欢迎来到半导体与芯片的世界 - 模拟电路
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items: 从无到有，彻底搞懂MOSFET讲解
items: 模拟电路怎样才算入门了？请掌握这14点！
items: 蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation）详解
items: 模拟电路中的蒙特卡洛仿真
items: MRAM, RRAM和PRAM非易失性存储器基础
items: 几款免费好用的电路设计软件，你一定要试试！
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items: 模拟IC设计：sigma delta ADC原理分析
items: 科普：Memory Compiler生成的Register file和SRAM有何区别？
items: 【干货】这篇把MOSFET的每个特性参数都讲透了！

从无到有，彻底搞懂MOSFET讲解
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date: 2026-01-24T14:12:34+08:00
description: 作者：鲁肃老师（张飞实战电子高级工程师）我们知道了三极管MOS管在进入饱和导通之前，必然会经过放大区。好在三极管经过放大区的时间很短，但是MOS管在米勒平台这段区域的时间会更长，也会更容易损坏。学海无涯：MOS管快速入门到精通，看看这篇！117 赞同 · 2 评论 文章上面是Vgs波形，接下来我们来看Vds波形是什么样子的。那么，我们知道当Vgs电压达到Vth时，MOS管进入放大导通区域，而此时D端的电位会从原来的200V在t1~t2期间内会有略微的下降。同时，我们也知道，在Vgs电压达到Vth时，Id开始有电流了。我们通过固有转移特性知道，Vgs和Id成比例变化的，所以在米勒平台区域Id电流也是几乎没有变化，理想情况下，我们就认为它们是不变的。那么，到了某一时刻（t3），米勒平台效应就会结束。在米勒平台期间，MOS管的DS内阻Rdson在逐渐变小。工作在米勒平台区域，与工作在平台后的区域，管子的功耗问题。工作在米勒平台区域：管子内阻虽然在变小，但是还是很大。由于电流都是最大，所以功耗大。工作在平台区域之后：由于Rdson极小，所以功耗小。管子工作在饱和导通状态，相对比较安全。但是还是比较怕很高的dv/dt di/dt，因为这样斜率很陡，就会对MOS管产生冲击。一般在半导体器件的数据手册里面，都会标出它所能承受的最大的dv/dt di/dt。实际上MOS管有很多种沟道:最下面的沟道抗冲击最强，不过是英飞凌的，申请了发明专利。我们知道了，MOS管在米勒平台区发热量极大，内部结温很高，如果来了一个很大的冲击能量，还没等到结温往外散掉，就已经损坏了。如果你这个时候，虽然在外部测量到的表面温度不高，但是已经损坏，就是有可能是这个原因所导致的。接下来我们继续研究下面这幅图。在t2~t3期间：放大区在t3之后：饱和区当饱和之后，Rdson很小，分压下来，漏极电压就会很低。理论上Vds直线下降，但事实上是非线性的。在实际测试波形时，中间那一段非线性不一定能测得出来。那么，在t3时刻之后，Vds的曲线就如下图所示。那么接下来讨论t3时刻之后，米勒效应就消失，固有转移特性结束。当米勒效应消失，就只有原来的红色这条回路了。实际上米勒电容和电压也有关系，Crss电容不是一成不变的，与漏极的电压也有关系，漏极电压越高，效应越明显；漏极电压越低，效应不明显。这就是为什么高压的管子怕米勒效应，低压的管子不怕，这都是和漏极电压有关系的。结论：高压系统中的管子，越要注意米勒效应。理论上讲，t3时刻之后，Vds就是Rdson两端的压降，待会儿再讨论这个压降还会受什么因素的影响。我们知道，在米勒平台之后，只有红色这一条回路，Vgs电压继续上升，最终充到12V。对于MOS管来说，放大区是危险区域。那么进入饱和区之后，还要深入去研究Rdson，也就是说，在饱和区内Rdson还会受到Vgs电压幅值的影响。为什么呢？理论上讲，过了平台区就完全饱和了，而平台区的电压比如说4.5V，那么5V就完全饱和了啊。但事实上，由于MOSFET内在的特性，Rdson还没达到最小，随着Vgs两端电压幅值的升高，Rdson还会继续降低。那么，是不是Vgs越大越好呢？实际上，当电压大于10V时，Rdson就变化不那么明显了。所以，一般我们都用12V 15V作为Vgs的驱动电压，一般情况下，Vgs不要超过±20V，否则管子会损坏。那么，一般为了降低导通损耗，就需要提高Vgs，这是因为P=I^2*Rdson。不管是MOSFET还是三极管，幅值都需要限额，包括电压、电流、功率等。这里顺便讲一下器件的电气特性。器件的电气特性:电压、电流、功率（器件本身的损耗）、封装器件的极限：dv/dt ，di/dt，峰值下对应的时间（不能承受太长时间）根据刚刚的分析，t3时刻之后的一小段时间还是有一点点下降的，等到Vgs电压12V时，Rdson才会真正的是一条直线。讲解人：张飞实战电子鲁肃老师https://zhuanlan.zhihu.com/p/381497952

