로 아날로그 IC의 부품 레벨 회로를 확인할 수 있습니다.

4. IC 생성

실제로 아날로그 집적 회로를 만들기 위해 따라야 할 몇 가지 단계가 있습니다. 먼저 반도체 재료를 사용하여 반도체 웨이퍼를 만드는 것으로 시작할 수 있습니다. 또는 기성품 반도체 웨이퍼를 얻을 수 있습니다.

그런 다음 트랜지스터, 커패시터, 저항기 등과 같은 다양한 전자 부품을 웨이퍼에 추가할 수 있습니다. 그런 다음 패키지 IC를 형성하는 칩을 포장할 수 있습니다.

5. IC 테스트 및 디버깅

이 단계에서 아날로그 집적 회로를 테스트할 수 있습니다. 또한 디버그하여 검사 결과와 예상 결과를 비교할 수 있습니다. 따라서 모든 것이 좋아 보인다면 IC 프로토타입 설계를 진행하십시오. 그런 다음 프로토타입을 사용하여 평가 보드와 집적 회로를 특성화합니다.

아날로그 IC와 디지털 IC의 차이점은 무엇입니까?

아래 표는 아날로그 IC와 디지털 IC의 차이점을 요약한 것입니다.

아날로그 ICS	디지털 IC
아날로그 또는 선형 IC는 시간과 관련하여 끊임없이 변화하는 신호에서 작동합니다.	디지털 또는 비선형 IC는 바이너리 신호에서 작동합니다.
아날로그 IC 설계 요구사항은 디지털 IC에 비해 광범위합니다.	디지털 IC 설계 요구 사항은 아날로그 IC에 비해 덜 급진적입니다.
아날로그 IC의 일부 애플리케이션에는 오실로스코프, 레이더, 항공기, PLL, 우주 등이 포함됩니다.	디지털 IC의 일부 응용 프로그램에는 계산기, 시계, 마이크로프로세서, 디지털 시계, 컴퓨터 등이 포함됩니다.
아날로그 IC의 상용 버전을 마이크로파 증폭기, 전압 비교기, 조정기, 전압 배율기 등으로 얻을 수 있습니다.	디지털 IC는 레지스터, 아날로그-디지털 칩, 카운터, 디지털-아날로그 칩, 플립플롭, 마이크로프로세서 칩, 논리 게이트 등으로 상업적으로 찾을 수 있습니다.
디지털 IC에 비해 트랜지스터 수가 적습니다.	디지털 IC는 아날로그 IC에 비해 더 많은 트랜지스터를 가지고 있습니다.
아날로그 IC에는 연속적인 값 범위를 처리할 수 있는 출력과 입력이 있습니다. 또한 결과는 정보에 비례합니다.	디지털 IC에는 중간 레벨 없이 2개의 가능한 값을 갖는 2개의 전압(입력 및 출력)이 있습니다.

아날로그 집적 회로의 응용

다음 애플리케이션에 아날로그 집적 회로를 적용할 수 있습니다.

1. 전원 관리 회로

아날로그 IC의 설계를 자세히 살펴보면 모든 구성 요소에 전원이 필요하다는 것을 알 수 있습니다. 또한 온칩 구성 요소의 도체 네트워크(전원 관리 회로)를 사용하여 온칩으로 설계된 필요한 전력을 공급할 수 있습니다.

전원 관리 회로

출처:Wikimedia Commons

또한 전력 관리 회로(도체 네트워크)는 회로 내에서 전달되는 전력을 설계하고 분석합니다.

2. 주파수 혼합

실제로, 주파수 혼합은 새로운 주파수를 얻기 위해 회로에 적용된 두 개의 다른 신호를 사용합니다. 따라서 아날로그 집적 회로에서 주파수 믹서를 얻을 수 있습니다. 주파수 믹서를 사용하여 다른 주파수 범위에서 신호 형식을 변경할 수도 있습니다.

3. 활성 필터링

물론 아날로그 IC는 능동 필터링에 적합합니다. 또한 능동 전자 부품을 사용하여 성능을 향상시킵니다. 따라서 필터는 비싸고 부피가 큰 인덕터를 방지해야 합니다. 또한 다중 피드백 필터, Sallen-key 필터 등과 같은 다양한 활성 필터 구성이 있습니다.

마지막 단어

아날로그 집적 회로는 구성 요소가 상호 연결된 반도체 웨이퍼로 구성된 장치입니다. 흥미롭게도 이러한 유형의 IC는 안정적이고 비용 효율적이며 전문 회로 설계자, 취미 생활자 및 학생에게 이상적입니다.

아날로그 집적 회로를 사용해 보셨습니까? 아니면 프로젝트에 가장 적합한 것을 얻는 데 도움이 필요하십니까? 언제든지 저희에게 연락해 주십시오.