| 单词 | 模拟IC技术 |
| 释义 | 【模拟IC技术】 模拟IC是随着数字IC的发展而发展的。模拟电路处理连续变化的模拟量信息，因而有它的特殊性和难度。但是，所有信息的处理，特别是原始信息或处理结果的信息，总是离不开模拟量，因而模拟IC获得了广泛的应用，发展迅速。 现代的电子部件、系统、整机，追求的目标是体积小、重量轻、性能高、可靠性好，要求构成电子系统的电路、部件甚至子系统，尽可能地用集成电路来实现。对于模拟IC来讲，则是高性能的模拟IC。并且，随着电子整机性能的提高，对模拟IC的要求也不断提高。要实现电子整机的高可靠性，首要问题是能抵抗各种恶劣的环境。高性能可以概括为：高速(或高频)、高精度、高增益、低噪声、低功耗、高压和大电流以及多功能等。1970年Precision Monolithics公司率先推出世界上第1块单片集成D／A转换器(DAC－01)。1975年，模拟器件公司首先推出10位单片A／D转换器。从转换器产分辨率看，现在D／A达24位，A／D达25位，进入超高精度的领域。从转换器速度看，8位D／A建立时间在10ns以下(有65个品种)；8位A／D转换时间在10ns以下(有27种)；12位D／A较高水平的建立时间ts在200ns(有67种)，12位A／D较高水平的转换时间tc为0．5ns(45种)。从高速和高分辨率看，16位D／A建立时间ts在1．5μs(有55种)，16位A／D转换时间tc在12μs(48种)。由此，D／A、A／D转换器为适应电子整机要求(如图象处理、数字通讯等)，向高速、高分辨率(相应提高了精度)发展，同时体现了多功能、模数兼容以及向系统集成的发展趋势。国外的A／D转换器可与微机兼容，带采样保持放大器，有多通道输入，如再增加可编程增益放大、微机接口、转换器接口等，就自然形成一个数据采集子系统或数据分配子系统。自1963年UA741运算放大器问世以来，集成运放经历了漫长的发展过程。由于工艺的改进、器件结构设计和电路结构设计的更新，使得当今的集成运放的性能远优于UA741。高速运放、低电流运放、低漂移运放和低噪声运放代表了当前运放的水平。高频宽带低噪声放大器包含视频放大器、射频放大器、中频放大器和宽带放大器，还包含用作前置低噪声的高频、宽带放大器和作主放的高频、宽带放大器。其特征主要为工作频段在0～1GHz，增益几十dB，噪声在几个dB，甚至达超低噪声(～1dB)的水平。模拟信号调整(节)器属非线性放大类别，以对数放大器为例，动态范围达120dB(1nA～1mA)，输出电压V0可达24Vp－p，宽带对数放大器的带宽达10～200MHz等。线性电压调整器是发展最早、最成熟的器件，代表产品有LM系列和MC7800、MC7900系列。固定输出由5V、6V、…直至24V，还有输入可达70V、输出50V的产品(S1019，S1020)。可调输出的有2～37V、2～57V、2～77V(L146CT、L146T)等。就输出电流而言，有0．1A、0．25A、0．5A、1A、3A、5A等，最大达10A(LM396)，这些电路的共同点是属串联调整，效率低，因而又发展了开关电源。开关电源也经历了第1代，发展到现在的第2代。在无载条件下，其消耗电流小、效率高、体积小，获得广泛的应用，典型产品是SG1524系列和SG1525系列。谐振型开关电源，是在脉宽调制型开关电源的基本结构上发展起来的，既进一步降低了功耗，提高了效率，又减少了体积。抗核辐射恶劣环境的高可靠器件，在美国已广泛应用于军事电子系统。战术系统有长矛导弹系统、地面发射巡航导弹系统、一般辅助火箭系统、远距离目标截获系统、遥控飞行器、XMI坦克、制导炸弹GBV－15、积木式集总通讯和导航系统；战略武器系统有民兵－Ⅱ、民兵－Ⅲ、海神、三叉戟、MX导弹系统、电子战系统和卫星系统。用美军MiL－M－38510辐射加固规范来选用，其中M和D级产品应用于战术系统，R和H级产品应用于战略武器系统。M、D、R、H四级的抗中子能力为2×1012积分中子通量／cm2，而抗γ总剂量能力分别为3×101、1×102、1×103、1×104［Gy(Si)］。模拟IC总发展趋势，是向高性能、部件或系统集成的方向发展。电子系统和整机对模拟集成电路提出的高性能要求，即高速(高频)、高精度、高增益、低噪声、低功耗、高压、大电流、抗核辐射、高可靠和高集成度等不同特征和特殊用要求，已成为模拟IC发展所追求的目标。上述不同特征和特殊用途的高性能要求，导致了模拟电路的品种繁多，门类迅速增加；功能增加，模拟集成电路中也包含数字电路的功能，出现模数兼容；集成规模迅速增加，向VLSIC方向发展；工艺制作技术由5μm、3μm、1μm直向亚微米方向发展，同时发展了互补高频n-p-n与p-n-p、BiCMOS以及灵巧功率集成等单片内包含各种器件结构的兼容技术，精密线性技术和各种结构的外延技术等。模拟集成电路的工艺制作规范至少有50～60种，但还不能满足需要，又将微组装或芯片级组装技术应用于模拟集成电路的制作，进一步促进模拟集成电路向部件和系统集成方向发展。随之发展的是CAT技术，从系统、功能、子电路级的仿真，以及发展CAT技术、通用测试系统和专用测试仪器。这些发展，推动了硅集成技术的发展。模拟IC所追求的不同特征和特殊要求目标中，采用当代硅的集成技术受到一定限制，难以解决。于是，采用新的物理概念新原理的新器件结构应运而生。将这些器件应用于现代硅集成技术中，将显著改善电路性能，特别是称之为第二代硅技术的Si／GeSi异质结硅技术，可与现在硅的集成工艺技术兼容。模拟IC正面临一个新的变革发展时期。(机电部第24研究所苏万市撰) |
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