10.     模拟集成电路的困难有哪些？

今天这一讲是我们模拟集成电路设计入门的最后一讲，可以说如果前面九讲大家能够有所体会，对于入门将不是问题，但是如果希望在入门后能够继续前进，那边这一讲就很有必要，因为这一讲说的是我们在模拟集成电路设计中会碰到的困难，了解它、理解它、解决它，将会让我们模拟集成电路设计更上一层楼。

首先我们在接触模拟集成电路设计时最先碰到的困难是：问不出问题。遇到这种困难，主要是有三种情况：一是，感觉好像都懂，但是其实一旦动手发现都没有懂；二是，感觉都不懂，只是知道要这么做，这种情况比较普遍；三是，感觉部分懂，但是对不懂的地方不知道如何提问。这三种情况应该是我碰到的大部分入门设计师遇到的问题，要解决它主要是需要设计师从最底层的问题问起，并且不耻下问，哪怕这个问题很低级，但是只要从第一个问题问起，后面再不断的一个一个的解决，后面自然会提出很高级的问题。

接着我们还会碰到的困难是：对器件不理解。这种困难主要集中在将器件的工艺特性和电子特性进行结合时不顺畅，从而导致将工艺特性和电子特性割裂开来进行学习，从而对后面的电路设计埋下了一个隐患，通常对电路和系统设计比较熟悉的设计师常常碰到这种困难。解决方法是：对有源器件来说，工艺特性特别是有源区的特性和器件电子特性有着强相关，需要对其仔细分析并能够将器件工作区域和PN结的特性相对应，从而可以加深对器件的理解。

第三个困难是：对电路不理解。这种困难主要集中在多个电路模块实现一个或多个功能时，由于模块众多，从而无法将都多模块功能分解到单个模块的功能。通常对器件比较熟悉的设计师会碰到这样的困难。解决它的方法是需要将电路模块抽象为一个黑盒子，不必过多的纠结其内部电路，从而以多模拟功能实现所需的功能入手得到模块功能，从而对电路理解打下一个基础，当然有时候模块功能可以通过“试错”法进行，通过多次迭代从而找到模块的正确功能。

第四个困难是：对系统不理解。这种困难产生的原因是设计师对集成电路应用场景不了解、不熟悉、不理解；从而导致集成电路在应用时有时不是设计问题而是配置问题导致的，这种困难是对器件、电路比较理解的设计师经常碰到的。解决的方法是：需要设计师在设计之初就和系统应用的工程师进行交流，对集成电路的外围配置要做到心中有数，最好是能将外围配置通过合理的模型描述出来，并放到电路仿真中去，这样可以更好的对应用进行理解和实现。

第五个困难是：手算的结果和仿真结果不一致。这个困难是有一定基础的设计师在初次设计电路和仿真电路时会碰到的，主要原因是采用的工艺的模型级别较高，二次效应，三次效应的出现，导致简单的手算无法和实际情况一致，从而表现为和仿真结果不一致，其实这在高速电路设计中会经常碰到，设计师主要是需要通过手算达到一个对设计的趋势和范围的把控，让设计值不超出预期范围，然后通过仿真将结果不断和预期进行逼近，从而实现设计目标。

最后一个困难是：仿真和测试结果差距较大。这个困难是设计师面对测试工程师给出的测试结果时经常碰到，这里面可能是有器件模型引起的，也可能是激励源引起的，也可能是负载引起的。这三个原因，我们需求逐一进行分析，看仿真的电路和测试平台在哪些地方不一致，有时候一个不起眼的不一致就可能导致仿真和测试结果不一致。

好，这一讲我谈了模拟集成电路设计会碰到的六个困难：问不出问题；对器件不理解；对电路不理解；对系统不理解；手算的结果和仿真结果不一致；仿真和测试结果差距较大。针对这些困难，我分析了原因，并提出了自己的方法，希望能对大家有所帮助。