एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिजाइन और एप्लीकेशन

एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिजाइन और एप्लीकेशन

एक एकीकृत सर्किट को अखंड एकीकृत सर्किट, चिप, माइक्रोचिप और आईसी के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है विद्युत सर्किट लाखों प्रतिरोधों, कैपेसिटर, ट्रांजिस्टर और अन्य घटकों के साथ एक अर्धचालक वेफर या सेमीकंडक्टर सामग्री की छोटी प्लेट, आमतौर पर सिलिकॉन पर एकीकृत किया जाता है। आमतौर पर, हर विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक गैजेट जो हम अपने दैनिक जीवन में उपयोग करते हैं, एकीकृत सर्किट का एक अनुप्रयोग है। भले ही IC में कई बिलियन ट्रांजिस्टर और अन्य घटक शामिल हैं लेकिन फिर भी वे आकार में छोटे हैं, बहुत कॉम्पैक्ट हैं। में उन्नति के साथ आईसी तकनीक एक एकीकृत सर्किट में लाइन के संचालन की चौड़ाई नैनोमीटर के दसियों तक कम हो जाती है।



आईसी के प्रकार

आईसी के प्रकार

वहां विभिन्न प्रकार के आई.सी. मुख्य रूप से आईसी को दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है जैसे एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट और डिजिटल इंटीग्रेटेड सर्किट। इस लेख में एक विशेष मामले के रूप में हम एनालॉग एकीकृत सर्किट डिजाइन और अनुप्रयोगों के बारे में चर्चा करते हैं।






एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट

एनालॉग आईसी

एनालॉग आईसी

एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट मुख्य रूप से माइक्रोप्रोसेसरों और अन्य सॉफ़्टवेयर निर्भर डिज़ाइन टूल के आविष्कार से पहले हाथ की गणना और प्रक्रिया किट भागों का उपयोग करके डिज़ाइन किए गए थे। डिजाइनिंग के लिए एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिजाइन का उपयोग किया जाता है परिचालन एम्पलीफायरों , लीनियर रेगुलेटर, ऑसिलेटर, एक्टिव फिल्टर्स, और फेज़ लॉक्ड लूप। सेमीकंडक्टर पैरामीटर जैसे बिजली अपव्यय, लाभ और प्रतिरोध एनालॉग एकीकृत सर्किट के डिजाइन में अधिक चिंतित हैं।



एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिजाइन

एनालॉग आईसी डिजाइन प्रक्रिया में सिस्टम डिज़ाइन, सर्किट डिज़ाइन, घटक डिज़ाइन, सर्किट सिमुलेशन, सिस्टम सिमुलेशन, एकीकृत सर्किट लेआउट डिज़ाइन, इंटरकनेक्ट, सत्यापन, निर्माण, डिवाइस डीबग, सर्किट डीबग, सिस्टम डीबग शामिल हैं। डिजिटल आईसी डिजाइन को स्वचालित किया जा सकता है लेकिन एनालॉग एकीकृत सर्किट डिजाइन बहुत मुश्किल है, चुनौतीपूर्ण है, और स्वचालित नहीं किया जा सकता है।

व्यावहारिक एनालॉग एकीकृत सर्किट डिजाइन में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिज़ाइन प्रक्रिया

एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिज़ाइन प्रक्रिया

ब्लॉक स्तर प्रणाली

मुख्य रूप से विचारों को वांछित एनालॉग एकीकृत सर्किट के लिए ब्लॉक स्तर के डिजाइन को डिजाइन करने के लिए कार्यान्वित किया जाता है। पूर्ण ब्लॉक स्तर प्रणाली प्राप्त करने के लिए विभिन्न ब्लॉकों को डिज़ाइन और कनेक्ट किया गया है।


घटक स्तर सर्किट

ब्लॉक स्तर प्रणाली के आधार पर, विभिन्न उपयुक्त घटकों का उपयोग किया जाता है और इस तरह से जुड़ा होता है कि एक घटक स्तर सर्किट बनाने के लिए। एनालॉग आईसी डिजाइन के लिए मूल सर्किट के रूप में इस सर्किट का उपयोग, सिमुलेशन के लिए किया जाता है।

कंपोनेंट लेवल सर्किट का सत्यापन

सत्यापन के लिए घटक स्तर सर्किट का उपयोग किया जाता है। यह सर्किट डिज़ाइन सिम्युलेटेड है और सिमुलेशन परिणामों के आधार पर, एनालॉग एकीकृत सर्किट के घटक स्तर सर्किट को सत्यापित किया गया है।

