Experiencia de estudio de tres libros de texto clásicos sobre diseño de circuitos integrados analógicos
La siguiente es la experiencia de aprendizaje de los tres libros de texto clásicos sobre diseño de circuitos integrados analógicos en la respuesta del foro de eetop. Autor: El ID del foro eetop es "Feitian White Fox". (No sé si esta identificación es el autor real, puede que esté citada en otros lugares de Internet. En resumen, ¡rindo homenaje al autor de "Los cuatro reinos de los circuitos analógicos"!)
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Después de tres libros, básicamente puedes empezar. Puede trabajar en proyectos con Daniel y luego leer más materiales de IEEE. (fuente de referencia, amplificador operacional, comparador) Necesitas seguir entrenando. (Cierto héroe dijo una vez, lea la publicación, hay cuatro reinos de circuitos analógicos; está al final del artículo). ¡Luego de CMOS a BICMOS y así sucesivamente! !
Recomiendo dos libros mejores (más profesionales): Educación introductoria sobre comparadores y amplificadores operacionales CMOS; Diseño de chips analógicos.
Acabo de aprenderlo, pero no puedo decir que sea bueno. , y no soy profesional. Por favor recuérdame más.
Cuatro campos de los circuitos analógicos
Han pasado ocho años desde que comencé a estudiar como estudiante de posgrado en diseño de chips analógicos de microelectrónica en la Universidad de Fudan. Durante este período, he escuchado a los. opiniones de muchos expertos nacionales y extranjeros. Recientemente, por invitación de un amigo, escribí algunos pensamientos y los compartí con todos.
Recuerdo que cuando me acabo de graduar de la universidad, porque planeaba investigar sensores, fui al Laboratorio Estatal Clave de ASIC y Sistemas en el Edificio Shaw de la Universidad de Fudan para realizar estudios de posgrado. Ahora que lo pienso, el nombre de este laboratorio es significativo, pero en ese momento estaba perdido. Circuito y sistema parecen ser dos conceptos y dos niveles. Algunos de mis compañeros de clase son estudiantes de posgrado en electrónica y sistemas de información. En ese momento, sabía que eran "sistemas" y que lo que estábamos diseñando eran "circuitos" analógicos, por lo que, naturalmente, estaba predispuesto hacia los circuitos. Los principiantes en el diseño de chips analógicos siempre sienten envidia de los circuitos sofisticados, especialmente de la revista más autorizada en este campo, "JSSC" (IEEE Journal of Solid State Circuits), que les encantaba leer. En ese momento, decidí leer artículos de los últimos 20 años y leer todos los libros extraños que siempre tenía ganas de completar un artículo. En ese momento, había muy pocos artículos publicados en esta revista en China. Incluso si estuviera estudiando un doctorado en el extranjero, sería fantástico publicar un artículo en ella.
Cuando estaba en la escuela de posgrado, mi supervisor era el profesor Zheng Zengyu. En ese momento, el maestro Li Lian se había jubilado. La Librería Shaw invita al Maestro Li a brindar orientación cada semana. El maestro Zheng es riguroso en sus estudios y es un héroe entre las mujeres. El Sr. Li es un pionero de los circuitos analógicos en mi país y actualmente trabaja como experto o consultor en muchas empresas. Un libro (Diseño de amplificador de operación) escrito por el profesor Li en 1987 parece ser un clásico incluso ahora. El maestro Li y el maestro Zheng son compañeros de clase, por lo que son muy cercanos. Naturalmente, en comparación con mis compañeros de clase, tuve mucha suerte de contar con la guía del Maestro Li. El plan de formación que me dieron el profesor Li y el profesor Zheng es: empezar con el amplificador operacional. Recuerdo que recién comencé a diseñar con una pequeña fuente actual. El diseño sensorial en ese momento se basaba en la simulación para ajustar los parámetros. Pero siempre recordaré las sinceras palabras del profesor Li: El amplificador operacional es la base. Una vez que se diseña el amplificador operacional, el resto será fácil de manejar.
En ese momento no lo entendí del todo. Las preguntas de mis compañeros de clase eran todas sobre cosas de “alta gama” como AD/DA y PLL, pero el profesor Li y el profesor Zheng me pidieron que hiciera módulos “originales”. El único artículo que publiqué en (Solid State Electronics) (una revista basura nacional) fue sobre amplificadores de riel a riel. Estuve muy deprimido durante el proceso y también envidiaba los proyectos de mis compañeros de clase, pero sentí que lo que decían el maestro Li y el maestro Zheng siempre tenía sentido, así que leí artículos sobre operaciones y transmisión, básicamente todos en los últimos 20 años. . Pensé que entendía esto muy bien en ese momento, pero luego, después de trabajar, descubrí que aún no lo entendía. La llamada comprensión consiste en integrar verdaderamente todo, de lo contrario, no importa cuánto conocimiento se acumule en la cabeza, estará muerto.
