第一篇:常用各種集成電路簡介
電子基礎知識:常用各種集成電路簡介
新聞摘要:第一節三端穩壓ic電子產品中常見到的三端穩壓集成電路有正電壓輸出的78××系列和負電壓輸出的79××系列。故名思義,三端IC是指這種穩壓用的集成電路只有三條引腳輸出,分別是輸入端、接地端和輸出端。用78/79系列三端穩壓IC來組成穩壓電源所需的外圍元件極少,電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路,使用起來可靠、方便。
第一節三端穩壓ic
電子產品中常見到的三端穩壓集成電路有正電壓輸出的78××系列和負電壓輸出的79××系列。故名思義,三端IC指種穩壓用的集成電路只有三條引腳輸出,分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管,TO-220的標準封裝,也有9013樣子的TO-92封裝。
用78/79系列三端穩壓IC來組成穩壓電源所需的外圍元件極少,電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路,使用起來可靠、方便,而且價格便宜。該系列集成穩壓IC型號中的78或79后面的數字代表該三端集成穩壓電路的輸出電壓,如7806表示輸出電壓為正6V,7909表示輸出電壓為負9V。
78/79系列三端穩壓IC有很多電子廠家生產,80年代就有了,通常前綴為生產廠家的代號,如TA7805是東芝的產品,AN7909是松下的產品。
有時在數字78或79后面還有一個M或L,如78M12或79L24,用來區別輸出電流和封裝形式等,其中78L調系列的最大輸出電流為100mA,78M系列最大輸出電流為1A,78系列最大輸出電流為1.5A。它的封裝也有多種,詳見圖。塑料封裝的穩壓電路具有安裝容易、價格低廉等優點,因此用得比較多。79系列除了輸出電壓為負。引出腳排列不同以外,命名方法、外形等均與78系列的相同。
因為三端固定集成穩壓電路的使用方便,電子制作中經常采用,可以用來改裝分立元件的穩壓電源,也經常用作電子設備的工作電源。
注意三端集成穩壓電路的輸入、輸出和接地端絕不能接錯,不然容易燒壞。一般三端集成穩壓電路的最小輸入、輸出電壓差約為2V,否則不能輸出穩定的電壓,一般應使電壓差保持在4-5V,即經變壓器變壓,二極管整流,電容器濾波后的電壓應比穩壓值高一些。
在實際應用中,應在三端集成穩壓電路上安裝足夠大的散熱器(當然小功率的條件下不用)。當穩壓管溫度過高時,穩壓性能將變差,甚至損壞。
當制作中需要一個能輸出1.5A以上電流的穩壓電源,通常采用幾塊三端穩壓電路并聯起來,使其最大輸出電流為N個1.5A,但應用時需注意:并聯使用的集成穩壓電路應采用同一廠家、同一批號的產品,以保證數的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量,以避免個別集成穩壓電路失效時導致其他電路的連鎖燒毀。
第二節語音集成電路
電子制作中經常用到音樂集成電路和語言集成電路,一般稱為語言片和音樂片。它們一般都是軟包封,即芯片直接用黑膠封裝在一小塊電路板上。語音ic一般還需要少量外圍元件才能工作,它們可直接焊到這塊電路板上。
別看語音IC應用電路很簡單,但是它確確實實是一片含有成千上萬個晶體管芯的集成電路。其內部含有振蕩器、節拍器、音色發生器、ROM、地址計算器和控制輸出電路等。音樂片內可存儲一首或多首世界名曲,價格很便宜,幾角錢一片。音樂門鈴都是用這種音樂片裝的,其實成本很低。
不同的語言片內存儲了各種動物的叫聲,簡短語言等,價格要比音樂片貴些。但因為有趣,其應用越來越多。會說話的計算器、倒車告警器、報時鐘表等。語音電路盡管品種不少,但不能根據用戶隨時的要求發出聲音,因為商品化的語音產品采用掩膜工藝,發聲的語音是做死的,使成本得到了控制。
一般語音集成電路的生產廠家都可以特別定制語音的內容,但因為要掩模,要求數量千片以上。近年來出現的OTP語音電路解決了這一問題。OTP就是一次性可編程的意思,就是廠家生產出來的芯片,里面是空的,內容由用戶寫入(需開發設備),一旦固化好,再也不能擦除,信息也就不會丟失。它的出現為開發員試制樣機提供了方便,特別適合于小批量生產。
業余制作采用可錄放的語言電路是十分方便的,UM5506、ISD1400、ISD2500等,外圍元件極少。bitbaby第一次知道可錄放語音集成電路,是在九幾年的無線電雜志上,記得那時是UM5101和T6668,都是用41256等DRAM的。那時多想有那么一套,不用磁帶就可以錄音的怪物,還能在放音時隨意變調呢。早期的數碼留言機也用它們,由于使用DRAM,如果沒有后備電池,一旦斷電后,所有的信息都會丟失。
現在采用EEPROM的語音電路大大方便了電子愛好者,它隨錄隨放,不怕掉電,使用方便,外圍元件少。只是價格較貴些,每秒鐘成本約1元人民幣。這類語音錄放集成電路首推(美)ISD公司的ISD系列。國內、臺灣都有廠家生產兼容的芯片及軟包封的芯片、模塊,但從結構來看,猜想來自于ISD。
第三節數字集成電路
數字集成電路產品的種類很多種。數字集成電路構成了各種邏輯電路,如各種門電路、編譯碼器、觸發器、計數器、寄存器等。它們廣泛地應用在生活中的方方面面,小至電子表,大至計算機,都是有數字集成電路構成的。
結構上,可分成TTL型和CMOS型兩類。74LS/HC等系列是最常見的TTL電路,它們使用5V的電壓,邏輯“0”輸出電壓為小于等于0.2V,邏輯“1”輸出電壓約為3V。CMOS數字集成電路的工作電壓范圍寬,靜態功耗低,抗干擾能力強,更具優點。數字集成電路有個特點,就是它們的供電引腳,如16腳的集成電路,其第8腳是電源負極,16腳是電源正極;14腳的,它的第7腳是電源的正極。
通常CMOS集成電路工作電壓范圍為3-18V,所以不必像TTL集成電路那樣,要用正正好好的5V電壓。CMOS集成電路的輸入阻抗很高,這意味著驅動CMOS集成電路時,所消耗的驅動功率幾乎可以不計。同時CMOS集成電路的耗電也非常的省,用CMOS集成電路制作的電子產品,通常都可以用干電池供電。
CMOS集成電路的輸出電流不是很大,大概為10mA左右,但是在一般的電子制作中,驅動一個LED發光二極管還是沒有問題的。
此外,CMOS集成電路的抗干擾能力也較強,即行話所說的噪聲容限較大,且電源電壓越高,抗干擾能力越強。
電子制作中常用的數字集成電路有4001、4011、4013、4017、4040、4052、4060、4066等型號,建議多買些備用。市場上的數字集成電路進口的較多,產品型號的前綴代表生產公司,常見的有MC1XXXX(摩托羅拉)、CDXXXX(美國無線電RCA)、HEFXXXX(飛利普)、TCXXXX(東芝)、HCXXXX(日立)等。一般來說,只要型號相同,不同公司的產品可以互換。這里有一張表,是關于集成電路前綴及其生產公司的。
需要注意的是,CMOS集成電路容易被靜電擊穿,因此需要妥善保存。一般要放在防靜電原包裝條中,或用錫箔紙包好。另外焊接的時候,要用接地良好的電烙鐵焊,或者索性拔掉插頭,利用余熱焊接。不過說實話,現在的CMOS集成電路因為改進了生產工藝,防靜電能力都有很大提高,不少人都不太注意為CMOS集成電路防靜電,IC卻也活著。
