Самая большая разница между дизайном цифровых и аналоговых схем состоит в том, что цифровые схемы уже давным-давно никто не проектирует на транзисторном уровне, и весь дизайн делается в виде кода на HDL-языках и потом автоматически синтезируется из библиотек базовых элементов (разработка которых, к слову, тоже очень сильно автоматизирована). Аналоговые, силовые и СВЧ-схемы до сих пор проектируются в "ручном режиме" на транзисторном уровне и даже ниже, если считать симуляции с учетом паразитных элементов. Разумеется, аналоговые дизайнеры активно используют высокоуровневые модели, но во-первых, вы удивитесь, какое количество дизайнов делается (зря) down-to-top, а во-вторых, высокоуровневые модели аналоговых блоков — поведенческие, а не синтезируемые. То есть, условно говоря, операционный усилитель сначала представляется как идеальный управляемый источник напряжения, а потом обвешивается дополнительными деталями вроде небесконечного гейна, пределов входного и выходного напряжения и т.д. и т.п. для улучшения соответствия поведения модели и реальной схемы.
Поведенческая модель при этом может быть сколько угодно подробной, но она совершенно не обязана при этом отражать структуру транзисторной схемы, и уж точно из поведенческой модели эту структуру никак нельзя получить — в отличие от синтезируемых цифровых схем.
Разумеется, существует огромное количество типовых решений, хорошо описанных в книгах, но способы достижения заданных параметров для каждой задачи могут быть индивидуальны, и именно в их поиске и состоит процесс дизайна. У каждого дизайнера обычно есть своя "библиотека" типовых решений, но эти "библиотеки" у всех слегка разные: кто-то любит OTA на зеркалах, а кто-то делает folded cascode, кто-то делает wide swing cascode с отдельной веткой биаса, а кто-то с резистором, кто-то использует в качестве вспомогательных усилителей 5T-Opamp, а кто-то усилители с токовым входом. Но в поведенческой модели блока эти нюансы реализации обычно никак не отражаются.
Именно поэтому многие аналоговые дизайнеры считают свою работу искусством, а самые лучшие схемы тщательно прячутся вместо того, чтобы патентоваться. Эти схемы при этом вполне могут включать в себя буквально два-три транзистора и одновременно считаться венцом инженерной карьеры. Собственно, в аналоговой микросхемотехнике довольно много "именных схем" — зеркало Уилсона, бэндгап Брокау, выходной каскад Монтичелли и многие другие.
Post #244
240
Forwarded from Паразитное сопротивление
- 🤯 1