Bir entegre devre aynı zamanda monolitik entegre devre olarak da adlandırılır, çip, mikroçip ve IC bir dizi olarak tanımlanabilir elektronik devreler Milyonlarca direnç, kapasitör, transistör ve diğer bileşenlerle birlikte yarı iletken bir plaka veya genellikle silikon olmak üzere yarı iletken malzemeden küçük bir plaka üzerine entegre edilmiştir. Tipik olarak, günlük yaşamımızda kullandığımız her elektrikli ve elektronik alet, entegre devrelerin bir uygulamasıdır. IC'ler birkaç milyar transistör ve diğer bileşenlerden oluşsa da, yine de boyutları daha küçüktür, çok kompakttır. Gelişme ile IC teknolojisi entegre bir devrede iletken hattın genişliği onlarca nanometreye düşürülür.
IC türleri
Var farklı IC türleri öncelikle IC'ler, analog entegre devreler ve dijital entegre devreler gibi iki tipte sınıflandırılır. Bu yazıda özel bir durum olarak analog entegre devrelerin tasarımı ve uygulamaları hakkında tartışacağız.
Analog Tümleşik Devreler
Analog IC
Analog entegre devreler, mikroişlemcilerin ve diğer yazılıma bağlı tasarım araçlarının icadından önce öncelikle el hesaplamaları ve işlem kiti parçaları kullanılarak tasarlandı. Tasarım için analog entegre devre tasarımı kullanılmıştır. operasyonel yükselteçler , doğrusal düzenleyiciler, osilatörler, aktif filtreler ve faz kilitli döngüler. Güç dağıtımı, kazanç ve direnç gibi yarı iletken parametreler, analog entegre devrenin tasarımında daha çok ilgilidir.
Analog Tümleşik Devre Tasarımı
Analog IC tasarım süreci, sistem tasarımı, devre tasarımı, bileşen tasarımı, devre simülasyonları, sistem simülasyonları, entegre devre düzeni tasarımı, ara bağlantı, doğrulama, imalat, cihaz hata ayıklama, devre hata ayıklama, sistem hata ayıklama içerir. Dijital IC tasarımı otomatikleştirilebilir ancak analog entegre devre tasarımı çok zordur, zordur ve otomatikleştirilemez.
Pratik analog entegre devre tasarımı aşağıdaki adımları içerir:
Analog Tümleşik Devre Tasarım Süreci
Blok Seviye Sistemi
Öncelikle fikirler, istenen analog entegre devre için blok seviyesinde tasarım tasarlamak için uygulanır. Tam bir blok seviyesi sistemi elde etmek için farklı bloklar tasarlanmış ve bağlanmıştır.
Bileşen Seviyesi Devresi
Blok seviyesi sistemine bağlı olarak, farklı uygun bileşenler kullanılır ve bir bileşen seviyesinde devre oluşturacak şekilde bağlanır. Bu devreyi analog tümdevre tasarımı için temel devre olarak kullanarak simülasyon için kullanılır.
Bileşen Seviyesi Devresinin Doğrulanması
Bileşen seviyesi devresi doğrulama için kullanılır. Bu devre tasarımı simüle edilir ve simülasyon sonuçlarına göre analog entegre devrenin bileşen seviyesi devresi doğrulanır.
Entegre Devre Düzeni
Simülasyonlar kullanılarak analog entegre devrenin bileşen seviyesi devresinin doğrulanmasından sonra. Analog entegre devre düzeni fiziksel çeviri kullanılarak tasarlanmıştır. Böylelikle analog bir entegre devre düzeni tasarlanır.
IC Üretimi
Analog entegre devrelerin imalatı, yarı iletken malzeme kullanarak yarı iletken plaka oluşturmak gibi birkaç adımı içerir (veya doğrudan yarı iletken plaka kullanılabilir). Farklı entegre elektrik ve elektronik bileşenler gofret üzerindeki dirençler, transistörler vb. gibi ve IC paketini oluşturmak için çipi paketleyin.
IC Test ve Hata Ayıklama
Analog entegre devre daha sonra tahmin edilen sonuçlarla sonuçların herhangi bir kontrolü için test edilir ve hata ayıklanır. Daha sonra entegre devreyi karakterize etmek için IC prototipi tasarlanır ve kullanılır ve analog entegre devreyi değerlendirmek için değerlendirme panosu kullanılır.
Operasyonel Amplifikatör Analog Tümleşik Devre Tasarımı
IC 741 işlemsel yükselticinin analog entegre devre tasarımının bileşen düzeyinde devre şeması aşağıdaki şekilde gösterilmektedir. Bir çip üzerine entegre edilmiş dirençlerden ve transistörlerden oluşur.
