实验室常用模拟集成电路
什么是电子电路中的模拟集成电路它们有什么特点
什么是电子电路中的模拟集成电路它们有什么特点电子电路中的模拟集成电路及其特点电子电路中的模拟集成电路是指能够在电子设备中具有某种特定功能的集成电路。
相比数字集成电路，模拟集成电路主要用于处理连续信号，广泛应用于各种电子设备中，如通信设备、音频设备、传感器等。
本文将详细介绍模拟集成电路的定义、分类以及其特点。
一、模拟集成电路的定义及分类模拟集成电路是指能够对连续信号进行放大、滤波、调制等处理的集成电路。
它能够模拟连续信号的变化，以实现信号的处理和控制。
根据不同的功能和结构，模拟集成电路可以分为以下几类：1. 放大器类集成电路：包括运算放大器、差分放大器、功率放大器等。
这些电路能够对信号进行放大，提高信号的幅值或功率。
2. 滤波器类集成电路：用于对信号进行频率选择和滤波处理，包括通带滤波器、带阻滤波器等。
这些电路能够排除杂散信号，并提取所需频率范围内的信号。
3. 驱动器类集成电路：用于控制外部设备，如电机驱动器、显示驱动器等。
这些电路能够根据输入信号的变化来控制外部设备的工作状态。
4. 传感器接口类集成电路：用于连接传感器与其他电路，将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号。
这些电路能够实现模拟信号与数字电路之间的接口转换。
二、模拟集成电路的特点1. 连续性：模拟集成电路能够对连续信号进行处理，能够完成对信号幅值、频率等连续变化的模拟。
相比之下，数字集成电路只能处理离散的数字信号。
2. 稳定性：模拟集成电路对环境的温度、电压变化等具有一定的稳定性，能够在不同的工作条件下维持良好的性能。
这对于要求高精度、高稳定性的应用场景非常关键。
3. 噪声：模拟集成电路在工作过程中会产生一定的噪声，这是由于元件本身的噪声以及电路结构引起的。
因此，在设计模拟集成电路时需要注意降低噪声对信号质量的影响。
4. 复杂度：模拟集成电路的设计和制造相对复杂，需要考虑电路的稳定性、可靠性、功耗等因素，并且对制造工艺的要求较高。
因此，模拟集成电路的开发和制造成本较高。
集成电路工艺模拟实验
实验名称：集成电路工艺模拟；实验性质：设计性实验；实验时间20105.24实验集成电路工艺模拟一．实验目的IC工艺模拟由运行IC工艺模拟器来实现。
IC工艺模拟器由IC工艺模拟软件及能运行该软件的具有一定容量和速度的计算机等硬件组成。
IC工艺模拟软件大致可分为3类：第一类，用来模拟离子注入、扩散、氧化等以模拟掺杂分布为主的所谓狭义的IC工艺模拟软件；第二类，用来模拟刻蚀、淀积等工艺的IC形貌模拟软件以及第三类，用来模拟固有的和外来的衬底材料参数及制造工艺条件参数的扰动对工艺结果影响的所谓IC工艺统计模拟软件。
IC工艺模拟软件可用于模拟制造IC的全工序，也可用来模拟单类工艺或单项工艺。
IC工艺模拟有优化设计IC制造工艺以及快速分析工艺条件对工艺结果影响等功能，也是虚拟制造IC的重要组成部分。
在工艺条件参数中，以离子注入、扩散和氧化工艺为例，一般包括：离子注入的能量、剂量和杂质种类等；预淀积或再分布扩散的温度、时间、杂质种类及需要给出的浓度、气氛或携带气体的种类和分压等；氧化的温度、时间，携带的氧化剂类别和分压等衬底材料参数一般包括衬底材料的晶向、掺杂类型和浓度等。
必要的网格参数、扰动参数及输出参数等。
有一些电学参数如方块电阻、阈值电压等由得出的杂质分布、氧化层厚度及已知的衬底材料参数按有关解析计算公式计算得出。
工艺模拟软件是在建立各种模拟模型的基础上用数值技术求解，编程得出来的。
所以同一个工艺采用不同的模型，最后的模拟结果是不相同的。
SUPREM（Stanford University Process Engineering Models__斯坦福大学工艺模型）是第一个能模拟几乎全部IC制造工序的软件，它与1977年由美国Stanford大学IC实验室成功试制，由于存在数值不稳定，模型精度不够，未能使用。
经过修改在1978 年6月完成了第二代文本，称为SUPREM II, 在SUPREM II程序中已仔细考虑了磷扩散空位模型、氧化增强扩散等，提高了模型精度；由于这些改进，使在SUPREM II成为国际上第一个能实用的IC工艺模拟软件。
《模拟集成电路》课件
，以便对设计的电路进行全面的测试和评估。
PART 05
模拟集成电路的制造工艺
REPORTING
半导体材料
硅材料
硅是最常用的半导体材料，具有 稳定的物理和化学性质，成熟的 制造工艺以及低成本等优点。
化合物半导体
如砷化镓、磷化铟等化合物半导 体材料，具有高电子迁移率、宽 禁带等特点，常用于高速、高频 和高温电子器件。
《模拟集成电路》课 件
REPORTING
• 模拟集成电路概述 • 模拟集成电路的基本元件 • 模拟集成电路的分析方法 • 模拟集成电路的设计流程 • 模拟集成电路的制造工艺 • 模拟集成电路的优化与改进
目录
PART 01
模拟集成电路概述
REPORTING
定义与特点
定义
模拟集成电路是指由电阻、电容、电 感、晶体管等电子元件按一定电路拓 扑连接在一起，实现模拟信号处理功 能的集成电路。
围和失真。
信号分析方法
01
02
03
04
频域分析
将时域信号转换为频域信号， 分析信号的频率成分和频谱特
性。
时域分析
