¿Cómo es ser ingeniero de diseño de circuitos analógicos?

Answer 1

El diseño de circuitos analógicos es una forma de arte que puede convertirse en una fuerza creativa para su profesional.

Vives en dos mundos; lo teórico y lo práctico de hacer que algo funcione. A través del proceso, descubres cosas que nadie pensó que podrían influir en el rendimiento del circuito, pero que lo hacen, y en gran medida.

Te das cuenta de que las resistencias de película metálica exhiben un coeficiente de voltaje de tal manera que puede manifestarse en no linealidades cuando buscas cosas en la región de partes por millón; una resistencia ya no se convierte en una simple resistencia que obedece la ley de Ohm.

También aprende que la absorción dieléctrica de un condensador, el factor de disipación, la ESR y muchas otras características se vuelven importantes en los circuitos de alto rendimiento.

También aprende rápidamente sobre vudú y gremlins cuando soluciona problemas de prototipos, la importancia de la impedancia de tierra y la extracción de señales de microvoltios enterradas bajo voltios de ruido no es tan trivial como parece.

Lo mejor de todo es que puede crear circuitos milagrosos que nadie creía posible, como pasar CC a través de un circuito aislado por transformador por medio de una impedancia negativa mientras se mantiene el aislamiento galvánico.

En resumen, si te encanta ser desafiado, entonces es un campo que podrías disfrutar.

Answer 2

tl; dr: Se siente especial y no especial.

El diseño analógico requiere un conocimiento profundo de múltiples disciplinas como física de semiconductores, teoría de control, análisis de redes, automatización de diseño electrónico, señales y sistemas, tecnología de fabricación, etc. También requiere que un diseñador optimice en un espacio multidimensional. Los parámetros aparte del área, la potencia y el costo que son importantes son la confiabilidad, precisión, velocidad, compatibilidad, etc. Lo que lo hace más complejo es la dificultad para identificar cuáles de estos parámetros son importantes para qué aplicación y en qué medida. Algunos de estos parámetros tendrán una especificación difícil de cumplir, lo cual es bueno porque, ya sabes lo que se requiere. Pero la mayoría de los parámetros tendrán una especificación vaga / nula. Además del diseño, también se espera que un diseñador tenga alguna idea del diseño y prueba del sistema. Es sin duda uno de los campos más complejos de la ingeniería. Entonces, sí, se siente especial que puedas trabajar en ese campo.

Al mismo tiempo, sigue siendo ingeniería. Por lo tanto, comparte muchos aspectos que son comunes a otras ramas de la ingeniería. Cada campo de ingeniería explota el conocimiento científico / matemático en beneficio de los consumidores. Aquí es donde la economía y el mercado entran en escena. Por supuesto, la mayoría del trabajo de ingeniería es trabajo en grupo, por lo que entra la gestión del hombre y el liderazgo. Puede pensar en esto como una persona experta en un instrumento musical que le permite apreciar si no toca otros instrumentos. Debido a que cada música solo se reproduce con frecuencias que cambian con el tiempo (¿y amplitud? Tengo un conocimiento musical muy limitado. Sé que los amantes de la música me odiarán por decir esto). En este sentido no es especial.

Answer 3

Comencé mi carrera como ingeniero de diseño analógico y fue una montaña rusa de placer y estrés durante los diez años antes de cambiar a otras cosas. En los días en que ese maldito prototipo de circuito en mi banco no se comportaba, miraba a mis colegas digitales con envidia por sus simuladores y modelos ordenados.
Lo análogo es tanto arte como ciencia.
Por ejemplo, estaba en una sala limpia probando mi chip único, tecnología de película gruesa, circuito de radio con su cubierta final de IC apagada, todo equipado con esas máscaras y disfraces de plástico. Mis sondas de osciloscopio mostraron que nada funcionaba como debería: el bucle de bloqueo de fase estaba por todas partes, las ganancias de mi amplificador estaban mal. Seguramente no puedo haberme equivocado tanto en el diseño. Abatimiento. Entonces alguien apagó las luces de la habitación por alguna razón y mis circuitos se apagaron. Luego me di cuenta de lo que estaba sucediendo: la fuente de alimentación del chip se desconectó y los diversos componentes de la superficie expuesta en el chip estaban siendo energizados aleatoriamente por los fotones de las luces. Encendió el chip y todo funcionó bien. Así es como es el análogo: desafiante, interesante, fascinante, pero también tiene una cantidad desconcertante de suerte.
Otra cosa es la importancia de un mentor. Aprendes la teoría en la universidad, pero en realidad hacer circuitos reales que soporten los abusos del mundo real, realmente ayuda si tienes un ingeniero experimentado que te asesora.

