簡析模擬集成電路設計

模擬集成電路設計一直在集成電路設計中占據著極其重要的位置。由于我們所處的現實世界里存在的各種信號從本質上來講都是模擬信號，因此從現實世界獲取信號，進行放大、濾波和采樣量化并最終返回現實世界實現驅動都離不開模擬集成電路。

模擬集成電路設計被稱作是一門藝術。物理世界中的各種信號在模擬集成電路設計看來最終都以電壓，電流或者電荷的形式呈現出來，有時還要深入到半導體物理中，觀測信號在電子級別的變現，比如說熱噪聲。那么在外人看似枯燥的工程科學，其藝術性如何表現出來呢？換一個角度來看，模擬集成電路設計充滿了諸多設計因素的“trade-off”,設計者需要在速度，功耗，增益，電源電壓，噪聲，芯片成本，設計魯棒性等功能性能要求之間反復折中，最終做出最合適的設計。這個過程中充滿了妥協的藝術。（如圖1）更形象一點說，假設我們去買車，開始肯定想買輛法拉利，又漂亮又拉風（電路速度快，增益高），但是發現法拉利很吃油，保養貴，開得起養不起（功耗高，芯片成本高），只適合城市道路跑，鄉村小路跑不了（電路抗噪聲特性差），此時再想一想，如果只是為了出門通行的便利，似乎大眾本田也可以滿足要求，居家過日子還是要以經濟實惠為主。因此不盲目片面的追求電路的性能，應綜合考慮我們的項目需求來制定合理的設計指標。當然，如果有土豪級需求也是可以考慮法拉利的哈！

圖1 一個運算放大器誕生的矛盾歷程

從事模擬集成電路設計需要準備一桿筆，一堆演算紙。因為模擬電路設計充滿了電路結構的劃分和公式的推導，等推算的八九不離十了，再通過計算機EDA軟件的仿真進行驗證，如果仿真結果與推算結合符合得較好，則可以得到滿意的設計，如果符合不好，則需要仔細檢查可能出問題的地方。從事模擬集成電路設計就像是一個為孩子成長操碎心的媽媽，不僅要關注在常規條件下的工作變現，還要關注所使用的CMOS工藝的極端工藝角帶來的電阻，電容值±20%變化的影響，溫度從-40變到125度，電源電壓±10%的變化，工藝離散偏差對電路性能的影響，還有各種看不見卻無處不在的可惡的寄生效應（如圖2）….. 好吧，到此為止，說多了都是淚啊！等到流片回來，還需要懷著顫顫巍巍的心理來進行測試，心里祈禱著千萬不要出問題。出了問題，真是吃嘛嘛不香，絞盡腦汁在想問題可能的原因是什么。找到原因并解決了問題，心里樂開了花。也有找不到原因的時候，這時候也只能抱怨一句：只有上帝才知道怎么回事！

圖2 一個CMOS 反相器的寄生參數

如何有效地做好模擬集成電路設計？SOP! SOP! SOP! 重要的事情說三遍！雖然芯片設計的流程與當前公司的SOP并不完全一致，但是宗旨是一樣的，即有效的流程管理控制可以大大減少設計出錯的概率。其次，要多留設計裕量，IC流片成本高，時間周期長，一旦測試發現問題，一定要有后手來應付，因此電路設計的裕量夠不夠至關重要。最后，引用行內的一句話，“電路如同磚瓦，系統如同大廈。芯片設計工程師一定要從系統角度考慮問題，否則就是只見樹木，不見森林。”從系統的角度考慮芯片的設計，才能做出優秀的芯片產品。

壹芯微科技針對二三極管,MOS管作出了良好的性能測試，應用各大領域，如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經理給您精準的報價以及產品介紹