电子元器件常识.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：电子元器件常识模拟IC与数字IC对比处理连续性的光、声音、速度、温度等自然模拟信号的IC被称为模拟IC。模拟IC处理的这些信号都具有连续性可以转换为正弦波研究。而数字IC处理的是非连续性信号都是脉冲方波。模拟IC按技术类型来分有只处理模拟信号的线性IC和同时处理模拟与数字信号的混合IC。模拟IC按应用来分可分为标准型模拟IC和特殊应用型模拟IC。标准型模拟IC包括放大器(Amplifier)、电压调节与参考对比(VoltageRegulator/Reference)、信号界面(Interface)、数据转换(DataConversion)、比较器(Comparator)等产品。特殊应用型模拟IC主要应用在4个领域分别是通信、汽车、电脑周边和消费类电子。模拟IC具有四大特点：a、生命周期可长达10年。数字IC强调的是运算速度与成本比数字IC设计的目标是在尽量低的成本下达到目标运算速度。设计者必须不断采用更高效率的算法来处理数字信号或者利用新工艺提高集成度降低成本。因此数字IC的生命周期很短大约为1年-2年。模拟IC强调的是高信噪比、低失真、低耗电、高可靠性和稳定性。产品一旦达到设计目标就具备长久的生命力生命周期长达10年以上的模拟IC产品也不在少数。如音频运算放大器NE5532自上世纪70年代末推出直到现在还是最常用的音频放大IC之一几乎50%的多媒体音箱都采用了NE5532其生命周期超过25年。因为生命周期长所以模拟IC的价格通常偏低。b、工艺特殊少用CMOS工艺数字IC多采用CMOS工艺而模拟IC很少采用CMOS工艺。因为模拟IC通常要输出高电压或者大电流来驱动其他元件而CMOS工艺的驱动能力很差。此外模拟IC最关键的是低失真和高信噪比这两者都是在高电压下比较容易做到的。而CMOS工艺主要用在5V以下的低电压环境并且持续朝低电压方向发展。因此模拟IC早期使用Bipolar工艺但是Bipolar工艺功耗大因此又出现BiCMOS工艺结合了Bipolar工艺和CMOS工艺两者的优点。另外还有CD工艺将CMOS工艺和DMOS工艺结合在一起。而BCD工艺则是结合了Bipolar、CMOS、DMOS三种工艺的优点。在高频领域还有SiGe和GaAS工艺。这些特殊工艺需要晶圆代工厂的配合同时也需要设计者加以熟悉而数字IC设计者基本上不用考虑工艺问题。c、与元器件关系紧密模拟IC在整个线性工作区内需要具备良好的电流放大特性、小电流特性、频率特性等；在设计中因技术特性的需要常常需要考虑元器件布局的对称结构和元器件参数的彼此匹配形式；模拟IC还必须具备低噪音和低失真性能。电阻、电容、电感都会产生噪音或失真设计者必须考虑到这些元器件的影响。对于数字电路来说是没有噪音和失真的数字电路设计者完全不用考虑这些因素。此外由于工艺技术的限制模拟电路设计时应尽量少用或不用电阻和电容特别是高阻值电阻和大容量电容只有这样才能提高集成度和降低成本。某些射频IC在电路板的布局也必须考虑在内而这些是数字IC设计所不用考虑的。因此模拟IC的设计者必须熟悉几乎所有的电子元器件。d、辅助工具少测试周期长模拟IC设计者既需要全面的知识也需要长时间经验的积累。模拟IC设计者需要熟悉IC和晶圆制造工艺与流程需要熟悉大部分元器件的电特性和物理特性。通常很少有设计师熟悉IC和晶圆的制造工艺与流程。而在经验方面模拟IC设计师需要至少3年-5年的经验优秀的模拟IC设计师需要10年甚至更长时间的经验。模拟IC设计的辅助工具少其可以借助的EDA工具远不如数字IC设计多。由于模拟IC功耗大牵涉的因素多而模拟IC又必须保持高度稳定性因此认证周期长。此外模拟IC测试周期长且复杂。某些模拟IC产品需要采用特殊工艺和封装必须与晶圆厂联合开发工艺如BCD工艺和30V高压工艺。此外有些产品需要采用WCPS晶圆级封装拥有此技术的封装厂目前还不多。新型非接触式电流传感器l原来状况原来的非接触式电流传感器大致有3种结构模式如图1所示。在图1中例1所示为以霍尔元件作为磁场检测元件设置在铁芯的间隙内;例2所示为在铁芯的间隙内设置霍尔元件而在铁芯上设置反馈线圈：例3所示为在铁芯的间隙内设置磁一光效应元件(应用法拉第效应的元件)用作磁场检测元件。上述3种结构模式的缺点如下：例l中元件的温度特性不佳输出均匀性较差因而电流检测精度不高。再者此种传感器极易受漂移的影响．稍微受点漂移影响就难以测量含直流成分的电流。例2虽可解决例1中出现的问题但要精密测量线圈中流过的电流还必须排除外界干扰因索如果受到感应噪声等因素的影响也就难以实现精密测量。特别是电流传感器的