En integrert krets kalles også som monolitisk integrert krets, chip, mikrochip og IC kan defineres som et sett med elektroniske kretser med millioner av motstander, kondensatorer, transistorer og andre komponenter er integrert på en halvlederplate eller en liten plate av halvledermateriale, vanligvis silisium. Vanligvis er alle elektriske og elektroniske apparater vi bruker i vårt daglige liv en applikasjon av integrerte kretser. Selv om IC-er består av flere milliarder transistorer og andre komponenter, men de er likevel mindre i størrelse, veldig kompakte. Med avansementet i IC-teknologi bredden på ledningslinjen i en integrert krets er redusert til titalls nanometer.
Typer IC
Det er forskjellige typer IC-er primært IC er klassifisert i to typer som analoge integrerte kretser og digitale integrerte kretser. I denne artikkelen diskuterer vi om analoge integrerte kretsdesign og applikasjoner.
Analoge integrerte kretser
Analog IC
Analoge integrerte kretser ble primært designet ved hjelp av håndberegninger og prosesssettdeler før oppfinnelsen av mikroprosessorer og andre programvareavhengige designverktøy. Analog integrert kretsdesign brukes til design operasjonelle forsterkere , lineære regulatorer, oscillatorer, aktive filtre og faselåste sløyfer. Halvlederparametrene som strømforsyning, forsterkning og motstand er mer opptatt av utformingen av analog integrert krets.
Analog integrert kretsdesign
Analog IC-designprosess inkluderer systemdesign, kretsdesign, komponentdesign, kretssimuleringer, systemsimuleringer, integrert kretslayoutdesign, sammenkobling, verifisering, fabrikasjon, enhetsfeilsøking, kretsfeilsøking, systemfeilsøking. Digital IC-design kan automatiseres, men analog integrert kretsdesign er veldig vanskelig, utfordrende og kan ikke automatiseres.
Den praktiske, analoge integrerte kretsdesignen inkluderer følgende trinn:
Analog integrert kretsdesignprosess
Blokk nivå system
Først og fremst er ideene implementert for å designe blokknivådesign for ønsket analog integrert krets. Forskjellige blokker er designet og koblet for å oppnå et komplett blokknivåsystem.
Komponentnivåkrets
Basert på blokknivåsystemet blir forskjellige egnede komponenter brukt og koblet slik at de danner en komponentnivåkrets. Ved å bruke denne kretsen som grunnkrets for analog IC-design, brukes den til simulering.
Bekrefte komponentnivåkrets
Komponentnivåkretsen brukes til verifisering. Denne kretsdesignen er simulert, og basert på simuleringsresultatene blir komponentnivåkretsen til den analoge integrerte kretsen verifisert.
Integrert kretsoppsett
Etter verifisering av komponentnivåkrets av analog integrert krets ved bruk av simuleringer. Analog integrert kretsoppsett er designet med fysisk oversettelse. Dermed er et analogt integrert kretsoppsett designet.
Fabrikasjon av IC
Fremstilling av analoge integrerte kretser involverer flere trinn, for eksempel å lage halvlederplate ved bruk av halvledermateriale (eller direkte halvlederplate kan brukes). Integrering av forskjellige elektriske og elektroniske komponenter slik som motstander, transistorer, etc. på waferen og pakking av brikken for å danne pakke IC.
Testing og feilsøking IC
Den analoge integrerte kretsen blir deretter testet og feilsøkt for kontroll av resultatene med de estimerte resultatene. Deretter blir IC-prototype designet og brukt for å karakterisere den integrerte kretsen, og evalueringskort brukes til å evaluere den analoge integrerte kretsen.
Operasjonsforsterker Analog integrert kretsdesign
Komponentnivå kretsdiagrammet til en analog integrert kretsdesign av IC 741 operasjonsforsterker er vist i figuren nedenfor. Den består av motstander og transistorer integrert på en chip.
Komponentnivådiagram for Analog IC 741 Op-Amp intern krets
De fargede boksene representerer: skissert blå-differensialforsterker, skissert magenta-spenningsforsterker, (skissert cyan-utgangstrinn og skissert grønn-spenningsnivåskifter) skissert cyan og grønn-ut-forsterker, skissert rødstrømsspeil.
