アナログ集積回路は、集積回路の一種である。 また、ほとんどの電子機器の基本構成要素となっています。
例えば、ほとんどの家電製品にこのタイプの集積回路が搭載されています。 なぜ？なぜなら、集積回路はデジタル機器、コンピュータ、携帯電話などの動作に役立っているからです。
また、広帯域信号など、より高い電力を必要とする用途にも有効です。 したがって、このようなICの優れた例として、555タイマ、オペアンプ、センサなどが挙げられます。
ただし、このデバイスはすべての電子機器に適用できるわけではありません。 そこで、今回はアナログ集積回路について解説する記事を作成しました。 その結果、それが何であるか、なぜ必要なのか、などを学ぶことができます。
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アナログ集積回路とは？
アナログ集積回路の概要
出典：Wikimedia Commons
ほとんどの電子機器の主要な構成要素となっているデバイスです。 また、ゼロ（ヌル）電圧からフル電源電圧まで自由に動く信号の処理に役立ちます。
また、回路には通常2つの入力があり、一方の入力は正、もう一方の入力は負である。 アナログ-また、各入力はそれぞれ非反転、反転です。
また、アナログ集積回路を構成する部品として
コンデンサ
抵抗器
半導体
インダクタ
だから、このデバイスを使ってデザインすることができるのです。
アンプ
発振器
アクティブフィルター
リニア電圧レギュレータ
ソフトウェア位相ロックループ
しかし、抵抗、電力損失、電力利得などの半導体パラメータを考慮することが肝要である。
つまり、アナログ集積回路は、熱、音、光などのさまざまなアナログ入力を変化させることで機能する。 さらに、それをデジタル信号とゼロに変換して処理する。 また、アナログ集積回路は、電子デバイスに比べて寿命が長い。
なぜアナログ電子機器が必要なのか？
アナログスイッチ内蔵
出典：Wikimedia Commons
エレクトロニクス産業が変化しても、アナログ技術は健在です。 ほとんどのものがデジタル化されているのは間違いないのですが、数字を表すには2進数の方が簡単なのです。 例えば、”1 “と “0 “は、”オン “と “オフ “を連想しやすい。
そのため、デジタルICの設計とは異なり、アナログICの設計はより注意が必要です。
各回路
トランジスタの正確な特性
サイズ
理由は簡単です。 現在、ほとんどのデバイスがデジタル化されているため、アナログICの設計者はプロセス特性や制約に対処しなければなりません。 なぜ？プロセス特性や制約がデジタルICに適しているため。
アナログ集積回路の設計仕様
デジタルICと同様に、アナログの設計者もさまざまな機能と仕様から始める必要があります。 そして、動作モデルやアクティブモデルのさまざまな特徴を利用して、アナログ集積回路の限界を絞り込んでいく。
そして、思いついたのが:
プロセス特性
タイプ
機器サイズ
つまり、ほとんどの場合、.NETで構成されているのです。
静電容量方式と誘導方式を追加
集積回路とサブサーキットの標準図
トランジスタの選択をする
また、VHDL-AMSと同様にHDLを用いた高度なシミュレーションや、サブブロックの制約計算まで行うことができます。
アナログICの設計フロー
アナログICの設計に必要な手順を説明します。
1.仕様の設計
テストベッド開発
トポロジー
バインディング
仕様
2.フロースキーム設計
回路シミュレーションと最適化
回路レベルの回路図入力
ブロックHDL仕様
アーキテクチャHDLシミュレーション
システムレベルの回路図入力
3.ボディフロー
テープアウト
配線後のシミュレーション
寄生虫の抽出
レイアウト図・回路図（LVS）
デザインルールチェック（DRC）
PCellベースのレイアウトエントリ
アナログ集積回路設計
簡単なアナログICの設計
来源 説明すること
実は、アナログ集積回路を設計する際に必要なプロセスがあるのです。 また、この手順では、順不同で以下のことを行います。
回路シミュレーション
システム設計
回路設計
回路試運転
システムコミッショニング
バリデーション
システムシミュレーション
集積回路レイアウト設計
製造
相互接続
コンポーネントデザイン
機器試運転
しかし、アナログICの設計の実務面では
1.ブロックレベルのシステム
また、細胞レベルのシステムとも言われています。 さらに、特定の集積回路のブロックレベルデザインを作成するために必要なストラテジーも含まれています。 そこで、デザインが決まったら、それらをつなげて、ブロックレベルの完全なシステムを構築します。
