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TUhjnbcbe - 2025/1/13 1:07:00
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一周前,8月22日教育部办公厅发文,要求学校通知到每一位学生及其家长,让其在家与家长共同观看。

接到通知后,各地教育部门层层转发,学校也高度重视,在教育部要求人人观看的基础上,又进一步提出要求,或是要求观看时拍照上传,或是要求写好观后感。

作为有责任的学生家长,小编也是在面临亚运会男篮决赛和《开学第一课》两个互相冲突时,义无反顾的选择了后者,早早的就和孩子坐在了电视机旁,怀着无比激动和急切的心情等待节目的开始。

终于到点了,可是等啊等,等啊等,等啊等,等啊等,等啊等……广告一个接一个,都是什么培训机构、学习APP的广告,疯狂轰炸,足足播了15分钟广告,播完了《广告第一课》,总算开始了《开学第一课》。

一开场来了一个成龙隔空讲述自己追梦的辛路历程,讲述了自己曾经有多苦,为了拍好看的电影,曾经受了多少伤,现如今太忙,忙的来现场的时间都没有。先不说成龙的教子无方,自己的婚姻出轨的绯闻等事情,就说不来现场这事情,是想告诉孩子们,一个演员都可以这么牛逼吗?前不久的范冰冰事件,闹得沸沸扬扬还不够吗?为何开场要以这种形式,嫌我们泱泱大国无人才吗?为什么不是人工智能、大数据、云计算、无人驾驶等高科技领域的首席科学家,为什么不能从全国各地农村中找出来最苦的20个孩子,让他们说说自己的家庭及求学的艰辛,又为什么不是。。。

当出现四个又白又瘦看似不男不女的高小年轻人唱歌这个画面的时候,我实在忍不住对身边的儿子说,儿子,这个节目还不如你上,就算在舞台上跑两圈、打几个滚,都比这几个娘炮好。为什么不是一段男儿当自强的节目,男孩舞剑,女孩吟诗的画面?又为什么不是一段幼儿园、小学、初中、高中、大学等不同年龄阶段上课时的场景画面?开学第一课,你是要告诉孩子们要学会唱歌、演戏、不男不女吗?

。。。。

终于看完了《开学第一课》,我的心久久不能平静。还好当晚中国男篮赢了!中国男儿赢了!中国爷们姚明、李楠赢了!要不然晚上真会失眠了。

不好意思,牢骚发多了跑题了,请大家见谅。下面我们开始ICer的开学第一课:《如何学习模拟IC设计》

(注:本文整理自EETOP论坛,帖子比较早,但感觉依然没有过时,论坛帖子由网友Areky整理而来。看过的可以略过。)

众所周知,模拟电路难学,以最普遍的晶体管来说,我们分析它的时候必须首先分析直流偏置,其次在分析交流输出电压。可以说,确定工作点就是一项相当麻烦的工作(实际中来说),晶体管的参数多、参数的离散性也较大。但值得我们注意的是,模拟电路构建了电子行业的基础,至今为止,电子技术已经发展到如此高的水平。但如果我们观察各种电子电路的发展,我们会发现:几乎所有的电子技术都离不开放大技术。即使是数字芯片内部,其基本单元都是互补型源极接地放大电路。模拟电子技术的重要性时不我待。

模拟电路再怎么说,关键的是多学多做,做出片子就自然懂得哪些知识点需要掌握了。这里就主要谈谈学习模拟电路要求的四个知识部分,要成为模拟电路的设计者,我们必须掌握其最基本的以下四个组成部分:

(1)晶体管元件的设计

它是指半导体工程学方面的知识,任何设计的IC芯片都将最终回归于它,一般都是从薛定谔波动方程式开始引出的(比较复杂),但与实际具体设计电路直接联系不大,而我们又不能缺少这部分,是理论基础。

(2)晶体管电路的设计

要从事模拟电路设计事实上必须掌握晶体管电路的基本知识,推荐一边学习一边实验、仿真,PSPICE之类的都可以,通一个就行,同时要注意多想多动手。时间长了自然能掌握晶体管电路的设计技术,这里面的学习,我们就开始掌握经验。晶体管、FET是构建整个电路的基础,这里学通了,诸多IC的原理图就很直观了。

