简单认识模拟集成电路

模拟集成电路是指处理模拟信号的集成电路，模拟和混合信号 (Analog and Mixed Signal, AMS) 集成电路 （简称模数混合集成电路或混合集成电路）是将处理模拟和数字两种信号的电子器件集成在单个半导体芯片上的集成电路，以下将模拟集成电路和数模混合集成电路统称模拟集成电路。在电子系统中，模拟集成电路主要用于信号生成、信号转换、信号处理和系统供电，主要功能包括模拟信号的采集、放大、传输、驱动以及电源管理等。信号处理链路中的模

拟集成电路应用情況如图2-32 所示。模拟集成电路工艺、设计与应用的关系如图2-33 所示。

模拟集成电路拔输入/输出响应关系可分为线性电路和非线性电路，前者如运算放大器，后者如模拟乘法器等；按功能可分为放大器、比较器、电源及电源管理电路、模拟开关，数据转换器、射频（RF）电路等：按应用可分为通用电路和专用电路，通用电路如运算放大器、电压调整器、锁相环电路、有源滤波器、模/数转换电路与数/模转换电路等，专用电路如音响电路、电视接收机电路等。

世界上第一块模拟集成电路是 1958 年由杰克•基尔比 (Jack S. Kilby） 在锗材料上制作的一个振荡器电路，有5个组件。早期模拟集成电路通常采用双极工艺，功能单一。1965 年仙童半导体公司设计推出了 μA709 运算放大器产品。1968年戴维 •富嘉（David Fullagar）开发的 μA741 是有史以来应用最广的运算放大器。其后 ADI 公司 OP 系列运算放大器、12位 ADC AD565、8位 DAC DACO8 以及 Motorola MC78/79 系列电压调整器等经典产品流行于市 30年。

随着应用市场的牵引和技术进步的推动，模拟集成电路工艺不断拓展，目前涵盖了双极、CMOS、BiCMOS、BCD 等工艺，材料有Si、SiGe 及SOI 等，开发的模拟集成电路产品包括吉赫兹（GHz）高速电路、超过24 位分辨率的 ADC、兆赫兹（MHz） 开关频率及效率超过 95% 的开关稳压器、亚微伏 （sub-μV）失调放大器等，产品门类已达数十种，并且不断有新的产品门类出现。

客户个性化需求与技术进步的协同是模拟集成电路发展推动力。单一功能的模拟集成电路向追求更高精度、超宽带、超高速、低噪声、高线性度、高功率密度的方向发展；同时随着制造技术的进步、辅助和增强算法的引入，针对一些新的应用，更多地将数字功能和模拟功能集成在同一芯片中，推动着 AMS集成电路的迅速发展，其典型产品有模/数转换器 （ADC)、数/ 模转换器(DAC)、直接数字频率合成器（DDS)、频/压转换器 （Frequency -to- Voltage Converter)、锁相环（PLL)、模拟和混合信号前端（AFE)等电路。2017年2月Xilinx 发布了采用 16nm CMOS 工艺的可编程射频 SoC，将FPGA 和 12 位精度、采样速率4GSPS 的 RF-ADC，以及14 位精度、转换速率 6.6GHz的 RF-DAC 集成在单颗芯片上，可实现近 2GHz 带宽的射频信号直接采样和发送式软件定义无线电 ( Software Defined Radio, SDR)。模拟和模数混合电路与 MEMS 传感器的异质异构集成成为智能传感器发展的新方向。

审核编辑：汤梓红