Dati PCB - Qual è la differenza tra IC analogico e IC digitale?

IC è il nome generale dei prodotti componenti semiconduttori. IC può essere diviso in IC digitale, IC analogico, IC a microonde e altri IC secondo le loro funzioni.

IC digitale è l'IC che trasmette, elabora ed elabora segnali digitali. È la varietà IC più ampiamente utilizzata e in più rapida crescita negli ultimi anni. Può essere diviso in IC digitale generale e IC digitale speciale.

Gli IC analogici sono IC che elaborano segnali analogici naturali continui come luce, suono, velocità e temperatura. Gli IC analogici possono essere suddivisi in IC analogici standard e IC analogici ad applicazioni speciali a seconda delle loro applicazioni. Se divisi per tecnologia, gli IC analogici possono essere suddivisi in IC lineari che elaborano solo segnali analogici e IC ibridi che elaborano simultaneamente segnali analogici e digitali.

IC analogico standard include amplificatore, regolazione della tensione e confronto di riferimento, interfaccia del segnale, conversione dei dati, comparatore e altri prodotti; L'IC analogico di applicazione speciale è utilizzato principalmente in quattro campi: comunicazione, automobile, periferica del computer e elettronica di consumo.

Riassumiamo brevemente le differenze tra i due:

IC del circuito digitale è un dispositivo che elabora segnali digitali, come CPU, circuito logico, ecc; Il circuito analogico IC è un dispositivo che elabora e fornisce segnali analogici, come amplificatori operativi, regolatori lineari, sorgenti di tensione di riferimento, ecc. Sono tutti IC analogici. I segnali elaborati da IC analogico sono continui e possono essere convertiti in onda sinusoidale per la ricerca, mentre quelli elaborati da IC digitale sono segnali discontinui, che sono tutte onde quadrate di impulso.

Diversi dispositivi digitali hanno diversi processi di produzione, quindi sono necessarie diverse tensioni di alimentazione, quindi la tecnologia analogica di gestione dell'alimentazione è più necessaria. Con lo sviluppo della tecnologia digitale, la tecnologia analogica è distribuita intorno alla tecnologia digitale ed è inseparabile dalla tecnologia digitale. Il confronto tra tecnologia digitale e tecnologia analogica è il seguente.

Spieghiamo la differenza tra IC analogico e IC digitale dalle quattro caratteristiche dell'IC analogico.

1. Il ciclo di vita può essere lungo fino a 10 anni.

IC digitale enfatizza il rapporto tra velocità operativa e costo. L'obiettivo di progettazione digitale IC è quello di raggiungere la velocità di funzionamento target al minor costo possibile. I progettisti devono adottare costantemente algoritmi più efficienti per elaborare i segnali digitali, o utilizzare nuovi processi per migliorare l'integrazione e ridurre i costi. Pertanto, il ciclo di vita dell'IC digitale è molto breve, circa 1-2 anni.

Gli IC analogici enfatizzano l'alto rapporto segnale-rumore, bassa distorsione, basso consumo energetico, alta affidabilità e stabilità. Una volta che il prodotto raggiunge l'obiettivo di progettazione, avrà vitalità a lungo termine. Ci sono molti prodotti IC analogici con un ciclo di vita di più di 10 anni. Ad esempio, l'amplificatore operativo audio NE5532 è uno dei IC di amplificazione audio più comunemente usati da quando è stato introdotto alla fine degli anni '70. Quasi il 50% degli altoparlanti multimediali utilizza NE5532, con un ciclo di vita superiore a 25 anni. A causa del lungo ciclo di vita, il prezzo di IC analogico è solitamente basso.

2. Processo speciale, meno processo CMOS

Gli IC digitali utilizzano principalmente la tecnologia CMOS, mentre gli IC analogici raramente usano la tecnologia CMOS. Perché gli IC analogici di solito devono produrre alta tensione o alta corrente per guidare altri componenti, mentre la tecnologia CMOS ha scarsa capacità di guida. Inoltre, la chiave per gli IC analogici è bassa distorsione e alto rapporto segnale-rumore, entrambi relativamente facili da raggiungere in alta tensione. La tecnologia CMOS è utilizzata principalmente in ambiente di bassa tensione inferiore a 5V e continua a svilupparsi verso bassa tensione.

Pertanto, gli IC analogici hanno utilizzato il processo bipolare nella fase iniziale, ma il processo bipolare ha un elevato consumo energetico, quindi il processo BiCMOS appare di nuovo, combinando i vantaggi del processo bipolare e del processo CMOS. Inoltre, c'è il processo CD, che combina il processo CMOS con il processo DMOS. Il processo BCD combina i vantaggi dei processi bipolari, CMOS e DMOS. Nel campo ad alta frequenza, ci sono anche processi SiGe e GaAS. Questi processi speciali richiedono la collaborazione della fonderia di wafer e la familiarità dei progettisti, mentre i progettisti digitali IC fondamentalmente non hanno bisogno di considerare le questioni di processo.

3. Stretta relazione con i componenti

IC analogico deve avere buone caratteristiche di amplificazione della corrente, piccole caratteristiche di corrente, caratteristiche di frequenza, ecc. nell'intera area di lavoro lineare; A causa della necessità di caratteristiche tecniche nella progettazione, è spesso necessario considerare la struttura simmetrica del layout dei componenti e la forma corrispondente dei parametri dei componenti; Gli IC analogici devono anche avere prestazioni a basso rumore e bassa distorsione. Resistenze, condensatori e induttori generano rumore o distorsione e i progettisti devono considerare l'impatto di questi componenti.

Per i circuiti digitali, non c'è rumore e distorsione e i progettisti di circuiti digitali non devono assolutamente considerare questi fattori. Inoltre, a causa delle limitazioni della tecnologia di processo, i circuiti analogici dovrebbero essere progettati con o senza resistenze e condensatori, in particolare resistenze ad alta resistenza e condensatori di grande capacità, in modo da migliorare l'integrazione e ridurre i costi.

Il layout di alcuni IC RF sul PCB deve anche essere considerato, che non è considerato nel progettazione digitale IC. Pertanto, I progettisti di IC analogici devono avere familiarità con quasi tutti i componenti elettronici.

4. Pochi strumenti ausiliari, ciclo di prova lungo

Progettisti IC analogici necessitano sia di conoscenze complete che di esperienza pluriennale. Progettisti IC analogici avere familiarità con i processi e i processi di produzione di IC e wafer, così come le caratteristiche elettriche e fisiche della maggior parte dei componenti. Di solito, pochi progettisti hanno familiarità con il processo di produzione e il flusso di IC e wafer. In termini di esperienza, I progettisti IC analogici hanno bisogno di almeno 3-5 anni di esperienza, I progettisti di IC analogici ed eccellenti hanno bisogno di 10 anni o più di esperienza.

Ci sono pochi strumenti ausiliari per la progettazione IC analogica e gli strumenti EDA che possono essere utilizzati sono molto meno di progettazione IC digitale. A causa del grande consumo energetico di IC analogico e molti fattori coinvolti, e l'IC analogico deve mantenere alta stabilità, il ciclo di autenticazione è lungo. Inoltre, il ciclo di prova di IC analogico è lungo e complesso.

Alcuni prodotti IC analogici devono adottare processi e imballaggi speciali e devono essere sviluppati congiuntamente con la fabbrica del wafer, come il processo BCD e il processo ad alta tensione 30V. Inoltre, alcuni prodotti richiedono imballaggi WCPS a livello di wafer.