Ми живемо в століття цифрової техніки. Але джерелом її була техніка аналогова. Зжила вона себе? Зживе чи? Однозначно можна відповісти, що немає. Ні, тому що людина живе в світі аналогових сигналів мови, музики, оточуючих звуків.

Анотація наукової статті з нанотехнологій, автор наукової роботи - Хрустальов Дмитро, Фрунзе Олександр


Область наук:

  • нанотехнології

  • Рік видавництва: 2001


    Журнал

    Компоненти і Технології


    Наукова стаття на тему 'Аналогові напівпровідникові прилади в століття цифри'

    Текст наукової роботи на тему «Аналогові напівпровідникові прилади в століття цифри»

    ?аналогові напівпровідникові

    прилади століття цифри

    Ми живемо в століття цифрової техніки. Але джерелом її була техніка аналогова. Зжила вона себе? Зживе чи? Однозначно можна відповісти, що немає. Ні, тому що людина живе в світі аналогових сигналів мови, музики, оточуючих звуків. Цифрова техніка відкриває величезні можливості вдосконалення в аналізі та управлінні аналоговими процесами і сигналами, забезпечує виграш в економічності, корисної віддачі, ефективності. Але альтернативою аналогової техніці їй стати не дано.

    Дмитро Хрустальов

    Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. Олександр Фрунзе

    Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Елементну базу аналогової техніки можна умовно розділити на кілька категорій:

    • дискретні активні елементи (транзистори різних типів);

    • інтегральні мікросхеми, що забезпечують обробку або перетворення аналогових сигналів;

    • інтегральні мікросхеми аналогово-цифрових пристроїв, що реалізують перетворення аналогових сигналів в цифрові і назад;

    • спеціалізовані мікросхеми, до складу яких входять як аналогові, так і цифрові пристрої.

    Основними осередками аналогової техніки були і залишаються транзистори. Біполярні і польові транзистори мають свої, притаманні кожній з цих груп, переваги і недоліки. Їх вдосконалення відбувалося в двох напрямках - розробка нових структур напівпровідників і створення комбінаційних структур. В результаті ми з успіхом застосовували і застосовуємо польові транзистори з затвором Шоттки, HEXFET-транзистори, біполярні гетеротранзістори, IGBT-транзистори. Останні являють собою гібрид біполярного і польового транзистора, що зберіг їх кращі властивості.

    Розробники дискретних приладів не стоять на місці. Фірмою Hewlett-Packard випускаються СВЧ біполярні транзистори з ізольованим колектором, здатні працювати в широкому діапазоні частот - від 900 МГц до 12 ГГц. Фірма Infineon випускає LDMOS-транзистори - клас потужних MOSFET-транзисторів для підсилювачів потужності базових станцій стільникового зв'язку і УКХ радіозв'язку. Вони забезпечують перекриття ще більш широкої смуги частот при вихідної потужності 10 .. .140 Вт, узгоджені по входу і по виходу. Фірма ST Microelectronics виробляє потужні MOSFET транзистори з підвищеним захистом за технологією PowerMESH. Фірма International Rectifier розвиває виробничу лінійку IGBT-транзисторів, пристосовуючи їх властивості до тієї галузі, в якій ці транзистори будуть використовуватися (наприклад, до автоелектроніці).

    Але не транзистором єдиним жива аналогова техніка. Операційні підсилювачі (ОУ) і компаратори, перетворювачі харчування і стабілізатори напруги, комутатори і джерела опорного напруги-

    ня, таймери і генератори, перетворювачі напруга-частота і частота-напруга, аналог-код і код-аналог, напруга-струм і струм-напруга, температура-напруга і температура-частота - цей список далеко не повний. Databook - і переповнюються інформацією по все новим і новим виробам, розробники не встигають звикати до них - тільки встигнеш порадіти, яку гарну мікросхему знайшов і застосував, як з'являється ще краща - функціональніша, продуктивніше, дешевше. І кінця цьому процесу, слава Богу, не видно.

    Які загальні тенденції розвитку аналогових пристроїв? Спочатку, з моменту появи перших операційних підсилювачів, зусилля виробників були зосереджені на розробці і виробництві різних їх типів, з різноманітними характеристиками, що відповідають вимогам численних виробників кінцевої апаратури. Поступово, крім ОУ, почали випускати підсилювальні ІС, мікропотужні ОУ. Але одночасно з цим стали виділятися нові напрямки в розробці підсилювачів аналогових сигналів відповідно до цілей їх кінцевого застосування. Наприклад, у міру розвитку систем кабельного телебачення (СКТВ) треба було створення підсилювачів з програмованим коефіцієнтом підсилення. Розвиток систем контролю виробничих процесів зажадало створення прецизійних підсилювачів, призначених для роботи з сигналами датчиків різних типів, і т. Д.