(3)功能模块的设计

功能模块主要以各种各样的运放为基础,包括AD、DA、PLL、稳压源等等,它们都主要是由晶体管构成的,功能模块设计工程中都会将元器件适当的理想化。这部分的学习是十分重要的。一般都是从这里开始学习模拟电路,这部分相对来说比较易懂,也是模拟电路学习的切入点。

(4)系统设计

这部分就需要相当的高度,需要虑方方面面。其实,说实在的,真正做过一两块片子就差不多能通大半部分。关键是试验、动手。

模拟电路的境界

复旦攻读微电子专业模拟芯片设计方向研究生开始到现在五年工作经验,已经整整八年了,其间聆听过很多国内外专家的指点。最近,应朋友之邀,写一点心得体会和大家共享。

我记得本科刚毕业时,由于本人打算研究传感器的,后来阴差阳错进了复旦逸夫楼专用集成电路与系统国家重点实验室做研究生。现在想来这个实验室名字大有深意,只是当时惘然。

电路和系统,看上去是两个概念,两个层次。我同学有读电子学与信息系统方向研究生的,那时候知道他们是“系统”的,而我们呢,是做模拟“电路”设计的,自然要偏向电路。而模拟芯片设计初学者对奇思淫巧的电路总是很崇拜,尤其是这个领域的最权威的杂志JSSC(IEEEJournalofsolidstatecircuits),以前非常喜欢看,当时立志看完近二十年的文章,打通奇经八脉,总是憧憬啥时候咱也灌水一篇,那时候国内在此杂志发的文章凤毛麟角,就是在国外读博士,能够在上面发一篇也属优秀了。

读研时,我导师是郑增钰教授,李联老师当时已经退休,逸夫楼邀请李老师每个礼拜过来指导。郑老师治学严谨,女中豪杰。李老师在模拟电路方面属于国内先驱人物,现在在很多公司被聘请为专家或顾问。李老师在87年写的一本(运算放大器设计);即使现在看来也是经典之作。李老师和郑老师是同班同学,所以很要好,我自然相对于我同学能够幸运地得到李老师的指点。

李老师和郑老师给我的培养方案是:先从运算放大器学起。所以我记得我刚开始从小电流源开始设计。那时候感觉设计就是靠仿真调整参数。但是我却永远记住了李老师语重心长的话:运放是基础,运放设计弄好了,其他的也就容易了。当时不大理解,我同学的课题都是AD/DA,锁相环等“高端”的东东,而李老师和郑老师却要我做“原始”的模块,我仅有的在(固体电子学)(国内的垃圾杂志)发过的一篇论文就是轨到轨(rail-to-rail)放大器。做的过程中很郁闷,非常羡慕我同学的项目,但是感觉李老师和郑老师讲的总有他们道理,所以我就专门看JSSC运放方面的文章,基本上近20多年的全看了。

当时以为很懂这个了,后来工作后才发现其实还没懂。所谓懂,是要真正融会贯通,否则塞在脑袋里的知识再多,也是死的。但是运算放大器是模拟电路的基石,只有根基扎实方能枝繁叶茂,两位老师的良苦用心工作以后才明白。总的来说,在复旦,我感触最深的就是郑老师的严谨治学之风和李老师的这句话。

硕士毕业,去找工作,当时有几个offer。我师兄孙立平,李老师的关门弟子,推荐我去新涛科技,他说里面有个常仲元,鲁汶天主教大学博士,很厉害。我听从师兄建议就去了。新涛当时已经被IDT以万美金收购了,成为国内第一家成功的芯片公司。面试我的是公司创始人之一的总经理Howard.C.Yang(杨崇和)。Howard是OregonStateUniversity的博士,锁相环专家。面试时他当时要我画了一个两级放大器带Miller补偿的,我很熟练。他说你面有个零点,我很奇怪,从没听过,云里雾里,后来才知道这个是Howard在国际上首先提出来的,等效模型中有个电阻,他自己命名为杨氏电阻。当时出于礼貌,不断点头。不过他们还是很满意,反正就这样进去了。我呢,面试的惟一的遗憾是没见到常仲元,大概他出差了。