第四節 模擬集成電
模擬集成電路被廣泛地應用在各種視聽設備中。收錄機、電視機、音響設備等,即使冠上了“數碼設備”的好名聲,卻也離不開模擬集成電路。
實際上,模擬集成電路在應用上比數字集成電路復雜些。每個數字集成電路只要元器件良好,一般都能按預定的功能工作,即使電路工作不正常,檢修起來也比較方便,1是1,0是0,不含糊。模擬集成電路就不一樣了,一般需要一定數量的外圍元件配合它工作。那么,既然是“集成電路”,為什么不把外圍元件都做進去呢?這是因為集成電路制作工藝上的限制,也是為了讓集成電路更多地適應于不同的應用電路。
對于模擬集成電路的參數、在線各管腳電壓,家電維修人員是很關注的,它們就是憑借這些判斷故障的。對業余電子愛好者來說,只要掌握常用的集成電路是做什么用的就行了,要用時去查找相關的資料。
許多電子愛好者都是從裝收音機、音響放大器開始的,用集成電路裝,確實是一種樂趣。相信大家對這兩者也都感興趣。裝的收音機有兩種,一是AM中波的,通常用CIC7642、TA7641集成塊裝。另一種是FM調頻的,通常要求具有一定的水平,用TDA7010、TDA7021、TDA7088,CXA1019(CXA1191)、CXA1238等。這些集成塊也是收音機商所采用的經典IC。
CIC7642外形象一個9013,僅三個引腳,工作于1.5V下,其內部集成了多個三極管,用于組裝直放式收音機,而且極易成功,因此許多電子入門套件少不了它。其兼容型號為MK484、YS414,許多進口的微型收音機、電子表收音機都用。
TA7641P裝出來的收音機為超外差式,性能要好,但是因為有中周,制作調試都有點復雜,如果能買到套件組裝,那也不算麻煩(照著指示把元件焊到電路板上就行啦:-〕。
TDA7000系列是飛利普公司的產品,有bitbaby沒見過的TDA7000,以及TDA7010T,TDA7021T,TDA7088T,后三者有個后綴T,表示是微型貼片封裝的。
bitbaby也沒見過標準DIP(雙列直插塑封)封裝的,所以盡管它們的應用電路簡單,做起來可麻煩,整個集成電路和一粒赤豆差不多大。(下面有圖)TDA7088T是可以用變容管和電位器實現電調諧的。
CXA1019是索尼公司生產的,CXA1191是它的改進型號,它們被稱為單片AM/FM收音集成電路,因為一片IC包含了從高頻放大、本振到中頻放大、低頻(音頻)放大的所有功能。CXA1238是AM/FM立體聲收音集成電路,它不包括音頻放大器,但有立體聲解碼功能,通常用于WALKMAN收放機等。
這里有個知識,就是CXA的收音IC同一型號有三種不同的大小(即后綴M型為貼片封裝,S型為小型封裝,P型為DIP封裝)。
音響功放電路也是電子愛好者們津津樂道的話題。通過親手制作,不但深入了解了原理,更是具有意義。bitbaby并不是發燒友(也燒不起),對吹毛求疵的“金耳朵”更是持有懷疑態度。請各位新手不要誤入歧途。做一套實用的音響才是聰明之舉,不要相信什么“把XXXXIC換成運放之皇NE5532后效果立竿見影”。
Bitbaby幫別人裝過許多功放,也有不少經驗。有的雖然只是用收錄機用的功放集成塊,但因為用了較大功率的電位器、較大容量的濾波電容、較大口徑的揚聲器,效果還是比收錄機好。
TA7240P是收錄機中常用的功放ic,雙聲道,各5.8W,12V左右供電,音質一般般。
TDA1521是高保真功放IC,功率較大,音質較好,上點檔次的電腦有源音箱也都用該集成塊。
LM1875(TDA2003、TDA2030、TDA2030A)等應用電路差不多,功率不同,TDA2030A是TDA2030的改進型,功率稍大。這些集成塊應用也很多,但假貨也多,有的假貨是用廉價IC打磨過的,有的則是粗制濫造。
傻瓜功放是一種厚膜集成電路,其實不過是把各分立元件封裝在一起,只有輸入引腳用來接音源,輸出引腳接音箱,以及電源引腳,方便了使用。
此外,還有TDA2822、LM386等的小功率音頻放大器,在電池供電的產品中作功放。用它們也可做有源音箱,廉價的有源音箱就用它們。
第二篇:集成電路制造商簡介
集成電路制造商簡介
公司簡況
ADI
模擬器件公司(ADI)是一家在高性能模擬信號、混合信號和數字信號處理(DSP)集成電路(IC)的設計、制造和營銷方面處于世界領先地位的公司。其產品主要有以下幾類:數據轉換器、數字信號處理器、RF(射頻)及通信產品、放大器和線性產品、功率及監控產品和RS-232/422/485收發器等。
公司創建于1965年,公司總部設在美國波士頓附近的馬薩諸塞州諾伍德市。擁有員工約8,800人。ADI公司亞太地區總部設在香港,在中國共有50多家銷售商和分銷商,并在北京建立了設計中心。
ADI公司的產品通過直銷、第三方工業分銷商和獨立銷售代理的形式向遍布世界各地的60000多家客戶銷售ADI產品。公司在包括美國在內的19個國家設有直銷辦事處。
ATMEL
Atmel公司成立于1984年,在諸如先進的邏輯、非易失性存儲器、混合信號及RF(射頻)集成電路等先進半導體的設計、制造和銷售方面占據全球領先地位。
Atmel公司是少有的幾個能將非易失性存儲器、邏輯和模擬等眾多功能集成到一塊芯片上的知名公司之一。Atmel的芯片采用了世界上最先進的晶片生產工藝,包含了BiCMOS、CMOS和SiGe技術。
EPSON
Seiko Epson公司創建于1942年5月。Epson公司主要從事開發、制造、銷售信息產品(計算機及外設,如PC、打印機、掃描儀和液晶放映機)、電子器件(半導體、LCD和石英器件)、精密設備(表、鏡頭和工廠自動化設備)及其它產品。
HYNIX(HYUNDAI)
Hynix公司是開發第二代DRAM(動態隨機存儲器)技術,即ADT(先進的DRAM技術)的先驅者之一。現在,Hynix能提供品種齊全的存儲產品,容量從4M到512M。從用于臺式電腦的存儲器模塊到用于數碼消費電子產品的低功耗小型存儲器等。Hynix也可為高端服務器提供存儲器模塊。除了DRAM外,Hynix公司在SRAM(靜態隨機存儲器)和閃速存儲器的生產方面也占有重要的地位。Hynix能提供品種齊全的SRAM,從1M到8M。為了滿足新一代移動通訊技術對高密度存儲器的需求,Hynix正在以DRAM技術為基礎開發Pseudo SRAM,并在這一領域占據領先地位。
總部設在加利福尼亞州Sunnyvale的Hynix閃速存儲器事業部設計、制造和銷售用于各種領域的閃速存儲器。這些領域包括蜂窩電話、DVD播放機、個人電腦、機頂盒、PDA、硬盤驅動器、Modem和各種通訊及網絡設備。1999年Hynix 與LG半導體公司合并,使自己成為全球最大的DRAM生產商。
IMP
IMP公司設計、制造和銷售具有高附加值和高性能的標準模擬集成電路,主要為以下兩類:電源管理IC和通訊IC。電源管理類產品包括微處理器
監控、場致發光燈驅動器、USB電源開關、低降落電壓穩壓器和PWM控制器。通訊類產品則包括PCM數字開關、SCSI終端和UART集成電路。現在,IMP公司正將研發的重點集中在用于計算機和通訊市場的便攜式設備的新型電源管理模擬IC這類產品上。