Sin embargo, los amplificadores operacionales son la piedra angular de los circuitos analógicos y sólo con una base sólida pueden prosperar. Sólo puede entenderse gracias al esfuerzo de dos profesores. En general, lo que más me impresionó en Fudan fue el riguroso estilo académico del Sr. Zheng y las palabras y los hechos del Sr. Li.
Después de graduarme con una maestría, fui a buscar trabajo. En ese momento hubo varias ofertas. Mi hermano Guma es un discípulo cercano del Maestro Li. Me recomendó ir a la Universidad Tecnológica de Taoxin. Dijo que había un médico llamado Chang Zhongyuan de la Universidad Católica de Lovaina, que era muy amable. Seguí el consejo de mi hermano y fui. Tao Xin fue adquirida por IDT por 85 millones de dólares, convirtiéndose en la primera empresa de chips exitosa de China. Howard me entrevistó. c. Yang, director general y cofundador de la empresa. Howard es médico de la Universidad Estatal de Oregón y experto en PLL. Durante la entrevista, me pidió que dibujara un amplificador de dos etapas con compensación de Miller. Soy muy hábil. Dijo que tienes un punto cero en la cara. Me sorprendió. Nunca he oído hablar de eso. Está en la niebla. Más tarde supe que esta fue la primera idea propuesta por Howard en el mundo. Hay una resistencia en el modelo equivalente. Él mismo la llamó resistencia de Young. Por cortesía, seguí asintiendo. Pero todavía estaban satisfechos, así que entraron de todos modos. En cuanto a mí, lo único que lamento durante la entrevista fue no haber podido conocer a Chang Zhongyuan. Quizás estaba en un viaje de negocios.
Después de ingresar a Taoxin, decidí especializarme en una especialidad determinada. Debido a que a los estudiantes de pregrado y posgrado les gusta la física, las matemáticas y la filosofía, gastaron algo de energía en ellas. Después de salir del trabajo, tienes que hacerlo de verdad. Simule ir a trabajar todos los días y leer libros originales en inglés como loco después de salir del trabajo. El primer libro fue escrito por Razavi y ahora es muy popular. Léelo tres veces. Lo encuentro muy gratificante. En aquella época, en Taoxin, los terneros recién nacidos no tenían miedo de los tigres. Cabe decir que hizo un buen trabajo, por lo que el Sr. Chang lo apreció y lo calificó como la persona más prometedora de la empresa. De vez en cuando y con frecuencia vienen a dar consejos, los demás sienten envidia. De hecho, recuerdo cosas que aprendí a menudo en los chats. Dijo que hay tres ámbitos en el diseño de circuitos analógicos: primero, se puede calcular manualmente, lo que significa que el circuito en realidad debe calcularse manualmente, y la simulación solo prueba los resultados del cálculo manual. El segundo es pensar después del cálculo y convertir el circuito en algo intuitivo. El tercero es crear circuitos.
Generalmente seguí la trilogía. Calculé cuidadosamente los ejercicios al final del libro de Razavi. En los proyectos de la empresa, también intenté calcular manualmente los parámetros del amplificador y luego los comparé con los resultados de la simulación. Con el tiempo, mi capacidad de cálculo manual ha mejorado enormemente y me siento muy cómodo analizando y calculando algunas señales pequeñas. Aquí tenéis un pequeño episodio. En un proyecto, la simulación de CA del bucle de protección siempre era inestable y, por tanto, no se podía ajustar. Aquí se agrega un capacitor y allí una resistencia. Después de intentarlo varias veces pero nada funcionó, me comuniqué con el Sr. Chang. Como el círculo es tan grande, se siente como un ciego tocando un elefante. El señor Chang se acercó y decidió en tres, cinco o dos clics. Echó un vistazo más de cerca, luego dedujo una fórmula y encontró expresiones para el polo dominante y el ancho de banda. A través de este incidente, admiro a Chang y comprendo el poder de la intuición. Por lo tanto, cuando lea el libro en el futuro, deduciré cuidadosamente las fórmulas del libro y luego pensaré intuitivamente en el flujo de la señal y no me detendré hasta que sea intuitivo. Después de más de un año, finalmente tengo un conocimiento profundo de los amplificadores y siento que lo tengo. Después de aprobarlo, descubrí que entendía todo. Finalmente se concluyó que el amplificador tiene dos dificultades, una es la respuesta en frecuencia y la otra es la retroalimentación. La llamada intuición de circuito en realidad significa pensar en los circuitos desde la perspectiva de la retroalimentación. Cada vez que analizo algunos circuitos "extraños" en libros o JSSC, suspiraré: ¡retroalimentación, retroalimentación! Luego escriba los resultados del análisis en papel. Aprender primero un campo y luego aprender otros campos relacionados tendrá un cierto efecto de "aceleración".