模拟电路怎样才算入门了？请掌握这14点！
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date: 2025-12-31T14:05:56+08:00
description: 很多初学者问，怎么学习模拟电路，我得回答是：看模拟电路的书籍。朋友说，这样说太笼统了，让我仔细说一说。其实我也不知道从何说起。就把我认为该掌握的一些要点列举一下，仅共参考，如有不妥之处，敬请批评指正。1、掌握二极管，三极管，场效应的特性以及主要参数。这些是最常用到的器件。2、掌握半桥和全桥整流的形式，最长用的RC滤波，和LC滤波以及“拍”型滤波电路的应用场合，理解这些元器件的参数选取。3、掌握单管共射(共源)、共集(共漏)、共基(共栅)放大电路的组成，工作原理、特点及直流和交流等效电路分析法.牢记测试三极管和场效应管的法则，并能识别管子的管脚。4、知道差模信号和共模信号的概念，双端输入和单端输入的区别，零点漂移的原因以及克服他的方法。5、通用集成运算放大器的组成、工作原理及其主要特性，学会用分析理想运放的方法。6、正确理解什么是反馈，掌握判别电路是否存在反馈?是正反馈还是负反馈?是交流反馈还是直流反馈，是电压反馈还是电流反馈?是串联反馈还是并联反馈?7、掌握由理想运放放大器组成的反相、同相比例电路，加法运算电路，减法运算电路、积分电路和微分电路，乘法电路，指数电路和对数电路的原理，学会设计滞后比较器。8、了解频率响应和失真的概念。理解单管放大电路或者运放放大电路的 f L 、 f H 计算。9、掌握单门限电压比较器的电路组成、工作原理及传输特性。10、掌握正弦波振荡电路的振荡条件和 RC 桥式正弦波振荡电路的电路组成，振荡频率的计算，了解稳幅原理，知道最常用的典型的波形发生器电路。11、理解三点式 LC ，RC正弦波振荡电路结构及其工作原理，以及石英晶体振荡器的工作原理，知道有源晶振和无源晶振的有缺点。12、了解功率放大器的三种工作状态，甲类、乙类和甲乙类的工作特点以及功率、效率、非线性失真的物理概念和相互关系。最长用的OTL功放电路的特点以及应用场合。13、掌握三相电路的特点，无功功率，有功功率，功率因数。怎样提高功率因数。14、知道什么是调谐和解调。还有很多的方面都没有设计到，只是泛泛的列举了几条，肯定需要的知识还是很多的。

蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation）详解
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date: 2025-09-08T14:01:22+08:00
description: 历史背景蒙特卡洛模拟的名称来源于摩纳哥的蒙特卡洛赌场，因其依赖于随机性和概率，与赌博中的随机过程有相似之处。该方法的雏形可以追溯到20世纪40年代，二战期间，美国数学家斯坦尼斯拉夫·乌拉姆（Stanislaw Ulam）和约翰·冯·诺依曼（John von Neumann）在研究核武器的概率计算时首次提出了利用随机采样解决复杂问题的思想。随着计算机技术的迅猛发展，蒙特卡洛模拟得到了极大的推广和应用。20世纪50年代，冯·诺依曼等人将蒙特卡洛方法系统化，发展了计算机实现的基本算法。此后，随着计算能力的提升和理论研究的深入，蒙特卡洛模拟在统计物理、量子力学、金融工程、工程可靠性分析等领域取得了广泛应用，并不断发展出各种改进和优化方法。一、基本原理定义问题的概率模型蒙特卡洛模拟的首要任务是明确问题中的随机性和不确定性。通常，现实世界中的问题具有复杂的概率分布，我们需要通过数学建模来表示这种不确定性。这个步骤涉及以下几个方面：确定随机变量：在许多问题中，我们会涉及到多个随机变量。比如，在金融衍生品定价中，可能涉及到资产价格、利率、波动率等随机变量。选择概率分布：对于每个随机变量，选择一个合适的概率分布来描述其行为。例如，股价可能符合对数正态分布，温度可能符合正态分布等。选择合适的分布对于模拟的准确性至关重要。关系建模：除了单独的随机变量，问题中还可能存在变量之间的依赖关系。