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PCBブログ - アナログICとデジタルICの違いは何ですか。

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アナログICとデジタルICの違いは何ですか。

2022-10-25
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Author:iPCB

ICは半導体素子製品の総称である。 ICはデジタルICに分けることができる, アナログIC, マイクロ波ICとその他のICの機能.


デジタルICは、デジタル信号を伝送、処理、処理するICである。近年最も広く応用され、発展が最も速いIC品種である。汎用デジタルICと専用デジタルICに分けることができます。

アナログICは、光、音、速度、温度などの連続した自然アナログ信号を処理するICである。アナログICは、その応用に応じて標準アナログICと特殊応用アナログICに分けることができる。技術的に区分すると、アナログICはアナログ信号のみを処理する線形ICと、アナログ信号とデジタル信号を同時に処理するハイブリッドICに分けることができる。


標準アナログICは増幅器、電圧調整と参照比較、信号インタフェース、データ変換、比較器などの製品を含む、専用アナログICは主に通信、自動車、コンピュータ周辺機器、消費電子の4つの分野に応用されている。

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両者の違いを簡単にまとめます:

デジタル回路ICは、CPU、論理回路などのデジタル信号を処理する装置であり、アナログ回路ICは、演算増幅器、線形レギュレータ、基準電圧源などのアナログ信号を処理し供給する装置である。これらはすべてアナログICである。アナログIC処理の信号は連続であり、正弦波に変換して研究することができるが、デジタルIC処理の信号は不連続であり、いずれもパルス方形波である。

異なるデジタルデバイスは異なる製造プロセスを持つため、異なる電源電圧が必要であるため、電源管理のシミュレーション技術がさらに必要となる。デジタル技術の発展に伴い、アナログ技術はデジタル技術の周りに分布し、デジタル技術と密接に区別できない。デジタル技術とアナログ技術の比較は以下の通りである。


アナログICとデジタルICの違いを、アナログICの4つの特性から説明しましょう。

1.ライフサイクルは10年に及ぶことができます。

デジタルICは動作速度とコストの比率を強調する. の目標 デジタルIC設計 目標実行速度を可能な限り低いコストで実現. 設計者は、デジタル信号を処理するためにより効率的なアルゴリズムを継続的に使用しなければならない, 統合を改善し、コストを削減するために新しいプロセスを使用することもできます。. したがって, デジタルICのライフサイクルは短い, 約1~2年.

アナログICは、高信号対雑音比、低歪、低消費電力、高信頼性、安定性を強調する。製品が設計目標に達すると、長期的な生命力が得られます。10年以上のライフサイクルを持つアナログIC製品が多い。例えば、オーディオオペアンプNE 5532は、1970年代末に発売されて以来、最も一般的に使用されているオーディオ増幅ICの1つである。マルチメディアスピーカーの50%近くがNE 5532を使用し、25年以上の寿命があります。ライフサイクルが長いため、アナログICの価格は通常低い。


2.特殊技術、より少ないCMOS技術

デジタルICはCMOS技術を使用することが多いが、アナログICはCMOS技術を使用することが少ない。アナログICは通常、他のコンポーネントを駆動するために高電圧または高電流を出力する必要があるが、CMOS技術の駆動能力は劣っているからだ。また、アナログICの鍵は低歪と高信号対雑音比であり、両者は高電圧で比較的容易に実現できる。CMOS技術は主に5 V以下の低電圧環境に応用され、絶えず低電圧方向に発展している。

そのため、アナログICは初期にバイポーラプロセスを使用していたが、バイポーラプロセスは高消費電力を持っていたため、BiCMOSプロセスが再び出現し、バイポーラプロセスとCMOSプロセスの利点を組み合わせた。また、CMOSプロセスとDMOSプロセスを組み合わせたCDプロセスもあります。BCDプロセスは双極、CMOS、DMOSプロセスの利点を結合している。高周波場にはSiGeとGaASプロセスも存在する。これらの特殊なプロセスにはウェハ代替工場の協力と設計者の熟知が必要であるが、デジタルIC設計者は基本的にプロセスの問題を考慮する必要はない。


3.コンポーネントとの密接な関係

アナログICは線形動作領域全体に良好な電流増幅特性、小電流特性、周波数特性などを持つべきである、設計における技術的特徴の必要性のため、コンポーネントレイアウトの対称構造とコンポーネントパラメータのマッチング形式を考慮する必要がある場合が多い、アナログICはまた、低ノイズおよび低ひずみ性能を有していなければならない。抵抗器、コンデンサ、インダクタはノイズや歪みを発生させ、設計者はこれらの部品の影響を考慮しなければならない。

デジタル回路の場合、ノイズや歪みはなく、デジタル回路設計者はこれらの要素を考慮する必要はありません。また、プロセス技術の制限のため、アナログ回路は集積度を高め、コストを削減するために、抵抗器とコンデンサ、特に高抵抗抵抗器と大容量コンデンサの有無を設計しなければならない。


ある無線周波数ICは プリント配線板 まだ考えなければならない, にある デジタルIC設計. したがって, アナログIC設計者は、ほとんどの電子部品に精通していなければならない.


4.補助工具が少なく、試験周期が長い

アナログIC設計者 包括的な知識と長期的な経験が必要. アナログIC設計者 ICとウェハの製造プロセスとプロセスを熟知する必要がある, ほとんどの部品の電気的および物理的特性. 通常, ICやウエハの製造プロセスやプロセスに精通しているデザイナーは少ない. 経験的には, アナログIC設計者は少なくとも3〜5年の経験が必要, 優れたアナログIC設計者には10年以上の経験が必要.


アナログIC設計の補助ツールは少なく、使用できるEDAツールはデジタルIC設計よりはるかに少ない。アナログICは消費電力が大きく、関与する要素が多く、アナログICは高い安定性を維持しなければならないため、認証期間が長い。また、アナログICの試験周期は長く複雑である。


いくつかのアナログIC製品は特殊なプロセスとパッケージを採用する必要があり、BCDプロセスや30 V高圧プロセスなど、ウェハ工場と共同で開発しなければならない。また、WCPSウエハレベルのパッケージが必要な製品もあります。