Bagaimana Anda Memutuskan Antara Produsen Chip Analog?

Saya seorang pemula elektronik dan saya sering harus memilih IC untuk aplikasi analog tanpa pengetahuan sebelumnya.

Dalam domain mikrokontroler, sangat jelas bahwa saya harus menggunakan Atmel AVR karena banyak penggemar menggunakan ATMega8 / 128/168 / 32u4 dll. Karena Arduino + saya punya pengaturan toolchain untuk itu sekarang. Saya telah membiasakan diri dengan garis pada saat ini dan saya tidak repot mencari di tempat lain.

Tetapi ketika saya meneliti sesuatu seperti pengkondisian sinyal, saya selalu mendapati diri saya bertanya: jadi apakah saya mendapatkan IC dari Analog, Linear, TI atau Microchip? Terutama ketiga perusahaan ini memiliki banyak tumpang tindih dalam domain pengkondisian sinyal, tetapi saya yakin Anda dapat menemukan grup perusahaan lain dengan tumpang tindih serupa di domain lain.

Ketika Anda memilih IC, apakah Anda memiliki perusahaan favorit atau "masuk" yang akan Anda mulai? Atau apakah Anda membandingkan spesifikasi dari semua perusahaan utama dan pergi dengan yang "terbaik"? Apakah Anda menyerahkannya pada kesempatan dan pergi dengan hal pertama yang Anda temukan yang memenuhi persyaratan?

Apakah hal-hal seperti kualitas lembar data, layanan pelanggan, UX situs web, dan pemasaran memengaruhi keputusan Anda?

Tidak ada aturan tunggal yang mengarahkan Anda ke hanya satu bagian produsen chip analog. (Tidak dalam mikrokontroler, juga, terlepas dari klaim Anda bahwa hanya Atmel yang masuk akal untuk Anda. Tapi itu pertanyaan terpisah.)

Seorang insinyur komponen yang sangat baik mungkin bisa mengisi buku-buku tentang cara memilih sebuah chip dan / atau pabrikan. Saya bukan seorang insinyur komponen, tapi saya bisa menjelaskan banyak kasus di mana saya dipaksa ke satu pabrik atau yang lain:

• Chip unik : TI's TLE2426 benar-benar unik. Ada banyak cara untuk membangun sesuatu yang mirip dari komponen generik, tetapi jika Anda membutuhkan fungsi itu dan harus sesuai dengan jejak TO-92, Anda terjebak dengan chip TI.

• Tidak ada pinout standar : Tidak seperti op-amp, buffer analog tidak pernah benar-benar menggunakan pinout umum, dan ada beberapa yang tersedia sehingga jarang ada lebih dari beberapa yang benar-benar cocok untuk rangkaian tertentu. Katakanlah Anda memilih LMH6321 NatSemi karena beberapa alasan. Meskipun chip lain mungkin merupakan alternatif yang dapat diterima, tidak ada buffer analog lain pada pangsa pasar yang pinout tertentu, jadi segera setelah Anda membuat PCB dengan LMH6321 dalam pikiran, Anda tidak dapat mengubah ke chip lain tanpa harus memutar ulang papan.

• Masalah subyektif : Di sirkuit audio kelas atas, telinga yang baik dapat membedakan suara op-amp, atau setidaknya, keluarga op-amp. Jika Anda menyukai suara Burr-Brown, Anda hanya akan melihat chip mereka, sementara yang lain akan bersumpah dengan chip Perangkat Analog, dan Anda berdua mungkin ingin mengabaikan fanbois Linear.

• Harga : Mungkin Anda membutuhkan LM324 tetapi tidak terlalu pilih-pilih soal kualitas. Dalam hal ini, Anda akan melihat salah satu pemasok sumber kedua untuk chip ini seperti Fairchild atau ST, daripada pencipta chip, NatSemi.

• Daya tahan : Ini adalah kebalikan dari titik sebelumnya. Saya berani bertaruh siapa pun di industri ini selama lebih dari beberapa tahun dapat menceritakan kepada Anda kisah-kisah di mana insinyur desain memilih sesuatu yang berasal dari sumber kedua ( LM317)misalnya), melakukan semua prototyping mereka dengan implementasi desain chip berkualitas tinggi, mengirimkannya ke pabrik yang mengganti generik yang jauh lebih murah, dan kemudian harus berurusan dengan kegagalan lapangan karena penggantian, meskipun mengklaim kinerja yang setara dalam datasheet-nya, ternyata kurang tahan lama ketika disalahgunakan dengan cara yang tidak bisa Anda kendalikan dari lab bersih Anda. (ESD di musim dingin di North Dakota, pengguna akhir bodoh mencabut konektor manual mengatakan tidak mencabut saat listrik diterapkan, dll.) Sering kali lebih murah untuk kembali menggunakan versi sumber pertama yang lebih mahal daripada memutar ulang papan dengan komponen perlindungan tersebar di sekitar tiruan murah.