此时，我们需要定义这些变量之间的相互关系，常见的如相关性、协方差等。生成随机样本生成随机样本是蒙特卡洛模拟的核心步骤之一。为了模拟问题中的随机性，我们需要从预先定义的概率分布中生成随机样本。这些样本将作为模拟的输入，驱动系统运行。常用的方法包括：伪随机数生成器：通常，计算机生成的“随机”数并非完全随机，而是通过算法生成的伪随机数。这些伪随机数的分布接近于理想的均匀分布或正态分布，但它们是确定性的。常见的伪随机数生成算法包括线性同余法、梅森旋转算法等。采样方法：逆变换采样：如果目标分布的累积分布函数（CDF）是已知的，可以使用逆变换法生成符合目标分布的样本。具体来说，利用均匀分布生成的随机数，通过目标分布的反函数来得到目标样本。拒绝采样：通过构造一个容易采样的辅助分布（通常是目标分布的上界），在符合一定标准的情况下接受样本，否则拒绝并重新采样。接受-拒绝算法：通过一个辅助分布生成样本，如果满足某种条件，则接受该样本，否则拒绝并重新采样。这个方法常用于复杂分布的样本生成。进行模拟实验一旦生成了足够的随机样本，接下来我们就可以进行模拟实验。这一部分的目标是通过模拟试验来了解系统的行为，或者估计某些重要的统计量。重复试验：蒙特卡洛模拟通常会进行大量独立的实验。每次实验都是基于新的随机样本，模拟系统在不同条件下的表现。通常需要多次重复实验（即多次模拟），以确保结果的稳定性和可靠性。系统模拟：在进行模拟实验时，我们将每一个随机样本输入到模型中，计算每次实验的输出。例如，在估计期权定价时，可能会模拟多次标的资产价格的路径，并计算期权的支付函数。统计分析统计分析是蒙特卡洛模拟的关键步骤之一。通过对大量实验结果的统计分析，我们可以从模拟数据中提取出有用的信息。常见的分析方法包括：4.1.均值蒙特卡洛模拟的基本目标之一是估计某个目标值统计量的期望值。通过计算所有模拟实验结果的均值，可以近似地得到目标值的期望。例如，在金融应用中，通常希望估计某个衍生品的期望价格。其中，Xi是第 i次模拟实验的结果，N是实验次数。4.2.方差与标准差为了衡量模拟结果的可靠性，我们需要计算模拟结果的方差或标准差。如果模拟结果的方差较大，可能意味着需要更多的样本以提高估计的精度。4.3.置信区间通过蒙特卡洛模拟计算得到的均值可以使用置信区间来表示其不确定性。通过假设结果服从正态分布，可以使用正态分布的性质来构造均值的置信区间。收敛性与误差分析蒙特卡洛模拟的最后一步是进行收敛性和误差分析，以确保模拟结果的可靠性。随着实验次数 NNN 的增加，模拟结果应该趋于稳定，收敛到一个真实值。这个过程涉及以下几个方面：收敛性测试：通过计算随着样本数量的增加，模拟结果的变化幅度，可以判断模拟结果是否收敛到真实值。如果模拟结果在一定的样本数后没有显著变化，则可以认为模拟结果已经收敛。误差分析：理论上，蒙特卡洛模拟的误差随着样本数量的增加而减少，且误差与样本数量的平方根成反比。因此，模拟精度随着 NNN 的增加会逐步提高。通常，我们可以计算标准误差（即均值的标准差）来量化误差：随着模拟次数 NNN 的增加，误差逐渐减少，但这也意味着计算时间会显著增加。因此，如何平衡计算时间和精度是一个关键问题。二、核心方法蒙特卡洛模拟的方法多种多样，随着应用需求的不同，出现了多种改进和优化技术。以下是几种主要的方法：1.简单蒙特卡洛方法1.1.…

模拟电路中的蒙特卡洛仿真
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date: 2025-09-08T13:31:46+08:00
description: 核心定义蒙特卡洛仿真是一种基于统计学和随机抽样的计算方法，用于分析和预测电路性能在制造工艺波动影响下的变化情况。简单来说，它就像是在计算机上对芯片进行“海量次数的虚拟生产”。在每次“生产”中，仿真器会随机改变电路中各个元器件（如晶体管、电阻、电容）的参数（例如阈值电压、沟道长度、电阻值等），这些变化是基于实际的工艺偏差统计模型。然后，仿真器对每一个“生产”出来的电路样本进行完整的性能测试（如增益、带宽、功耗等）。通过分析成千上万次这样的随机抽样结果，工程师就能得到电路性能的统计分布，从而评估其良率和鲁棒性。为什么需要蒙特卡洛仿真？在理想的数学模型中，所有晶体管的参数都是完全一致且精确的。但在现实世界的半导体制造过程中，由于光刻、刻蚀、离子注入等步骤的微小随机波动，即使是同一晶圆上相邻的两个晶体管，其物理参数（如栅氧厚度、掺杂浓度、沟道长度）也会存在细微差异。这些差异被称为工艺偏差。如果只进行“典型值”仿真（即所有元件都使用标称值），设计出的电路可能在理论上完美，但一旦投入生产，大量芯片的性能会不达标，导致良率极低。