研究信号的幅度、相位、频率 和时间变化特性，分析信号的
波形和特征参数。
调制解调分析
研究信号的调制与解调过程， 分析信号的调制特性、解调失
真等。
非线性分析
研究电路的非线性效应，分析 信号的非线性失真和互调失真
音频领域
模拟集成电路在音频领域中主要用于 音频信号的放大、滤波、音效处理等 功能，如音响设备、耳机等产品中的 模拟集成电路。
模拟集成电路的发展趋势
集成度不断提高
随着半导体工艺的不断发展，模 拟集成电路的集成度不断提高， 能够实现更加复杂的模拟信号处
模拟集成电路基本单元
频率稳定性分析
分析电路在不同频率下的 稳定性，确保电路在不同 频率下都能正常工作。
04
CHAPTER
基本单元设计
设计流程
电路原理图设计
根据设计目标，选择合适的电路 拓扑和元件，设计电路原理图。
参数提取与仿真验证
根据电路原理图，提取元件参数， 建立数学模型，进行仿真验证， 确保电路性能满足设计目标。
THANKS
谢谢
版图绘制与优化
将电路原理图转化为版图，进行 布局和布线优化，提高电路的可 制造性和可靠性。
确定设计目标
明确电路的功能、性能指标和限 制条件，如功耗、尺寸、成本等。
可靠性分析
对版图进行可靠性分析，如工艺 角分析、噪声容限分析等，确保 电路在实际应用中的稳定性。
设计方法
手工设计
混合方法
根据经验和理论知识，手动选择和设 计电路元件和拓扑结构。
比较器
总结词
比较器是模拟集成电路中的基本单元之一，用于比较两个输 入信号的大小。
详细描述
比较器具有高灵敏度、低失调电压和低功耗等特点，能够快 速准确地比较两个输入信号的大小关系，输出相应的逻辑状 态，广泛应用于阈值检测、脉冲整形等电路中。
滤波器
总结词
滤波器是模拟集成电路中的基本单元之一，用于提取信号中的特定频率成分。
技术挑战
由于模拟电路元件的多样性和复杂性，模拟集成电路设计面临诸多 技术挑战，需要不断探索和创新。
模拟集成电路的发展历程
01
早期发展
20世纪50年代，模拟集成电路开始出现，主要用于简单的放大和滤波
功能。
02
快速发展
20世纪60年代至70年代，随着半导体工艺的进步和集成电路设计技术
集成电路介绍了解常见的数字和模拟集成电路
集成电路介绍了解常见的数字和模拟集成电路集成电路是现代电子技术的重要组成部分，广泛应用于各个领域。
它的发展可以追溯到20世纪60年代，如今已经成为电子产品中最基本的部件之一。
本文将介绍一些常见的数字和模拟集成电路。
一、数字集成电路数字集成电路是以二进制逻辑为基础，用于处理和存储数字信号的电路。
它主要包括与门、或门、非门、触发器、计数器等。
以下是几种常见的数字集成电路：1. 与门（AND Gate）与门是数字电路中最基本的门电路之一。
它有两个或多个输入端和一个输出端，在输入端所有信号均为低电平时，输出为低电平；只有输入端所有信号均为高电平时，输出才为高电平。
2. 或门（OR Gate）或门也是基础的数字电路，它的表现形式与与门相反。
当输入端至少有一个信号为高电平时，输出为高电平；只有输入端的所有信号都为低电平时，输出才为低电平。
3. 非门（NOT Gate）非门是最简单的门电路之一，它只有一个输入端和一个输出端。
输入端为高电平时，输出为低电平；输入端为低电平时，输出为高电平。
4. 触发器（Flip-Flop）触发器是一种存储数字信号的元件，包括RS触发器、D触发器、JK触发器等。
触发器可以在特定条件下锁存输入信号，实现存储和传输数据的功能。
5. 计数器（Counter）计数器是一种用于计数的数字电路。
它可以按照事先设定的规则进行计数，并根据输入信号控制计数的起始值、方向和步进数。
二、模拟集成电路模拟集成电路是能够处理模拟信号的电路，它可以对连续变化的信号进行放大、滤波、混频等操作。
以下是几种常见的模拟集成电路：1. 差动放大器（Differential Amplifier）差动放大器是放大差分信号的电路，具有抗共模干扰的能力。
它常用于信号放大、抑制噪声等应用中。
2. 运算放大器（Operational Amplifier）运算放大器是一种高增益的电子放大器，可以对模拟信号进行放大、运算、滤波等处理。
模拟cmos集成电路设计
模拟CMOS集成电路设计1. 引言模拟CMOS集成电路设计是现代集成电路设计的重要领域之一。
随着电子技术的不断发展和进步，集成电路在各个领域都有着广泛的应用，尤其是模拟领域。
模拟CMOS集成电路设计是一门综合性学科，需要掌握深厚的电路理论知识和数理基础。
本文将介绍模拟CMOS集成电路设计的基本原理、常用工具和设计流程。
2. 模拟CMOS集成电路基本原理模拟CMOS集成电路是由大量的MOS晶体管和电阻电容等元件组成的电路。
它能够处理连续变化的电压信号，具有很高的放大和处理能力。
模拟CMOS集成电路设计的基本原理包括以下几个方面：2.1 MOSFET的基本原理模拟CMOS集成电路主要采用NMOS和PMOS两种类型的MOSFET。
NMOS晶体管工作在负电压下，电子流的导通；PMOS晶体管工作在正电压下，空穴流的导通。
MOSFET的基本原理和参数是设计模拟CMOS电路的基础。
2.2 CMOS反相放大器CMOS反相放大器是模拟CMOS电路的基本模块。
它能够将输入电压放大并反向输出。
通过设计合适的电路结构和参数，可以实现不同的放大倍数和频率响应。