• Usang : Anda ditugaskan dengan papan isian Anda tidak dapat memutar kembali untuk desain yang dibuat 20 tahun yang lalu, dan beberapa chip tidak lagi tersedia dari produsen aslinya, atau setidaknya tidak tersedia dalam paket insinyur desain memilih 20 tahun lalu. Anda mungkin dipaksa masuk ke pelukan perusahaan seperti NTE atau Central Semiconductor, yang berspesialisasi dalam menawarkan desain lama yang telah ditinggalkan oleh semua perusahaan tingkat 1.

• Performa lebih tinggi : IC yang sangat populer seperti LM317 sering mengilhami tindak lanjut yang kompatibel dengan pin dengan kinerja yang lebih tinggi. Linear Technology mengkhususkan diri dalam hal ini. Jika Anda mendapati diri Anda membutuhkan kinerja yang lebih baik, sering kali layak membayar harga yang lebih tinggi untuk penggantian yang kompatibel dengan pin yang kurang umum daripada mendesain ulang sirkuit Anda untuk memberikan kinerja yang lebih baik dengan chip asli yang Anda pilih.

• Ketersediaan : Setelah Anda menjalankan tantangan di atas, Anda mungkin masih memiliki beberapa pilihan sumber untuk bagian tertentu, tetapi salah satu sumber telah membakar Anda di masa lalu tentang ketersediaan. Hal semacam itu bisa memaksa Anda ke pabrikan lain dengan sendirinya.

  Varian yang lebih ekstrem dari situasi ini adalah bahwa Anda telah menghilangkan pilihan Anda sampai akhirnya hanya melihat satu bagian, tetapi dibuat oleh pabrikan yang tidak selalu memiliki stok siap. Itu mungkin memaksa Anda untuk meninggalkan pilihan itu, meskipun diinginkan di atas kertas, hanya untuk beralih ke sumber yang lebih andal. Anda bahkan mungkin akhirnya menemukan kembali roda yang sangat baik itu dengan obat generik hanya untuk mendapatkan kontrol yang lebih baik terhadap ketersediaan suku cadang.

Sepenuhnya tergantung pada aplikasi karena 'analog IC' adalah istilah yang sangat luas.

Turun ke harga, kinerja, paket, peringkat lingkungan, komponen eksternal yang diperlukan, ketersediaan (lokasi, volume, distributor), dll.

Jika Anda datang dari sudut pandang hobiis maka pilihan Anda biasanya didorong oleh ketersediaan jumlah unit yang rendah (mis. Bisakah saya membeli hanya 1 dari digikey?), Paket papan tempat memotong roti yang mudah, contoh penggunaan dari beberapa sumber lain, adalah hal yang stabil dengan minimal komponen eksternal yang dapat dilakukan dengan papan tempat memotong roti?

Anda tidak bisa hanya melihat angka-angka pada lembar data dan berharap itu 'berfungsi' ketika dilemparkan ke dalam desain. Beberapa perangkat akan berfungsi seperti ini, beberapa akan bekerja dengan buruk, beberapa tidak akan berfungsi sama sekali. Saya telah melihat / mendengar banyak penggemar pergi ke Digikey dan membeli beberapa opamp super duper 50Mhz high-end dan melemparkannya di papan tempat memotong roti hanya untuk menghabiskan 2 minggu ke depan mencoba mencari tahu mengapa sirkuit mereka berosilasi. Contoh lain adalah keluar dan membeli apa yang tampak seperti bagian yang dispesifikasi sama pada pandangan pertama tetapi bagian tersebut memiliki mode operasi yang berbeda yang menyebabkan perubahan kecil, tetapi signifikan dalam implementasi yang diperlukan yang sering diabaikan.

Jadi, satu metrik penting adalah seberapa tangguh suatu bagian terhadap desain 'buruk'. Saya tidak bermaksud terdengar menghina, tetapi sebenarnya ada lebih banyak untuk desain analog daripada menyalin topologi opamp dari wikipedia. Sederhana, bagian-bagian yang sangat stabil akan memungkinkan pendekatan seperti itu tetapi umumnya memiliki amplop kinerja yang terbatas.

