Τι είναι ένα αναλογικό ολοκληρωμένο κύκλωμα;

Ένα αναλογικό ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC) είναι ένα βασικό στοιχείο στις περισσότερες ηλεκτρονικές συσκευές, το πιο βασικό κύκλωμα που αποτελεί μέρος ενός μεγαλύτερου ηλεκτρονικού κυκλώματος.Παραδείγματα αναλογικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων είναι οι λειτουργικοί ενισχυτές, τα κυκλώματα διαχείρισης ισχύος και οι αισθητήρες.Τα πιο γνωστά και μακροχρόνια αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι ο επιχειρησιακός ενισχυτής 741 και ο χρονοδιακόπτης 555.Ένα αναλογικό ολοκληρωμένο κύκλωμα είναι αυτό που κάνει τους υπολογιστές, τα κινητά τηλέφωνα και τις ψηφιακές συσκευές και μπορούν να βρεθούν σε σχεδόν κάθε ηλεκτρονική καταναλωτή που διατίθενται σήμερα στην ανθρωπότητα.Χρησιμοποιείται ακόμα όταν υπάρχει ανάγκη για εφαρμογές υψηλότερης ισχύος και σήματα ευρείας ζώνης που χρειάζονται απαιτήσεις ρυθμού δειγματοληψίας και για διεπαφή χρήστη με έναν μετατροπέα.

Ένα αναλογικό ολοκληρωμένο κύκλωμα περιλαμβάνει ένα σήμα εξόδου που ακολουθεί ένα συνεχές σήμα εισόδου.Στο αρχικό στάδιο, γνωστό ως στάδιο εισόδου, η τάση ή το σήμα λαμβάνεται από μια πηγή.Το δεύτερο στάδιο, ή το στάδιο κέρδους, είναι όταν συμβαίνει η ενίσχυση που ενισχύει το σήμα που λαμβάνεται έτσι ώστε να μπορεί να επεξεργαστεί πιο αποτελεσματικά.Το εξερχόμενο σήμα είναι είτε περιορισμένο είτε επεκταθεί στο τελευταίο στάδιο, που ονομάζεται στάδιο εξόδου

Ανάλογα με το σχεδιασμό του IC, το κέρδος τάσης ανοιχτού βρόχου δεν χρειάζεται να βρίσκεται στην ανώτερη περιοχή.Αυτά τα συνεχή σήματα εκτελούν λειτουργίες όπως ενίσχυση, ανάμιξη, αποδιαμόρφωση και ενεργό φιλτράρισμα.Ένα αναλογικό ολοκληρωμένο κύκλωμα θα αποτελείται από ημιαγωγούς, επαγωγείς, πυκνωτές και αντιστάσεις.Για τις περισσότερες ηλεκτρονικές εταιρείες καθώς και για τους μηχανικούς και τους σχεδιαστές τους, ένα αναλογικό ολοκληρωμένο κύκλωμα βοηθά με το να έχει ένα διαθέσιμο κύκλωμα στο χέρι αντί να κάνει ένα.Αντί να κάνουν ένα αναλογικό κύκλωμα από την αρχή, μπορούν να επιλέξουν από τις διάφορες επιλογές που έχουν ήδη κάνει οι σχεδιαστές κυκλωμάτων.

Αυτό δεν σημαίνει, ωστόσο, ότι όλα τα αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι αρκετά καλά σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή.Ορισμένα προβλήματα πρέπει να επιλυθούν πρώτα πριν από τη δημιουργία της συσκευής.Τα περισσότερα από αυτά τα προβλήματα προκύπτουν επειδή η τιμή σήματος θα αλλάζει πάντα, η οποία είναι περισσότερο ή λιγότερο 20% της αρχικής τάσης ή της τιμής σήματος.Ένα συγκεκριμένο πρόβλημα είναι ότι κάθε επεξεργασμένο πλακίδιο ημιαγωγών είναι διαφορετικό σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή.

Ένας σχεδιαστής κυκλώματος μπορεί απλά να χρησιμοποιήσει ένα σχέδιο σε επίπεδο σκάφους για να επιλέξει και να δοκιμάσει συσκευές βασισμένες σε τιμές της βιομηχανίας.Από την άλλη πλευρά, ένα αναλογικό ολοκληρωμένο κύκλωμα θα έχει τον σχεδιαστή να προσπαθήσει να βρει την τέλεια ισορροπία πριν την ενσωματώσει στην ηλεκτρονική συσκευή.Επί του παρόντος, περισσότερα σχέδια κυκλώματος προσαρμόζουν την μεικτή επεξεργασία σήματος με την οποία ο σχεδιαστής αντικαθιστά κάποιες αναλογικές λειτουργίες με ψηφιακά λογικά στοιχεία για να επιτρέψει στο τσιπ να «μιλήσει» με τον μικροεπεξεργαστή.