2.3 模拟CMOS电路的环路增益模拟CMOS电路的环路增益是指电路反馈回路的增益。
环路增益对电路的稳定性和性能有重要影响。
通过选择合适的电路结构和控制参数，可以提高电路的稳定性和性能。
3. 模拟CMOS集成电路设计工具3.1 SPICE仿真工具SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）是一种广泛使用的电路仿真工具。
它能够模拟和分析模拟CMOS电路的性能，帮助设计师进行电路参数优化和性能评估。
3.2 Cadence工具套件Cadence是一套综合性的集成电路设计工具套件。
它包括了原理图设计、布局设计、电路仿真和物理验证等模块，可以实现从概念到最终产品的全流程设计。
3.3 ADS高频仿真工具ADS（Advanced Design System）是一种专业的高频电路仿真工具。
模拟集成电路
+
ro
Io
-
+
ro v
_
6.1.1.1 镜像电流源（P258）
一、电路组成
三极管T1、T2对称
二、恒流特性
当较大(>>2)时：
VBE2 = VBE1 IE2 = IE1
IC2 = IC1 IREF 2 IREF
= VCC VBE VCC
R
R
结论：
无论Rc值如何, IC2电流值保持不变（前提：电源要稳定）
K CMR
AVD1 ro
AVC1
rbe
KCMR 越大， 抑制零漂能力 越强
6.2.1 基本差分式放大电路
差动放大器动态参数计 算总结
(1)差模电压放大倍数
与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：
双端输出时：
Av d
单端输出时： Avd
(2)共模电压放大倍数
(Rc
//
RL 2
)
Rb rbe
Rc 2Rb
//
RL rbe
与单端输入还是双端输入无关，只与输出方式有关：
双端输出时： 单端输出时：
Avc 0
Avc
R 'L 2Re
6.2.1 基本差分式放大电路
(3)差模输入电阻
不论是单端输入还是双端输入，
差倍模。输入电阻Rid是基本放大电路的两
R 2 r
id
be
单端输出时，Ro Rc 双端输出时，Ro 2Rc
= =
vic vic
vid v2id 2
差模信号输出
+ vi1
共+-v模+id信号输出
A = v VD
常见的集成电路类型有哪些
常见的集成电路类型有哪些集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是一种将大量的晶体管、二极管和其他电子器件及其相应的电气连接电路组合在一块半导体晶体片上的技术。
它具备高度集成、小尺寸、低功耗和可靠性高等特点，在现代电子技术领域起着举足轻重的作用。
下面介绍一些常见的集成电路类型。
1. 数字集成电路（Digital Integrated Circuit，简称DIC）数字集成电路采用二进制码进行信息的处理和传输，主要实现逻辑门电路、触发器、计数器、存储器等功能。
它可以将逻辑门电路等组合形成复杂的电子数字系统，广泛应用于计算机、通信、自动控制等领域。
2. 模拟集成电路（Analog Integrated Circuit，简称AIC）模拟集成电路主要用于处理连续变化的信号，具备对电压、电流和频率的精确控制。
常见的模拟集成电路包括放大器、运算放大器、滤波器和比较器等。
模拟集成电路广泛应用于音频处理、电源管理、通信以及传感器等领域。
3. 混合集成电路（Mixed-Signal Integrated Circuit，简称MSIC）混合集成电路是数字集成电路与模拟集成电路的结合体，它同时可以处理数字信号和模拟信号。
在现代电子设备中，许多功能模块需要同时处理数字数据和模拟信号，因此混合集成电路得到了广泛应用，如数据转换器、功率管理芯片等。
4. 通信集成电路（Communication Integrated Circuit，简称CIC）通信集成电路主要用于实现信息的发送、接收和处理，广泛应用于无线通信、移动通信和网络通信系统中。
通信集成电路包括信号调理电路、解调器、调制解调器和射频电路等，能够实现高速数据传输和可靠的通信连接。
5. 专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC）专用集成电路是根据特定应用需求进行设计和制造的电路，可以根据所需的功能和性能精确地实现目标。
模电模拟集成电路
• 模电模拟集成电路概述 • 模电模拟集成电路的基本元件 • 模电模拟集成电路的设计与制作 • 模电模拟集成电路的应用 • 模电模拟集成电路的挑战与展望
01
模电模拟集成电路概述
定义与特点
定义
模电模拟集成电路是指模拟信号处理 的集成电路，通过电路的模拟实现信 号的放大、滤波、转换等功能。
03
模电模拟集成电路的设计与制作
设计流程
需求分析
明确电路的功能需求，分析性 能指标，确定设计目标。
元器件选择
根据电路性能要求，选择合适 的元器件类型和规格。
电路设计
根据需求和元器件特性，进行 电路拓扑结构设计，确定电路 参数。
版图绘制
将设计好的电路转换为版图， 为后续制作提供依据。
制作工艺
薄膜制备
VS
详细描述
二极管是一种具有单向导电性的电子元件 。在模拟集成电路中，二极管常用于整流 电路和开关电路，以实现信号的转换和传 输。不同类型的二极管具有不同的特性和 用途。