El enfoque general es dejar que las personas siguientes aprendan primero cuando realizan un nuevo proyecto. Hice un bucle de fase bloqueada antes de dejar Tao Xin. Nunca había hecho esto antes, pero luego conseguí la tesis de maestría de mis compañeros, libros y muchos trabajos de investigación. Un mes y medio después, venía a menudo a preguntarme: ¿Entiendes el ancho de banda de 3 dB de PLL? Sonreí y respondí: ya lo entiendo. Aplicar mi sólido conocimiento sobre la respuesta de frecuencia del amplificador operacional a PLL es pan comido. He estudiado el ruido de fase profundo y la inquietud. Poco después, se publicó un informe de investigación en inglés de más de 30 páginas, ¡y ha sido elogiado! .
Más tarde, cuando se presentó, había un proyecto para modificar un chip transceptor de radiofrecuencia de WCDMA a TD-SCDMA. Hay un filtro analógico de banda base. Nunca antes me había topado con filtros, así que pasé dos meses leyendo tres libros originales en inglés. El primer libro tiene más de 900 páginas y docenas de artículos, y puedo comprender todo el campo del filtrado, los condensadores conmutados, GmC y RC activo, todo a la vez. Cuando propuse el plan de modificación, debido a que tenía una base sólida en amplificadores operacionales, fue fácil entender el flujo de la señal del filtro al leer el artículo, por lo que pude proponer un análisis del principio del circuito del chip y un plan de modificación en mi propio en un corto período de tiempo. Finalmente, escribí un informe (otra obra maestra mía) y lo envié a TI. TI aquí. Durante la conferencia telefónica, lo primero que dijeron sobre el informe fue "¡Excelente trabajo!". No entendía inglés. Julian levantó el pulgar exageradamente y dijo: "Piensan muy bien en ti". Luego fui a Dallas y TI, donde nos trataron con respeto. Cuando doy un informe, mucha gente viene a escucharme. En definitiva, ahora sabemos que la base es muy importante en cualquier cosa. Con una base sólida, es más fácil aprender de los demás y más rápido se aprende.
Hice el compromiso el 065 de junio de 2002. La persona que me entrevistó en ese momento fue mi actual jefe Julián. Julián me preguntó: ¿Dónde crees que está el diseño del SOC (sistema en chip)? Dije: debería ser un circuito analógico. Esto es más difícil. Julián estaba equivocado. Es un problema del sistema. Lo desaprobé firmemente en ese momento y sentí que los ingenieros de circuitos analógicos deberían gastar su energía analizando y diseñando circuitos. Más tarde, Julian dirigió su propia empresa, On-Bright, que me trajo aquí. Al mismo tiempo, contrató a dos personas de TI, uno de los cuales era el Dr. Fang. En cuanto a mí, recomendé al Dr. Zhu a Julian. Durante los últimos dos años, el Dr. Zhu y yo hemos admirado mutuamente a los médicos. El Dr. Fang es un gran experto entre los chinos de TI y tiene una gran capacidad para fabricar productos. On-Bright ahora produce chips de energía. He trabajado con el Dr. Zhu durante casi dos años y conozco la importancia de los sistemas. El diseño de chips debe eventualmente avanzar hacia los sistemas, que son los primeros cuatro ámbitos del diseño de chips. Los circuitos son como ladrillos y tejas, y los sistemas son como edificios. Los ingenieros de diseño de chips deben considerar los problemas desde una perspectiva del sistema; de lo contrario, sólo perderán el bosque por los árboles. Entre los chips de potencia, los amplificadores y comparadores son los más comunes. La dificultad radica en un conocimiento profundo del sistema. En On-Bright, realmente aprendí cómo crear productos, desde la definición hasta la depuración, la depuración, las pruebas de chips y las pruebas de sistemas, y finalmente hasta RTP (lanzamiento a producción). Julian presentó a On-Bright el proceso avanzado de desarrollo de productos y los métodos de gestión de proyectos de TI. Para el Dr. Zhu y para mí fue una revelación saber lo difícil que es fabricar productos.
Diseño de circuitos integrados analógicos, David John, Ken Martin, Universidad de Toronto, John Wiley, Inc. Un libro clásico sobre CMOS de lectura obligada. Buen libro de cocina de circuitos y teoría de circuitos. La parte PLL del condensador conmutado es muy buena, debes saberlo.
Circuitos Microelectrónicos (última 4ª edición). Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, Oxford, 1998 (Universidad de Toronto). ¡Un muy buen libro! Esto es para estudiantes universitarios, es fácil de entender, el resumen es bueno y las ecuaciones son reveladoras. Una lectura obligada antes de una entrevista.
Diseño de circuitos analógicos CMOS, Phillip E. Allen y Douglas R. Holberg, publicado en 1987. Un poco viejo, pero aun así vale la pena leerlo. (Existe una versión más reciente (¿2002?, pero aún no he encontrado tiempo para leerla).
Diseño de circuitos integrados CMOS analógicos, Pichard Razavi, McGraw-Hill, 2001. A Libro de texto utilizado en muchas escuelas. Te ayuda a comprender muchos circuitos, pero es demasiado simple para usarlo en el diseño práctico. Debo decir que es un muy buen libro teórico. Todo comienza con las ecuaciones de Maxwell, ¿verdad?