Podręcznik

Droga Czytelniczko, Drogi Czytelniku: w ostatniej części materiałów, w których omawiane są układy scalone, będzie mowa głównie o układach analogowych realizowanych w postaci scalonych układów CMOS. Projektowanie tych układów pod wieloma względami różni się od projektowania układów cyfrowych. Wymaga głębszego zrozumienia właściwości elementów i zbudowanych z nich układów, a także praktycznego doświadczenia. Projektowanie układów analogowych z trudem poddaje się formalizacji i jest bardzo trudne do zautomatyzowania. Wszystko to sprawia, że jest w nim więcej sztuki inżynierskiej, a mniej zwykłego rzemiosła. Każdy rodzaj układów analogowych ma swoją własną teorię i metodologię projektowania. Nawet w obrębie tej samej klasy układów analogowych wymagania mogą być bardzo różne. Weźmy dla przykładu układy wzmacniaczy. W jednym zastosowaniu najważniejsza może być wartość wzmocnienia napięciowego, w innym – wzmocnienia mocy, w jeszcze innym – maksymalnej częstotliwości wzmacnianego sygnału, w jeszcze innym – poziom szumów własnych, a może być i tak, że jednakowo ważne mogą być różne parametry, co zmusza do kompromisów projektowych. W każdym z tych przypadków inny może być schemat układu, odmienne wzory projektowe, inne i inaczej projektowane elementy układu. Dlatego w naszym przeglądzie problematyki układów analogowych poruszone będą tylko pewne ogólne zasady oraz przykłady najprostszych rozwiązań kilku rodzajów najczęściej spotykanych rodzajów układów analogowych. Będą się tu pojawiać także układy z tranzystorami bipolarnymi, które – jak zobaczymy – w układach analogowych mogą spisywać się lepiej od tranzystorów MOS.

Na zakończenie omówimy także główne problemy, z jakimi mamy do czynienia na drodze do dalszego rozwoju mikroelektroniki. Jednym z nich, bardzo poważnym, jest problem wydzielanej w układach scalonych mocy, która już sporo lat temu osiągnęła poziom niemożliwy do przekroczenia, toteż zajmiemy się tym problemem.  Omówimy też inne bariery rozwojowe. Spróbujemy przewidzieć, jaka przyszłość czeka mikroelektronikę.