एकीकृत सर्किट लेआउट

सिमुलेशन का उपयोग करके एनालॉग एकीकृत सर्किट के घटक स्तर सर्किट के सत्यापन के बाद। एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट लेआउट भौतिक अनुवाद का उपयोग करके बनाया गया है। इस प्रकार, एक एनालॉग एकीकृत सर्किट लेआउट डिज़ाइन किया गया है।

आईसी का निर्माण

एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट के निर्माण में अर्धचालक सामग्री का उपयोग करके सेमीकंडक्टर वेफर बनाने के कई चरण शामिल हैं (या सीधे सेमीकंडक्टर वेफर का उपयोग किया जा सकता है)। अलग अलग करना इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स घटक वेफर पर प्रतिरोधों, ट्रांजिस्टर आदि जैसे और पैकेज आईसी बनाने के लिए चिप को पैक करना।

परीक्षण और डिबगिंग आईसी

एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट का परीक्षण किया जाता है और अनुमानित परिणामों के साथ किसी भी जाँच के लिए डिबग किया जाता है। फिर आईसी प्रोटोटाइप को एकीकृत परिपथ को चिह्नित करने के लिए डिज़ाइन और उपयोग किया जाता है और एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट के मूल्यांकन के लिए मूल्यांकन बोर्ड का उपयोग किया जाता है।

ऑपरेशनल एम्पलीफायर एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिज़ाइन

आईसी 741 ऑपरेशनल एम्पलीफायर के एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिजाइन के घटक-स्तरीय सर्किट आरेख को नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है। इसमें एक चिप पर एकीकृत प्रतिरोध और ट्रांजिस्टर होते हैं।

एनालॉग आईसी 741 Op-Amp आंतरिक सर्किट के घटक स्तर आरेख

एनालॉग आईसी 741 Op-Amp आंतरिक सर्किट के घटक स्तर आरेख

रंगीन बक्से प्रतिनिधित्व करते हैं: उल्लिखित नीला-अंतर एम्पलीफायर, उल्लिखित मैजेंटा-वोल्टेज एम्पलीफायर, (उल्लिखित सियान-आउटपुट चरण, और उल्लिखित ग्रीन-वोल्टेज स्तर शिफ्टर) उल्लिखित सियान और ग्रीन-आउटपुट एम्पलीफायर, उल्लिखित लाल-वर्तमान दर्पण।

एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट के अनुप्रयोग

एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिजाइन के लिए अलग-अलग उदाहरण हैं जैसे कि पावर मैनेजमेंट सर्किट, ऑपरेशनल एम्पलीफायर्स, और सेंसर्स, जिनका उपयोग निरंतर संकेतों के साथ कार्य करने के लिए किया जाता है जैसे कि एक्टिव फ़िल्टरिंग, चिप के साथ कंपोनेंट्स के लिए पॉवर डिस्ट्रीब्यूट करना, मिक्सिंग वगैरह।

एक्टिव फ़िल्टरिंग के लिए एनालॉग आईसी का अनुप्रयोग

एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिज़ाइन का उपयोग सक्रिय फ़िल्टरिंग के लिए किया जाता है। सक्रिय फ़िल्टर या एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक फ़िल्टर का उपयोग करता है सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक्स घटक एम्पलीफायर की तरह भारी और महंगा प्रारंभ करनेवाला से बचने के लिए एक फिल्टर के प्रदर्शन और भविष्यवाणी में सुधार के लिए इस्तेमाल किया।

सक्रिय फ़िल्टर (इलेक्ट्रॉनिक फ़िल्टर टोपोलॉजी) के विभिन्न कॉन्फ़िगरेशन हैं जिनमें शामिल हैं sallen- कुंजी फ़िल्टर , राज्य चर फिल्टर, कई प्रतिक्रिया फिल्टर और इतने पर।

पावर मैनेजमेंट सर्किट के लिए एनालॉग आईसी का अनुप्रयोग

एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिजाइन (या किसी भी इंटीग्रेटेड सर्किट) में, एकीकृत सर्किट को डिजाइन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स घटकों को शक्ति की आवश्यकता होती है। यह आवश्यक विद्युत शक्ति चिप घटकों पर वितरित की जाती है जो चिप पर डिज़ाइन किए गए कंडक्टरों के एक नेटवर्क का उपयोग करते हैं। पावर प्रबंधन सर्किट में इन प्रकार के नेटवर्क (कंडक्टरों का नेटवर्क) का विश्लेषण और डिजाइन शामिल है जो सर्किट के भीतर बिजली वितरण के लिए उपयोग किए जाते हैं।