Infineon
1999年4月1日,原西門子半導體公司成為Infineon技術公司,其總部設在徳國慕尼黑。
公司的業務范圍包括:無線通訊領域,如寬帶網、MAN(城域網)、WAN(廣域網)和LAN(局域網)以及用于光纖網絡的高速線卡等;無線解決方案,如蜂窩電話、無繩電話、無線局域網和移動系統等;安全及芯片卡IC,如識別卡、網絡安全卡(通信/銀行/健康)、生物測定系統、IP安全卡等;汽車工業領域,如汽車電子(發動機管理、安全氣袋、ABS、遠程通信)、電源及分配等;存儲器產品等。
WINBOND
電子股份有限公司于1987年創立于臺灣新竹工業園,是一家專注于超大規模集成電路設計、制造、營銷的高科技公司。Winbond向來以發展屬于自有品牌產品的公司自居,歷年來在各項產品領域之努力,已經將自己打造成為臺灣最大的自有產品IC公司。而且,Winbond通過并購的手段來獲取當前頂尖的技術。1998年, Winbond收購了位于硅谷的語音芯片全球供應商和市場領導者Information Storage Device。1999年,Winbond又收購了Cirrus Logic?公司的TFT LCD分部來進一步擴展其技術優勢。從IC設計﹑技術研發﹑芯片制造﹑到自有品牌全球營銷﹐Winbond為用戶提供最佳的產品解決方案。其產品線涵蓋計算機及外圍IC、語音系列IC、通信IC、多媒體及網絡家電IC、控制器IC、DRAM&SRAM和NVM(非易失性存儲器)等。
MAXIM
美信集成產品公司(Maxim Integrated Products)成立于1983年,是世界范圍內模擬和混合信號集成電路產品的設計、開發與生產領域的領導者之一。
MAXIM在2001年6月30日結束的財年凈銷售收入為$1576.6百萬美元。公司有6300多名員工,分布在美國和世界各地的分支機構中。
MAXIM已發布了3000多種模擬產品——高于本行業任何其他廠家,其中2500多種是專有的。產品包括微處理器監控電路、數據轉換器、電壓基準、RS-232和RS-485接口電路、放大器、電源管理產品、計數器與計時器、顯示電路、多路器、開關、電壓監視器、光纖收發器、壓力與溫度傳感器、無線產品、模擬濾波器。
MOTOROLA
摩托羅拉公司是提供集成通信解決方案和嵌入式電子解決方案的全球領導者。2001年的銷售額為300億美元。摩托羅拉公司提供的解決方案包括:為消費者、網絡運營商、商業、政府及工業客戶提供軟件增強型無線電話與信息服務、雙向無線對講機產品及相關系統、以及網絡和因特網接入產品。
為寬帶運營商提供用于交互式數字圖像、聲音和高速數據傳輸解決方案的端到端系統。
為無線通信、網絡和運輸市場的客戶提供嵌入式半導體解決方案。為汽車、遠程通信、工業、電信、信息處理及便攜式能源系統等市場提供集成電子系統。
NS
國家半導體公司(National Semiconductor)在推動信息時代發展的仿真模擬技術領域處于主導地位。公司把仿真模擬與尖端數碼技術相結合,致力開發無線手機、信息應用、信息基礎設施、顯示、圖像和人機接口技術等市場。該公司總部設在加利福尼亞州的圣克拉克,去年財政總銷售額達二十一億美元,在世界各地雇員有一萬五百人之多。
OKI
OKI公司成立于1881年1月,總部設在日本東京。OKI公司的主要產品包括打印機及傳真機、半導體和電子元器件、CTI/VoIP和通信設備等。OKI公司的主要業務范圍是制造和銷售用于通信和信息處理的各種系統、軟件、機器和電子器件,提供與此相關的服務,并負責安裝通訊及信息產品。
PHILIPS
荷蘭皇家飛利浦電子集團是世界上最大的電子公司之一,并位居歐洲第一,在財富雜志統計的全球30家頂尖電子公司中名列第九。飛利浦公司2001年的銷售額達323億歐元。飛利浦有員工186090名,活躍在60多個國家,其業務范圍非常廣泛,從消費類電子到家用小電器,從安全系統到半導體器件均有所涉及。
RAMTRON
Ramtron國際集團是一家主要從事鐵電存儲器研究,開發和銷售的國際公司。Ramtron的兩個子公司Enhanced Memory Systems 公司.和 Mushkin Enhanced Memory.公司從事高速改良型DRAM產品的開發和銷售。
Ramtron國際集團成立于1984年,公司開始從事鐵電材料的研究和開發,從1984年到1992年,Ramtron的開發人員將鐵電存儲器和傳統的CMOS半導體工藝結合,一種新型的非易失性存儲器(鐵電存儲器)開發成功。公司于1992年在美國納斯達克上市。在1993年到1997年期間,Ramtron開始建立自己的總部和工廠,批量生產鐵電存儲器,在世界各地建立了銷售網絡,因此Ramtron成為存儲器技術的領導者,鐵電技術的唯一擁有者。SIPEX
Sipex公司主要設計、制造和銷售具有高附加值、高性能的模擬集成電路。Sipex公司的產品多達750多種,主要為以下三類:電源管理類、接口類和模擬顯示類。電源管理類包括低電壓輸出線性穩壓器、DC-DC開關穩壓器、PWM控制器、電荷泵和微處理器監控。接口類包括RS-232、RS-485及高速差分收發器、雙協議及多協議收發器。模擬顯示類則主要包括用于小型或中型LCD顯示器發出背光的顯示驅動器。
在便攜式和臺式電腦、工作站及服務器所用的低(或極低)降落電壓線性穩壓器、分流穩壓器和電壓基準方面,Sipex公司是業界幾家最大的供應商之一。另外,Sipex公司的帶靜電放電(ESD)保護的雙RS-232收發器被廣泛應用于臺式通訊端口,而其低功耗、3.3V、15kV ESD保護的RS-232收發器在掌上電腦和筆記本電腦中的應用也很普遍。
Sipex公司總部設在馬薩諸塞州Billerica市,在馬薩諸塞州和加州均有
制造中心。Sipex公司在全球共有5000員工。
SST
總部設在加利福尼亞州Sunnyvale的SST公司以其專有的SuperFlash技術為基礎設計、制造和銷售多種種類的非易失性存儲器,應用于數碼消費品、網絡、無線通訊等眾多領域。
SST公司的產品線包括閃速存儲器、大容量的閃速存儲產品和片內帶閃速存儲器的8位微控制器。SST公司還通過與世界有名的制造商合作在嵌入式領域應用其SuperFlash技術。
ST
ST于1987年6月由意大利的SGS微電子公司和法國的Thomson半導體公司合并而成。1998年5月,公司將名字由SGS-THOMSON微電子公司改為ST微電子公司。
2001年,ST公司的營業收入為63.6億美元。根據Gartner數據調查公司的調查結果,ST公司為全球第三大半導體公司。
ST提供3000多種主要的產品類型,它的產品涵蓋了半導體器件的所有主要類型:專用IC、微控制器和可編程器件、存儲器、標準IC和分離器件。根據有關的最新數據統計,ST是全球模擬IC和MPEG-2解碼器IC的領先供應商。在非易失性存儲器和閃速存儲器方面則分別處于第二和第四位。在應用領域,ST的IC在機頂盒和硬盤驅動器中的應用居于第一位,而在智能卡和DVD中為第二位,在汽車用IC方面為第三位,最后在通信IC方面居于第四位。