进入新涛后,下了决心准备术业有专攻。因为本科和研究生时喜欢物理,数学和哲学,花了些精力在这些上面。工作后就得真刀真枪的干了。每天上班仿真之余和下班后,就狂看英文原版书。第一本就是现在流行的Razavi的那本书。读了三遍。感觉大有收获。那时候在新涛,初生牛犊不怕虎,应该来说,我还是做得很出色的,因此得到常总的赏识,被他评价为公司内最有potential的人。偶尔常总会过来指点一把,别人很羡慕。其实我就记住了常总有次聊天时给我讲的心得,他大意是说做模拟电路设计有三个境界:第一是会手算,意思是说pensile-to-paper,电路其实应该手算的,仿真只是证明手算的结果。第二是,算后要思考,把电路变成一个直观的东西。第三就是创造电路。

我大体上按照这三部曲进行的。Razavi的那本书后面的习题我仔细算了。公司的项目中,我也力图首先以手算为主,放大器的那些参数,都是首先计算再和仿真结果对比。久而久之,我手计算的能力大大提高,一些小信号分析计算,感觉非常顺手。这里讲一个小插曲,有一次在一个项目中,一个保护回路AC仿真总不稳定,调来调去,总不行,这儿加电容,那儿加电阻,试了几下都不行,就找常总了。因为这个回路很大,所以感觉是瞎子摸象。常总一过来三下五除二就摆平了,他仔细看了,然后就导出一个公式,找出了主极点和带宽表达式。通过这件事,我对常总佩服得五体投地,同时也知道直观的威力。所以后来看书时,都会仔细推导书中的公式,然后再直观思考信号流,不直观不罢手。一年多下来,对放大器终于能够透彻理解了,感觉学通了,通之后发现一通百通。最后总结:放大器有两个难点,一个是频率响应,一个是反馈。

其实所谓电路直观,就是用从反馈的角度来思考电路。每次分析了一些书上或者JSSC上的“怪异”电路后,都会感叹:反馈呀,反馈!然后把分析的心得写在paper上面。

学通一个领域后再学其他相关领域会有某种“加速”作用。常总的方式是每次做一个新项目时,让下面人先研究研究。我在离开新涛前,做了一个锁相环。我以前没做过,然后就把我同学的硕士论文,以及书和很多paper弄来研究,研究了一个半月,常总过来问我:锁相环的3dB带宽弄懂了吧?我笑答:早就弄懂了。

我强大的运放的频率响应知识用在锁相环上,小菜了。我这时已经去研究高深的相位噪声和jitter了。之后不久,一份30多页的英文研究报告发出来,常总大加赞赏!。后来在COMMIT时,有个项目是修改一个RFTransceiver芯片,使之从WCDMA到TD-SCDMA。里面有个基带模拟滤波器。我以前从没接触过滤波器,就花了两个月时间,看了三本英文原版书,第一本有多页,和N多paper,一下子对整个滤波器领域,开关电容的,GmC的,ActiveRC的都懂了。提出修改方案时,由于我运放根基扎实,看文章时对于滤波器信号流很容易懂,所以很短时间就能一个人提出芯片电路原理分析和修改方案。最后报告写出来(也是我的又一个得意之作),送给TI.TI那边对这边一下子肃然起敬,Conferencecall时,他们首先说这份报告是“Greatjob!”,我英文没听懂,Julian对我夸大拇指,说“他们对你评价很高呢”。后来去Dallas,TI那边对我们很尊敬,我做报告时,很多人来听。总之,现在知道,凡事情,基础很重要,基础扎实学其他的很容易切入,并且越学越快。

