집적 회로는 모 놀리 식 집적 회로라고도하며 칩, 마이크로 칩 및 IC는 집합으로 정의 할 수 있습니다. 전자 회로 수백만 개의 저항, 커패시터, 트랜지스터 및 기타 구성 요소가 반도체 웨이퍼 또는 반도체 재료, 일반적으로 실리콘의 작은 판에 통합됩니다. 일반적으로 우리가 일상 생활에서 사용하는 모든 전기 및 전자 장치는 통합 회로의 응용 프로그램입니다. IC는 수십억 개의 트랜지스터와 기타 구성 요소로 구성되어 있지만 여전히 크기가 작고 매우 콤팩트합니다. 발전과 함께 IC 기술 집적 회로에서 전도 선의 폭은 수십 나노 미터로 줄어 듭니다.
IC 유형
있습니다 다양한 유형의 IC 주로 IC는 아날로그 집적 회로와 디지털 집적 회로의 두 가지 유형으로 분류됩니다. 이 기사에서는 특별한 경우로서 아날로그 집적 회로 설계 및 응용에 대해 논의합니다.
아날로그 집적 회로
아날로그 IC
아날로그 집적 회로는 마이크로 프로세서 및 기타 소프트웨어 종속 설계 도구가 발명되기 전에 주로 수작업 계산 및 프로세스 키트 부품을 사용하여 설계되었습니다. 아날로그 집적 회로 설계는 설계에 사용됩니다. 연산 증폭기 , 선형 레귤레이터, 오실레이터, 액티브 필터 및 위상 고정 루프. 전력 손실, 이득 및 저항과 같은 반도체 매개 변수는 아날로그 집적 회로 설계에 더 많이 관련됩니다.
아날로그 집적 회로 설계
아날로그 IC 설계 프로세스에는 시스템 설계, 회로 설계, 부품 설계, 회로 시뮬레이션, 시스템 시뮬레이션, 집적 회로 레이아웃 설계, 상호 연결, 검증, 제조, 장치 디버그, 회로 디버그, 시스템 디버그가 포함됩니다. 디지털 IC 설계는 자동화 할 수 있지만 아날로그 집적 회로 설계는 매우 어렵고 까다로 우며 자동화 할 수 없습니다.
실용적인 아날로그 집적 회로 설계에는 다음 단계가 포함됩니다.
아날로그 집적 회로 설계 프로세스
블록 레벨 시스템
주로 원하는 아날로그 집적 회로를위한 블록 레벨 설계를 설계하기 위해 아이디어가 구현됩니다. 완전한 블록 레벨 시스템을 얻기 위해 서로 다른 블록이 설계되고 연결됩니다.
부품 레벨 회로
블록 레벨 시스템을 기반으로 다양한 적절한 구성 요소가 사용되고 연결되어 구성 요소 수준 회로를 형성합니다. 이 회로를 아날로그 IC 설계의 기본 회로로 사용하여 시뮬레이션에 사용합니다.
부품 레벨 회로 확인
구성 요소 수준 회로는 확인에 사용됩니다. 이 회로 설계는 시뮬레이션되고 시뮬레이션 결과를 기반으로 아날로그 집적 회로의 구성 요소 수준 회로가 검증됩니다.
집적 회로 레이아웃
시뮬레이션을 사용하여 아날로그 집적 회로의 부품 레벨 회로 검증 후. 아날로그 집적 회로 레이아웃은 물리적 변환을 사용하여 설계되었습니다. 따라서 아날로그 집적 회로 레이아웃이 설계됩니다.
IC 제작
아날로그 집적 회로의 제조에는 반도체 재료를 사용하여 반도체 웨이퍼를 만드는 것과 같은 여러 단계가 포함됩니다 (또는 직접 반도체 웨이퍼를 사용할 수 있음). 다른 통합 전기 및 전자 부품 저항기, 트랜지스터 등을 웨이퍼에 넣고 칩을 포장하여 패키지 IC를 형성합니다.
IC 테스트 및 디버깅
그런 다음 아날로그 집적 회로를 테스트 및 디버깅하여 예상 결과로 결과를 확인합니다. 그런 다음 IC 프로토 타입을 설계하여 집적 회로를 특성화하고 평가 보드를 사용하여 아날로그 집적 회로를 평가합니다.
연산 증폭기 아날로그 집적 회로 설계
IC 741 연산 증폭기의 아날로그 집적 회로 설계의 구성 요소 수준 회로 다이어그램은 아래 그림에 나와 있습니다. 칩에 통합 된 저항과 트랜지스터로 구성됩니다.
아날로그 IC 741 연산 증폭기 내부 회로의 구성 요소 레벨 다이어그램
색상 상자는 다음을 나타냅니다 : 윤곽선이있는 청색 차동 증폭기, 윤곽선이있는 마젠타 전압 증폭기, 윤곽선이있는 청록색 출력 스테이지 및 윤곽선이있는 녹색 전압 레벨 시프터) 윤곽선이 표시된 청록색 및 녹색 출력 증폭기, 윤곽선이 표시된 적색 전류 미러.
아날로그 집적 회로의 응용
능동 필터링, 칩 내 구성 요소에 대한 전력 분배, 믹싱 등과 같은 기능을 수행하기 위해 연속 신호와 함께 사용되는 전력 관리 회로, 연산 증폭기 및 센서와 같은 아날로그 집적 회로 설계에 대한 다양한 예가 있습니다.
능동 필터링을위한 아날로그 IC 적용
아날로그 집적 회로 설계는 능동 필터링에 사용됩니다. 능동 필터 또는 아날로그 전자 필터는 능동 전자 부품 부피가 크고 값 비싼 인덕터를 피함으로써 필터의 성능과 예측 가능성을 개선하는 데 사용되는 증폭기와 같습니다.
다음을 포함하는 다양한 구성의 능동 필터 (전자 필터 토폴로지)가 있습니다. sallen-key 필터 , 상태 변수 필터, 다중 피드백 필터 등.
전력 관리 회로에 아날로그 IC 적용
아날로그 집적 회로 설계 (또는 모든 집적 회로)에서 집적 회로를 설계하는 데 사용 및 통합되는 모든 전기 및 전자 부품에는 전력이 필요합니다. 이 필수 전력은 칩에 설계된 도체 네트워크를 사용하여 칩 구성 요소에 분배됩니다. 전력 관리 회로에는 회로 내에서 전력을 분배하는 데 사용되는 이러한 유형의 네트워크 (도체 네트워크)에 대한 분석 및 설계가 포함됩니다.
주파수 믹싱을위한 아날로그 IC 적용
믹서 (비선형 전기 회로)라고도하는 주파수 믹서는 주파수 믹싱에 사용되는 아날로그 집적 회로 설계입니다. 주파수 믹싱은 회로에 적용된 두 개의 서로 다른 신호에서 새로운 주파수를 생성하는 것으로 정의 할 수 있습니다. 이들은 또한 한 주파수 범위에서 다른 주파수로 신호를 이동하는 데 사용됩니다.
연산 증폭기로서 아날로그 IC의 적용
IC 741 연산 증폭기
위 그림에 표시된 연산 증폭기는 아날로그 집적 회로 설계에서 가장 기본적인 모듈입니다. 다양한 유형의 연산 증폭기가 있지만 IC 741 연산 증폭기는 많은 응용 분야에서 가장 자주 사용되는 연산 증폭기입니다. 연산 증폭기의 단순한 입력 / 출력 (I / O) 관계는 아날로그 집적 회로 설계에서 연산 증폭기를 사용하는 이유입니다.
Edgefxkits.com의 절전 회로
산업 및 상업 시설을위한 절전 장치의 프로젝트는 아날로그 집적 회로 설계 중 하나 인 IC 741 연산 증폭기를 적용한 것입니다. 산업에서 전력 손실을 줄이기 위해 션트 커패시터가 역률 보상을 제공하는 데 사용됩니다. 역률 실제 전력 또는 활성 대 피상 전력의 비율 또는 활성 및 반응성 .
역률이 감소함에 따라 부하 수요를 충족하기 위해 더 많은 에너지가 필요합니다. 따라서 효율성이 감소하고 비용 (전력 요금)이 증가합니다. 이 시스템에서 제로 전압 펄스와 제로 전류 펄스는 비교기 모드에서 연산 증폭기 회로에 의해 적절하게 생성되는 시간 지연이 있습니다. 이들은 두 개의 인터럽트 핀에 공급됩니다. 8051 마이크로 컨트롤러 LCD에 유도 부하로 인한 전력 손실을 표시합니다.
Edgefxkits.com의 절전 회로 블록 다이어그램
전위 트랜스포머의 전압은 제로 크로싱 검출기 V 역할을하는 연산 증폭기에 공급되고 전류 트랜스포머의 전류는 제로 크로싱 검출기 I 역할을하는 연산 증폭기에 공급됩니다. 이러한 연산 증폭기의 출력은 8051 마이크로 컨트롤러 이는 전력 손실을 제로로 만들기 위해 회로의 션트 커패시터를 연결하기 위해 릴레이 드라이버 IC를 통해 릴레이의 작동을 제어합니다.
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