ST微電子公司在2000年9月整體收購美國WSI公司,ST將其領先的Flash存儲器技術與WSI的可編程系統器件(PSD)相結合,推出新型的Flash PSD產品。
TI
德州儀器(TI)是數字信號處理及模擬產品的全球領導者,也是互聯網時代的半導體先驅。
TI的產品主要有以下幾類:數字信號處理器、模擬及混合信號產品、數字邏輯、專用集成電路(ASIC)、微控制器、可編程邏輯和先進先出(FIFO)器件。
德州儀器創建于上世紀30年代初,在長達60多年的時間內,TI創造了許多個第一,如第一塊商用硅晶體管、第一片集成電路、第一個便攜式電子計算器等。
TI的總部設在美國德克薩斯州的達拉斯市,在全球擁有34700名員工,并在25個國家設立了制造、設計及銷售中心。
XICOR
XICOR公司是可編程混合信號集成電路的領先供應商。XICOR公司的產品主要包括數控電位器、存儲器、光纖偏置IC、系統管理及定時IC和電池管理IC,應用于通信、消費及工業領域。
XICOR公司的所有產品均為在系統編程,其主要特點是非易失性。這些優點可使系統設計者縮短設計周期、加快投放市場的時間、或使最終用戶在使用時易于修改軟件和改變操作環境。
XICOR公司的產品具有低功耗、低電源電壓和封裝面積小的特點,非常適合于便攜式領域。
XILINX
1984年,Xilinx公司成立并發明了世界上第一個現場可編程門陣列(FPGA)產品,并于1985年首次推出商業化產品。其優異的FPGA和CPLD產品,使Xilinx成為數字可編程邏輯器件(PLD)市場的領導廠商。目前Xilinx滿足了全世界對FPGA產品一半以上的需求。Xilinx產品線還包括復雜可編程邏輯器件(CPLD),在某些控制應用方面,CPLD通常比FPGA速度快,但其邏輯資源較少。
Xilinx公司是全球領先的可編程邏輯完整解決方案的供應商。公司總部設在加利福尼亞的圣何塞市(San Jose)。在科羅拉多州的Boulder、新墨西哥州的Albuquerque、愛爾蘭的都柏林則設有地區總部,其分支機構則遍及世界各地。Xilinx在全世界約有2,600名員工。2001年3月31日結束的最近一個財年的營業額為16.5億美元。市場研究公司Dataquest目前將Xilinx列為世界第五大專用集成電路(ASIC)供應商。
Xilinx還積極開發新技術,使基于Xilinx的系統硬件可以在設備已運至客戶處之后通過任意網絡(包括互聯網)進行遠程升級。這一Xilinx現場升級系統允許設備制造商可以為已安裝的系統遠程增加新功能和特性或者無需實際更換硬件即可解決使用或其它方面的問題。
ZETEX
Zetex公司是用于信號處理和電源管理領域的高性能模擬半導體解決方案的領先供應商。
Zetex公司的產品包括電源管理類和信號處理類,其應用領域極為廣泛,例如,蜂窩電話、數碼相機、家庭影院及其它音頻領域、便攜式游戲機、PDA、膝上型電腦和電池充電器。
在電源管理類產品方面,Zetex的主要產品包括用于LCD背光的LED驅動器、單/雙電池升壓變換器、電流監控器、馬達控制器和低降落電壓穩壓器等。分離器件則包括低導通電阻P溝道和N溝道的MOS場效應管、低飽和度雙極型晶體管、肖特基整流二極管和RF(射頻)肖特基墊壘二極管等。在信號處理類產品方面,Zetex能提供多種音頻、視頻產品,如視頻高速緩沖器、視頻放大器、視頻同步分離器、濾波器及LNB偏置控制器等。
[2007年 12月29日 13 : 57] 評論:[2] | 瀏覽:[3739]
集成電路制造商簡介
全球IC大廠有200家,此處只有20多家,看來樓主有所保留,能否分享到小兄弟的郵件里:brio.uang@163.com
閩南云彩 | 2009年 8月31日 11 : 29
Email:brio.uang@163.com
找LT公司網址
最近發現被稱為236B15的芯片已經損壞,據網上查該芯片為公司所生產,但沒有資料,請提供lt公司網址以便得到PDF資料。多謝
朱先生 | 2009年 7月8日 9 : 10
Email:zxy371206@sina.com
第三篇:第三章:穩壓語音收音機集成電路簡介
第一節 三端穩壓IC
電子產品中常見到的三端穩壓集成電路有正電壓輸出的78××系列和負電壓輸出的79××系列。故名思義,三端IC是指這種穩壓用的集成電路只有三條引腳輸出,分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管,TO-220的標準封裝,也有9013樣子的TO-92封裝。
用78/79系列三端穩壓IC來組成穩壓電源所需的外圍元件極少,電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路,使用起來可靠、方便,而且價格便宜。該系列集成穩壓IC型號中的78或79后面的數字代表該三端集成穩壓電路的輸出電壓,如7806表示輸出電壓為正6V,7909表示輸出電壓為負9V。
78/79系列三端穩壓IC有很多電子廠家生產,80年代就有了,通常前綴為生產廠家的代號,如TA7805是東芝的產品,AN7909是松下的產品。(點擊這里,查看有關看前綴識別集成電路的知識)
有時在數字78或79后面還有一個M或L,如78M12或79L24,用來區別輸出電流和封裝形式等,其中78L調系列的最大輸出電流為100mA,78M系列最大輸出電流為1A,78系列最大輸出電流為1.5A。它的封裝也有多種,詳見圖。塑料封裝的穩壓電路具有安裝容易、價格低廉等優點,因此用得比較多。79系列除了輸出電壓為負。引出腳排列不 同以外,命名方法、外形等均與78系列的相同。
因為三端固定集成穩壓電路的使用方便,電子制作中經常采用,可以用來改裝分立元件的穩壓電源,也經常用作電子設備的工作電源。電路圖如圖所示。
注意三端集成穩壓電路的輸入、輸出和接地端絕不能接錯,不然容易燒壞。一般三端集成穩壓電路的最小輸入、輸出電壓差約為2V,否則不能輸出穩定的電壓,一般應使電壓差保持在4-5V,即經變壓器變壓,二極管整流,電容器濾波后的電壓應比穩壓值高一些。
在實際應用中,應在三端集成穩壓電路上安裝足夠大的散熱器(當然小功率的條件下不用)。當穩壓管溫度過高時,穩壓性能將變差,甚至損壞。
當制作中需要一個能輸出1.5A以上電流的穩壓電源,通常采用幾塊三端穩壓電路并聯起來,使其最大輸出電流為N個1.5A,但應用時需注意:并聯使用的集成穩壓電路應采用同一廠家、同一批號的產品,以保證參數的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量,以避免個別集成穩壓電路失效時導致其他電路的連鎖燒毀。
第二節 語音集成電路
電子制作中經常用到音樂集成電路和語言集成電路,一般稱為語言片和音樂片。它們一般都是軟包封,即芯片直接用黑膠封裝在一小塊電路板上。語音IC一般還需要少量外圍元件才能工作,它們可直接焊到這塊電路板上。
別看語音IC應用電路很簡單,但是它確確實實是一片含有成千上萬個晶體管芯的集成電路。其內部含有振蕩器、節拍器、音色發生器、ROM、地址計算器和控制輸出電路等。音樂片內可存儲一首或多首世界名曲,價格很便宜,幾角錢一片。音樂門鈴都是用這種音樂片裝的,其實成本很低。