फ्रीक्वेंसी मिक्सिंग के लिए एनालॉग आईसी का अनुप्रयोग

आवृत्ति मिक्सर जिसे मिक्सर भी कहा जाता है (नाइलिनियर इलेक्ट्रिकल सर्किट) एक एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिज़ाइन है जो आवृत्ति मिश्रण के लिए उपयोग किया जाता है। फ़्रीक्वेंसी मिक्सिंग को सर्किट पर लागू दो अलग-अलग संकेतों से एक नई आवृत्ति बनाने के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। इनका उपयोग शिफ्टिंग सिग्नल्स के लिए किया जाता है जो एक फ्रीक्वेंसी की रेंज को दूसरे से बनाते हैं।

ऑपरेशनल एम्पलीफायर के रूप में एनालॉग आईसी का अनुप्रयोग

IC 741 Op-Amp

IC 741 Op-Amp

उपरोक्त आकृति में दिखाया गया ऑपरेशनल एम्पलीफायर एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिज़ाइन में सबसे अच्छा मौलिक मॉड्यूल है। विभिन्न प्रकार के ऑपरेशनल एम्पलीफायर्स हैं लेकिन IC 741 Op-Amp को कई अनुप्रयोगों में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ऑपरेशनल एम्पलीफायर है। Op-amp का सरल इनपुट / आउटपुट (I / O) संबंध एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिजाइन में op-amp का उपयोग करने के पीछे का कारण है।

Edgefxkits.com द्वारा पावर सेवर सर्किट

Edgefxkits.com द्वारा पावर सेवर सर्किट

उद्योगों और वाणिज्यिक प्रतिष्ठानों के प्रोजेक्ट के लिए पावर सेवर एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट डिज़ाइनों में से एक का अनुप्रयोग है, जिसका नाम IC 741 op-amp है। उद्योगों में बिजली की कमी को कम करने के लिए शंट कैपेसिटर का उपयोग पावर फैक्टर मुआवजा प्रदान करने के लिए किया जाता है। शक्ति तत्व वास्तविक शक्ति या सक्रिय शक्ति या सक्रिय राशि के योग के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जा सकता है प्रतिक्रियाशील ऊर्जा

जैसे ही पावर फैक्टर घटता है, लोड की मांग को पूरा करने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इस प्रकार दक्षता घट जाएगी और लागत (बिजली बिल) बढ़ जाएगी। इस प्रणाली में, शून्य वोल्टेज पल्स और शून्य वर्तमान पल्स के बीच समय अंतराल होता है जो कि तुलनित्र मोड में परिचालन एम्पलीफायर सर्किट द्वारा उपयुक्त रूप से उत्पन्न होता है। इन दो व्यवधान पिंस को खिलाया जाता है 8051 माइक्रोकंट्रोलर जो एलसीडी पर आगमनात्मक भार के कारण बिजली की हानि को प्रदर्शित करता है।

Edgefxkits.com द्वारा पावर सेवर सर्किट ब्लॉक आरेख

Edgefxkits.com द्वारा पावर सेवर सर्किट ब्लॉक आरेख

संभावित ट्रांसफ़ॉर्मर पर वोल्टेज को जीरो क्रॉसिंग डिटेक्टर V के रूप में कार्य करने वाले ऑपरेशनल एम्पलीफायर को खिलाया जाता है, और करंट ट्रांसफ़ॉर्मर पर करंट को ऑपरेशनल एम्पलीफायर को शून्य क्रॉसिंग डिटेक्टर एक्टिंग के रूप में खिलाया जाता है। इन ऑपरेशनल एम्पलीफायरों के आउटपुट को दिया जाता है। 8051 माइक्रोकंट्रोलर जो शून्य पावर लॉस बनाने के लिए सर्किट में शंट कैपेसिटर को जोड़ने के लिए रिले चालक आईसी के माध्यम से रिले के सक्रियण को नियंत्रित करता है।

क्या आप एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट के एप्लिकेशन जानते हैं? अपने तकनीकी ज्ञान और बिजली के बारे में संदेह साझा करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें इलेक्ट्रॉनिक्स प्रोजेक्ट नीचे टिप्पणी अनुभाग में अपनी टिप्पणी पोस्ट करके।