您如何在模拟芯片制造商之间做出决定?

电器工程 集成电路 购买
2022-02-01 19:01:01

我是一名电子初学者,我发现自己经常需要为没有先验知识的模拟应用选择 IC。

在微控制器领域,很明显我应该使用 Atmel AVR,因为许多爱好者使用 ATMega8/128/168/32u4 等,因为 Arduino + 我现在已经设置了工具链。在这一点上,我已经熟悉了这条线,我不会费心寻找其他地方。

但是当我研究信号调理之类的东西时,我总是发现自己在问:我是从 Analog、Linear、TI 还是 Microchip 获得 IC 的?尤其是这三个公司在信号调理领域有很多重叠,但我相信你可以找到在其他领域有类似重叠的其他公司集团。

当您选择 IC 时,您是否有最喜欢或“去”的公司作为您的起点?还是您比较所有主要公司的规格并选择“最好的”?您是否将其留给机会并选择您发现满足要求的第一件事?

数据表的总体质量、客户服务、网站用户体验和营销等因素会影响您的决策吗?

4个回答

没有单一的规则会驱使您只选择一家模拟芯片制造商的零件。(也不是在微控制器中,尽管您声称只有 Atmel 对您有意义。但这是一个单独的问题。)

一个真正优秀的组件工程师可能会写满关于如何选择芯片和/或制造商的书籍。我不是组件工程师,但我可以列出一堆我被迫去一个制造商或另一个制造商的案例:

  • 独特的芯片:TI 的TLE2426是真正独一无二的。很多方法可以用通用组件构建类似的东西,但是如果您需要该功能并且它必须适合 TO-92 封装,那么您将无法使用 TI 的芯片。

  • 没有标准的引脚排列:与运算放大器不同,模拟缓冲器从未真正采用共同的引脚排列,而且可用的引脚数量很少,很少有多个真正适合给定电路。假设您出于某种原因选择了 NatSemi 的LMH6321 。尽管另一种芯片可能是可接受的替代方案,但市场上没有其他模拟缓冲器共享该特定引脚,因此,一旦您使用 LMH6321 制作 PCB,您就无法在不重新旋转电路板的情况下更换另一种芯片。

  • 主观问题:在高端音频电路中,好的耳朵可以区分运算放大器或至少运算放大器系列的声音。如果您碰巧喜欢 Burr-Brown 的声音,那么您将只关注他们的芯片,而另一个人会对 Analog Devices 的芯片发誓,而您可能都希望忽略 Linear fanbois。

  • 价格:也许您需要一个 LM324,但对质量不太挑剔。在这种情况下,您将寻找该芯片的第二来源供应商之一,例如 Fairchild 或 ST,而不是芯片的创造者 NatSemi。

  • 耐用性:这与前一点相反。我敢打赌,在这个行业工作了几年的任何人都可以告诉你设计工程师选择广泛第二来源的东西(LM317 )的故事。例如),他们所有的原型设计都采用了该芯片设计的高质量实现,然后将其发送给制造人员,他们替换了便宜得多的仿制药,然后不得不处理由于替换而导致的现场故障,尽管声称在它的数据表在以您无法从干净的实验室控制的方式滥用时变得不那么耐用。(北达科他州冬季的 ESD,白痴最终用户拔掉连接器,手册上说在通电时不要拔掉插头,等等。)回到使用更昂贵的第一源版本通常比重新旋转电路板更便宜保护元件散落在廉价仿冒品周围。

  • 过时:您的任务是填充板,您无法为 20 年前的设计重新旋转,并且某些芯片不再从其原始制造商处获得,或者至少在封装中不可用设计工程师选择了 20 年前。您可能会被迫投入 NTE 或 Central Semiconductor 这样的公司的怀抱,这些公司专门提供所有 1 级公司都放弃的旧设计。

  • 更高的性能:像 LM317 这样非常流行的 IC 通常会激发具有更高性能的引脚兼容后续产品。凌力尔特是这方面的专长。如果您发现自己需要更好的性能,通常值得为不太常见的引脚兼容替换支付更高的价格,而不是重新设计电路以使用您选择的原始芯片提供更好的性能。