三极管
总结词
三极管是模拟集成电路中的核心元件，用于放大和开关信号。
详细描述
三极管是一种具有电流放大作用的电子元件，有三个电极。在模拟集成电路中，三极管常用于放大电路和开关电 路，以实现对信号的放大和传输。根据需要，可以选择不同类型的三极管以满足不同的放大和开关需求。
图像传输
模电模拟集成电路还用于 图像的传输和处理，如在 电视广播和视频会议中的 应用。
控制系统
模拟控制
模电模拟集成电路在控制系统中用于模拟控制， 如温度、压力和流量的调节。
传感器接口
模电模拟集成电路用于连接传感器和控制系统， 将传感器的信号转换为可处理的模拟信号。
6模拟集成电路
IC1 IC2 IB3 0.383mA
VCE2 12V IC2Rc2 VE2
12 0.37 10 (0.7) V
9V
IE 2IE2 2IC2 0.74mA
Re2
VE
IE
Re1 IE
(12)V
0.7 0.7410 12
(
) k 5.3k
0.74
(2)电压增益
rbe3
200
(1
3
)
26mV I E3
2.3k
rbe2
200
(1
2
)
26mV I E2
3.78k
Ri2 rbe3 (1 3 )Re3 245.3k
Avd2
β2 ( Rc2 || Ri2 ) 2(rbe Rb1 )
50
Av 2
β3 ( Rc3 || RL ) rbe (1 3 )Re3
3.9
Av Avd2 Av2 195
单端输出时的总输出电压
vo1
Avd1vid (1
vic K v CMR id
)
（4）频率响应
高频响应与共射电路相同，低频可放大直流信号。
例 T1、T2、T3均 为 硅 管 ，
β1 β2 50，β3 80， 求: 当vi 0时 ，vO 0V。
(1) I C 3、I C2、I E、VCE3、VCE2 及Re2的值;
4. 组合电流源
T1、R1 和T4支路产生基 准电流IREF
T1和T2、T4和T5构成--
镜像电流源
T1和T3，T4和T6构成-微电流源
I REF
VCC
VEE
VBE1 VEB4 R1
6.1.2 FET电流源
1. MOSFET镜像电流源
模拟集成电路——原理及应用
模拟集成电路——原理及应用模拟集成电路（Analog Integrated Circuit，简称AIC）是指将各种电子元器件（如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等）以及各种基本电路（如放大器、滤波器、振荡器等）等集成在一块半导体芯片上的电路。
它通过调整电子元器件的尺寸和位置，以及通过连接不同的元器件和电路，实现对电信号的处理和控制。
模拟集成电路的原理和应用广泛，在各个领域都有重要的应用。
模拟集成电路的原理主要涉及到电路设计、半导体器件物理特性和电路行为等方面。
在电路设计方面，模拟集成电路需要根据具体的应用需求，选择合适的电路拓扑结构和元器件参数，以实现所需的电路功能。
在半导体器件物理特性方面，模拟集成电路需要充分了解各种器件的特性，如晶体管的放大特性、二极管的整流特性等，以便能够合理地利用这些特性来实现电路功能。
在电路行为方面，模拟集成电路需要考虑电路的稳定性、可靠性、抗干扰能力等，以保证电路在实际应用中的性能和可靠性。
模拟集成电路具有广泛的应用领域。
首先，它在通信领域有重要的应用。
模拟集成电路可以实现对电信号的放大、滤波、调制和解调等处理，从而实现对通信信号的传输和处理。
例如，在手机中，模拟集成电路可以实现对话音频的放大和滤波，从而保证通话质量。
其次，模拟集成电路在工业控制领域也有广泛的应用。
它可以实现对传感器信号的放大、滤波和处理，从而实现对工业过程的控制和监测。
例如，在温度控制系统中，模拟集成电路可以对温度传感器的信号进行放大和处理，以控制加热器的温度。
此外，模拟集成电路还在医疗设备、汽车电子、消费电子等领域有着广泛的应用。
模拟集成电路是将各种电子元器件和电路集成在一块芯片上的电路，它的原理涉及电路设计、半导体器件物理特性和电路行为等方面。
模拟集成电路具有广泛的应用领域，包括通信、工业控制、医疗设备、汽车电子等。
随着科技的发展和应用需求的增加，模拟集成电路的应用前景将更加广阔，对于提高电子设备的性能和功能有着重要的作用。
模拟集成电路(课件)
−3
Φ B = Φ F (p ) − Φ F (n ) = 0.53 − (− 0.35) = 0.88V
P-N结耗尽区
耗尽区宽度：
⎤ ⎡ 2ε 0ε si Φ B NA xn = ⎢ ⎥ q N D (N A + N D )⎦ ⎣
1 2
⎤ ⎡ 2ε 0ε si Φ B ND xp = ⎢ ⎥ q N A (N A + N D )⎦ ⎣
– CAD
• 难以利用自动设计工具
模拟集成电路设计步骤
模拟集成电路设计步骤
电路设计
物理版图设计
根据工艺版图设计规则设计器件、器件之间的互联、 电源和时钟线的分布、与外部的连接。
电路测试
电路制备后对电路功能和性能参数的测试验证。
层次设计
描述格式 设计 电路层次 系统 系统说明/仿真 Matlab、ADMS… 电路性能 netlist /simulation 版图布局 layout 参数化模块/单元 layout 行为模型 物理 模型
P-N结
• 讨论P-N结反偏和耗尽区电容对了解寄生电容是 十分重要的
– 假定P是重掺杂，N是轻掺杂。
E
P+
Xp Xn
N−
耗尽区
– 空穴从P扩散到N区，留下固定的负电荷。在N区同样 会留下固定的正电荷，在界面处建立了电场。 扩散电流 = 漂移电流
P-N结耗尽区
PN结内建势
kT N A N D Φ B = Φ F (p ) − Φ F (n ) = ln q n i2
半导体器件和模型
• 半导体PN结 • MOS器件
– 基本概念 – 阈值电压 – I/V特性 – 二级效应 – 器件模型
本征半导体
常用模拟集成电路
将许多调整电压的元器件集成在体积很小的半导体芯片上即成为集成稳压器，使用时只要外接很少的元件即可构成高性能的稳压电路。由于集成稳压器具有体积小、重量轻、可靠性高、使用灵活、价格低廉等优点，在实际工程中得到了广泛应用。集成稳压器的种类很多，以三端式集成稳压器的应用最为普遍。
常用的三端固定输出式集成稳压器有输出为正电压的W7800系列和输出为负电压的W7900系列。
知识2常用模拟集成电路
1．模拟集成电路的分类
模拟集成电路按用途可分为运算放大器、直流稳压器、功率放大器、电压比较器等。模拟集成电路与数字集成电路的差别不但在信号的处理方式上，而且在电源电压上的差别更大。模拟集成电路的电源电压根据型号的不同可以不相同而且数值较高，视具体用途而定。
2．集成运算放大器
自从1964年美国仙童公司制造出第一个单片集成运算放大器A702以来，集成运算放大器得到了广泛的应用，目前它已
图7.2（c）所示为三端集成稳压器使用时的基本电路接法。外接电容器C1用以抵消因输入端线路较长而产生的电感效应，可防止电路自激振荡。外接电容器C0可消除因负载电流跃变而引起输出电压的较大波动。图中ūl为整流滤波后的直流电压，ūo为稳压后的输出电压。
图7.3（a）所示为用W7815和W7915组成的双极性稳压电源输出电路，可同时向负载提供+15 V和-15 V的直流电压。图7.3（b）所示为三端稳压器外接一个集成运算放大器所组成的反相器，可将单极性电压变为双极性输出电压。
【总结】
集成电路的类型和封装常用模拟集成电路
【作业】
1．集成电路按功能可分为哪两大类？
2．三端集成直流稳压器有哪些系列？
课
后
记
事
W7800系列三端稳压块的输出电压有5 V、6 V、9 V、12 V、15 V、18 V和24 V共7个档次。型号（也记为W78××）的后两位数字表示其输出电压的稳压值，如型号为W7805和W7812的集成块，其输出电压分别为5 V和12 V。
模拟集成电路基本原理与分类总结
模拟集成电路基本原理与分类总结模拟集成电路（Analog Integrated Circuit）是指能够处理连续变化的电信号的集成电路。
相较于数字集成电路，模拟集成电路更适用于具有连续性变化的信号处理与传输，如声音、光学信号等。
本文将对模拟集成电路的基本原理与分类进行总结。
一、基本原理模拟集成电路的基本原理涵盖了放大器、滤波器、电源稳压器等关键概念。
下面将逐一介绍。
1. 放大器放大器是模拟集成电路中最基本的元件之一，其作用是将输入信号的幅度放大到所需的程度。
根据放大器的工作方式，可以将其分为直流耦合放大器、交流耦合放大器和隔离式放大器等。
2. 滤波器滤波器用于选择性地传递或抑制特定频率的信号。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
滤波器的设计和应用对于模拟电子系统来说至关重要。
3. 电源稳压器电源稳压器用于稳定电源电压，确保模拟集成电路能够在恒定的电压条件下正常工作。
线性稳压器和开关稳压器是两种常见的电源稳压器。
二、分类总结模拟集成电路根据功能和结构的不同可以分为若干类别。
下面将对几种常见的模拟集成电路进行简要介绍。
1. 运算放大器（Operational Amplifier，Op-Amp）运算放大器是模拟集成电路中最基本、最常用的一种类型。
它具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
运算放大器常用于放大、滤波、积分、微分等信号处理电路中。
2. 数模转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）数模转换器将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
ADC广泛应用于各种数字通信、音视频处理、传感器等领域。
3. 模数转换器（Digital-to-Analog Converter，DAC）模数转换器用于将数字信号转换为模拟信号。
DAC在音频处理、通信系统等领域发挥着重要作用。
4. 时钟与定时器电路时钟与定时器电路用于产生各种精确的时序信号。
例如，计时器、闹钟、频率合成器等。
第七章 模拟集成电路中常用的单元电路
Io2
16
HMEC
集成电路设计原理
微电子中心
7.1.3 MOS型恒流源电路 Ir 1. 基本电流镜恒流源（续2）
Io1 M2
Io2 M3
电流源输出电阻(MOS管饱 和导通电阻)： -1 1 X rds= I = Ids V d） （L DS DS
M1
Vcc
因此，沟道长度选大一 些，还有利于提高输出电阻 。M1 另外，小电流工作时输出阻 抗更高。
18
M1
M2
Ir
HMEC
集成电路设计原理
微电子中心
7.1.3 MOS型恒流源电路 3. Wilson(威尔逊）恒流源
Ir
Io M3 M1
M1
M2
Ir
MOS管均工作在饱和区。 Vcc 该电流源的输出阻抗较高 （与级联结构相似）。 M2 该电流源具有负反馈作 用，使Io 的变化能得到补偿， M3 提高了输出电流的稳定性。 增加M3的W/L可以增强 Io 对输出电流变化的调节能力。
Io
T1 T2
因此：Ir= Ic1+ Ib1+Ib2 则:Ir =Io (AE1/AE2+AE1/AE2+1)/
Ib1 Ib2
因为： >>1， AE1/AE2值较小
所以：Ir IoAE1/AE2 即： Io / Ir = AE2/AE1
5
HMEC
集成电路设计原理
微电子中心
7.1.1 npn恒流源电路 3. 电阻比恒流源
19
HMEC
集成电路设计原理
微电子中心
7.1.3 MOS型恒流源电路 4. 改进的Wilson(威尔逊）恒流源
什么是模拟集成电路_集成电路
什么是模拟集成电路_集成电路
模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路。
有许多的模拟集成电路，如运算放大器、模拟乘法器、锁相环、电源管理芯片等。
模拟集成电路的主要构成电路有：放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开关电容电路等。
模拟集成电路设计主要是通过有经验的设计师进行手动的电路调试，模拟而得到，与此相对应的数字集成电路设计大部分是通过使用硬件描述语言在EDA软件的控制下自动的综合产生。
模拟集成电路被广泛地应用在各种视听设备中。
收录机、电视机、音响设备等，即使冠上了"数码设备"的好名声，却也离不开模拟集成电路。
实际上，模拟集成电路在应用上比数字集成电路复杂些。
每个数字集成电路只要元器件良好，一般都能按预定的功能工作，即使电路工作不正常，检修起来也比较方便，1是1，0是0，不含糊。
模拟集成电路就不一样了，一般需要一定数量的外围元件配合它工作。
那么，既然是"集成电路"，为什么不把外围元件都做进去呢?这是因为集成电路制作工艺上的限制，也是为了让集成电路更多地适应于不同的应用电路。
对于模拟集成电路的参数、在线各管脚电压，家电维修人员是很关注的，它们就是凭借这些判断故障的。
对业余电子爱好者来说，只要掌握常用的集成电路是做什么用的就行了，要用时去查找相关的
资料。
现代模拟集成电路技术课件
表8—1给出一些电流模运放的型号和主要参数， 供读者参考。
510 ui
510
＋ 15V
－ ＋
－ 15V
0.1μ
uo 0.1μ
(a)
GAI /NdB
12 G＝＋2
9 RL＝150Ω 6 RG＝RFB
US＝±15V
3 0 －3 －6
1M
US＝±5V
式(8—8)可改写为
1
CW
A j CW
I Cj
CCW
引入面积比系数λ，
Aj
CW
Aj
CCW
A Cj A Cj
CW
CCW
1
Aj
I Cj
(8—10) (8—11) (8—12)
8—1—2 跨导线性环——电流模电路举例
一、互补跟随输出级
互补跟随输出级电路如图8—2所示。由图可见，
X是一个由输入信号控制的系数。 该电路存在一个跨导线性环，由V1、V2、V3、V4组
成。现在我们来计算输出差模电流iod。 设各管发射区面积相同，λ=1，根据TL环原理，有
( 1－ X) ( I＋ IE ) i1
( 1＋ X) ( I＋ IE ) i2
V3
V4
( 1－ X) I
V1
V2
2IE
( 1＋ X) I
Ar
(s)
Uo(s) Ii (s)
RT 1sRTCT
若用开环差模电压增益表示，则
Au(s)
Uo(s) Ui (s)
Uo(s) Ii(s) Ri
RT Ri (1 sRTCT )
(8—33) (8—34)
8—2—2 电流模运放的典型电路 电流模运算放大器的典型电路如图8—7所示。
模拟集成电路(精)
差分式放大电路有两个输入端，分别接有信号电压vi1与vi2，输出 端的信号电压为vo 。在电路完全对称的理想情况下，输出信号电 压可表示为
v o = AVD (v i 1 − v i 2 )
式中AVD是差分式放大电路的差模电压增益。 放大电路两个输入端所共有的任何信号对输出电压都不会有影响。
6
微电流源
在T2的射极电路接入电阻Re2，当基准电 流IREF一定时， IC2为：
V BE 1 − V BE 2 = Δ V BE = I E 2 R e 2 Δ V BE IC 2 ≈ I E 2 = Re 2 利用两管基-射极电压差ΔVBE可以控制输出 电流IC2 。由于ΔVBE的数值小,故用阻值不大 的Re2即可获得微小的工作电流，称为微电 流源。
VB 2 = IE2 Rb 22VCC Rb 21 + Rb 22 V − V EB 2 V B 2 Rb 22VCC = B2 ≈ = Re 2 Re 2 Re 2 (Rb 21 + Rb 22 )
(2) T1 、 Rb11和Rb12为射极输出电路。
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§6-2差分式放大电路
差分式放大电路是放大两个输入信号之 差。由于在电路和性能方面有许多优点， 因而成为集成运放的主要组成单元。