Saya telah melihat desain produksi memiliki masalah ini juga. misalnya itu bekerja pada prototipe tetapi tidak ada yang melihat stabilitas rangkaian dan itu tertatih-tatih di tepi sedemikian rupa sehingga dalam pengujian pertama menjalankan 5 dari 100 gagal atau ada kegagalan intermiten yang tampaknya terjadi sepenuhnya secara acak. Contoh lain adalah menjalankan prototipe dilakukan tetapi seseorang tidak benar mempertimbangkan impedansi input / output, arus input, arus diam, decoupling yang diperlukan, dll.

Singkatnya metrik yang digunakan sangat bervariasi berdasarkan aplikasi dan kinerja yang dibutuhkan. Untuk penghobi gunakan yang terbaik untuk tetap dengan IC sederhana, stabil dan tangguh yang datang dalam paket kerja mudah yang telah digunakan dalam desain lain yang Anda lihat di internet. Meski begitu Anda mungkin mengalami kesulitan hanya menyalin desain. Saya telah melihat kapasitansi kontak di papan tempat memotong roti melemparkan segala macam rangkaian op amp yang tampaknya sederhana ke osilasi.

• Sumber Kedua Tersedia: Ketika Anda menggunakan suku cadang yang tersedia dari banyak produsen, Anda memiliki cara yang cukup baik untuk mendapatkan IC yang merupakan standar industri. Dalam produksi massal, seperti yang dikatakan Madmanguruman, ini berarti lebih sedikit masalah ketika produsen tertentu memberi tahu Anda waktu yang luar biasa panjang; untuk penghobi, itu berarti peluang Anda untuk mendapatkan bagian dari distributor volume kecil jauh lebih baik.
• Opsi paket: Cara lain untuk menemukan komponen utama yang baik adalah mencari opsi paket. Jika sebuah op amp tersedia di CERDIP-8, DIP-8, SO-8, MSOP-8 dan yang lainnya (mungkin bahkan metal dapat TO-99), Anda dapat yakin itu adalah bagian yang tersedia secara luas yang digunakan dengan sukses di banyak tempat yang berbeda. aplikasi dan kemungkinan jauh dari usang dalam beberapa tahun mendatang.
• Lembar data yang baik dan terperinci tersedia: Baca lembar data secara terperinci dan bandingkan lembar data yang diterbitkan oleh pabrikan yang berbeda. Beli komponen dari pabrikan yang lembar datanya paling Anda percayai. Saya telah menemukan banyak lembar data yang bahkan memiliki informasi yang saling bertentangan dalam diri mereka sendiri, dan itu adalah bagian-bagian yang sering saya hadapi.
• Biaya: Bukan berarti perbedaan antara 20 dan 50 Ct. akan membunuh Anda ketika Anda hanya membutuhkan empat atau lima IC untuk proyek Anda, tetapi jika Anda menemukan bagian yang serupa dengan harga yang berbeda, yang lebih murah biasanya yang lebih dekat dengan arus utama. Anda juga dapat mencari kategori "status produk" di situs web pabrikan: Jika mereka memberi tahu Anda bagian "aktif" yang sama dengan baik dan jika mereka memberi tahu Anda itu "tidak disarankan untuk desain baru" itu berarti Anda tidak boleh membelinya kecuali Anda membutuhkannya untuk memperbaiki barang-barang.

Jika memungkinkan, pilih IC yang tersedia dari beberapa vendor. Ini berarti pin dan kompatibel dengan fungsi. Sebagian besar pabrikan memastikan bahwa semua nomor komponen yang digunakan pada BOM yang diproduksi secara massal (bill of material) adalah suku cadang multi-vendor kecuali disetujui secara khusus. Ada situasi di mana bagian-bagian yang unik diperlukan, tetapi meminimalkan jumlah bagian seperti ini adalah fungsi manajemen rantai pasokan yang penting.

Ini menempatkan lebih banyak pekerjaan di muka, memenuhi syarat beberapa bagian selama siklus desain, tetapi lebih baik melakukan ini lebih awal daripada sekali sesuatu diproduksi secara massal dan jalur menurun karena kekurangan suku cadang.

Semua jawaban lain cukup baik, tetapi Anda semua lupa satu hal penting: simulasi! Sirkuit analog seringkali agak berubah-ubah, dan menghabiskan sedikit waktu dengan simulator seringkali dapat menghemat berjam-jam atau berhari-hari di kemudian hari.

Banyak pabrikan memiliki beberapa tingkat dukungan untuk simulasi, tetapi mereka semua memiliki masalah. Menurut pendapat saya, LTSpice Linear Tech mungkin adalah alat gratis terbaik yang tersedia untuk simulasi.