Rangkaian Terpadu Analog: Komponen Esensial untuk Elektronika Modern

Rangkaian terpadu analog adalah salah satu kategori IC. Selain itu, ia merupakan komponen dasar dari sebagian besar perangkat elektronik.

Misalnya, Anda dapat menemukan jenis IC ini dalam sebagian besar elektronika konsumen. Mengapa? Karena IC membantu perangkat digital, komputer, ponsel, dll., untuk bekerja.

Selain itu, IC ini berguna untuk sinyal wideband dan aplikasi daya lebih tinggi lainnya. Jadi, contoh bagus dari IC ini adalah timer 555, operational amplifiers, sensor, dll.

Namun, perangkat ini tidak berlaku untuk semua perangkat elektronik. Oleh karena itu, kami membuat artikel ini untuk membahas rangkaian terpadu analog. Jadi, Anda akan mempelajari apa itu, mengapa Anda membutuhkannya, dan masih banyak lagi.

Mari kita lanjutkan!

Apa Itu Rangkaian Terpadu Analog?

Garis Besar Rangkaian Terpadu Analog

Sumber: Wikimedia Commons

Perangkat ini merupakan komponen utama dari sebagian besar perangkat elektronik. Lebih lanjut, ia membantu menangani sinyal yang bebas berjalan dari nol (nol) hingga tegangan sumber daya penuh.

Selain itu, rangkaian biasanya memiliki dua input; satu input positif, sementara yang lain negatif. Selain itu, masing-masing input adalah non-inverting dan inverting, masing-masing.

Selanjutnya, komponen yang membentuk rangkaian terpadu analog adalah:

• Kapasitor
• Resistor
• Semikonduktor
• Induktor

Jadi, Anda dapat menggunakan perangkat untuk merancang:

• Operative amplifiers
• Oscillators
• active filters
• Linear regulators
• Software phase-locked loops

Namun, sangat penting untuk mempertimbangkan parameter semikonduktor seperti resistansi, dissipasi daya, dan gain daya.

Dalam kata lain, rangkaian terpadu analog bekerja dengan mengubah berbagai input analog seperti panas, suara, dan cahaya. Selain itu, ia mengubahnya menjadi sinyal digital dan nol untuk pemrosesan. Selain itu, rangkaian terpadu analog datang dengan umur yang lebih lama dari pada perangkat elektronik.

Mengapa Anda Membutuhkan Elektronika Analog?

Saklar Terpadu Analog

Sumber: Wikimedia Commons

Meskipun hal-hal telah berkembang dalam industri elektronika, analog tetap kuat. Tidak diragukan lagi, sebagian besar hal adalah digital, tetapi lebih nyaman untuk mewakili angka secara numerik dalam sistem biner. Misalnya, lebih mudah untuk mengaitkan “1” dan “0” sebagai “ON” dan “OFF.”

Jadi, berbeda dengan desain IC digital, desain IC analog membutuhkan lebih banyak fokus untuk:

• Setiap rangkaian
• Fitur tepat transistor
• Ukuran

Alasannya sederhana. Saat ini, sebagian besar perangkat adalah digital, jadi desainer IC analog dipaksa bekerja dengan fitur dan batasan proses. Mengapa? Karena fitur dan batasan proses lebih cocok untuk IC digital.

Spesifikasi Desain untuk IC Analog

Seperti IC digital, desainer analog harus memulai dengan serangkaian fitur dan spesifikasi. Setelah itu, mereka menggunakan model kerja dan aktif untuk berbagai fungsi untuk menurunkan batasan IC analog.

Kemudian, mereka muncul dengan:

• Fitur proses
• Tipe
• Ukuran perangkat

Jadi, dalam sebagian besar kasus, ini mencakup:

• Penambahan teknologi kapasitor dan induktor
• Angka standar untuk rangkaian terpadu dan sub rangkaian
• Memilih transistor

Selain itu, Anda dapat membuat simulasi tingkat tinggi dan bahkan mencari batasan sub blok dengan HDL seperti VHDL-AMS.

Alur Desain untuk IC Analog

Berikut adalah langkah-langkah yang diperlukan untuk desain IC analog:

1. Spesifikasi Desain

• Pengembangan test bench
• Topologies
• Constraints
• Spesifikasi

2. Desain Skematis Alur

• Simulasi dan optimasi rangkaian
• Pemasukan skematis tingkat rangkaian
• Spesifikasi HDL blok
• Simulasi HDL arsitektur
• Pemasukan skematis tingkat sistem

3. Alur Somatic

• Tape-out
• Simulasi pasca-layout
• Ekstraksi parasit
• Layout versus schematic (LVS)
• Design rule check (DRC)
• Pemasukan layout berbasis PCell