当电源电压VCC发生变化时， IREF以及ΔVBE也将发生变化。由于 Re2为数千欧，使VBE2 <<VBE1，以致T2的VBE2值很小而工作在输入 特性的弯曲部分，则IC2的变化远小于IREF的变化。
7
电流源用作有源负载
由于电流源具有直流电阻小，而交流 电阻很大的特点，在模拟集成电路中， 常把它作为负载使用，称为有源负载。 T1是放大管，T2、T3组成镜像电流原 作为T1的集电极有源负载。电流IC2(= IC1)等于基准电流IC3 (IREF)。 电流源的交流电阻很大，在共射电路 中，可使每级的电压增益达103甚至 更高。 电流源亦常用作射极负载。
模拟集成电路教学课件PPT
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例 T1、T2、T3均为硅管，
β1 β2 50，β3 80， 求: 当ui 0时，uO 0V。
(1)I C3、I C2、I E、U CE3、U CE2 及Re2的值;
(2)Au Aud2 Au2 ; (3)当ui 5mV时，uO ? (4)当输出接一个12k负载
=
uoc
uo2 =Auc2uic
+
Aud2uid 2
=
uoc
uO uo uo1 uo2 Aud1uid uod
uO ≠0 ——有输出！
uo uo1 uo2 0
uO = 0 ——没有输出！
输入有差别，放大器才有输出 ——差分式放大器
uo uod
17
18
温度变化 和电源电 压波动
651实际集成运放的主要参数大信号动态特性放大电路在闭环状态下输入为大信号例如阶跃信号时输出电压对时间的最大变化速率即maximsin2ftom651实际集成运放的主要参数大信号动态特性不要求指运放输出最大峰值电压时允许的最高频率即3500vsom电源电压抑制比ksvr不要求衡量电源电压波动对输出电压的影响不要求651实际集成运放的主要参数参看p291表651典型集成运算放大器参数集成运放的选用根据技术要求应首选通用型运放当通用型运放难以满足要求时才考虑专用型运放这是因为通用型器件的各项参数比较均衡做到技术性与经济性的统一
rbe (1 3 )Re3
3.9(无RL )
Av Avd2 Av2 195
(3) 差分电路的共模增益
Avc2
模拟集成电路设计与分析
模拟集成电路设计与分析随着科技的不断进步，集成电路在现代电子产品中扮演着至关重要的角色。
特别是模拟集成电路，它们被广泛应用于各种电子设备中，为我们提供了更多功能和便利。
本文将介绍模拟集成电路的设计与分析过程，帮助读者了解这个领域的基本原理和实践技巧。
一、模拟集成电路设计1. 模拟电路特点模拟电路是以连续的信号为基础，通过模拟元器件实现信号的放大、滤波、调节等功能。
与数字电路相比，模拟电路更注重信号的精确度和连续性。
2. 模拟集成电路概述模拟集成电路是将各种模拟元器件（如电阻、电容、二极管、晶体管等）集成在一个芯片上，以实现更高级的功能。
它可以减小电路的体积、降低功耗，并提高信号的稳定性和抗干扰能力。
3. 模拟集成电路设计流程（1）需求分析：了解客户需求，明确电路功能和性能要求。
（2）电路拓扑设计：选择适合的电路结构，分析电路的工作原理，确定核心元器件。
（3）元器件选择：根据电路需求，选择合适的模拟元器件，并进行参数模拟。
（4）版图设计：将电路元器件进行布局，优化版图，确保电路的稳定性和可靠性。
（5）电路仿真与验证：使用电路仿真软件对设计的电路进行验证，发现并解决潜在问题。
（6）样品制作与调试：生产样品芯片，并进行实验验证和调试。
（7）量产与测试：将电路交由工厂进行批量生产，并进行质量测试和性能验证。
二、模拟集成电路分析1. 电路分析方法（1）DC分析：分析电路在直流工作状态下的电压、电流等参数。
（2）AC分析：分析电路在交流工作状态下的频率响应、增益、相位等。
（3）时域分析：分析电路中信号的波形变化和响应时间。
（4）频域分析：分析电路中信号的谱分布和频率特性。
2. 电路性能指标（1）增益：电路输出信号与输入信号之比，用于衡量电路的放大能力。
（2）带宽：电路能够工作的频率范围，通常指的是放大器的3dB带宽。
（3）失真：电路输出信号与输入信号之间的差异，失真越小表示电路工作越稳定。
（4）噪声：电路在工作过程中产生的无用信号，影响信号的清晰度和准确性。
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实验室常用模拟集成电路
序号型号名称
M001 2P4M 可控硅
M002 4N35 通用光电耦合器
M003 6N135 数字逻辑隔离
M004 24C01 1K/2K 5V I2C 总线串行EEPROM
M005 24LC08B 8K I2C 总线串行EEPROM
M006 93C46 1K 串行EEPROM
M007 AD574 12-BIT,DAC 转换器
M008 BM2272 遥控译码器
M009 CA3140E 4.5MHz，BiMOS 运算放大器
M010 TLP521 可编程控制AC/DC 输入固态继电器
M011 7805 正5V 三端稳压集成电路
M012 LM7905 负5V 三端稳压集成电路
M013 LA7806 B/W 电视机同步、偏转电路，16PIN
M014 7906C 负6V 三端稳压集成电路
M015 7808A 正8V 3 端稳压器，输入35V，功率20.8W
M016 7908AC 正8V 3 端稳压器，输入35V，功率12W