2.コンポーネントレベルの回路
ここで使用するコンポーネントは、ブロックレベルのシステムの結果を基に作成されています。
そこで、適切な部品が揃ったら、それらを接続して部品レベルの回路を作る。 そして、それをアナログ設計の主回路として使用することができます。 さらに、シミュレーションにも適しています。
3.部品レベルの回路検証
また、部品レベルの回路で確認することも可能です。 しかし、これは回路設計のシミュレーションを行った後に起こることです。 したがって、シミュレーションの結果をもとに、アナログICの部品レベルの回路を確認することができます。
4.集積回路の創成
実際には、アナログ集積回路を作るには、いくつかのステップを踏む必要がある。 まず、半導体材料を使って半導体ウエハーを作るところから始めます。 あるいは、既製の半導体ウエハーを入手することもできます。
そして、トランジスタ、コンデンサー、抵抗など、さまざまな電子部品をウェハーに追加することができます。 そして、そのチップをパッケージングすることで、パッケージICを形成することができます。
5.集積回路のテストとデバッグ
この段階で、アナログ集積回路のテストができるようになります。 また、デバッグしてチェック結果と推定結果を比較することもできます。 それで、うまくいったら、集積回路の試作設計を進めてください。 その後、試作品を用いて評価ボードと集積回路の特性評価を行う。
アナログICとデジタルICの違いは何ですか？
アナログICとデジタルICの違いを以下の表にまとめました。
| アナログ集積回路 | デジタル集積回路 |
| アナログまたは線形集積回路は、時間について常に変化する信号で動作する。 | デジタルまたは非線形集積回路は2値信号で動作する。 |
| アナログ集積回路の設計要件は、デジタル集積回路の設計要件よりもはるかに重要である。 | デジタル集積回路の設計要件は、アナログ集積回路の設計要件に比べ、それほど急激ではありません。 |
| アナログ集積回路の用途としては、オシロスコープ、レーダー、航空機、位相同期ループ、宇宙などがある。 | デジタル集積回路の用途としては、電卓、時計、マイクロプロセッサー、デジタル時計、コンピューターなどがあります。 |
| マイクロ波アンプ、電圧コンパレータ、電圧レギュレータ、電圧マルチプライヤなどのアナログ集積回路の製品版を入手することができます。 | レジスタ、アナログ／デジタル変換チップ、カウンタ、デジタル／アナログ変換チップ、フリップフロップ、マイクロプロセッサチップ、ロジックゲートなどのデジタルICが市販されています。 |
| デジタル集積回路に比べ、トランジスタの数が少ない。 | デジタル集積回路はアナログ集積回路に比べ、トランジスタの数が多い。 |
| アナログICの出力と入力は、連続した範囲の値を扱うことができます。 さらに、その結果は情報に比例します。 | デジタル集積回路は、2つの電圧（入力と出力）があり、2つの値が可能で、中間レベルは存在しない。 |
アナログ集積回路の応用
アナログ集積回路は、以下の用途に使用することができます。
1.パワーマネージメント回路
アナログICの設計をよく見てみると、すべての部品に電源が必要であることに気づかされる。 また、オンチップ部品上の導体ネットワーク（電源管理回路）を利用することで、オンチップ設計に必要な電力を供給することができます。
パワーマネージメント回路
出典：ウィキメディア・コモンズ
パワーマネージメント回路（ワイヤーネットワーク）は、回路内の出力電力を設計・解析します。
2.周波数ミキシング
実際、周波数混合は、新しい周波数を得るために、2つの異なる信号を回路に適用することである。 つまり、アナログの集積回路から周波数ミキサーを得ることができるのです。 また、周波数ミキサーを使用して、異なる周波数帯域の信号の形を変えることも可能です。
3.アクティブフィルタリング
もちろん、アクティブフィルターにはアナログICで十分です。 また、性能向上のためにアクティブ電子部品を使用しています。 そのため、フィルターには高価でかさばるインダクタを防ぐ必要があります。 さらに、マルチフィードバックフィルタ、サリーキーフィルタなど、さまざまなアクティブフィルタの構成がある。
最後の言葉
アナログ集積回路は、半導体ウエハと個々の部品の相互接続で構成されるデバイスである。 興味深いことに、このタイプのICは信頼性が高く、低コストであるため、プロの回路設計者、趣味の人、学生にとって理想的なデバイスです。
アナログの集積回路を使ったことがありますか？または、プロジェクトに最適なものを探すのに助けが必要ですか？お気軽にお問い合わせください。
