簡(jiǎn)單認識模擬集成電路

模擬集成電路是指處理模擬信號的集成電路，模擬和混合信號 (Analog andMixedSignal, AMS) 集成電路 （簡(jiǎn)稱(chēng)模數混合集成電路或混合集成電路）是將處理模擬和數字兩種信號的電子器件集成在單個(gè)半導體芯片上的集成電路，以下將模擬集成電路和數?；旌霞呻娐方y稱(chēng)模擬集成電路。在電子系統中，模擬集成電路主要用于信號生成、信號轉換、信號處理和系統供電，主要功能包括模擬信號的采集、放大、傳輸、驅動(dòng)以及電源管理等。信號處理鏈路中的模

擬集成電路應用情況如圖2-32 所示。模擬集成電路工藝、設計與應用的關(guān)系如圖2-33 所示。

模擬集成電路拔輸入/輸出響應關(guān)系可分為線(xiàn)性電路和非線(xiàn)性電路，前者如運算放大器，后者如模擬乘法器等；按功能可分為放大器、比較器、電源及電源管理電路、模擬開(kāi)關(guān)，數據轉換器、射頻（RF）電路等：按應用可分為通用電路和專(zhuān)用電路，通用電路如運算放大器、電壓調整器、鎖相環(huán)電路、有源濾波器、模/數轉換電路與數/模轉換電路等，專(zhuān)用電路如音響電路、電視接收機電路等。

世界上第一塊模擬集成電路是 1958 年由杰克?基爾比 (Jack S. Kilby） 在鍺材料上制作的一個(gè)振蕩器電路，有5個(gè)組件。早期模擬集成電路通常采用雙極工藝，功能單一。1965 年仙童半導體公司設計推出了μA709 運算放大器產(chǎn)品。1968年戴維 ?富嘉（David Fullagar）開(kāi)發(fā)的μA741 是有史以來(lái)應用最廣的運算放大器。其后 ADI 公司 OP 系列運算放大器、12位 ADC AD565、8位 DACDACO8 以及 Motorola MC78/79 系列電壓調整器等經(jīng)典產(chǎn)品流行于市 30年。

隨著(zhù)應用市場(chǎng)的牽引和技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)，模擬集成電路工藝不斷拓展，目前涵蓋了雙極、CMOS、BiCMOS、BCD 等工藝，材料有Si、SiGe 及SOI 等，開(kāi)發(fā)的模擬集成電路產(chǎn)品包括吉赫茲（GHz）高速電路、超過(guò)24 位分辨率的 ADC、兆赫茲（MHz） 開(kāi)關(guān)頻率及效率超過(guò) 95% 的開(kāi)關(guān)穩壓器、亞微伏 （sub-μV）失調放大器等，產(chǎn)品門(mén)類(lèi)已達數十種，并且不斷有新的產(chǎn)品門(mén)類(lèi)出現。

客戶(hù)個(gè)性化需求與技術(shù)進(jìn)步的協(xié)同是模擬集成電路發(fā)展推動(dòng)力。單一功能的模擬集成電路向追求更高精度、超寬帶、超高速、低噪聲、高線(xiàn)性度、高功率密度的方向發(fā)展；同時(shí)隨著(zhù)制造技術(shù)的進(jìn)步、輔助和增強算法的引入，針對一些新的應用，更多地將數字功能和模擬功能集成在同一芯片中，推動(dòng)著(zhù) AMS集成電路的迅速發(fā)展，其典型產(chǎn)品有模/數轉換器 （ADC)、數/ 模轉換器(DAC)、直接數字頻率合成器（DDS)、頻/壓轉換器 （Frequency -to- VoltageConverter)、鎖相環(huán)（PLL)、模擬和混合信號前端（AFE)等電路。2017年2月Xilinx 發(fā)布了采用 16nm CMOS 工藝的可編程射頻 SoC，將FPGA 和 12 位精度、采樣速率4GSPS 的 RF-ADC，以及14 位精度、轉換速率 6.6GHz的 RF-DAC 集成在單顆芯片上，可實(shí)現近 2GHz 帶寬的射頻信號直接采樣和發(fā)送式軟件定義無(wú)線(xiàn)電 ( Software Defined Radio, SDR)。模擬和模數混合電路與 MEMS 傳感器的異質(zhì)異構集成成為智能傳感器發(fā)展的新方向。

審核編輯：湯梓紅