不同的語言片內存儲了各種動物的叫聲,簡短語言等,價格要比音樂片貴些。但因為有趣,其應用越來越多。會說話的計算器、倒車告警器、報時鐘表等。語音電路盡管品種不少,但不能根據用戶隨時的要求發出聲音,因為商品化的語音產品采用掩膜工藝,發聲的語音是做死的,使成本得到了控制。
一般語音集成電路的生產廠家都可以特別定制語音的內容,但因為要掩模,要求數量千片以上。近年來出現的OTP語音電路解決了這一問題。OTP就是一次性可編程的意思,就是廠家生產出來的芯片,里面是空的,內容由用戶寫入(需開發設備),一旦固化好,再也不能擦除,信息也就不會丟失。它的出現為開發人員試制樣機提供了方便,特別適合于小批量生產。
業余制作采用可錄放的語言電路是十分方便的,UM5506、ISD1400、ISD2500等,外圍元件極少。bitbaby第一次知道可錄放語音集成電路,是在九幾年的無線電雜志上,記得那時是UM5101和T6668,都是用41256等DRAM的。那時多想有那么一套,不用磁帶就可以錄音的怪物,還能在放音時隨意變調呢。早期的數碼留言機也用它們,由于使用DRAM,如果沒有后備電池,一旦斷電后,所有的信息都會丟失。
現在采用EEPROM的語音電路大大方便了電子愛好者,它隨錄隨放,不怕掉電,使用方便,外圍元件少。只是價格較貴些,每秒鐘成本約1元人民幣。這類語音錄放集成電路首推(美國)ISD公司的ISD系列。國內、臺灣都有廠家生產兼容的芯片及軟包封的芯片、模塊,但從結構來看,猜想來自于ISD。
如果您對語音集成電路很感興趣,請密切留意bitbaby的網站。為了讓您更好地了解語音IC,bitbaby以后將把精心收集的語音IC應用圖集貼到網上來,以方便您查詢使用。
這里是幾張語音IC的圖片:
這是經典的KD9300門鈴音樂芯片: 這是“請注意-倒車”的語言片:
這是能夠驅動十二個LED閃光的芯片
這是軟包封的ISD1420芯片:(好貴:-(第三節 數字集成電路
數字集成電路產品的種類很多種。數字集成電路構成了各種邏輯電路,如各種門電路、編譯碼器、觸發器、計數器、寄存器等。它們廣泛地應用在生活中的方方面面,小至電子表,大至計算機,都是有數字集成電路構成的。
結構上,可分成TTL型和CMOS型兩類。74LS/HC等系列是最常見的TTL電路,它們使用5V的電壓,邏輯“0”輸出電壓為小于等于0.2V,邏輯“1”輸出電壓約為3V。CMOS數字集成電路的工作電壓范圍寬,靜態功耗低,抗干擾能力強,更具優點。數字集成電路有個特點,就是它們的供電引腳,如16腳的集成電路,其第8腳是電源負極,16腳是電源正極;14腳的,它的第7腳是電源的正極。
通常CMOS集成電路工作電壓范圍為3-18V,所以不必像TTL集成電路那樣,要用正正好好的5V電壓。CMOS集成電路的輸入阻抗很高,這意味著驅動CMOS集成電路時,所消耗的驅動功率幾乎可以不計。同時CMOS集成電路的耗電也非常的省,用CMOS集成電路制作的電子產品,通常都可以用干電池供電。
CMOS集成電路的輸出電流不是很大,大概為10mA左右,但是在一般的電子制作中,驅動一個LED發光二極管還是沒有問題的。此外,CMOS集成電路的抗干擾能力也較強,即行話所說的噪聲容限較大,且電源電壓越高,抗干擾能力越強。
電子制作中常用的數字集成電路有4001、4011、4013、4017、4040、4052、4060、4066等型號,建議多買些備用。市場上的數字集成電路進口的較多,產品型號的前綴代表生產公司,常見的有MC1XXXX(摩托羅拉)、CDXXXX(美國無線電RCA)、HEFXXXX(飛利普)、TCXXXX(東芝)、HCXXXX(日立)等。一般來說,只要型號相同,不同公司的產品可以互換。這里有一張表,是關于集成電路前綴及其生產公司的。需要注意的是,CMOS集成電路容易被靜電擊穿,因此需要妥善保存。一般要放在防靜電原包裝條中,或用錫箔紙包好。另外焊接的時候,要用接地良好的電烙鐵焊,或者索性拔掉插頭,利用余熱焊接。不過說實話,現在的CMOS集成電路因為改進了生產工藝,防靜電能力都有很大提高,不少人都不太注意為CMOS集成電路防靜電,IC卻也活著。
這里是TC4066(電子模擬開關)的外形圖:
第四節 模擬集成電路
模擬集成電路被廣泛地應用在各種視聽設備中。收錄機、電視機、音響設備等,即使冠上了“數碼設備”的好名聲,卻也離不開模擬集成電路。
實際上,模擬集成電路在應用上比數字集成電路復雜些。每個數字集成電路只要元器件良好,一般都能按預定的功能工作,即使電路工作不正常,檢修起來也比較方便,1是1,0是0,不含糊。模擬集成電路就不一樣了,一般需要一定數量的外圍元件配合它工作。那么,既然是“集成電路”,為什么不把外圍元件都做進去呢?這是因為集成電路制作工藝上的限制,也是為了讓集成電路更多地適應于不同的應用電路。
對于模擬集成電路的參數、在線各管腳電壓,家電維修人員是很關注的,它們就是憑借這些判斷故障的。對業余電子愛好者來說,只要掌握常用的集成電路是做什么用的就行了,要用時去查找相關的資料。許多電子愛好者都是從裝收音機、音響放大器開始的,用集成電路裝,確實是一種樂趣。相信大家對這兩者也都感興趣。裝的收音機有兩種,一是AM中波的,通常用CIC7642、TA7641集成塊裝。另一種是FM調頻的,通常要求具有一定的水平,用TDA7010、TDA7021、TDA7088,CXA1019(CXA1191)、CXA1238等。這些集成塊也是收音機長商所采用的經典IC。
CIC7642外形象一個9013,僅三個引腳,工作于1.5V下,其內部集成了多個三極管,用于組裝直放式收音機,而且極易成功,因此許多電子入門套件少不了它。其兼容型號為MK484、YS414,許多進口的微型收音機、電子表收音機都用。
TA7641P裝出來的收音機為超外差式,性能要好,但是因為有中周,制作調試都有點復雜,如果能買到套件組裝,那也不算麻煩(照著指示把元件焊到電路板上就行啦:-〕。
TDA7000系列是飛利普公司的產品,有bitbaby沒見過的TDA7000,以及TDA7010T,TDA7021T,TDA7088T,后三者有個后綴T,表示是微型貼片封裝的。bitbaby也沒見過標準DIP(雙列直插塑封)封裝的,所以盡管它們的應用電路簡單,做起來可麻煩,整個集成電路和一粒赤豆差不多大。(下面有圖)TDA7088T是可以用變容管和電位器實現電調諧的。
CXA1019是索尼公司生產的,CXA1191是它的改進型號,它們被稱為單片AM/FM收音集成電路,因為一片IC包含了從高頻放大、本振到中頻放大、低頻(音頻)放大的所有功能。CXA1238是AM/FM立體聲收音集成電路,它不包括音頻放大器,但有立體聲解碼功能,通常用于WALKMAN收放機等。
這里有個知識,就是CXA的收音IC同一型號有三種不同的大小(即后綴M型為貼片封裝,S型為小型封裝,P型為DIP封裝)。
音響功放電路也是電子愛好者們津津樂道的話題。通過親手制作,不但深入了解了原理,更是具有意義。bitbaby并不是發燒友(也燒不起),對吹毛求疵的“金耳朵”更是持有懷疑態度。請各位新手不要誤入歧途。做一套實用的音響才是聰明之舉,不要相信什么“把XXXX IC換成運放之皇NE5532后效果立竿見影”。