我是02年11月去的COMMIT,当时面试我的也是我现在公司老板Julian。Julian问我:你觉得SOC(systemonchip)设计的环节在哪儿?我说:应该是模拟电路吧,这个比较难一些。Julian说错了,是系统。我当时很不以为然,觉得模拟电路工程师应该花精力在分析和设计电路上。Julian后来自己run了现在这公司On-Bright,把我也带来,同时也从TI拉了两个,有一个是方博士。我呢,给Julian推荐了朱博士。这一两年,我和朱博士对方博士佩服得五体投地。方博士是TI***里面的顶级高手,做产品能力超强。On-Bright现在做电源芯片,我和朱博士做了近两年,知道了系统的重要性。

芯片设计最终一定要走向系统,这个是芯片设计的第四重境界。电路如同砖瓦,系统如同大厦。芯片设计工程师一定要从系统角度考虑问题,否则就是只见树木,不见森林。电源芯片中,放大器,比较器都是最最普通的,其难点在于对系统的透彻理解。在On-Bright,我真正见识了做产品,从定义到设计,再到debug,芯片测试和系统测试,最后到RTP(releasetoproduction)。Julian把TI的先进产品开发流程和项目管理方式引入On-Bright,我和朱博士算是大开眼界,也知道了做产品的艰辛。产品和学术是两片天地,学术可以天马行空,做出一个样品就OK了。产品开发是一个系统工程,牵涉到方方面面的工作。

模拟电路设计经验总结

模拟电路的设计是工程师们最头疼、但也是最致命的设计部分,尽管目前数字电路、大规模集成电路的发展非常迅猛,但是模拟电路的设计仍是不可避免的,有时也是数字电路无法取代的,例如RF射频电路的设计!这里将模拟电路设计中应该注意的问题总结如下,有些纯属经验之谈,还望大家多多补充、多多批评指正!...

(1)为了获得具有良好稳定性的反馈电路,通常要求在反馈环外面使用一个小电阻或扼流圈给容性负载提供一个缓冲.

(2)积分反馈电路通常需要一个小电阻(约欧)与每个大于10pF的积分电容串联.

(3)在反馈环外不要使用主动电路进行滤波或控制EMC的RF带宽,而只能使用被动元件(最好为RC电路).仅仅在运放的开环增益比闭环增益大的频率下,积分反馈方法才有效.在更高的频率下,积分电路不能控制频率响应.

(4)为了获得一个稳定的线性电路,所有连接必须使用被动滤波器或其他抑制方法(如光电隔离)进行保护.

(5)使用EMC滤波器,并且与IC相关的滤波器都应该和本地的0V参考平面连接.

(6)在外部电缆的连接处应该放置输入输出滤波器,任何在没有屏蔽系统内部的导线连接处都需要滤波,因为存在天线效应.另外,在具有数字信号处理或开关模式的变换器的屏蔽系统内部的导线连接处也需要滤波.

(7)在模拟IC的电源和地参考引脚需要高质量的RF去耦,这一点与数字IC一样.但是模拟IC通常需要低频的电源去耦,因为模拟元件的电源噪声抑制比(PSRR)在高于1KHz后增加很少.在每个运放、比较器和数据转换器的模拟电源走线上都应该使用RC或LC滤波.电源滤波器的拐角频率应该对器件的PSRR拐角频率和斜率进行补偿,从而在整个工作频率范围内获得所期望的PSRR.

(8)对于高速模拟信号,根据其连接长度和通信的最高频率,传输线技术是必需的.即使是低频信号,使用传输线技术也可以改善其抗干扰性,但是没有正确匹配的传输线将会产生天线效应.

(9)避免使用高阻抗的输入或输出,它们对于电场是非常敏感的.

(10)由于大部分的辐射是由共模电压和电流产生的,并且因为大部分环境的电磁干扰都是共模问题产生的,因此在模拟电路中使用平衡的发送和接收(差分模式)技术将具有很好的EMC效果,而且可以减少串扰.平衡电路(差分电路)驱动不会使用0V参考系统作为返回电流回路,因此可以避免大的电流环路,从而减少RF辐射.

