Kita dikelilingi oleh perangkat "digital": kamera digital, TV digital, komunikasi digital (telepon seluler dan Wi-Fi), Internet, dan sebagainya. Lalu, mengapa kita masih tertarik dengan sirkuit analog? Bukankah desain analog sudah tua dan ketinggalan zaman? Akankah ada pekerjaan desain analog dalam sepuluh tahun? Menariknya, pertanyaan-pertanyaan ini telah diajukan setiap lima tahun selama 50 tahun terakhir, tetapi kebanyakan oleh mereka yang tidak memahami desain analog atau tidak ingin mengatasi masalahnya. Mari kita coba memahami mengapa desain analog masih penting, relevan dan kompleks, dan akan tetap demikian selama beberapa dekade mendatang.
Mengapa analog?
Banyak sistem elektronik memiliki dua fungsi utama: menerima sinyal dan kemudian memproses dan mengekstrak informasi darinya. Ponsel Anda menerima sinyal frekuensi radio (RF) dan, setelah diproses, mengirimkan informasi suara atau data. Demikian pula, kamera digital Anda mendeteksi intensitas cahaya yang dipancarkan dari berbagai bagian objek dan memproses hasilnya untuk mengekstrak gambar.
Kami secara intuitif mengetahui bahwa tugas pemrosesan yang kompleks sebaiknya dilakukan dalam domain digital. Faktanya, kita mungkin bertanya-tanya apakah kita dapat mendigitalkan sinyal secara langsung dan menghindari operasi medan analog. Gambar di bawah ini menunjukkan contoh sinyal RF yang diterima oleh antena didigitalkan oleh analog-to-digital converter (ADC) dan diproses sepenuhnya dalam domain digital. Akankah skenario ini mengirim desainer analog dan RF
ke papan pekerjaan?
- . , , , . , , . , , , - .
, . , «», [. 1.2()]. «» () [. 1.2 (b)], . , , , , [. 1.2 (c)]. , : (1) , (2) , . , . 1.2 (c), , - - , .
?
. / , , . , USB-, . . 1.3, 1 .
, , , 2. , ( «»), . , , , . 1.3 1/|H|.
, . 1.3 . , , USB? , , , . , , , , , , , .
: () , () . . , .
, - , . , , , , .
. 1.4 ,
(ISSCC) , «» , . , . , , ; , .
. .
, «» . , , , - (, --; . CMOS, complementary metal-oxide-semiconductor). , , , .
. 12 1970- 0,9 . . , .
- . - , - , . - , .
, . , SPICE, , MATLAB.
PVT
(process), (supply voltage) (temperature) . PVT (process-voltage-temperature) , PVT. , 1 0,95 , 0 80 . - - , PVT.
?
1950- . 70 , , - ,
, . (Gordon Moore, Intel) 1970- , . 25 1960 12 2015 , .
, , , , . .
?
-- (MOSFET) . . (J. E. Lilienfeld) 1930- , . - - , 1960- , n-. 1960- - () ( n-, p-), .
: - , GaAs. , - , .
- . , , /
, CMOS . - , , .
CMOS ?
, -. - 70 , , , ( ).
- , . - 1 , - 2 . .
. , , . , , . , , , .
Contoh dan tren di atas menunjukkan sekali lagi bahwa solusi modern tidak dapat dilakukan tanpa sirkuit analog. Dari pandangan dangkal dan sepintas orang awam, yang secara tidak sengaja menggunakan dalam kehidupan sehari-harinya sejumlah besar perangkat yang menurutnya "murni digital", ada lapisan besar karya desainer dan desainer analog.
Desain analog PS digunakan hampir di mana-mana.