M017 LM7809 正9V 三端稳压集成电路
M018 ADS7809 正9V 三端稳压集成电路
M019 TA7810S 0.5A,3 端稳压器
M020 TDA7910N 负10V 3 端稳压器，输入-35V，1A，功率12W M021 IRF7811A N-MOSFET,功率场效应管,28V/11.4A/2.5W
M022 7812A 正12V 3 端稳压器，输入35V，功率20.8W
M023 LM7912 1A 3 端稳压器
M024 AD7813 2.5V-5.5V,400kSPS，8/10-BIT，采样，ADC 转换器M025 LM7815 正15V 三端稳压集成电路
M026 LM7915 负15V1A 3 端稳压器
M027 AD7819 2.7V-5.5V,200KSPS,8-BIT，采样，ADC 转换器
M028 LA7820 彩色电视机同步/偏转电路
M029 L7920C 负20V1A 3 端稳压器
M030 LC7821 模拟开关
M031 LM7824 正24V 三端稳压集成电路
M032 KA7924 负24V1A 3 端稳压器
M033 AD7825 3Vto5V、2MSPS、1/4/8 通道、8BitAD 转换器
M034 PJ7925CZ 负25V1A 3 端稳压器
M035 ADS7826 10/8/12 位取样模拟数字转换器用2.7V 的电源
M036 IRF840 功率场效应管,大功率、高速, 500V/8A/125W
M037 ADC0809 8-BIT up 兼容8 通道多路复用器A/D 转换器
M038 ADC0832 2 路，8-BIT 串行输入/输出A/D 转换多路选择
M039 LM324N 四路运算放大器
M040 LM339 低功耗低失调电压四比较器
M041 LM358 低功率双运算放大器
M042 LM386 低压音频放大器
M043 LM747 双运算放大器
M044 LM2717 降压/升压转换器两颗脉冲宽度调制(PWM) 直流/直流转换器M045 A T24C01A 串行（1K，128×8）
M046 A T28C17 16K EPROM
M047 A T8 9C51 低功耗/低电压,高性能的8 位单片机
M048 A T89C52 8K Bytes 闪存，8 位微处理器
M049 BT136 双向可控硅
M050 GAL20V8B 可编程的逻辑器件
M051 HS2262A 低功耗通用编码器
M052 HT24C02 存储器
M053 IC7109 3 位半ADC/LED 驱动
M054 ICL7106CPL 类似三位半转换
M055 ICL8038CCJD 精确波形发生器/伏特控制振荡器
M056 AD9215 10-BIT,65/80/105MSPS,3V,A/D 转换器
M057 ICL8038CCPD 精确波形发生器/伏特控制振荡器
M058 LF353 双声道功率放大器
M059 LF398 功率放大器
M060 LM111-211-311 带滤波微分比较仪
M061 LM124X-4 低功耗四运放
M062 LM311P 单通道，选通差分比较器
M063 LM317T 3 端可调稳压器
M064 LM318 单路高速通用OP
M065 LTC1595 连续16 位乘法器DAC
M066 M2764A-2F1 NMOS 64K 8K x 8 UV EPROM
M067 MAX232CPE 线性收发器，2 驱动器，16PIN
M068 MC1403 精密低基准电压
M069 MJE2955T 晶体管
M070 MJE13005 晶体管
M071 MK2716 HDTU 时钟合成器
M072 NE5532AP 双低噪声运算放大器
M073 NE5532P 双低噪声运算放大器
M074 NE5534P 低噪声运算放大器
M075 NJM2217 带自动频率控制的视频信号叠加
M076 A T28C64B
M077 SST39SF02-70-4C-NH
M078 ST13007DFP
M079 TC14433AEJG 3 位半A/D 转换器
M080 TDA2003 10W 汽车收音机音频放大器
M081 TEA2114 4096 Bit 静态RAM
M082 TH7814A 50 MHz 2048 像素线阵CCD Sensor
M083 TIP31C PNPDARL 硅INGTON 晶体管
M084 TIP41C PNPDARL 硅INGTON 晶体管
M085 TIP42C PNPDARL 硅INGTON 晶体管
M086 TIP127 PNPDARL 硅INGTON 晶体管
M087 TIP122 PNPDARL 硅INGTON 晶体管
M088 TL084CN
M089 TLC7135C ADC/LCD 驱动BCD 输出
M090 TM7282
M091 TRSTE-8532A
M092 ULN2003AN 周边七段驱动陈列
M093 W28EE011
M094 GAL22V10 高性能，E2COMS，可编程逻辑器件M095 GAL16LV8 低电压，E2COMS，可编程逻辑器件M096 HM472114
M097 ADS7817
M098 LC7930
M099 PM7830
M100 PM7832
M101 T7932
M102 TPS2817。