模拟IC电路基本电路介绍
- 格式:pdf
- 大小:3.92 MB
- 文档页数:54
集成电路基本概念及分类一、引言集成电路(Integrated Circuit,简称IC)是将大量电子元件集成在一块半导体晶片上的一种微型电子器件。
它的出现极大地提高了电子设备的性能和可靠性,也推动了电子信息技术的飞速发展。
本文将介绍集成电路的基本概念和分类。
二、集成电路的基本概念集成电路是由多个电子器件组成的,这些器件包括电容、电阻、晶体管等。
通常,集成电路由一个或多个晶体管、电容和电阻等功能部件组成,并通过金属线连接在一起。
它们被封装在绝缘材料中,以便保护和固定。
集成电路按功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。
三、模拟集成电路模拟集成电路是用于处理连续信号的电路。
它能够实现信号的放大、滤波、幅度调整等功能。
模拟集成电路常用于音频和视频信号的处理,以及各种传感器的接口电路等。
根据集成度的不同,模拟集成电路又可以分为小规模集成电路、中规模集成电路和大规模集成电路。
1. 小规模集成电路(SSI)小规模集成电路通常由几个到几十个逻辑门、触发器或放大器等元件组成。
它们具有较低的集成度,适用于一些简单的电路设计。
小规模集成电路主要用于数字信号处理、计数器、分频器等。
2. 中规模集成电路(MSI)中规模集成电路是介于小规模和大规模集成电路之间的一种集成电路。
它具有更高的集成度,可实现更复杂的功能。
中规模集成电路常用于计算机存储器、数据缓冲器、显示驱动等。
3. 大规模集成电路(LSI)大规模集成电路是由数千或数十万个晶体管和其他器件组成的电路。
它们的集成度非常高,能够实现复杂的电路功能。
大规模集成电路广泛应用于微处理器、存储器芯片、通信芯片等。
四、数字集成电路数字集成电路是用于处理离散信号的电路。
它能够对电子信号进行逻辑运算、计算、存储等操作。
数字集成电路常用于计算机、通信设备、嵌入式系统等领域。
根据其功能和结构,数字集成电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。
1. 组合逻辑电路组合逻辑电路由与门、或门、非门等基本逻辑门组成,这些门之间没有存储元件。
模拟IC设计知识分享(1)最近刚好要考AAIC了,于是就想着怎么把考试的知识点总结起来分成章节。
本来想画成思维导图,但一是很多公式很多图,二是知识点间相互都有联系,也着实不太好具象化。
模拟电路就是折中的艺术,硬要画成放射状也是有点难为我了。
不如就写成文章,不仅能帮助我learning by teaching,说不定也能造福点后人。
MOS管作为模拟IC的基础组成部分,掌握MOS的各项特性是重中之重。
但由于MOS管其实是一个特性非常复杂,且无法用一个简单模型做出概括的非线性器件,我们也有必要对其进行一定的简化。
我们首先介绍MOS的基本结构和简化模型。
一、MOS管三维结构MOS管符号[1]典型的NMOS拥有四个端口,分别是栅极(gate),源极(source),漏极(drain)和衬底(body/bulk)。
MOS管是一种将电压转化为电流的器件,可以简单理解为一个压控电流源,以栅极和源极间的电压控制流过漏极和源极的电流。
根据各个端口间电压的不同,MOS管还可以分为三个工作区域,分别为截止区(cut-off region),线性区/三极管区(triode region)和饱和区(saturation region)。
我们可能已经了解MOS管可以用作开关,也可以对信号进行放大。
当MOS管用作开关时,它就工作在线性区;而当用作放大器时,它需要工作在饱和区。
在进一步分析每个工作区域的特性和条件之前,我们首先把这个抽象模型和实际世界的MOS管这一半导体器件对应起来。
NMOS管三维结构[2]上图所示是一个NMOS的结构图。
器件制作在p型衬底(substrate)上,两个n离子掺杂区形成源极和漏极,并通过金属引出。
早期MOS管的栅极由金属层制成(如图,这也是MOSFET名字中第一个M-Metal的由来),但现今大部分的MOS 管采用多晶硅(poly)来制作栅极,而名字却没有随之修改。
当然多晶硅和金属制作栅极各有利弊,还请详见半导体物理一书。
经典的20个模拟电路原理及其电路图对模拟电路的掌握分为二个层次:初级层次:是熟练记住这二十个电路,清楚这二十个电路的作用。
只要是电子爱好者,只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。
中级层次:是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用,每个元器件岀现故障时电路的功能受到什么影响,测量时参数的变化规律,掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向,相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输岀阻抗的大小,信号与阻抗的关系。
有了这些电路知识,您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的岀色的维修维护技师。
高级层次:是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。
达到高级层次后,只要您愿意,受人尊敬的高薪职业--电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。
IN TF1 Vo桥式整流电路1、二极管的单向导电性:伏安特性曲线:理想开关模型和恒压降模型:2、桥式整流电流流向过程:输入输出波形:3、计算:Vo, Io,二极管反向电压。
o电源滤波一电容滤波电源滤波器1、电源滤波的过程分析:波形形成过程:2、计算:滤波电容的容量和耐压值选择三、信号滤波器1、信号滤波器的作用:与电源滤波器的区别和相同点:2、LC串联和并联电路的阻抗计算,幅频关系和相频关系曲线。
3、画出通频带曲线。
