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集成电路能否集成有电容的电路?

182****2510
集成电路布图费用可以减缓吗
提问时间:2022-08-10 14:16:37
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回答 | 共1个
王开伟
王开伟
从业8年
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所在地区:青岛市
咨询解答:478
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答案是不能。


世界上没有完全相同的两片树叶(哲学家)

世界上也没有完全相同的两艘船(海贼王)

世界上更不会有完全相同的两个电路~~ :)

更何况还是用不同的实现方法(分立vs集成)


要实现一个功能或性能相近的电路,分立器件和单片集成,两者采用的电路结构或电路中使用的器件完全不一样。理由:

分立器件的电参数已经提取并测试完成,根据数据手册搭建电路,并通过正确地适当地连线,就可以实现相应功能,不需要考虑太多。但在集成中,你需要考虑寄生效应,比如电阻、电容,这些值又是受电压控制、受温度影响,如果想达到相近的性能,就不得不选择合适的电路模型,最终得到的电路结构会发生很大变化。

有时候,在单片集成电路中,为了达到某种性能,并不是增加或减少元件值,而是在芯片生产过程中改变掺杂浓度、尺寸大小等,这能仅仅通过观察分立器件符号得到嚒?

电路设计好了,前、后仿通过了,还得封装,封装引入的寄生参数在设计电路或测试的时候就不得不考虑了。若测试结果和仿真差别很大,这还需要不断修改和调整电路以达到预期性能。

另外,还有些元件如电感啊,分立器件可以制作比较精确的高Q值电感;而单片集成只有低Q值的螺旋电感和精度差的键合线电感。咋办?

从成本上来讲(企业级的批量生产,个人玩玩还是用分立算了),记得Gray那本书上关于这个有段说明:

比较三级音频放大器高性价比的解决方案:

分立器件:


因为无源器件(如电感、电容)比有源器件(晶体管)便宜的多,因此电路应该含有尽可能少的晶体管,并用电容完成级间耦合,如下图,况且分立器件的实现方案带有PCB板,不仅增加成本,使用还不方便-_-||


图1 典型音频放大器的分立器件实现方案


单片集成:


决定价格的一个关键性因素是芯片面积。而且,多数分立器件中使用的电容是在集成电路中是无法实现的,必须扩展到芯片外部,这就增加了封装管脚数,增加了成本。

另外,在单片集成电路中,最便宜、占用空间最小的元件通常就是晶体管,因此在最优的实现方案中,应该是使用尽可能多的有源器件,减少电阻、电容的使用。如下图CMOS工艺实现的音频放大器,用到了更多的晶体管、更少的电阻、没有耦合电容,这就提高了集成度、降低了成本。


图2 典型音频放大器的CMOS集成电路实现方案

2022-08-10 16:18:40
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张琴
张琴顾问
擅长:公司注册,代理记账
执业3年
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