Bitbaby幫別人裝過許多功放,也有不少經驗。有的雖然只是用收錄機用的功放集成塊,但因為用了較大功率的電位器、較大容量的濾波電容、較大口徑的揚聲器,效果還是比收錄機好。
TA7240P是收錄機中常用的功放IC,雙聲道,各5.8W,12V左右供電,音質一般般。
TDA1521是高保真功放IC,功率較大,音質較好,上點檔次的電腦有源音箱也都用該集成塊。
LM1875(TDA2003、TDA2030、TDA2030A)等應用電路差不多,功率不同,TDA2030A是TDA2030的改進型,功率稍大。這些集成塊應用也很多,但假貨也多,有的假貨是用廉價IC打磨過的,有的則是粗制濫造。傻瓜功放是一種厚膜集成電路,其實不過是把各分立元件封裝在一起,只有輸入引腳用來接音源,輸出引腳接音箱,以及電源引腳,方便了使用。
此外,還有TDA2822、LM386等的小功率音頻放大器,在電池供電的產品中作功放。用它們也可做有源音箱,廉價的有源音箱就用它們。
關于這些集成電路的使用,Bitbaby將在以后貼出文章。
這里是TDA7010T的樣子:
第四篇:集成電路實驗報告
集成電路實驗報告
班級:
姓名:
學號:
指導老師:
實驗一:反相器的設計及反相器環的分析
一、實驗目的
1、學習及掌握cadence圖形輸入及仿真方法;
2、掌握基本反相器的原理與設計方法;
3、掌握反相器電壓傳輸特性曲線VTC的測試方法;
4、分析電壓傳輸特性曲線,確定五個關鍵電壓 VOH、VOL、VIH、VIL、VTH。
二、實驗內容
本次實驗主要是利用 cadence 軟件來設計一基本反相器(inverter),并利用 仿真工具 Analog Artist(Spectre)來測試反相器的電壓傳輸特性曲線(VTC,Voltage transfer characteristic curves),并分析其五個關鍵電壓:輸出高電平VOH、輸出低電平VOL、輸入高電平VIH、輸入低電平VIL、閾值電壓 VTH。
三、實驗步驟
1.在cadence環境中繪制的反相器原理圖如圖所示。
2.在Analog Environment中,對反相器進行瞬態分析(tran),仿真時間設置為4ns。其輸入輸出波形如圖所示。
分開查看:
分析:反相器的輸出波形在由低跳變到高和由高跳變到底時都會出現尖脈沖,而不是直接跳變。其主要原因是由于MOS管柵極和漏極上存在覆蓋電容,在輸出信號變化時,由于電容儲存的電荷不能發生突變,所以在信號跳變時覆蓋電容仍會發生充放電現象,進而產生了如圖所示的尖脈沖。
3.測試反相器的電壓傳輸特性曲線,采用的是直流分析(DC),我們把輸入信號修改為5V直流電源,如圖所示。
4.然后對該直流電源從0V到5V進行線性掃描,進而得到電壓傳輸特性曲線如圖所示。
5.為反相器創建symbol,并調用連成反相器環,如圖。
6.測量延時,對環形振蕩器進行瞬態分析,仿真時間為4ns,bcd節點的輸出波形如圖所示。
7.測量上升延時和下降延時。(1)測量上升延時:可以利用計算器(calculator)delay函數來計算信號c與信號b間的上升延時和下降延時如圖所示。所以上升延時tpLH=91.933ps
(2)測量下降延時:同樣方法可以測得信號c與信號b間的下降延時如圖所示。所以下降延時為tpHL=124.8ps
8.測量上升時間。可利用計算器中的risetime函數來計算信號c的上升時間,如圖所示。所以,信號c的上升時間156.2689ps
實驗二:反相器優化及反相器鏈分析
一、實驗目的
1、學習及掌握cadence圖形輸入及仿真方法;
2、掌握生成symbol的兩種方法;
3、利用基本反相器設計反相器環,并分析其延時;
4、掌握使用計算器(Calculator)以及直接測量上升、下降延時的方法。
二、實驗內容
本實驗主要利用cadence軟件來設計一由反相器環(奇數個)構成的環形振蕩器,并利用計算器(Calculator)來分析環形振蕩器的延時。
三、實驗步驟
1、繪制反相器鏈
繪制的反相器鏈如圖所示,各反相器的MOS管尺寸如下:柵長length設置為變量len,而寬度設置為:
invX1:a*Wid for PMOS,Wid for NMOS invX4:a*b*Wid for PMOS,b*Wid for NMOS invX16:a*b*bWid for PMOS,b*b*Wid for NMOS invX64:a*c*Wid for PMOS,c*Wid for NMOS
2、瞬態分析
進入Analog Environment中,進行瞬態分析之前必須得設置好參量。其中,a=2,b=4,c=64,Len=600n,Wid=1.5u。也就是說,反相器是二比一的反相器,并且每一級按放大倍數為4的比例放大,所有MOS管的柵長為600n,而最小MOS管的寬為2*1.5u。所以,原理圖中所有MOS管的尺寸都已經確定下來。
進行瞬態分析,仿真時間為8ns,輸出波形如圖所示:
3、測量IN3與IN2間的延時
(1)測量上升延時:可以利用計算器(calculator)delay函數來計算信號IN3與信號IN2間的上升延時和下降延時。
同理,測量出IN3與IN2間下降延時如圖所示。
4、測量IN2與OUT間的延時。
5、確定最優的PMOS/NMOS寬度之比a。使用變量仿真,通過改變PMOS/NMOS寬度之比a的值,來確定最快的情況。a由1->3變化,步進為0.2,輸出IN2與OUT的波形如圖所示:
由上圖可以看出,當a由1->3變化時,IN2與OUT間的延時相當接近,所以我們可以認為靜態CMOS屬于無比邏輯。我們放大HL部分如圖所示。我們可以發現最快的情況是當a=1時,此時PMOS與NMOS尺寸相同。
另外,我們可以放大LH部分如圖所示。由圖可知,選擇a=1.5,更接近最優的上升延時。
6、確定最優的放大倍數b 同樣,在這里我們使用變量仿真,通過b的值,來確定最快的情況。b由3->8變化,步進為1,輸出IN2與OUT的波形如圖所示,IN2與OUT間的延時也相當接近。
(1)放大LH部分如圖所示。由圖可以看出當b=4時,最小的上升延時為670ps
同樣,可以利用計算器中的delay函數來確定變量b與延時的關系,輸出圖形如圖所示。由圖可以看出,當b=4.0時,最小的上升延時為645ps。
(2)放大HL部分如圖所示。由圖可以看出當b=4時,最小的下降延時為510ps
同樣,可以利用計算器中的delay函數來確定變量b與延時的關系,輸出圖形如圖所示。由圖可以看出,當b=3.98時,最小的下降延時為645ps。
所以,由上分析可知,b=4時延時最小。
實驗三:版圖的繪制
一、實驗目的
1、學習及掌握cadence圖形輸入及仿真方法;
2、利用反相器設計反相器鏈,并對其進行尺寸的優化;
3、學會反相器優化的基本方法;
4、進一步掌握上升延時、下降延時的測量方法。
二、實驗內容
主要內容是為反相器設計版圖。
三、實驗步驟
1、反相器版圖繪制
(1)繪制n有源區,如圖所示。其尺寸為5?×13?,即NMOS的寬為1.5um。