蒙特卡洛仿真就是为了解决这个问题而生的，它回答了以下关键问题：成品率：在工艺波动下，有多少比例的芯片能同时满足所有性能指标？（例如，增益 > 80dB 且功耗 < 5mW 的芯片占多少？）性能分布：关键性能指标（如带宽、失调电压）的范围是多少？最坏情况是怎样的？设计裕量：当前的设计距离性能失效的边界还有多远？是否足够安全？敏感性分析：电路的性能对哪些元器件的参数变化最敏感？蒙特卡洛仿真如何工作？其工作流程可以概括为以下几个步骤：建立模型：这是基础。晶圆厂会提供包含工艺偏差信息的PDK。PDK中的器件模型（如BSIM模型）不仅包含典型值，还包含了每个参数的标准差（σ）和分布类型（通常是高斯分布/正态分布）。例如，一个电阻的标称值是1kΩ，其标准差可能是50Ω。设置仿真：工程师在仿真工具（如Cadence Spectre, Synopsys HSPICE等）中设置一个普通的电路性能测试（如直流工作点、瞬态分析、交流分析）。定义运行次数：工程师指定蒙特卡洛仿真的次数，例如500次或1000次。次数越多，统计结果越准确，但计算时间也越长。随机抽样与循环仿真：仿真器开始第一次循环。它根据PDK中的统计模型，为电路中的每一个元件随机生成一套参数值（例如，这次循环中某个NMOS的Vth比标称值高了0.5mV，另一个电阻的阻值低了1%）。用这套随机参数对整个电路进行一次完整的性能仿真，并记录结果（如增益=79.8dB）。重复上述过程，直到达到指定的运行次数。每一次循环都相当于“生产”并“测试”了一个新的电路样本。结果分析：仿真完成后，工具会生成所有性能指标的统计报告和图表，例如：直方图：直观显示性能（如增益）的分布情况。理想情况下，它应该是一个集中在设计目标附近的正态分布曲线。统计摘要：给出平均值（mean）、标准差（sigma）、最小值（min）、最大值（max）以及指定西格玛水平（如3σ）下的数值。散点图：分析两个性能参数之间的相关性（例如，增益高的样本是否功耗也更大？）。一个简单的例子：差分对失调电压假设你设计了一个运算放大器的输入差分对。在理想情况下，两个完全相同的晶体管输入相同的电压，输出差应为零（失调电压Vos=0）。但在蒙特卡洛仿真中，仿真器会随机改变两个晶体管的阈值电压（Vth）、尺寸（W/L）等参数。每次仿真都会得到一个非零的失调电压。运行1000次后，你可能会发现：失调电压的平均值接近0。失调电压呈正态分布。99.7%的样本（3σ范围）的失调电压在±2mV以内。这样，你就可以非常有信心地对外宣称：“我的运放设计在3σ水平下的失调电压小于2mV”。总结方面 解释本质 一种基于随机抽样的统计分析方法。目的 评估工艺偏差对电路性能的影响，预测成品率和鲁棒性。输入 带有工艺偏差统计模型的电路网表和器件模型（来自PDK）。输出 电路性能的统计分布（直方图）、平均值、标准差、最坏情况值等。重要性 是现代模拟/混合信号芯片设计不可或缺的一环，是连接理想设计与现实制造的关键桥梁，确保设计能在大规模生产中保持高良率。因此，蒙特卡洛仿真是模拟电路设计师评估其设计在实际生产中是否“可靠”和“健壮”的最重要工具之一。

MRAM, RRAM和PRAM非易失性存储器基础
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date: 2025-09-03T14:51:00+08:00
description: semisilicon半导体之芯2022年10月26日22：14广东来自微信

几款免费好用的电路设计软件，你一定要试试！
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date: 2025-09-02T10:12:29+08:00
description: 果果小师弟嵌入式微处理器2022年09月16日12：01北京工程软件和在线资源往往比较昂贵，不过，对于专业人员、学生和爱好者来说是非常有益的。用户开展项目或者仅进行工程验证时，这些资源往往是必要的，但是相关成本却令许多人望而却步。今天给大家分享几款高质量的免费软件，相信你肯定喜欢！一、电路仿真PartSim网址：https://www.partsim.com/PartSim是一款基于浏览器的电路仿真器，用户可以通过该软件进行电路实验。该仿真器布局简单，从而确保易用性，同时提供完整的SPICE仿真引擎、基于Web的原理图捕获工具和图形示波器，可以监视电路的模拟/数字信号电平。该工具还包含Digi-Key BOM（物料清单），允许用户为设计组件分配零件号，然后找到分销商。▲PartSim▲PartSimEasyEDA网址：https://easyeda.com/EasyEDA旨在“通过为电子设计提供全面的数据和协作工具，帮助设计人员更快地将创意转化为制造原型”。