Ана́логовая интегра́льная (микро)схе́ма (АИС, АИМС) — ИМС, входные и выходные сигналы которой изменяются по закону непрерывной функции (т.е. являются аналоговыми сигналами)^[1].

История

Первый лабораторный образец аналоговой ИС был создан фирмой Texas Instruments в США в 1958 году. Это был генератор сдвига фаз. В 1962 году появилась первая серия аналоговых микросхем — SN52. В ней имелись маломощный усилитель низкой частоты, операционный усилитель и видеоусилитель^[2].

В СССР большой ассортимет АИМС был получен к концу 1970-х годов. Их применение позволило увеличить надёжность устройств, упростить наладку оборудования, часто даже исключить необходимость технического обслуживания в процессе эксплуатации^[3].

Назначение

Ниже представлен неполный список устройств, функции которых могут выполнять аналоговые ИМС. Зачастую одна микросхема заменяет сразу несколько таковых (например, К174ХА42 вмещает в себя все узлы супергетеродинного ЧМ радиоприёмника^[4]).

• Операционные усилители.
• Компараторы.
• Генераторы сигналов.
• Фильтры (в том числе на пьезоэффекте).
• Аналоговые умножители.
• Аналоговые аттенюаторы и регулируемые усилители.
• Стабилизаторы источников питания: стабилизаторы напряжения и тока.
• Микросхемы управления импульсных блоков питания.
• Преобразователи сигналов.
• Схемы синхронизации.
• Различные датчики.

Аналоговые микросхемы применяются в аппаратуре звукоусиления и звуковоспроизведения, в видеомагнитофонах, телевизорах, технике связи, измерительных приборах, аналоговых вычислительных машинах, вторичных источниках электропитания и т.д.

В АВМ

• Операционные усилители (LM101, μA741).

В блоках питания

• Линейные стабилизаторы напряжения (КР1170ЕН12, LM317).
• Импульсные стабилизаторы напряжения (LM2596, LM2663).

В видеокамерах и фотоаппаратах

• ПЗС-матрицы (ICX404AL).
• ПЗС-линейки (MLX90255BA).

В аппаратуре звукоусиления и звуковоспроизведения

• Усилители мощности звуковой частоты (LA4420, К174УН5, К174УН7).
• Сдвоенные УМЗЧ для стереофонической аппаратуры (TDA2004, К174УН15, К174УН18).
• Различные регуляторы (К174УН10 — двухканальный УМЗЧ с электронной регулировкой частотной характеристики, К174УН12 — двухканальный регулятор громкости и баланса).

В измерительных приборах

• Датчики давления (MP3V5100^[5]).
• Датчики магнитного поля (УР1101ХП30^[6]).
• Датчики температуры (L1V1335^[7], MAX6613^[8]).

В радиопередающих и радиоприёмных устройствах

• Детекторы АМ сигнала (К175ДА1).
• Детекторы ЧМ сигнала (К174УР7).
• Смесители (К174ПС1).
• Усилители высокой частоты (К157ХА1).
• Усилители промежуточной частоты (К157ХА2, К171УР1).
• Однокристальные радиоприёмники (К174ХА10).

В телевизорах

• В радиоканале (К174УР8 — усилитель с АРУ, детектор ПЧ изображения и звука, К174УР2 — усилитель напряжения ПЧ изображения, синхронный детектор, предварительный усилитель видеосигнала, система ключевой автоматической регулировки усиления).
• В канале цветности (К174АФ5 — формирователь цветовых R-, G-, B-сигналов, К174ХА8 — электронный коммутатор, усилитель-ограничитель и демодулятор сигналов цветовой информации).
• В узлах развёртки (К174ГЛ1 — генератор кадровой развёртки).
• В цепях коммутации, синхронизации, коррекции и управления (К174АФ1 — амплитудный селектор синхросигнала, генератор импульсов строчной частоты, узел автоматической подстройки частоты и фазы сигнала, формирователь задающих импульсов строчной развёртки, К174УП1 — усилитель яркостного сигнала, электронный регулятор размаха выходного сигнала и уровня «чёрного»).

Производство

Переход к субмикронным размерам интегральных элементов усложняет проектирование АИМС. Например, МОП-транзисторы с малой длиной затвора имеют ряд особенностей, ограничивающих их применение в аналоговых блоках: высокий уровень низкочастотного фликкерного шума; сильный разброс порогового напряжения и крутизны, приводящий к появлению большого напряжения смещения дифференциальных и операционных усилителей; малая величина выходного малосигнального сопротивления и усиления каскадов с активной нагрузкой; невысокое пробивное напряжение p-n-переходов и промежутка сток-исток, вызывающее снижение напряжения питания и уменьшение динамического диапазона^[9].

В настоящее время аналоговые микросхемы производяться многими фирмами: Analog Devices, Analog Microelectronics, Maxim Integrated Products, National Semiconductor, Texas Instruments и др.

См. также

• Программируемая аналоговая интегральная схема

Примечания