Answer 4

Principalmente hago diseño de RF y microondas, que de alguna manera es el mejor diseño de circuito analógico. Estoy de acuerdo con la mayoría de las respuestas a continuación: a menudo los problemas que enfrenta, especialmente durante la resolución de problemas, son tan complejos que ningún simulador lo ayudará y tendrá que confiar en la experiencia y la intuición para liderar el camino. A menudo hago que los clientes hablen de que el trabajo de RF es “magia negra”, pero no lo es, solo se basa en una comprensión firme de los conceptos básicos y su aplicación cuidadosa, además de una pequeña tolerancia al error causado por los efectos secundarios. Algunos problemas SON difíciles de resolver, pero la mayoría de las veces se derivan de ignorar uno o más principios básicos de flujo de corriente, modulación, ruido, etc. Y como han dicho otros, ser la única persona que puede resolver los problemas difíciles puede conducir a Menor fama y fortuna.

Answer 5

Hola, gracias por preguntar 🙂
Quora me dice que la gente está buscando una mejor respuesta: bueno, no estoy seguro de que pueda hacer el trabajo, de todos modos voy a intentarlo.

Analógico es ese territorio de diseño donde no puedes permitirte para hacer aproximaciones a sus cantidades. Las señales del mundo físico son continuas, es decir, abarcan un conjunto de valores prácticamente infinito entre ciertos límites establecidos por las condiciones de su circuito. Donde sea y cuando sea posible, probablemente sea una buena estrategia intentar reducir estos conjuntos infinitos a finitos, y luego operar solo en ellos.

Sin embargo, en muchos casos, simplemente no puede permitirse hacer esta simplificación, porque lleva tiempo e introduce pérdidas inevitables. Entonces, siempre que necesite estar lo más sin pérdidas posible o lo más rápido posible, probablemente se trague la píldora y se adhiera al diseño analógico .

¿Cómo es ser un diseñador analógico? Bueno, estás preguntando uno, entonces, ¿qué puedo decir? ¡Es un hombre asombroso! Realmente lo cavo, pero por supuesto es algo personal.

Después de mi maestría y poco tiempo en un instituto de investigación, me desvié para el diseño analógico-> discreto-> RF / MW . Como puede ver, el término ‘analógico’ implica muchas subcategorías, que pueden ser muy diferentes y necesitan habilidades específicas que no están presentes en otras disciplinas ‘analógicas’.

Me gustó, pero quería volver a lo que he estado haciendo durante los últimos 12 años: diseño RFIC . Esto es analógico, pero está orientado a frecuencias de radio y circuitos integrados (IC).

RFIC es, para mí, el equilibrio perfecto entre la profundidad de su impacto y su amplitud. En cuanto a la profundidad, tiene el poder de dar forma a sus transistores y pasivos de la manera que desee. Usted decide su tamaño, ubicación, cómo se verá la interconexión, tiene el control total (y la responsabilidad).

Si tuviera que ir un paso más abajo, terminaría diseñando los dispositivos , pero no podría juntar dos dispositivos.

Si subía un paso, especificaría y diseñaría sistemas utilizando modelos matemáticos, pero nunca llegaría al meollo del nivel de transistor, donde creo que la diversión es 🙂

Como diseñador de RFIC (experimentado), reúne grandes fragmentos funcionales, como un sintetizador, una ruta de receptor o una ruta de transmisión. Eso es equivalente al sistema respiratorio, digestivo o cualquier otro gran sistema en el cuerpo humano. Entonces diría que este es un gran impacto. Obtiene su parte justa de pensamiento de ‘alto nivel’ al armar el sistema, ‘pelear’ con los diseñadores del sistema para lograr el mejor rendimiento y compromiso.

Mi respuesta, por supuesto, se inclina hacia lo que creo que podría ser un diseñador analógico. Tiendo a pasar de una contribución única a un mayor impacto, a la tutoría / liderazgo de porciones cada vez más grandes de un sistema.

Otros prefieren un enfoque diferente: especializarse en un sector y profundizar lo más que puedan. Puede convertirse en un súper experto en porciones relativamente pequeñas, y puede estar seguro de que nunca se quedará sin desafíos. Este asunto es de lo que está hecho nuestro mundo, por lo que no es fácil: es una mina para el alma del buscador.

Puede especializarse en la conversión de analógico a digital: esto es muy popular ya que se necesitan convertidores precisos, rápidos, poco ruidosos y eficientes en el límite de cada sistema. Aquí puede ramificarse a muchas especialidades diferentes, desde audio hasta sensores, por ejemplo.

Puede especializarse en conversión de energía: este también es un tema muy importante ya que necesitamos flexibilidad para cambiar las características de voltaje / corriente de nuestro suministro, todo a partir de una fuente química que podría no ser la mejor para nuestra tecnología de silicio.

Puede elegir bloques de interfaz analógica de muy alto rendimiento como amplificadores de bajo ruido (para la entrada) o amplificadores de potencia (para la salida) y excavar en una de estas áreas. O puede elegir la síntesis de frecuencia, el corazón de cada circuito de comunicación.