    Таким чином, можна виділити наступні напрямки розвитку аналогових мікросхем:

    • підвищення граничної частоти роботи;

    • розширення смуги пропускання;

    • микроминиатюризация без погіршення параметрів;

    • поліпшення стабільності і точності роботи в широкому діапазоні температур;

    • збільшення потужності і надійності підсилювачів потужності НЧ, ВЧ, СВЧ;

    • розширення функціональності пристроїв, збільшення кількості різних функціональних елементів всередині однієї мікросхеми;

    • створення елементів з характеристиками і властивостями, програмованими користувачами;

    • зниження енергоспоживання без погіршення основних електричних характеристик.

    Перехід до цифрової обробки сигналів зажадав створення АЦП і ЦАП. Якщо перші зразки мікросхем АЦП і ЦАП були примітивні, то в даний час на ринку представлений широкий їх спектр з різними розрядних перетворення, частотами дискретизації і іншими параметрами. Намітилася тенденція до застосування різноманітних уніфікованих інтерфейсів для стикування АЦП або ЦАП з мікроконтролерами. Сучасні АЦП / ЦАП відрізняють дуже високі технічні параметри при малому енергетичному споживанні і фізичних розмірах.

    Тенденція до микроминиатюризации електронних пристроїв привела до створення так званих SOC-мікросхем. SOC - скорочення від System-On-a-Chip (система на одному чіпі). Такі мікросхеми є комбінованими, і одна з їх частин - аналогова. Якщо взяти, наприклад, популярну технологію Bluetooth, то крім цифрового частини чіпа, його інший складовою частиною є аналоговий радіотракт, що забезпечує роботу пристрою в діапазоні частот 2,4 ГГц.

    Серед виробників елементної бази для аналогової техніки виділилися: Analog Devices, Burr-Brown, Ericsson, Fujitsu, Intersil, Infineon, Linear Technologies, Maxim, Motorola, National Semiconductor, Texas Instruments та інші. Продукція цих фірм широко представлена ​​на нашому ринку з вже досить розвиненою і продовжує розвиватися дистриб'юторською мережею.

    Ті, хто читав наш журнал в минулому році, пам'ятають, що номер, приурочений до вистав-

    ке «Експо-Електроніка», був присвячений мікроконтролерів. Тоді ми вперше для себе випустили тематичний номер. Ця практика віталася вами, шановні читачі, в зв'язку з чим було випущено ще кілька тематичних журналів - за джерелами живлення і по DSP. І ось, нарешті, ми дісталися до аналогової техніки, як ви вже, напевно, здогадалися, саме вона є темою номера, який ви тримаєте зараз в руках.

    Аналогова тематика, так само як і мікро-контролерну, неосяжна. Не дивно, що матеріалів виявилося так багато, що вони не вмістилися в одному номері. Тому, як і рік тому, ми продовжимо тему в травневому випуску.

    У цьому номері вас чекають інтерв'ю з керівниками фірм, що постачають на наш ринок продукцію провідних світових виробників аналогової техніки, - Analog Devices, Burr-Brown, Maxim. Серед статей - огляди по аналоговій техніці від Maxim, Texas Instruments, Microchip (для багатьох останній матеріал буде вельми несподіваним). Ви познайомитеся з лінійкою ОУ від ST Microelectronics, а також з черговим членом сімейства мікроконвертеров, що вже завоював чималу популярність серед вітчизняних розробників. Дещо осібно стоїть стаття «Фірма гарантує», а й вона набагато ближче аналоговій техніці, ніж до цифрової. І не тільки тому, що в ній описані події, що розгорнулися навколо декількох мікросхем одного з найбільших виробників аналогової техніки, а й тому, що аналоговим мікросхем притаманні

    набагато більш об'ємні специфікації характеристик, ніж цифровим. З цієї причини ймовірність виникнення суперечок щодо відповідності параметрів мікросхем тим, які заявлені в специфікації, в аналоговій техніці набагато вище, ніж в цифровий.

    Однак «Тема номера» - це ще не весь журнал. Як завжди, вас чекають матеріали, присвячені джерел живлення, технологіям, вимірювальної техніки. Крім того, зібрані рекламні матеріали великої кількості компаній, що пропонують електронні компоненти, технологічне обладнання, а також вимірювальну техніку. У повсякденному розумінні реклама все ще не вважається таким же цінним матеріалом, як оглядові статті або довідкові листки. Але це давно вже не так. Дуже багато споживачів елементної бази зрозуміли, наскільки корисно мати зібрану під однією обкладинкою інформацію про адреси, телефони та напрямки діяльності практично всіх московських, пітерських, а також найбільших регіональних постачальників електронних компонентів. І ефективно користуються цим інструментом. Так що і ці сторінки недаремні для більшості з вас. Тим більше, погодьтеся, що вести пошук координат цікавлять вас фірм набагато приємніше напівлежачи на м'якому дивані з хорошим журналом в руках, ніж сидячи на жорсткому стільці і направивши очі в псує зір монітор. Не згодні? Тоді почитайте журнал, ми дуже старалися зробити його якомога цікавішим для вас. Сподіваємося, нам це вдалося.


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити