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一款出色的模拟IC需要具备哪些特质?

2020-03-26 Bill Schweber 阅读:
我们都曾偶遇过这样一款模拟IC,一见到它,你就会忍不住惊呼“哇!”。那么,什么样的IC才能让你一见倾心?

我们都曾偶遇过这样一款模拟IC,一见到它,你就会忍不住惊呼“哇!”。那么,什么样的IC才能让你一见倾心?4aGednc

价格肯定要低——但我真心觉得价格不应该成为评判一款IC优劣的标准,因为它不是一个技术指标。毕竟,供应商可以自行决定把IC的卖价定低些,可以少赚点钱或者不赚钱,有时候甚至亏钱也要打入市场(“也许每个产品都是赔钱的,但我们可以靠起量赚回来”)。4aGednc

当然,价格低有时候是因为采用了全新的内部架构,或者是工艺改进了,甚至是生产测试技术进步了,虽然价格低一些,但是仍然有相当可观的利润——关于这个话题我们留待以后再说。4aGednc

在我看来,如果模拟IC具备下面三个技术特征,就能让人眼前一亮:4aGednc

首先,具有良好的技术规格。有时供应商对一个关键参数作出重大改进,或者在改进一种技术规格时不必像过去那样需要在一些性能之间进行取舍(例如,速度 vs 功耗)。或者只需选择一组合适的技术规格就可以使元器件达到“最佳性能”,这在以前是不可能做到的。4aGednc

其次,增加了一种额外的功能或特性,使电路设计人员的工作变得更容易。当然,这不是指简单地将更多的功能模块堆到裸片上,而是要认识到,许多设计人员在使用该器件完成“ x”的时候,通常还必须添加一种外部特性。将这一额外的特性与基本功能结合在一起,设计人员的项目将会容易得多。也许大多数人已认识到,在一个高性能元器件上哪怕只添加一种非常简单的功能,也会产生1 + 1> 2的效果。4aGednc

最后,也是最重要的,就是要做前人没做过的事。这并不是说一定要在IC上集成很多东西,而是指IC设计团队要利用单片技术的非凡潜力来进行真正的创新。4aGednc

关于简单性的一个例子是ADI公司的AD590单片机温度传感器,这款芯片是几十年前推出的,现在的新设计仍在使用。它利用硅的温度灵敏性来传递与温度成正比的电流(1μA/°K),是由只包含几个有源器件的简单IC实现的。用户真正喜欢它的理由是:易于使用,体积小,坚固耐用,可以实现预期的功能,而且不复杂(是的,它的成本很低)。4aGednc

另一个例子是AMS的AS3935富兰克林闪电传感器IC。我第一次看到该产品的介绍时,心想:“哇,确实与众不同。”这种小型IC要解决的问题,以前只能用板子和盒子来实现,它们是相当复杂且昂贵的仪器,否则可能无法正常工作。4aGednc

读者朋友,你有没有补充任何一款IC打动过? 如果有,它采用了上述三种方法的哪一种(或几种)?4aGednc

网友热评:4aGednc

@ jkvasan 4aGednc

对于AD590器件,我可以说感同身受。因为可以直接输出,它使设计变得非常简单,使生活更轻松。LM35是另一种温度传感器件,同样让我印象深刻。4aGednc

ICL8038也值得一提。它是一款出色的函数发生器,具有方波、三角波和正弦波输出,频率范围从0.01Hz到300kHz,令人惊讶。4aGednc

@ Bill_Jaffa 4aGednc

是啊,Intersil ICL8038是一款出色的器件,很多业余爱好者用它来制作低成本、高质量的函数发生器。 4aGednc

有趣的历史:Intersil是一家有历史的半导体公司,由Jean Hoerni于1967年成立。Jean Hoerni是当初离开Schockley晶体管实验室而成立仙童半导体的八人之一。在仙童半导体,他帮助开发了半导体平面工艺——这是晶体管工艺的重大进步。Intersil有一段曲折的历史——先是由GE拥有,然后是Harris,再后来作为一家独立的公司剥离出来。4aGednc

我不知道他到底有没有(或者在多大程度上)参与了8038的开发,有人知道8038的历史吗?4aGednc

@ David Maciel Silva 4aGednc

集成电路的某些功能令人惊讶。例如,一些温度传感器可以通过命令I2C来设置报警值。4aGednc

如果称重传感器和温度传感器要有不同的量程,如果不通过改变电路增益的话,就要改变传感器里面的部件(电阻器,微调器)。4aGednc

通过深入了解,我发现了集成电路MCP6S21,它是一款可编程增益放大器(PGA)。4aGednc

这个器件让我惊讶……4aGednc

@ Brad Albing 4aGednc

说得对——这个器件很不错,我在几个成功的家居项目中用过,不过它已经被Intersil淘汰了。Exar也有类似的函数发生器。4aGednc

我完成过无数设计,但是从来没用过PGA,我得抽时间研究一下。4aGednc

相关的设计概念:用DCP(数控电位器)来设置增益的运算放大器或仪表放大器(IA)。 回想一下,有一种IA拓扑结构,可以利用一个增益设置电阻来改变增益。然后,使用一个可通过I2C总线进行控制的DCP ——瞧! 可通过I2C总线控制的PGA。4aGednc

@ KRS03 4aGednc

8038肯定是在工程副总裁Dave Fullagar的指导下设计的。那时Intersil站在CMOS及双极性模拟IC设计的最前沿,设计并生产出首个数字手表芯片(应该是用于卡西欧)。Fullagar在仙童时设计了μA741运算放大器,他后来成为Maxim的联合创始人。4aGednc

@ Bill_Jaffa 4aGednc

我又想起了一款:Signetics的NE565模拟PLL IC,似乎是由Alan B Grebene博士设计的。4aGednc

@ SunitaT 4aGednc

是的,LM35是另一款出色的模拟IC,在我的很多项目中都用到了。哪种IC可以产生大于300Hz的频率? 有什么建议吗?4aGednc

@ amrutah 4aGednc

几十年来,将芯片TEMPCO控制在这种水平是Fab团队的伟大成就……4aGednc

@ kvasan 4aGednc

XR2206可以产生0.01 Hz至1 MHz的频率。4aGednc

原文刊登于ASPENCORE旗下Planet Analog网站,参考链接:What Makes a Great Analog IC? 由Jenny Liao编译。4aGednc

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本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Bill Schweber
EE Times/EDN/Planet Analog资深技术编辑。Bill Schweber是一名电子工程师,他撰写了三本关于电子通信系统的教科书,以及数百篇技术文章、意见专栏和产品功能介绍。在过去的职业生涯中,他曾担任多个EE Times子网站的网站管理者以及EDN执行编辑和模拟技术编辑。他在ADI公司负责营销传播工作,因此他在技术公关职能的两个方面都很有经验,既能向媒体展示公司产品、故事和信息,也能作为这些信息的接收者。在担任ADI的marcom职位之前,Bill曾是一名备受尊敬的技术期刊副主编,并曾在其产品营销和应用工程团队工作。在担任这些职务之前,他曾在英斯特朗公司(Instron Corp., )实操模拟和电源电路设计以及用于材料测试机器控制的系统集成。他拥有哥伦比亚大学电子工程学士学位和马萨诸塞大学电子工程硕士学位,是注册专业工程师,并持有高级业余无线电执照。他还在计划编写和介绍了各种工程主题的在线课程,包括MOSFET基础知识,ADC选择和驱动LED。
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