EasyEDA提供免费的在线电路仿真、PCB设计和电子电路设计功能。人们可以访问大量的原理图元件库、PCB封装和包装、spice仿真、模型和子电路，从而节省设计时间。还可以邀请他人进行项目协作，并轻松地在团队中分享设计。标准版免费使用，并提供无限公共项目和2个私人项目。Autodesk Circuits网址：https://www.autodesk.com.cn/solutions/circuit-design-softwareAutodesk Circuits是用于电子设计和实验的一组工具。初学者可以通过Electronics Lab或Circuit Scribe开始简单的实验，而经验丰富的用户则可以直接跳至PCB设计。该软件提供大量的免费入门教程和项目教程，可以通过Electronics Lab学习。二、PCB设计DesignSpark PCB官网：https://www.rs-online.com/designspark/pcb-softwareDesignSpark PCB将自己称为世界上最易于使用的电子设计软件，专门用于快速原型设计，并且可以将你的电路想法更快地转化为可测试的电路板”。这个软件对原理图尺寸没有限制，所以用户在创建PCB设计时也没有限制。用户也可以导入和导出他们需要的任何格式的文件，并且能够以所需格式创建BOM（物料清单）。虽然该工具完全免费，但是要注意重要的一点，即用户必须在其网站上注册才能解锁程序，并且在开始工作之前必须确认所显示的广告。▲DesignSpark PCB▲DesignSpark PCB▲DesignSpark PCB▲DesignSparkPCBKiCadEDA网址：https://www.kicad.org/KiCad是一款跨平台的开源电子设计自动化套件。该套件由三个不同的工具组成：Eeschema（原理图捕捉）、PcbNEW（PCB布局）和3D Viewer（通过3D方式查看电路板设计）。其中3D Viewer是一个独特的工具，可以旋转和平移你的电路板，从而查看2D图中无法看到的细节。▲KiCad▲KiCad▲KiCad三、CAD建模FreeCAD网址：freecadweb.org/FreeCAD是一款多平台开源参数化3D建模工具，旨在帮助用户将设计项目变为现实。这是一款通用多功能工具，适合不同级别的用户。想要涉及3D打印的初学者、教育工作者或经验丰富的CAD用户都可以使用FreeCAD。程序员还可以利用Python“扩展FreeCAD的功能、用脚本实现自动化、构建自己的模块，甚至将FreeCAD嵌入到自己的应用程序中。”▲FreeCAD▲FreeCAD▲FreeCADQCAD网址：qcad.org/en/QCAD是一款免费的开源2D CAD应用程序。QCAD 是一个免费的开源应用程序，用于二维 (2D) 计算机辅助绘图 (CAD)。使用 QCAD，您可以创建技术图纸，例如建筑平面图、室内设计、机械零件或示意图和图表。QCAD 适用于 Windows、macOS 和 Linux。该程序的功能列举如下：图层、块（分组）、35种CAD字体、40多种施工工具、20多种修改工具等等。许多用户都非常喜欢QCAD易于使用的界面和多功能性，给出了很高的评价。▲QCADImplicitCAD官网：implicitcad.org/ImplicitCAD网站表示：“ImplicitCAD项目致力于利用数学和计算机科学的力量来解决3D打印革命中的愚蠢设计问题”。ImplicitCAD是一款开源程序化CAD工具。这意味着ImplicitCAD使用了一种可以编译成3D对象的编程语言。程序化CAD的优点包括：对象的可重用性和抽象性；重复性任务的自动化；参…

分享几款主流的EDA仿真软件(模拟电路)
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date: 2025-09-01T11:36:28+08:00
description: 摘要：电路仿真，顾名思义就是设计好的电路图通过仿真软件进行实时模拟，模拟出实际功能，然后通过其分析改进，从而实现电路的优化设计；是EDA（电子设计自动化）的一部分。市面上有各种类型的仿真器，本文对其中几款十分具有代表性的电路仿真软件进行了简要介绍，希望能对大家有所帮助。1、proteusProteus是英国著名的EDA工具，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到：PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计，是世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等；2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和Matlab等多种编译器。