  • 可用性:一旦你运行了上面的挑战,你可能仍然有一些给定部件的来源选择,但其中一个来源过去曾让你在可用性方面大吃一惊。这种事情可能会迫使你自己去另一个制造商。

    这种情况的一个更极端的变体是,您已经削减了您的选择,直到您最终只看到一个零件,但它是由并不总是有现货的制造商制造的。这可能会迫使您放弃这种选择,尽管它可能在纸面上是可取的,只是为了转向更可靠的来源。您甚至可能最终使用泛型重新发明完美的轮子,以更好地控制零件的可用性。

完全取决于应用,因为“模拟 IC”是一个非常广泛的术语。

它归结为价格、性能、封装、环境等级、所需的外部组件、可用性(位置、数量、分销商)等。

如果您从业余爱好者的角度来看,那么您的选择通常是由低单位数量可用性驱动的(例如,我可以从 digikey 只购买 1 个吗?)、易于面包板包装、来自其他来源的示例用法、稳定且最少的东西面包板可用的外部组件?等。

您不能只看数据表上的数字并期望它在投入设计时“正常工作”。有些设备会像这样工作,有些会很差,有些根本无法工作。我见过/听说过很多爱好者去 digikey 并购买一些 50Mhz 高端超级双倍运算放大器,然后将其扔进面包板,然后在接下来的 2 周内试图弄清楚他们的电路为什么会振荡。另一个例子是出去购买乍看之下类似规格的零件,但该零件具有不同的操作模式,这会导致所需实现的微小但重大的变化,而这些变化往往被忽视。

因此,一个重要的指标是零件对“糟糕”设计的弹性。我的意思不是听起来侮辱,但模拟设计确实比从维基百科复制运算放大器拓扑要多得多。简单、高度稳定的部件将允许这种方法,但通常具有有限的性能范围。

我已经看到生产设计也有这个问题。例如,它在原型上工作,但没有人关注电路稳定性,它在边缘摇摇欲坠,以至于在第一次测试中,100 次测试中有 5 次失败,或者有似乎完全随机发生的间歇性故障。另一个例子是原型运行已经完成,但有人没有正确考虑输入/输出阻抗、输入电流、静态电流、所需的去耦等。

总之,使用的指标因应用程序和所需性能而有很大差异。对于业余爱好者,请尽量坚持使用简单、稳定和有弹性的 IC,这些 IC 采用易于手工操作的封装,您在 Internet 上看到的其他设计中都使用了这些封装。即使这样,您也可能会在复制设计时遇到麻烦。我已经看到面包板中的接触电容使各种看似简单的运算放大器电路发生振荡。

  • 可用的第二个来源:当您使用来自多个制造商的零件时,您有一个很好的方法来获得符合行业标准的 IC。在大规模生产中,正如 Madmanguruman 所说,当某些制造商告诉您交货时间长得惊人时,这意味着更少的麻烦;对于业余爱好者来说,这意味着您从小批量分销商那里获得零件的机会要大得多。
  • 封装选项:另一种寻找优质主流零件的方法是寻找封装选项。如果运算放大器有 CERDIP-8、DIP-8、SO-8、MSOP-8 和诸如此类(甚至金属可以 TO-99),您可以确定它是一种广泛可用的部件,已成功用于许多不同的应用程序,并且很可能在未来几年内不会被淘汰。
  • 提供优质而详细的数据表:详细阅读数据表并比较不同制造商发布的数据表。从您最信任其数据表的制造商处购买零件。我遇到过许多数据表,其中甚至包含相互矛盾的信息,而这些正是我经常遇到问题的部分。
  • 成本:不是 20 和 50 克拉之间的差异。当您的项目只需要四到五个 IC 时,会杀了您,但是如果您找到价格不同的类似零件,通常较便宜的那一款更接近主流。您还可以在制造商的网站上查找“产品状态”类别:如果他们告诉您某个部件是“活跃的”,则等于好,如果他们告诉您它“不推荐用于新设计”,则意味着您不应该购买它除非你需要它来修理东西。

在可能的情况下,选择可从多个供应商处获得的 IC。这意味着引脚和功能兼容。大多数制造商确保在批量生产的 BOM(物料清单)上使用的所有零件编号都是多供应商零件,除非得到特别批准。在某些情况下需要独特的零件,但尽量减少此类零件的数量是一项重要的供应链管理功能。

这需要更多的前期工作,在设计周期中对多个零件进行鉴定,但最好尽早进行,而不是在某件产品量产后由于零件短缺而停产。