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Blogue PCB - Quelle est la différence entre un IC analogique et un IC numérique?

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Blogue PCB - Quelle est la différence entre un IC analogique et un IC numérique?

Quelle est la différence entre un IC analogique et un IC numérique?

2022-10-25
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Author:iPCB

IC est le terme général pour les produits de composants semi - conducteurs. Les ci peuvent être divisés en IC numérique, IC analogique, IC micro - ondes et autres IC en fonction de leurs fonctions.


Un IC numérique est un IC qui transmet, traite et traite les signaux numériques. C'est la variété de circuits intégrés la plus largement utilisée et la plus rapide à la croissance de ces dernières années. Il peut être divisé en IC numérique générique et IC numérique dédié.


Un IC analogique est un IC qui traite des signaux analogiques naturels continus tels que la lumière, le son, la vitesse et la température. Les IC analogiques peuvent être divisés en IC analogiques standard et IC analogiques pour applications spéciales en fonction de leur application. Si elle est divisée par technologie, l'IC analogique peut être divisée en IC linéaire qui traite uniquement les signaux analogiques et IC hybride qui traite simultanément les signaux analogiques et numériques.


Les circuits intégrés analogiques standard comprennent des produits tels que des amplificateurs, des régulateurs de tension et des comparaisons de référence, des interfaces de signal, des conversions de données, des comparateurs, etc.; Les circuits intégrés analogiques spécialisés sont principalement utilisés dans quatre domaines: les communications, l'automobile, les périphériques informatiques et l'électronique grand public.

Simulation IC

Résumer brièvement la différence entre les deux:

Le circuit numérique IC est un dispositif de traitement de signaux numériques tel qu'une CPU, un circuit logique, etc. Un circuit analogique IC est un dispositif qui traite et fournit des signaux analogiques tels que des amplificateurs opérationnels, des régulateurs linéaires, des sources de tension de référence, etc. Ils sont tous des circuits analogiques. Les signaux traités par IC analogique sont continus et peuvent être convertis en ondes sinusoïdales pour l'étude, tandis que les IC numériques traitent des signaux discontinus qui sont tous des ondes carrées pulsées.


Différents appareils numériques ont des processus de fabrication différents et nécessitent donc des tensions d'alimentation différentes, ce qui rend encore plus nécessaire la technologie analogique de gestion de l'alimentation. Avec le développement de la technologie numérique, la technologie analogique est répartie autour de la technologie numérique et est inextricablement liée à celle - ci. La comparaison entre les technologies numériques et analogiques est présentée ci - dessous.


Expliquons la différence entre un IC analogique et un IC numérique à partir de quatre caractéristiques d'un IC analogique.

1. Le cycle de vie peut être aussi long que 10 ans.

Les circuits intégrés numériques mettent l'accent sur le rapport entre la vitesse de calcul et le coût. L'objectif de la conception de l'IC numérique est d'atteindre la vitesse de fonctionnement cible au coût le plus bas possible. Les concepteurs doivent constamment adopter des algorithmes plus efficaces pour traiter les signaux numériques ou utiliser de nouveaux processus pour améliorer l'intégration et réduire les coûts. Le cycle de vie d'un IC numérique est donc très court, environ 1 à 2 ans.


L'IC analogique met l'accent sur un rapport signal / bruit élevé, une faible distorsion, une faible consommation d'énergie, une fiabilité et une stabilité élevées. Les produits ont une vitalité à long terme une fois qu'ils atteignent leurs objectifs de conception.


Il existe de nombreux produits analogiques IC avec un cycle de vie de plus de 10 ans. Par exemple, l'amplificateur opérationnel audio ne5532 est l'un des circuits intégrés d'amplification audio les plus utilisés depuis son introduction à la fin des années 1970. Près de 50% des enceintes multimédia utilisent le ne5532, qui a une durée de vie de plus de 25 ans. Les IC analogiques sont généralement moins chers en raison de leur longue durée de vie.


