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一位牛人自述学习模拟电路技术的经历(感觉很经典,特此转过来

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lihui567|  楼主 | 2016-9-27 22:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
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 (IEEE Journal of solid state circuits),以前非常喜欢看,当时立志看完近二十年的**,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**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**,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8500万美金收购了,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Oregon State University 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

相关帖子

OTB| | 2016-9-28 00:54 | 显示全部楼层
2级运放类的米勒电容补偿,需要考虑电流元输入。

此时就是一个有半平面零点和2个左半平面极点。

即使电压元输出并考虑串联电阻,也差不多是这样,但不需要考虑电压元输出。

在运放的差动结构中,不存在电压元。

如果教科书经常用电压元计算差动放大电路,那么这不仅是概念错误,而且无法得到正确结论。

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OTB| | 2016-9-28 01:04 | 显示全部楼层
关于电路的米勒定理。

这说得是带宽限制的情况。

也就是说放大倍数必须要恒定,才能使用米勒电路定理,如果放大倍数随频率变化,那么就无法使用米勒电路定理。

这同时也就是决定了米勒电路定理计算主导极点频率必定就是正确无误的。

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OTB| | 2016-9-28 01:09 | 显示全部楼层
如果学术界真的要研究多级,哪怕是3级放大电路。

那么你的电路架构是什么?

反正你不能用通交隔直电容,于是乎,对于学术界来说,只有一个架构可以实现多级放大,当然包括3级放大。

虽然本大师不是这么做的。

但对于学术界来说,除了双差分输入(NPN+PNP)的架构外,你没有别的选择。

学术界的那个所谓的轨到轨的输入架构,依然无法实现通用的多级放大。

很难想象,学术界能用什么方法实现3级放大。

除了5532或OP37之类的方法,对于学术界来说恐怕没有其他方法了。

如果学术界固执己见地,就是不采用双差分输入的架构来实现多级放大的话。

那么必定困难重重。

也就是说,本大师无法想象,用MOSFET学术界是如何实现3级放大的。

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OTB| | 2016-9-28 01:16 | 显示全部楼层
运放的那种差动结构,本来就是一个笑话。

学术界可能还当作宝贝了。

本大师早就看出了问题,而且也设计了真正合理的类似差动的结构,但这压根就不是差动输入,差动输入的最早设计思路,本大师完全可以想象。

事实上,本大师看到,分立功放的设计,也早就是使用了本大师的设计架构。

也就是说,分立功放的设计者中,依然有与本大师英雄所见完全一样的事实。

这是难能可贵的。

因为本大师知道自己的这个思路的设计是完全正确的,而且还是建立在1969的JohnSmith完全一样的思路基础上,如此合理的输入架构(类似差动)则是必然的本大师的创作。

但难能可贵的就是,早就有人也如此设计了。

一般来说,一般人即使看到这个类差动的输入架构,也不会感冒的,会认为是差动,正如有学术界人士认为LM386是差动放大一样,这是不对的。

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OTB| | 2016-9-28 01:23 | 显示全部楼层
这种本大师设计的类差动输入结构,是没有SR限制的。

Well,说实话,一旦如此之后,有的时候,本大师还真挺怀念受制于电流元的普通差动结构的。

不受限制?

No,这不可能永远很好,但是还是比普通差动好的多,因为普通的教科书中的所谓差动放大电路,本来就是一个笑话。

一个不懂装懂的笑话而已。

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OTB| | 2016-9-28 01:28 | 显示全部楼层
“最小建立时间”的理论及计算方程,是什么东西?

本大师10年前就建立了类似的概念,虽然不是关于模拟电路的,但本大师当时的理念是可以用“最小建立时间”来描述的。

那么所谓的“最小建立时间”的理论及计算方程,到底是什么玩意?

希望知情者介绍一下。

谢谢大家! 