Desain Rangkaian Terpadu Analog

Desain IC analog sederhana

Sumber: ExplainthatStuff

Memang, ada proses yang perlu Anda ikuti dalam membuat desain IC analog. Lebih lanjut, prosedur melibatkan hal-hal berikut dalam urutan apa pun:

• Simulasi rangkaian
• Desain sistem
• Desain rangkaian
• Debug rangkaian
• Debug sistem
• Verifikasi
• Simulasi sistem
• Desain layout rangkaian terpadu
• Fabrikasi
• Interkoneksi
• Desain komponen
• Debug perangkat

Namun, aspek praktis desain IC analog melibatkan:

1. Sistem Tingkat Blok

Ini juga dikenal sebagai sistem Tingkat Sel. Selain itu, sistem ini mencakup taktik yang diperlukan untuk membuat desain tingkat blok untuk rangkaian terpadu tertentu. Jadi, ketika desain Anda sudah siap, hubungkan masing-masing untuk membentuk sistem tingkat blok yang lengkap.

2. Rangkaian Tingkat Komponen

Komponen yang akan Anda gunakan di sini berdasarkan hasil dari sistem tingkat blok.

Jadi, ketika Anda sudah memiliki komponen yang sesuai, hubungkan mereka untuk membuat rangkaian tingkat komponen. Kemudian, Anda dapat menggunakannya sebagai rangkaian utama desain analog Anda. Selain itu, ini juga berfungsi untuk simulasi.

3. Konfirmasi Rangkaian Tingkat Komponen

Anda juga dapat menggunakan rangkaian tingkat komponen untuk konfirmasi. Namun ini terjadi setelah Anda mensimulasikan desain rangkaian. Jadi, dengan hasil simulasi, Anda dapat memverifikasi rangkaian tingkat komponen IC analog.

4. Pembuatan IC

Memang, ada beberapa langkah yang perlu diikuti untuk membuat rangkaian terpadu analog. Pertama, Anda dapat memulai dengan menggunakan bahan semikonduktor untuk membuat wafer semikonduktor. Atau Anda dapat mendapatkan wafer semikonduktor yang sudah jadi.

Setelah itu, Anda dapat menambahkan berbagai komponen elektronik seperti transistor, kapasitor, resistor, dll., ke wafer. Kemudian, Anda dapat mengemas chip—yang membentuk paket IC.

5. Pengujian dan Debugging IC

Pada tahap ini, Anda dapat menguji rangkaian terpadu analog. Selain itu, Anda dapat debug untuk membandingkan hasil pemeriksaan dan perkiraan. Jadi, jika semuanya terlihat baik, lanjutkan untuk merancang prototipe IC. Kemudian, gunakan prototipe untuk mengkarakterisasi papan evaluasi dan rangkaian terpadu.

Apa Perbedaan Antara IC Analog dan Digital?

Tabel di bawah merangkum perbedaan antara IC analog dan digital:

Aplikasi Rangkaian Terpadu Analog

Anda dapat menerapkan rangkaian terpadu analog dalam aplikasi berikut:

1. Rangkaian Manajemen Daya

Ketika Anda melihat dekat desain IC analog, Anda akan memperhatikan bahwa semua komponennya memerlukan daya. Selain itu, Anda dapat menggunakan jaringan konduktor (rangkaian manajemen daya) pada komponen on-chip untuk menyediakan daya listrik yang diperlukan yang dirancang on-chip.

Rangkaian Manajemen Daya

Sumber: Wikimedia Commons

Selain itu, rangkaian manajemen daya (jaringan konduktor) merancang dan menganalisis daya yang disampaikan dalam rangkaian.

2. Pemaduan Frekuensi

Memang, pemaduan frekuensi menggunakan dua sinyal berbeda yang diterapkan pada rangkaian untuk mendapatkan frekuensi baru. Jadi, Anda dapat mendapatkan pemaduan frekuensi dari rangkaian terpadu analog. Anda juga dapat menggunakan pemaduan frekuensi untuk mengubah bentuk sinyal dalam rentang frekuensi yang berbeda.

3. Filter Aktif

Tentu saja, IC analog memadai untuk filter aktif. Selain itu, ia melakukan ini dengan menggunakan komponen elektronik aktif—untuk meningkatkan performa. Jadi, filter harus mencegah induktor yang mahal dan besar. Selain itu, ada berbagai konfigurasi filter aktif seperti filter umpan balik ganda, filter sallen-key, dll.

Kata Akhir

Rangkaian terpadu analog adalah perangkat yang terdiri dari wafer semikonduktor dengan interkoneksi komponen. Menariknya, jenis IC ini andal dan hemat biaya, dan perangkat ini ideal untuk desainer rangkaian profesional, hobi, dan mahasiswa.

Apakah Anda pernah menggunakan rangkaian terpadu analog? Atau apakah Anda membutuhkan bantuan untuk mendapatkan yang terbaik untuk proyek Anda? Jangan ragu untuk menghubungi kami.