Anvendelser av Analog Integrated Circuit
Det er forskjellige eksempler for analoge integrerte kretsdesigner som strømstyringskretser, operasjonsforsterkere og sensorer som brukes med kontinuerlige signaler for å utføre funksjonene som aktiv filtrering, strømfordeling for komponenter med i chip, miksing og så videre.
Anvendelse av Analog IC for aktiv filtrering
Analog integrert kretsdesign brukes til aktiv filtrering. Aktivt filter eller analogt elektronisk filter bruker aktive elektronikkomponenter som forsterkere som brukes for å forbedre ytelsen og forutsigbarheten til et filter ved å unngå den store og dyre induktoren.
Det er forskjellige konfigurasjoner av aktivt filter (elektronisk filtertopologi) som inkluderer sallen-key filter , tilstandsvariabelfiltre, flere tilbakemeldingsfiltre og så videre.
Anvendelse av Analog IC for strømstyringskrets
I analog integrert kretsdesign (eller andre integrerte kretser) krever alle elektriske og elektroniske komponenter som brukes og integreres for å designe den integrerte kretsen, strøm. Denne nødvendige elektriske kraften distribueres til komponenter på chip ved hjelp av et nettverk av ledere designet på chip. Strømstyringskrets inkluderer analyse og design av disse typer nettverk (nettverk av ledere) som brukes til å distribuere strøm i kretsen.
Anvendelse av Analog IC for frekvensblanding
Frekvensmikser også kalt mikser (ikke-lineær elektrisk krets) er en analog integrert kretsdesign som brukes til frekvensblanding. Frekvensblanding kan defineres som å skape en ny frekvens fra to forskjellige signaler påført kretsen. Disse brukes også til å skifte signaler fra et frekvensområde til et annet.
Anvendelse av Analog IC som operasjonsforsterker
IC 741 Op-Amp
Operasjonsforsterker vist i figuren ovenfor er den beste grunnleggende modulen i analog integrert kretsdesign. Det finnes forskjellige typer operasjonsforsterkere, men IC 741 Op-Amp er oftest brukt operasjonsforsterker i mange applikasjoner. Den enkle inngang / utgang (I / O) -forholdet til op-amp er årsaken til bruk av op-amp i analoge integrerte kretsdesign.
Strømsparerkrets av Edgefxkits.com
Power saver for industrier og kommersielle virksomheter ’prosjekt er en applikasjon av en av de analoge integrerte kretsdesignene, nemlig IC 741 op-amp. For å redusere effekttapet i bransjer brukes shuntkondensatorer for å gi kompensasjon for effektfaktor. Maktfaktor kan defineres som forholdet mellom reell kraft eller aktiv til tilsynelatende kraft eller sum av aktiv og reaktiv kraft .
Når effektfaktoren synker, kreves det mer energi for å dekke belastningsbehovet. Dermed reduseres effektiviteten og kostnadene (strømregningen) øker. I dette systemet har nullspenningspulsen og nullstrømspulsen tidsforsinkelse mellom seg, som passende genereres av operasjonelle forsterkerkretser i komparatormodus. Disse mates til de to avbruddstappene på 8051 mikrokontroller som viser strømtapet på grunn av induktiv belastning på LCD-skjermen.
Power Saver Circuit Block Diagram av Edgefxkits.com
Spenningen ved potensiell transformator blir matet til operasjonsforsterkeren som fungerer som null kryssdetektor V, og strøm ved strømtransformator blir matet til operasjonsforsterkeren som fungerer som null kryssdetektor I. Utgangene fra disse operasjonsforsterkerne blir gitt til 8051 mikrokontroller som styrer aktivering av releer gjennom relédriver IC for tilkobling av shuntkondensatorer i kretsen for å gi null strømtap.
Kjenner du applikasjoner av analoge integrerte kretser? Del gjerne din tekniske kunnskap og tvil angående det elektriske og elektronikkprosjekter ved å legge ut kommentarene dine i kommentarfeltet nedenfor.