Analog IC 741 Op-Amp İç Devresinin Bileşen Seviye Şeması
Renkli kutular şunları temsil eder: ana hatları çizilen mavi diferansiyel amplifikatör, ana hatları çizilen macenta voltaj amplifikatörü, (ana hatları çizilen camgöbeği çıkış aşaması ve özetlenen yeşil voltaj seviyesi değiştirici), ana hatları çizilen camgöbeği ve yeşil çıkış amplifikatörü, ana hatlarıyla kırmızı akım aynası.
Analog Tümleşik Devre Uygulamaları
Aktif filtreleme, çipte bulunan bileşenler için güç dağıtımı, karıştırma vb. Gibi işlevleri gerçekleştirmek için sürekli sinyallerle kullanılan güç yönetimi devreleri, işlemsel yükselteçler ve sensörler gibi analog entegre devre tasarımları için farklı örnekler vardır.
Aktif Filtreleme için Analog IC Uygulaması
Aktif filtreleme için analog entegre devre tasarımı kullanılmıştır. Aktif filtre veya analog elektronik filtre kullanır aktif elektronik bileşenler Hacimli ve pahalı indüktörden kaçınarak bir filtrenin performansını ve öngörülebilirliğini geliştirmek için kullanılan amplifikatörler gibi.
Aşağıdakileri içeren farklı aktif filtre (elektronik filtre topolojisi) konfigürasyonları vardır. sallen-key filter , durum değişkeni filtreleri, çoklu geri besleme filtreleri vb.
Güç Yönetim Devresi için Analog IC Uygulaması
Analog entegre devre tasarımında (veya herhangi bir entegre devrede), entegre devreyi tasarlamak için kullanılan ve entegre edilen tüm elektriksel ve elektronik bileşenler güç gerektirir. Bu gerekli elektrik gücü, çip üzerinde tasarlanmış bir iletkenler ağı kullanılarak çip üzerindeki bileşenlere dağıtılır. Güç yönetimi devresi, gücü devre içinde dağıtmak için kullanılan bu tür ağların (iletkenler ağı) analizini ve tasarımını içerir.
Frekans Karıştırma için Analog IC Uygulaması
Karıştırıcı (doğrusal olmayan elektrik devresi) olarak da adlandırılan frekans karıştırıcısı, frekans karıştırma için kullanılan analog bir entegre devre tasarımıdır. Frekans karıştırma, devreye uygulanan iki farklı sinyalden yeni bir frekans oluşturmak olarak tanımlanabilir. Bunlar ayrıca sinyalleri bir frekans aralığından diğerine kaydırmak için kullanılır.
Analog IC'nin İşlemsel Amplifikatör Olarak Uygulanması
IC 741 Op-Amp
Yukarıdaki şekilde gösterilen işlemsel amplifikatör, analog entegre devre tasarımında en iyi temel modüldür. Farklı operasyonel amplifikatör türleri vardır, ancak IC 741 Op-Amp, birçok uygulamada en sık kullanılan operasyonel amplifikatördür. Op-amp'in basit giriş / çıkış (G / Ç) ilişkisi, analog entegre devreler tasarımında op-amp kullanmanın arkasındaki nedendir.
Edgefxkits.com tarafından sunulan Güç Tasarrufu Devresi
Endüstriler ve ticari kuruluşlar için güç tasarrufu projesi, analog entegre devre tasarımlarından birinin, yani IC 741 op-amp'in bir uygulamasıdır. Endüstride güç kaybını azaltmak için güç faktörü kompanzasyonu sağlamak için şönt kapasitörler kullanılır. Güç faktörü gerçek gücün veya aktifin görünen güce veya aktifin toplamına oranı olarak tanımlanabilir ve reaktif güç .
Güç faktörü azaldıkça, yük talebini karşılamak için daha fazla enerji gerekir. Böylece verimlilik düşecek ve maliyet (elektrik faturası) artacaktır. Bu sistemde, sıfır voltaj darbesi ve sıfır akım darbesi, aralarında karşılaştırma modunda işlemsel yükseltici devreler tarafından uygun şekilde üretilen zaman gecikmesine sahiptir. Bunlar, cihazın iki kesme pimine beslenir. 8051 mikrodenetleyici LCD'de endüktif yükten kaynaklanan güç kaybını gösterir.
Edgefxkits.com tarafından Güç Tasarrufu Devre Blok Şeması
Potansiyel trafodaki gerilim, sıfır geçiş detektörü V olarak görev yapan işlemsel yükselticiye beslenir ve akım trafosundaki akım, sıfır geçiş detektörü I olarak görev yapan işlemsel yükselticiye beslenir. Bu işlemsel kuvvetlendiricilerin çıkışları, 8051 mikrodenetleyici sıfır güç kaybı yapmak için devrede şönt kapasitörleri bağlamak için röle sürücüsü IC aracılığıyla rölelerin çalıştırılmasını kontrol eder.
Analog entegre devrelerin uygulamalarını biliyor musunuz? Elektrikle ilgili teknik bilgi ve şüphelerinizi paylaşmaktan çekinmeyin. elektronik projeler yorumlarınızı aşağıdaki yorum bölümüne göndererek.