计算谐振频率。
<^-0000 in[ -----------------4微分和积分电路1、电路的作用,与滤波器的区别和相同点。
2、微分和积分电路电压变化过程分析,画岀电压变化波形图。
3、计算:时间常数,电压变化方程,电阻和电容参数的选择3,信号滤波器四、 微分和积分电路a 微分电路b 枳分电略out<3L 0OoutC0 --------------_::佶号滤波1_帯阳{陷波器】 尺J-------- *1 • 二VoC1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。
常用模拟开关芯片引脚功能及应用电路模拟开关芯片是一种用于模拟信号转换、测量测控以及信号驱动等领域的电子电路板上的元件。
它的功能是将信号从一组网络转换成另一组网络,或者将一组信号从一个模拟网络转换到另一个模拟网络。
模拟开关芯片的最常用的引脚有:GND(地)、VCC(供电电压)、Vin(输入信号电压)、Vout(输出信号电压)、EN(使能引脚)、复位(RESET)、CLK(时钟)、SD脚(数据)和SW(串行数据)等。
GND引脚:该引脚为模拟开关芯片的公共电源引脚,用于将芯片与其他电子元件之间的电源连接起来,方便其他电子元件的控制和使用。
VCC引脚:该引脚用于提供电源,一般情况下,为5V,即芯片可以接受5V的电压。
Vin引脚:该引脚用于接收输入信号,信号可以是不同的电压,如DC 电压或AC电压,电流等。
Vout引脚:该引脚用于输出转换后的信号,也可以是不同的电压,如DC电压或AC电压,电流等。
EN引脚:该引脚用于控制模拟开关的使用,通过EN引脚可以使能芯片,即使其处于不同的工作状态。
复位引脚:该引脚用于复位芯片,该引脚可以通过使芯片进入一种初始状态来重新设置芯片。
模拟IC设计知识分享IC设计是指集成电路的设计,也是一项复杂的工作。
在IC设计中,需要涉及到多个领域的知识,例如电路设计、物理学、数学和计算机科学等等。
本文将模拟一个IC设计知识分享,介绍IC设计的基本概念和流程。
首先,我将介绍IC设计的基本概念。
IC是Integrated Circuit的缩写,即集成电路。
集成电路是一种将多个电子元件(如晶体管、电阻、电容等)集成在一块半导体芯片上的电路。
IC设计是指设计这些芯片的电路。
IC设计的流程可以大致分为几个步骤。
首先是需求分析,根据客户的需求和设计规范,确定设计的目标和功能。
然后是电路设计,根据需求确定电路的结构和参数,并进行电路仿真和优化。
接下来是版图设计,将电路布局在芯片上,并进行布线。
最后是芯片制造和测试,将设计好的电路制造出来,然后进行测试和确认。
在进行电路设计时,需要掌握一些基本的电路知识。
例如,需要了解各种基本的电路元件的特性,如晶体管的工作原理、电容的充放电过程等等。
同时还需要掌握一些常用的电路拓扑结构,如放大器、滤波器、振荡器等等。
此外,还需要了解一些常用的电路设计工具,如Spice软件,用于电路仿真和优化。
在进行版图设计时,需要了解一些物理学知识。
例如,需要了解芯片制造工艺,如光刻、薄膜沉积、离子注入等等。
同时还需要了解一些布局和布线规则,以确保电路的稳定性和可靠性。
在进行芯片制造和测试时,需要了解一些微电子学和电子测试的知识,以确保芯片的质量和性能。
除了电路设计的知识之外,还需要掌握一些计算机科学的知识。
例如,需要掌握一些编程语言,如Verilog HDL或VHDL,用于描述和模拟电路。
同时,还需要掌握一些计算机辅助设计工具,如EDA软件,用于电路设计和版图设计。
总结一下,IC设计是一项复杂而多学科交叉的工作。
它需要掌握电路设计、物理学、数学和计算机科学等多个领域的知识。
同时,还需要掌握一些电路设计工具和计算机辅助设计工具。
希望通过这次模拟的IC设计知识分享,能够对IC设计感兴趣的人提供一些参考和了解。
模拟ic校招知识点总结一、电路基础。
1. 基本电路元件。
- 电阻:理解电阻的定义(R = (V)/(I)),不同类型电阻(如碳膜电阻、金属膜电阻等)的特性。
在模拟电路中,电阻用于分压、限流等操作。
例如,在一个简单的分压电路中,根据串联电阻的电压分配原理V_1=(R_1)/(R_1 + R_2)V_in。
- 电容:电容的定义C=(Q)/(V),其储存电场能量的特性。
电容在模拟电路中有滤波、耦合等作用。
在一阶RC低通滤波器中,截止频率f_c=(1)/(2π RC),它可以滤除高频信号。
- 电感:电感的定义L=(varPhi)/(I),它储存磁场能量。
在模拟电路中,电感常用于滤波(如LC滤波器)等,不过在集成电路中,由于电感占用面积大,使用相对较少。
2. 基尔霍夫定律。
- 基尔霍夫电流定律(KCL):所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。
例如,对于一个有三条支路的节点,I_1+I_2 - I_3=0。
- 基尔霍夫电压定律(KVL):沿着闭合回路所有元件两端的电势差(电压)的代数和等于零。
在一个简单的串联电路中,V_R1+V_R2-V_in=0。
3. 戴维南定理和诺顿定理。
- 戴维南定理:任何一个线性含源一端口网络,对外电路来说,可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换;该电压源的电压等于这个一端口网络的开路电压,电阻等于这个一端口网络内全部独立电源置零后的输入电阻。
- 诺顿定理:任何一个线性含源一端口网络,对外电路来说,可以用一个电流源和电导的并联组合来等效置换;电流源的电流等于这个一端口网络的短路电流,电导等于把这个一端口网络内全部独立电源置零后的输入电导。
二、半导体物理基础(人教版教材相关内容)1. 半导体材料。
- 本征半导体:纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体,如硅(Si)和锗(Ge)。
本征半导体中存在着电子和空穴两种载流子,它们是成对产生的,在热激发下,价带中的电子跃迁到导带,从而在价带中留下空穴。