Proteus是一个巨大的教学资源，在模拟电子、数字电路、单片机与嵌入式教学等实践中被广泛应用。软件下载地址：https://www.labcenter.com/downloads/网盘下载地址：https://pan.baidu.com/s/1HwMD3eXIyNx_OAuu4QJGwQ提取码：inmu2、LTspiceLTspice是一款高性能SPICE仿真软件、原理图采集和波形查看器，集成增强功能和模型，简化了模拟电路的仿真。是半导体制造商Analog Devices出品的基于Spice的软件，功能同样强大，使用非常广泛。LTspice是一款高性能SPICE仿真软件、原理图采集和波形查看器，集成增强功能和模型，简化了模拟电路的仿真。在网上搜索“LTspice simulator”就能找到软件的主页，主页提供了软件的不同版本，可以按照自己的操作系统选择适合的版本下载并安装，软件大小不到60M，安装非常简单。下图给出的是软件打开后的演示界面。软件下载地址：https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html3、Tina-TI德州仪器公司（TI）与DesignSoft公司联合为客户提供了一个强大的电路仿真工具TINA-TI。TINA-TI适用于对模拟电路和开关式电源（SMPS）电路的仿真，是进行电路开发与测试的理想选择。TINA基于SPICE引擎，是一款功能强大而易于使用的电路仿真工具；而TINA-TI 则是完整功能版本的TINA，并加载了TI公司的宏模型以及无源和有源器件模型。TI之所以选择TINA仿真软件而不是其它的基于SPICE技术的仿真器，是因为它同时具有强大的分析能力和简单直观的图形界面，并且易于使用。TINA-TI 提供了多种分析功能，包括SPICE的所有传统直流、交流、瞬态、频域、噪声分析等功能。虚拟仪器非常直观且功能丰富，允许用户选择输入波形、探针电路节点电压和波形。TINA的原理图捕捉非常直观，使用户真正能够“快速入门”。另外TINA具有广泛的后处理功能，允许用户设置输出结果的格式。软件下载地址：https://www.ti.com.cn/tool/cn/TINA-TI网盘下载地址：https://pan.baidu.com/s/1-QAWMDpRVVodTpksfRk3jw 提取码：6u8t4、MultismMultisim（旧名Electronics Workbench）是一款著名的电子设计自动化软件，与NI Ultiboard同属美国国家仪器公司的电路设计软件套件。是入选伯克利加大SPICE项目中为数不多的几款软件之一。Multisim在学术界以及产业界被广泛地应用于电路教学、电路图设计以及SPICE模拟。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。其前身是加拿大EWB仿真软件，被美国NI公司收购之后，其性能得到了极大的提升。最大的改变就是：Multisim 9与LABⅥEW 8的完美结合。网盘下载地址：https://pan.baidu.com/s/1iRz-ZcGbt54GFM8Q69iiOg提取码：2x4c5、Scratch最后再给大家介绍一款我经常使用的轻量级在线电路仿真工具，其特点是轻量化，上手更容易。贴几个动态GIF，让大家看看效果：1、施密特触发器1）、施密特…

模拟IC设计：sigma delta ADC原理分析
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date: 2025-08-29T10:17:26+08:00
description: KGback IP.与SoC设计2022年05月09日12：10江苏 一. ADC原理对于 Nyquist 和 Shannon 定理的检验将证明：ADC 采样频率的选择与最大输入信号频率对输入信号带宽的比率有很强的相关性。Nyquist准则（欠采样准则）如果要从相等时间间隔取得的采样点中，毫无失真地重建模拟信号波形，则采样频率必须大于或等于模拟信号中最高频率成份的两倍。因而对于一个最大信号频率为 fMAX的模拟信号 fa，其最小采样频率 fs，则有 fs ≥ 2 * fMAXNyquist频率：采样频率的一半，即 fs/2。从理论上来讲奈奎斯特频率正好大于输入信号的最大频率。Shannon定理一个带宽为fb的模拟信号，采样速率必须为 fs > 2fb，才能避免信息的损失。