(11)比较器必须具有滞后(正反馈),以防止因为噪声和干扰而产生的错误的输出变换,也可以防止在断路点产生振荡.不要使用比需要速度更快的比较器(将dV/dt保持在满足要求的范围内,尽可能低).

(12)有些模拟IC本身对射频场特别敏感,因此常常需要使用一个安装在PCB上,并且与PCB的地平面相连接的小金属屏蔽盒,对这样的模拟元件进行屏蔽.注意,要保证其散热条件.

关于如何学习模拟IC设计的帖子,在EETOP论坛里还可可以找到很多,以下的是另一篇,整理转发给大家:

EETOP网友在论坛发出提问:本人研究生学习,今年马上研二了。最近才开始回实验室,方向定为模拟电路设计主要是CMOS吧,虽然看到了很多关于学习的资料,但是总是感觉拉闸为的书上的公式有的很难推到看着看着就没信心了。于是想问问高人有没有入门模拟的其他方法是否可以从运算放大器入手,分析各种性能至于每个管子的大小有没有捷径去处理。我想这样可能对理解电路不是很好。但是我想见效能快点。

Razavi的书是模拟IC相对比较简单的书吧,还是要耐心看下去。对如公式的推到,Gray很严谨、详细,要是有兴趣可以看看Gray的书。

找导师要一个流过片的电路及版图研究一下,后再对这个电路用其它工艺实现,做一下仿真边学边看书上理论感觉这样效率高些。不知其它模拟过来人你们感觉如何。。。。。

ALLEN第六章讲到的基础放大器好好理解一下。软件最好用Cadenceic,把ALLEN第六章的基本两级放大器好好仿真仿真,调整参数理解各个参数之间相互影响和折中关系,然后你可以在基本放大器的基础上改进输入输出级,比如改成共源共栅结构的输入,输出级改成甲乙类等等。找找论坛里有没有《CMOS运放性能仿真参数规范》这个pdf文档。下来看看里面讲的是CMOS运放各种参数的仿真。Cadence不懂得用的话就去找何乐年的《模拟集成电路设计与仿真》,看第六章第五节,直接上手仿仿。他用看库是CSMC0.5um的好像,论坛里也有。不过有点小差别,稍微修改下宽长比可以达到或接近书上的系能水平。看完Cadence你就会用了。何乐年书里的推导就不要看了,讲的不好,附件还不错,讲了cadence各种工具的应用。再然后你可以在论坛里找点别人写的仿真报告自己仿仿对照一下。再然后就是看国内垃圾硕博士论文或者IEEE上搜论文看了。

个人觉得三本模拟经典每本都是要看半年的呵呵,sansen的书没一年半载的(你说的是精粹么?),没参考大量国内外论文是搞不定的。看完Grey的就应该对着拉扎维的书开始用cadence仿真了~不然看多了浪费,看了都记不住,贯通不了。

看到大家都是在谈论如何看书,看论文的,难道做模拟设计就是看看吗?谈谈我个人的经历吧。本人是一般大学毕业的硕士,刚开始做模拟设计完全是出于自己的兴趣爱好,觉得很有挑战性。这个过程中也走了很多弯路,但值得幸运的是,我遇到了几个关键性的人,改变了我的学习与职业道路。在大学时,老师没项目,只是说看看拉扎维的书,看看论文,我是一遍遍的看,感觉没什么用处,不懂的还是不懂,后来我发现课后习题是不是该做做了,然后开始闷头做题目,慢慢地开始找到一点点对电路的感觉了,尤其是小信号的直观与计算。花了快3个月时间,基本上把基础的题目都扫干净了。接着开始学candence,hspice等设计软件,从安装linux开始自己动手,当年哈工大的FTP真是个好东西啊,里面啥EDA软件都有,拼命下载了很多,呵呵。又折腾了2个月把设计软件基本功能与仿真摸了一遍,我开始想找实习公司了去做项目了,哎!这个过程那叫一个痛苦,尤其对于没有任何社会经验的我来说,基本没什么优势,面试一次次被鄙视,当时就觉得很迷茫,正逢08年行业萧条。一次偶然的机会,师兄推荐我到了一家只有8个人的小公司去实习,这是次难得的锻炼机会!刚进去就是搞反向,基本没什么技术含量,然后分析电路,仿真之类的,小公司要效率不重细节,老板只看结果不看过程,芯片回来出了问题也不管太多,换换工艺继续做,什么FA,waferTest不会考虑去做的。工程师自然成长的很慢,经验积累地也很少。当时,心里最大的愿望就是好好做,多吃苦,早点离开这个鬼地方。说来也巧,机会是给有准备的人的,STUniversity计划正好在09年开始招实习生了,当时招聘的是TestDebug方面的小弟,我也投了简历,接着一连串的面试,也很幸运地遇到了我的师兄,看我有了一点的项目经验,再学点模拟的Debug对于以后会很有帮助,在他的赏识下,我从武汉来到了上海...