En conclusión, creo que ser un diseñador analógico no difiere de ser cualquier otro profesional calificado, en esencia. Lo que lo hace diferente es dónde coloca su mejor compensación. Estoy contento con la física newtoniana (incluyendo EM, por supuesto) con una pizca de mecánica cuántica según sea necesario, álgebra lineal, un poco de teoría no lineal, estadística, teoría de señales. Siento que si fuera más profundo que eso, realmente no podría hacer frente. Gosh, ya estoy en mi límite ahora! Por otro lado, extrañaría cualquiera de esos ingredientes en mi trabajo diario.

¡Suponiendo que ahí es donde está tu punto ideal, creo que ser un diseñador analógico te haría sentir asombrado por la belleza de los problemas que te pagan por resolver!

Answer 6

Ser un diseñador analógico es como ser un artista . Sabes que una idea está cerca, casi puedes “sentirla”, puedes “tocarla”, “casi” sabes cuál es, pero te elude por mucho tiempo … Y luego te golpea. Y es tan obvio que piensas cómo no podría haberlo sabido todo este tiempo …

Este proceso de “encontrar” esta idea creativa es estimulante y no puede forzarlo. Viene cuando tiene que venir. Hasta entonces, continúa pagando sus cuotas , dedicando horas de trabajo en simulaciones, tomando notas meticulosas de puntos de datos, análisis de esquinas, trabajo de banco, escribiendo pequeñas ecuaciones de señales, preparando bancos de prueba para chips reales y en simulación, haciendo horas de trabajo con la esperanza de que todo se unirá al final. Cuando se junta, te sientes humilde, te sientes en paz. Es asombroso.

A veces simplemente no “se juntan”, sin importar cuántas cuotas pones. La cuestión es que el diseño analógico necesita un montón de habilidades y conceptos diferentes. Los almuerzos son mejores para esto: cuando mencionas casualmente una idea a tu colega y ves su reacción ante la idea. Las ideas que surgen de un entorno tan informal pueden ser muy útiles.

Gran cantidad de diseño analógico puede sentirse solo. Pero también tiene potencial para hacer amigos para toda la vida. Ser un diseñador analógico es como ser un artista, a veces sin la gloria. Un buen diseñador analógico no quiere la gloria de todos modos, lo hace por la alegría y el amor del proceso. El diseño analógico le enseña una o dos cosas sobre la vida en el camino.

Answer 7

VLSI en sí es un campo extremadamente desafiante, y ser un diseñador analógico no es una tarea fácil.
Soy un diseñador digital y respeto a los analógicos más que a los digitales.
Lo analógico es una especie de arte, una especie de magia. No es algo que todo ingeniero eléctrico pueda manejar. Muchas veces, esos tipos tienen que hacer un doctorado para ser mejores en las cosas que hacen.
Con cada cambio tecnológico (p. Ej., De 22nm a 14nm) tienen que adaptarse y enfrentar algunos desafíos nuevos, lo cual no es necesariamente cierto para el diseño digital.
¡No es una vida fácil!

Answer 8

Un circuito integrado también se denomina circuito integrado monolítico, chip, microchip e IC se puede definir como un conjunto de circuitos electrónicos con millones de resistencias, condensadores, transistores y otros componentes integrados en una oblea de semiconductores o una pequeña placa de material semiconductor , generalmente silicio. Por lo general, cada dispositivo eléctrico y electrónico que utilizamos en nuestra vida cotidiana es una aplicación de circuitos integrados. A pesar de que los circuitos integrados consisten en varios miles de millones de transistores y otros componentes, aún así son más pequeños, muy compactos. Con el avance en la tecnología IC, el ancho de la línea conductora en un circuito integrado se reduce a decenas de nanómetros.

Hay diferentes tipos de circuitos integrados; principalmente los circuitos integrados se clasifican en dos tipos, como circuitos integrados analógicos y circuitos integrados digitales. En este artículo, como caso especial, discutimos sobre el diseño y las aplicaciones de circuitos integrados analógicos.

Circuitos integrados analógicos:

Los circuitos integrados analógicos se diseñaron principalmente utilizando cálculos manuales y piezas del kit de proceso antes de la invención de microprocesadores y otras herramientas de diseño dependientes del software. El diseño de circuito integrado analógico se utiliza para diseñar amplificadores operacionales, reguladores lineales, osciladores, filtros activos y bucles de fase bloqueada. Los parámetros de los semiconductores, como la disipación de potencia, la ganancia y la resistencia, están más relacionados con el diseño de circuitos integrados analógicos.