信号带宽可以从 DC 到 fb（基带采样），或从 f1 到f2，其中 fb = f2-f1(欠采样)。信号混叠如果不满足采样定理条件，采样后的信号的频率就会重叠。即被采样信号中高于采样频率一半（fs/2）的那部分频率成分将被重建成低于fs/2信号。这种频谱的重叠导致的失真称为混叠。（可借助车轮效应理解）（1）出现原因：若采样频率小于2倍的信号频率，即 fs < 2 * fa，那么，采样后的信号将存在混叠。理论上，如果信号中没有高于奈奎斯特频率的频率成分，那么则不存在混叠。（2）解决办法：a.提高采样频率 fs，一般实际应用中保证 fs 为 fMAX 的2.56~4倍。b.加一个低通滤波器：抗混叠滤波器理想状态下，该滤波器可使低于奈奎斯特频率的频率通过，移除高于奈奎斯特频率的频率成分性能指标（1）静态指标a.积分非线性（INL）：输入一输出特性曲线与连接两端点的直线之间的最大偏差b.微分非线性（DNL）：在输入轴上两个连续码转换点之间的差值与理想 1LSB 值的最大偏差c.失调：直线AB通过端点的垂直截距d.增益误差：直线AB的斜率与理想值1之间的偏差（2）动态指标a.信号与噪声失真比（SNDR）:是当输入为正弦时，输出端信号功率与总噪声及谐波功率的比。b.动态范围：满量程正弦输入功率与肼限=0 dB时的正弦输入功率的比值c.总谐波失真：所有谐波能量（除去基波）之和除以基频的能量二. Σ-Δ 原理0.常用单级分类（1）根据modulator是否使用开关电容电路分a.连续时间模式（无开关电容）：优点：功耗更小，无开关电容对时钟噪声不敏感，调制速度更快，常用于转换较高频率信号。缺点：要通过RC值来确定的积分系数，而不是像离散时间模式是用电容比值来确定的；对反馈回来的脉冲波形比较敏感，它会影响输入信号。b.离散时间模式则（有开关电容）与前者相反。（2）根据modulator阶数分所谓阶数指的是sigma—Delta调制器中积分器的个数。一般阶数越高幅频特性越好，低频段的衰减也越厉害，高频段的通过性越好所能达到的有效位数越大，但是延迟也会很大，也会减小输入信号的摆幅，另外，由于噪声在高频的幅值过大，会使整个系统的稳定性降低。(3)根据量化器的位数分可以分为一位调制器和多位调制器。使用多位量化器可以增加SNR，使系统容易稳定，产生较少的谐波分量，使降采样滤波器变得相对简单；但是多位量化器增加了ADC的复杂性，并且要求用于反馈的多位DAC有足够的精度来保证最后量化的精度。1.基本原理（图片来源于ANALOG DEVICES） （1）过采样指以高于信号带宽2倍或其最高频率对其采样的过程。K即为过采样率（OSR）。目的：a. 由于采用 Kfs 采样频率，均方根值为 q/√12 的量化噪声分布在 DC 到 Kfs/2 的带宽范围内，降低了某一频率下的噪声幅值，从而提高了信噪比，根据信噪比（SNR）和实际分辨率（ENOB）公式：ENOB=(SNR-1.76)/6.02 （SNR=6.02*N+1.76）可见提高了实际分辨率b.同时减轻了模拟抗混叠滤波器的要求（2）量化噪声整形（采样频率和量化值之间的关系，红线是实际电压值）离散化的阶梯型与红色的模拟信号相减的值即为量化噪声。实际上，阶梯型线条包围的面积和模拟信号包围的面积是相等的，即二者能量总量是相等的。量化噪声是消除不了的。根据频域线性模型y和x的关系，f越大，Q引起的噪声就越大，即类似高通滤波器（x部分则是低通滤波器）（3）数字抽取滤波通过数字滤波器将比较器输出的高频一位或多位量化值转换为频率较低的多位量化值。可理解为降采样滤波器可将n个输入信号加起来，然后除以n，这样获得输入的平均值。优点：当采样频率下降n倍时，fs/n及其谐波分量处的噪声被混叠到信号带内，其引入的噪声会比较小。（4）数据流的计算该部分举例分析：若调制器DAC的参考电压Vref为1V，现输入模拟电压值0.5V，则调制器输出为011101110111的序列，如图…

科普：Memory Compiler生成的Register file和SRAM有何区别？
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date: 2025-08-16T20:59:02+08:00