(2)繪制NMOS柵極,如圖所示,NMOS管的長為600nm。(2)在有源區中放置兩個接觸,如圖所示,其尺寸為2?×2?。該接觸的主要作用是為了使柵極與金屬一層接觸良好。
(2)在n有源區旁邊繪制一個襯底接觸,并添加p選擇框和n選擇框,如圖所示。該襯底接觸的主要作用是保證GND與柵極良好接觸。這樣,NMOS管就基本繪制完成。
(3)用同樣的方法繪制PMOS管,如圖所示。其中PMOS管的寬為3um,長為600nm。PMOS旁邊也為襯底接觸,該襯底接觸的主要作用是保證VDD與柵極良好接觸。
(4)繪制N阱,由于NMOS建立在P型襯底上,為了在同一塊晶片上建立PMOS管,則必須對其摻雜,建立一N型區,然后再在該N型區中建立PMOS管。如圖所示。
(7)在有源區上繪制金屬,并繪制連線。其中為了在金屬一層中添加輸入引腳,所以在由金屬一層到柵極之間要加一“過孔”。最后再繪制GND以及VDD就完成了反相器的版圖繪制。完成后的反相器版圖如圖所示。
實驗四:版圖后仿真
一、實驗目的
1、掌握版圖提取(layout extraction)的方法;
2、掌握版圖與線路圖対查比較方法(LVS);
3、掌握后模擬仿真(post layout simulation)的基本方法;
4、掌握版圖仿真的方法,以及與原理圖仿真的比較方法。
二、實驗內容
提取出反相器的版圖,并用LVS工具驗證版圖與原理圖是否一致,最后提取出版圖中的寄生參數進行仿真,并與原理圖仿真進行比較。
三、實驗步驟
1、為了進行版圖提取,還要給版圖文件標上端口即添加輸入(IN)輸出(OUT)引腳以及電源(vdd!、gnd!)引腳,這是LVS的一個比較的開始點。版圖上pin腳的目的是為了讓版圖提取工具可以識別I/O信號的位置,在完成后的版圖上加pin腳,為后續的器件提取做好準備。填上端口的名稱(Terminal Names 和Schematic中的名字一樣)、模式(Mode,一般選rectangle)、輸入輸出類型(I/O Type)等。至于Create Label屬于可選擇項,選上后,端口的名稱可以在版圖中顯示。如圖所示。
2、版圖提取
在版圖編輯環境下選擇Verify –extractor,然后在彈出的對話框中選擇寄生電容提取Extract_parasitic_caps。填好提取文件庫和文件名后,單擊OK就可以了。然后打開Library Manager,在庫myLib下nmos單元中增加了一個文件類型叫extracted的文件,可以用打開版圖文件同樣的方式打開它。如圖就是提取出來的版圖,可以看到提取出來的器件和端口,要看連接關系的話,可以選擇erify-probe菜單,在彈出窗口中選擇查看連接關系。如下圖所示,可以很清楚的看到提取版圖中的寄生電容。
3、版圖與線路圖對查比較(LVS,Layout Versus Schematic)從圖中可以看出,原理圖與版圖中的網表完全匹配(The net-lists match.),說明原理圖網表與版圖網表是完全一致的。同時,還可以看出版圖中有4個節點,4個端口,1個PMOS和1個NMOS;相似的,原理圖中也有4個節點,4個端口,1個PMOS和1個NMOS。
也可以點擊Netlist來查看原理圖和版圖的網表。如圖所示,左圖為由原理圖產生的網表,右圖為由版圖產生的網表。
4、后模擬(Post Layout Simulation)在后模擬之前首先應建立analog_extracted view,在LVS窗口中點擊Build Analog即可。然后創建一個名為testbench的原理圖來進行后模擬。testbench的原理圖如圖所示。
進行analog_extracted view(帶有寄生參數的仿真),仿真輸出結果如圖所示。
5、同時仿真Schematic View和Extracted View(1)配置config view
(2)同時進行版圖仿真和原理圖仿真,在Analog Environment環境中,Setup->Design選擇所要模擬的線路圖testbench,view name選擇config,然后按以前的方法進行仿真,仿真輸入輸出結果如圖所示。
實驗五:期中測試
一、實驗目的
1、復習根據版圖繪制原理圖,并驗證版圖與原理圖是否一致的方法;
2、復習為原理圖創建symbol,使用國際通用符號的方法;
3、復習測試電壓傳輸特性曲線,并確定其關鍵電壓的方法;
4、復習測量信號的上升延時和下降延時的方法;
5、復習版圖仿真的方法;
6、復習改變電路尺寸,確定上升延時、閾值電壓的變化關系的方法。
二、實驗內容
根據版圖繪制原理圖
驗證原理圖與版圖一致
提取版圖之后,就進行LVS驗證
創建symbol view
Testcell_sim原理圖的創建
進行仿真分析
版圖仿真
版圖仿真和原理圖仿真的結果有較大的差距。
LH放大部分
實驗要求,對于圖二所示電路原理圖,原來nmos的寬為W=6um,則pmos的寬為a*W=a*6um,即a設為變量可改變MOS管寬度比
1)當a在1~4之間變化時,用DC掃描分析電路的閾值電壓變化情況
當a=2時,閾值電壓等于2.5V。所以,此時利用瞬態仿真,得到輸入輸出波形
計算器計算出此時上升延時和下降延時 輸出OUT的上升延時
輸出OUT的下降延時
2)當a在1~4之間變化時,用瞬態掃描(tran)分析電路的上升延時變化情況,輸出結果如圖
a在1 ̄4變化時,a與上升延時的關系曲線
當a在1~4變化時,輸出信號的上升延時隨著a的增大而逐漸減小。當a=2時,輸出信號的上升延時26.8ps ?,與上面得到的值完全相同
實驗六:CMOS反相器設計
一、實驗目的
1、進一步學習及掌握cadence圖形輸入及仿真方法;
2、掌握反相器的設計方法,使之達到設計要求;
3、進一步學會版圖制造工藝以及版圖設計的基本規則及方法;
4、進一步掌握版圖提取(layout extraction)的方法以及版圖與線路圖対查比較方法(LVS);
5、進一步掌握后模擬仿真(post layout simulation)的基本方法;
6、掌握版利用Spectre進行瞬態仿真(tran)以及直流仿真(DC)的方法。
二、設計目標
本實驗主要是要設計一反相器,使得該反相器滿足以下幾個條件:
1、該反相器能夠同時驅動32倍最小尺寸CMOS反相器(Wn=1.5um,Wp=3um)和一個等效的100fF線電容;
2、該反相器的傳輸延時(propagation delay)必須小于300ps;
3、假設輸入信號有50ps的上升和下降時間;
4、該反相器必須用AMI 0.6um工藝中的最小柵長設計。
三、實驗內容
1、反相器尺寸設計
(1)反相器尺寸設計原理圖
(2)確定尺寸
對上面的反相器原理圖進行封裝之后,建立如圖所示的inv_des原理圖,原理圖主要是用來確定反相器的尺寸,使之滿足設計目標。圖中要設計的反相器輸出接了一個32倍最小尺寸CMOS反相器和一個100fF的電容。32倍最小尺寸CMOS反相器的原理圖如圖所示。
進入Analog Environment,設置好參數,進行瞬態分析,param的變化范圍是從1->10,得到輸出信號的波形如圖所示。在利用計算器中的delay函數測得輸出信號的上升延時、下降延時與變量param的關系曲線如圖所示。