2. Processus spécial, moins de processus CMOS

Les circuits intégrés numériques utilisent principalement la technologie CMOS, tandis que les circuits intégrés analogiques utilisent rarement la technologie CMOS. Parce que les circuits intégrés analogiques nécessitent généralement une sortie de haute tension ou de courant élevé pour piloter d'autres composants, la technologie CMOS est moins performante. En outre, les clés de la simulation IC sont une faible distorsion et un rapport signal sur bruit élevé, qui sont tous deux relativement faciles à mettre en œuvre à haute tension. La technologie CMOS est principalement utilisée dans les environnements à basse tension jusqu'à 5V et évolue constamment vers la basse tension.


Ainsi, les circuits intégrés analogiques utilisaient auparavant des procédés bipolaires, mais les procédés bipolaires consommaient beaucoup d'énergie, de sorte que le procédé BiCMOS est réapparu, combinant les avantages des procédés bipolaires et CMOS. En outre, il existe le processus CD, qui combine le processus CMOS avec le processus dmos. Le procédé BCD combine les avantages des procédés bipolaire, CMOS et dmos. Dans le domaine des hautes fréquences, il existe également des procédés sige et GaAs. Ces processus spéciaux nécessitent un ajustement dans une usine de génération de plaquettes et une familiarité avec les concepteurs, alors que les concepteurs d'IC numériques n'ont essentiellement pas besoin de prendre en compte les problèmes de processus.


3. Relation étroite avec les composants

L'IC analogique doit avoir de bonnes caractéristiques d'amplification de courant, de petites caractéristiques de courant, de fréquence, etc. dans toute la zone de travail linéaire; En raison de la nécessité de caractéristiques techniques dans la conception, il est souvent nécessaire de tenir compte de la structure symétrique de la disposition des éléments et de la forme adaptée des paramètres des éléments; Les IC analogiques doivent également avoir des performances à faible bruit et à faible distorsion. Les résistances, les condensateurs et les inductances créent du bruit ou de la distorsion et les concepteurs doivent tenir compte de l'impact de ces composants.


Pour les circuits numériques, il n'y a pas de bruit et de distorsion, et les concepteurs de circuits numériques n'ont tout simplement pas besoin de prendre en compte ces facteurs. En outre, les circuits analogiques doivent être conçus avec ou sans résistances et condensateurs, en particulier des résistances à haute résistance et des condensateurs de grande capacité, pour améliorer l'intégration et réduire les coûts, en raison des limitations de la technologie du procédé.


Il faut également tenir compte de la disposition de certains circuits intégrés RF sur le PCB, ce qui n'est pas pris en compte dans la conception des circuits intégrés numériques. Par conséquent, les concepteurs de circuits intégrés analogiques doivent être familiers avec presque tous les composants électroniques.


4. Moins d'outils auxiliaires, longue période d'essai

Les concepteurs d'IC analogiques ont besoin de connaissances approfondies et d'une longue expérience. Les concepteurs de circuits intégrés analogiques doivent se familiariser avec les processus et les processus de fabrication des circuits intégrés et des plaquettes, ainsi qu'avec les caractéristiques électriques et physiques de la plupart des composants. Souvent, peu de designers sont familiers avec les processus et les processus de fabrication des IC et des Wafers. En termes d'expérience, un minimum de 3 à 5 ans d'expérience est requis pour les concepteurs de circuits intégrés analogiques et 10 ans ou plus pour les bons concepteurs de circuits intégrés analogiques.


Il y a très peu d'outils auxiliaires pour la conception analogique IC et beaucoup moins d'outils EDA peuvent être utilisés que pour la conception numérique IC. En raison de la grande consommation d'énergie de l'IC analogique, de nombreux facteurs sont impliqués, et l'IC analogique doit maintenir une grande stabilité avec un long cycle de certification. De plus, les cycles de test des circuits intégrés simulés sont longs et complexes.


Certains produits IC analogiques nécessitent des processus et des boîtiers spéciaux qui doivent être développés conjointement avec les usines de fabrication de plaquettes, tels que le processus BCD et le processus haute tension 30V. De plus, certains produits nécessitent une Encapsulation au niveau de la plaquette wcps.