description: IP与S0C设计2021年09月03日04：01前两期，我们分别对OTP和MTP，RAM和ROM进行了比较。这一次，我们来谈谈Memory Compiler，以及通过它生成的Register file和SRAM。什么是Memory Compiler ？Memory Compiler，内存编译器。顾名思义，是用来生成不同容量memory的工具，输入参数，我们就可以得到生成的文件。生成的文件包括：前端设计verilog模型、逻辑综合的时序库、后端需要的电路网表和LEF/GDS版图文件、其他DFT验证相关的、datasheet手册等等。Memory Compiler由供应商提供，往往是不通用的，界面也不尽相同。同一个厂商的不同工艺下，Memory Compiler不同。相同工艺，不同厂商，Memory Compiler也不同。内存编译器通常是供应商的知识产权，其功能是根据客户的需求生成各种类型的memory。一般的Memory Compiler提供五个ram脚本（rf_sp,sram_sp,rf_tp,sram_dp,rom）。这意味着可以生成1 Port Register file、Single Port SRAM、2 Port Register file、Dual Port SRAM以及ROM。不同的厂商或许还拥有特殊工艺。一般来说，MC只生成常用的memory，特殊的往往需要定制或者组合。考虑到面积和性能，又可以划分为High Speed和High Density等等。图源知乎：SMIC 的Memory Compiler，由Artisan公司提供Memory Compiler使用介绍在使用Memory Compiler时，请务必确保你的RAM从头到位的规格与设定都相同，否则会造成一些不可避免的错误。首先在RTL代码阶段，要用到RAM就要用到verilog代码，此时不需要着急产生其他后阶段的必要数据，因为RTL代码阶段只需要行为级模型即可。当进入门级代码后，RAM compiler就要产生其他的相关数据了，同时要考虑RAM版图的位置与方向。由于重大的设计不会一蹴而就，所以有两个重点，第一个是每次使用RAM compiler时都一定要让它产生特性设置文档，避免忘记自己做过的设定。第二件事是对应的文件名要定义好，否则RAM的方向不同但是又用到了相同的文件名，就会把原始数据覆盖掉。RTL阶段在RTL阶段主要只是产生verilog行为级和设置文件。因为在RTL阶段不需要考虑RAM的位置信息。Memory Compiler提供多种选择，在这个阶段，选择生成RF或是SRAM，以及确定端口数量。如果容量比较大的话，相同设置下，单端口比双端口面积要小，速度也要快，功耗要低。综合与布局布线阶段为了避免重新启用Memory Compiler与以前设置有出入，所以最好一次性将Memory Compiler能够产生的相关数据一并输出。在这里，Memory Compiler还需要产生3种数据。 .LIB 该数据是RAM的时序信息文件 .VCLEF 布局布线工具需要使用的物理信息文件 .SPEC RAM的注释文件在布局布线前，需要考虑RAM的长与宽，估计它的位置与方向，尽量让功能想关的模块靠近一些。将产生的.LIB文件转换成.DB文件，就可以把Memory Compiler生成的RAM加入到代码中进行综合了。在综合工具的脚本中的serch_path下加入RAM的DB文件地址即可。以上为Memory Compiler大致的使用流程，不同的工具在细节上或许有所区别，但大体流程如此。苏州腾芯微电子的Memory Compiler界面接下来，我们来聊一聊，生成的memory——Register file和SRAM。Register file与SRAM的比较首先，厘清一下概念上的问题，Register file和很多的registers不是同一个概念。我们在IC设计里谈到register时，常常是指D触发器，而Register file是一种memory。那么，同为Memory Compiler生成，RF和SRAM有什么区别呢？在比较中，不同规格相比较显然不够客观，也不能让我们更清晰地认识到它们的差异。在比较前，我们需要先把端口的概念搞清楚： 1 port / single port：单端口，读写同端口，需要WE控制输入输出 2 port：双端口，读写分开，输入输出端口固定，可以不用WE控制 dual port:同样是双端口，但读写端口不固定，且都可读可写 RF 的端口示意图SRAM 的端口示意图所以我们应当把1P RF和SP SRAM，2P RF和DP SRAM比较，才有意义。1 Port Register file 和 Single Port SRAM同为单端口…

【干货】这篇把MOSFET的每个特性参数都讲透了！
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date: 2025-08-16T12:50:42+08:00
description: 小盛HI-SEMICON2021年07月12日08:4401绝对最大额定值02电参数来自微信