由圖上升延時與變量param的關系曲線可以看出,隨著變量param的不斷增大,上升延時不斷減小,當param=5.2時,上升延時恰好等于300ps;由圖下降延時與變量param的關系曲線可以看出,隨著變量param的不斷增大,上升延時也不斷減小,當param=5時,下降延時恰好等于300ps。
綜合以上兩種情況可知,為了滿足條件2:該反相器的傳輸延時(propagation delay)必須小于300ps,所以可取變量param=6。
變量param=6,繪制出設計好的原理圖如圖所示:
2、延時及功耗分析
在前面圖所示原理圖中,令變量param=6保持不變,然后進行瞬態分析,其輸入輸出波形如圖所示。由圖可知,輸出波形基本不失真,所以此反相器能夠同時驅動32倍最小尺寸CMOS反相器(Wn=1.5um,Wp=3um)和一個等效的100fF線電容。
(1)延時分析
利用計算器calculator中的delay函數分析波形的上升延時和下降延時如圖九、十所示。由圖可以看出:上升延時為234.20ps,下降延時為253.63ps。
(2)功耗分析
為了測量功耗,所以首先應測出電源電壓和輸出電流,再利用計算器中的spectrerPower函數來計算功耗。
3.電壓傳輸特性曲線及關鍵電壓
進入Analog Environment,設置好參數,為測試電壓傳輸特性曲線,所以對V1進行DC掃描,掃描范圍為0->5V。輸出的電壓傳輸特性曲線如圖所示。
由上圖可以看出:輸出高電平VOH =5V、輸出低電平VOL =0V、輸入高電平、輸入低電平、閾值電壓分別為VIH =3.01V?,VIL=2.02V?,VTH=2.48V。所以,噪聲容限為NML?VIL?VOL?2.02?0?2.02VNMH?VOH?VIH?5?3.01?1.99V.4、版圖繪制
根據實驗要求繪制該反相器的版圖如圖十六所示。該反相器版圖使用AMI 0.6um工藝,柵長為600nm,NMOS管的寬為9um,而PMOS管的寬本應該為18um,但是由于PMOS管的尺寸過大,在這里采用兩個寬為9um的PMOS管并聯的方式來等效寬為18um的PMOS管。
版圖仿真
首先為反相器創建一個config view。然后,在Analog Environment環境中,Setup->Design選擇所要模擬的線路圖inv_design_postSim,view name選擇config,然后按以前的方法進行仿真,仿真輸入輸出結果如圖
對版圖仿真的輸出波形進行局部放大,由放大的圖形可以看出,在此種情況下原理圖仿真的延時比版圖仿真的延時略小。
實驗七:CMOS全加器設計
一、實驗目的
1、進一步學習及掌握cadence圖形輸入及仿真方法;
2、掌握全加器的設計方法,并用全加器構成4位累加器;
3、進一步學會版圖制造工藝以及版圖設計的基本規則及方法;
4、進一步掌握版圖提取(layout extraction)的方法以及版圖與線路圖対查比較方法(LVS);
5、進一步掌握后模擬仿真(post layout simulation)的基本方法;
6、掌握版利用Spectre進行瞬態仿真(tran)以及直流仿真(DC)的方法。
二、實驗內容
1、全加器晶體管級原理圖
根據實驗原理繪制的全加器晶體管級原理圖如圖所示。注意:Cin為關鍵信號(最后穩定信號),故靠近輸出端,可以減小延時。
2、全加器延時及功耗分析
對上面的全加器原理圖進行封裝之后,建立如圖所示的Full_Adder_test原理圖,原理圖主要用來分析全加器的延時以及功耗等。
(1)最壞的上升延時分析
下面利用瞬態分析,測量Cin=1,A=1,B由0->1變化時的延時情況。如下圖所示,是該情況下的輸入輸出波形。
用計算器中的delay函數測得此時的最壞下降延時(對于Sum來說,此時相當于最壞的上升延時)如圖所示。由圖可知,最壞的上升延時tpLH=484.753ps。
如圖所示,是利用計算器中的spectrerPower函數計算出的功耗波形。由圖可以看出,在靜態時,電路消耗的功耗很微小(幾乎為0);然而在動態時,相對靜態而言,消耗的功耗就比較大。然而,從整體上來說功耗還是很小的。
(2)最壞的下降延時分析
下面利用瞬態分析,測量Cin=0,A=0,B由1->0變化時的延時情況。如下圖所示,是該情況下的輸入輸出波形。
用計算器中的delay函數測得此時的最壞上升延時(對于Sum來說,此時相當于最壞的下降延時)如圖所示。由圖可知,最壞的下降延時為520.94ps。
第五篇:集成電路科技館觀后感
有趣的芯片之旅
——“上海集成電路科技館”觀后感
從1971年intel向全球市場推出第一款4004微處理器算起,到09年新發布的sandy bridge架構的cpu,他們之間雖然只相隔了僅僅30多年,但性能卻天各一方。這顯然歸功于不斷進步的晶體管制造工藝。作為一名計算機專業的學生,花一天時間去了解由晶體管,電容,電感等原件組成的集成電路,不僅能幫助我們回溯那段計算機進化史,更能為我們勾畫出自動化領域未來的發展藍圖。抱著這樣的心態,3月13日我們10計算機班在周曉燕老師的帶領下參觀了位于浦東張江的上海集成電路科技館,展開了一次有趣的芯片之旅。
“沙爍加上人類的智慧才有了神奇的集成電路”。羅馬并非一天建成,參觀科技館后我深有體會,發展至今強大的集成電路也是從姍姍學步的嬰兒開始的。從電子管到晶體管,從第一顆處理器到90納米處理器再到現在的32納米工藝處理器。其中凝結了無數人智慧的結晶。從一顆普通的砂子到無所不能的集成電路芯片;從茫茫的宇宙空間到無塵的潔凈室,集成電路是人類智慧的結晶和當代高科技生產能力的代表。集成電路的基本原來是硅,這再之前早就了解,但沒想到他在地殼中的含量僅次于氧和沙土。和機械工業所要用到的煤,石油等珍貴資源相比實在廉價。感謝大自然給予人類這一取之不盡,用之不竭的財富。保障了人類的科技發展。
科技館規劃布局相當合理,而他自己本身也是利用眾多集成電路技術營造良好體驗的科技館。他共分為五個展區。在參觀之前我對集成電路印象僅僅局限于由數以億記的晶體管和一些二極管,電容組成的一塊或藍,或黑,或綠的電路板。直到領教過智能家居,智能冰箱等一些展示后。才發現他在未來將存在于我們的每一寸生活空間中。小到耳紋識別系統,虹膜識別系統,聲音、指紋識別系統,大到航天航空中的集成電路。他給我們帶來的不僅是便利,效率,國家實力的體現,更是安全的保障。基于現在集成電路處理復雜的生物安全的能力,我完全相信在不遠的來,經過科學家不懈的研究,他同樣能夠勝任無線通訊中的安全問題。保障在即將到來的無線通訊時代的個人財富的安全。
“目前,在一個比指甲蓋還小的硅晶片上,可以集成10億多個電子元器件。而世界上第一個集成電路誕生時,上面只有5個元器件。集成電路是電
子產品的‘大腦’,可以記憶和運算,完成各種信息處理。”毫無疑問集成電路是近代最偉大的發明,它最先帶動了計算機的發展。集成電路領域不僅同我們的專業息息相關,在未了解他之前,我們沒發現他它更如同呼吸般存在與我們的身邊每個角落,提高我們的工作效率,保障我們的安全。能體會一整個領域的形成過程,我感覺這一天的旅程很值得。
葛康鳴
10計算機