AD/DA,PLL,RF是我一直想学,但是一直觉得基础还不够的方向。做POWER的还是比较命苦,工艺更新快,CMOS,Bipolar都要涉及,虽然看似简单,要做好性能还是很难得。大家都要加油吧。模拟路漫漫.....

小公司要效率不重细节,老板只看结果不看过程,芯片回来出了问题也不管太多,换换工艺继续做,什么FA,waferTest不会考虑去做的。工程师自然成长的很慢,经验积累地也很少。当时,心里最大的愿望就是好好做,多吃苦,早点离开这个鬼地方。本人也是在小公司做,2流的小本学历,----你上面说到的小公司的情况,此刻我产生了共鸣,经验积累真的很小,总监都没有时间去鸟你。。好想快快提高技术,早点离开这个鬼地方。

我和楼主一样,开学就研二了,不过我已过了不知道干啥的阶段,已经有2年项目经验了,基本上把射频前端。LNA,Mixer,PA都做过并流片测试过。我曾经也向你一样,盲目的去看书,但现在想想没必要,看谁的书要看你做什么方向,如果你做射频前端,鄙人认为,不用看拉扎维,Allen,Gray的看看李辑熙博士的书(看他最新的一本就好,因为第二本就包括了第一本的几乎所有内容);还有射频电路设计-理论与应用如果你做BJT,不做CMOS的,那就专门看写BJT的书,eetop上有很多写得很好的,如果你有需要的话,我可以帮你推荐2本。如果你要做模拟电路方向,那我觉得应该先从Gray的书看起,这本书写3大圣经中写得最详细,最易懂的一本,看完之后拉扎维和ALlen的可以结合起来一起看,拉扎维的书思路非常清晰,逻辑性特别强,但得多看几遍之后才容易懂。看完这几本后,你可以看看Sansen的,他的那本书将BJT和CMOS结合起来写,我觉得部分内容和Gray的书重复了,但多研究研究也是有收货的。这几本书每本都值得看10遍以上,最好结合实际电路仿真去看。

看来同是考研中人哇,我觉得吧这是极有可能的。我谈下我的感受:因为考研的原因,拉扎维的书没有全部看完,艾伦的书也只是在学习时参考了下,相比大家,我比较幸运,我大学的专业就是微电子学。虽然导师不是做IC(封装测试+器件)但应我们的要求,在大三一年进行了模拟IC的培训课程,整个一年下来,我觉得仅仅是知道了模拟IC这个东西是什么,虽然把本科生要求的基础题目做了一篇,但对其直观的那种感觉任然感觉很神奇,在拿到LDO的电路自己最初怎么都不能直观出来论坛那些大神的感觉。同时对书上的东西仅仅是懂了,不会灵活运用。3月份的时候看了下模拟集成电路设计设计精粹感觉很棒,一定得好好读一读。培训中跟着培训课程学习了一些简单模块的原理和仿真(主要是BandGap、LDO),对于LDO仍然是懵懂状态。我觉得拿出热情来干吧,当然悟性也很重要,我身边的同学有些已经倒下了。最后补充下:我比较喜欢那个复旦的前辈写的模拟九段,慢慢来不要浮躁,一样一样做好

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