Diseño de circuito integrado analógico

El proceso de diseño de circuitos integrados analógicos incluye diseño de sistemas, diseño de circuitos, diseño de componentes, simulaciones de circuitos, simulaciones de sistemas, diseño de diseño de circuitos integrados, interconexión, verificación, fabricación, depuración de dispositivos, depuración de circuitos, depuración de sistemas. El diseño de IC digital puede automatizarse, pero el diseño de circuito integrado analógico es muy difícil, desafiante y no puede automatizarse.

Answer 9

Ha sido un año para mí como ingeniero de diseño analógico y he encontrado este campo bastante fascinante. Siento que hay una gran brecha para salvar la teoría que aprendemos en la universidad y las implementaciones prácticas. Aquí están mis puntos de vista sobre ser un ingeniero de circuitos analógicos.

1. La intuición juega un papel importante : sus fundamentos deben ser sólidos y deben estar respaldados por las matemáticas, pero la mayoría de las veces no puede modelar cada comportamiento del circuito y seguir sus matemáticas. Debe tener una sensación intuitiva del circuito y continuar ajustando su diseño. La mayoría de las veces construimos el circuito y vemos cómo se comporta en lugar de perder tiempo para encontrar las matemáticas exactas para su comportamiento.
2. Hay posibilidades de automatización : los Opamps se construyen y usan casi todos los días en todos los circuitos. A pesar de que el circuito fundamental del Opamp permanece más o menos igual, se necesita un esfuerzo significativo para rehacer el Opamp para las especificaciones requeridas. Lo mismo se aplica a las fuentes actuales también. Similar a la herramienta de síntesis utilizada en el flujo digital, podemos encontrar algo que nos puede dar una solución altamente optimizada para los circuitos más genéricos que usamos dependiendo de la aplicación. Definitivamente no es fácil pero altamente factible.
3. Nunca estará 100% seguro de su circuito hasta que se pruebe en silicio . No importa cuánto modele su circuito y cuántas simulaciones ejecute, nunca podrá estar 100% seguro del resultado. Muchas veces, también es imposible simular todo el chip. Silicon definitivamente se comporta de acuerdo con lo que ha implementado, pero hay muchas posibilidades de que haya engañado algo fundamental y sus simulaciones no lo hayan captado. Además, la depuración de silicio es tan importante como el diseño, ya que se necesita un esfuerzo significativo para poner en funcionamiento un chip complejo una vez que se fabrica.
4. Sus fundamentos también deben ser sólidos en otros dominios : aunque esté involucrado en la construcción de circuitos analógicos, puede escribir especificaciones solo si también es bueno con los fundamentos del procesamiento de señales y el diseño digital. La mayor parte del procesamiento se realiza digitalmente y los circuitos analógicos actúan principalmente como interfaces. Por lo tanto, debe comprender todo el flujo para llegar a una solución altamente optimizada.

Este campo es bastante desafiante. Los requisitos de velocidad del circuito aumentan día a día y, por lo tanto, también aumenta la demanda de diseños optimizados de alto rendimiento. Todavía es temprano para mí en esto y estoy ansioso por todos los desafíos. Es más una forma de arte que la ingeniería.

Answer 10

Como cualquier trabajo, tiene sus partes buenas y malas. Lo bueno es sobre todo cuando puedes diseñar un nuevo circuito o encontrar problemas en uno existente. Lo malo es la cantidad casi infinita de papeleo contraproducente y procedimientos y procesos y reuniones. Trabajé en una compañía de dispositivos médicos donde no se le permitía parpadear sin completar una lista de verificación del proceso. Casi. Sin embargo, los productos, incluso con años de reuniones y comités de revisión sobre comités, los productos podrían salir por la puerta con errores graves. Uno podría pensar que si pasaran un poco menos de tiempo, digamos el 50%, en las listas de verificación y gastaran un poco más de tiempo en pensar realmente, los productos podrían salir mejor.

Entonces necesitas una perspectiva muy paciente. A veces puedes hacer cosas emocionantes, como elegir nuevos componentes y probar cosas nuevas. Pero la mayoría de las veces estás en reuniones, escribiendo notas y correos electrónicos, y solo hablando sobre osciloscopios y soldaduras.

Answer 11

La vida misma es análoga. Es el estado natural de las cosas. Incluso en electrónica, lo analógico sigue siendo la forma más pura de manipulación de datos del mundo real.

Pero para que funcione en un mundo digital, necesita pasar por la conversión. Este proceso siempre crea alguna pérdida en la integridad de los datos, pero cuanto mayor sea la resolución: menor será la pérdida. También consume más ancho de banda y espacio de memoria.

Diseño en ambos reinos por igual, ya que realmente no puedes separarlos por mucho más. La ingeniería analógica es simplemente más “orgánica”.

Answer 12

Ha sido un diseño analógico durante 50 años, y se describió mejor como orinar usando un traje oscuro. Tienes una agradable sensación cálida y nadie se da cuenta.