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OTB| | 2016-9-28 01:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 OTB 于 2016-9-28 01:32 编辑

其实真正的模拟电路大拿,是那个所谓的《模拟电路设计的9个阶段》的作者的境界。

因为这才是自食其力的,从不懂到专家的成长经历的真实写作。

也可以说是从奴隶到将军的真实写照。而其他的除此之外的东西,并没有真正的意义。



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ecoren| | 2016-9-28 08:32 | 显示全部楼层
有一次去复旦微电子面试,他们问我是985学校吗,我说不是,那211呢,我说不是,然后就不怎么说话了

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xukun977| | 2016-9-28 08:41 | 显示全部楼层
这篇小文N年前学IC时读过,**特点是充满了名人名校名气,让初学者读后浑身亢奋激动,也想跃跃欲试。。。过了几年就熄火了。

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世界心| | 2016-9-28 10:01 | 显示全部楼层
也不太记得是哪一年看到过的了,估计是在本科上学的时候吧

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batiafu| | 2016-9-28 12:19 | 显示全部楼层

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oneLLpiece| | 2016-9-28 12:31 | 显示全部楼层
广告吧

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tianhaolan| | 2016-9-28 15:58 | 显示全部楼层
赶上直播了,感觉很高大上的样子。

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OTB| | 2016-9-28 18:55 | 显示全部楼层
如果母语为English的人对一个国人说“你的英语说的太好了!”。

其实国人就应该意识到自己的英文水平还差很多。

国外的人也不可能不出于礼貌和客气而如此评价,但你不必当真。

如果真的是太好了,那么通常各国人民都是会表现为惊奇而没有时间夸奖你。

真正的GreatWork,是不会被评价的,你做的不如评价人,水平不如人家,人家才会说你Great!

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OTB| | 2016-9-28 18:59 | 显示全部楼层
对于学术界来说,如果实行多极放大,那么肯定就是多个差动放大电路的串联。

但是有一个问题,功率输出部分,不好设计,至少不可能像输入级一样地对称了。

5532和op37就是如此做法。

最后的功率输出部分电路,无法做到对称输出,而是一个共射放大,而成为3级放大电路。

那么使用双差分(NPN+PNP或MOS也是一样),就可以全对称,而且相对来说,放大倍数,在开环情况下,可以提高2倍。。

不知道为何学术界拒绝这个非常合理的双差分输入电路,难道是专利限制?

貌似不是。

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OTB| | 2016-9-28 19:04 | 显示全部楼层
学术界提出的全差分运放结构。

不好意识,本大师只能认为,是因为你无法做到你们的那种差动放大在输出的对称,而“灵机一动”的结果。

Well,本大师的教导就是,从来就没有差动放大一说。

你们所谓的差动,其实就是减法电路。

事实上,只有减法电路,也就是4个电阻和一个运放的著名的减法器电路,你们都知道的。

只有减法才是你们所谓差模电压和共模电压的存在体。

如果你们运放的那种差动输入电路,是差动输入的话,那么4个电阻的共射放大电路,也依然就必定就是差动放大。

著名的JLH1969功放按照教科书的差动输入电路的差动说法,也依然就是一个十足的差动放大。

在本大师的教导下,学术界和教科书们,应该醒悟了。

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OTB| | 2016-9-28 19:09 | 显示全部楼层
你们的那个,对于差动输入电路,实行+和-相端,分别设置相位相反,大小相等的输入信号的计算方法,是错误的!

没有这样的差动放大电路。

你必须要有反馈意识,你才能理解差动放大的原理,才能知道其正确的计算方法。

没有人会把差动输入电路,作为开环的情形使用的。

如果你们真的会计算一个差动的运放的传递函数,开环的,那么你们必定放弃如今的流行的差动设计模式。

事实上,你们从来就没有认真计算过任何一个运放的开花传递函数。

教科书的741的所谓计算,就算你们可能算对,也是撞大运,因为所谓的差动放大本不该如此设计。

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OTB| | 2016-9-28 19:31 | 显示全部楼层
很遗憾,741运放的差动输入的小信号开环电路模型,不是这样的。

Snap1.gif

这全都错了。

也不存在所谓的半边等效电路。

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OTB| | 2016-9-28 19:40 | 显示全部楼层
这个是正确的。

Snap2.gif

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