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漫谈START UP电路一: 临渊羡鱼,退而结网
作者:smzg
发表时间:2015-09-04
更新时间:2015-09-04
浏览:303次
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Jim Williams和 Bob Pease离开我们已经四年多了。众所周知,Jim是在公司中风走的,而Bob则是从Jim葬礼回家的路上出的车祸;一个星期之内,如此戏剧性地走了一个时代的两位代表人物,实为业界憾事。本文是作者对两位前辈的微薄致敬:一则希望发扬Jim写书育人、博学谦卑的精神;二则试图回答Bob的一个公开问题:如何设计sure start for bandgap reference(详见‘The Design of Band-Gap Reference Circuits: Trials and Tribulations’)。 在此和广大同仁砌磋交流。

王小波《红拂夜奔》说:其实每一本书应该有趣,对于一些书来说,有趣是它存在的理由;对于另一些书来说,有趣是它应达到的标准。

如果你读过Jim和Bob两位的文章,就不会否认一篇文字既可以很技术也可以很有趣。Jim写的很多app notes 都非常生动,还往往以一个漫画结尾;很夸张,其中一篇居然画了好多婴儿奶瓶,奶瓶的多少代表一个项目所花时间的多少-当时他儿子刚刚出生。随着时间的流逝,他们的很多文章技术内容不再跟得上潮流,可是漫画还跟从前一样有趣。所以技术控的同学们要写点东西,最好把它写得有趣些,或可避免文字的速朽。说到漫画的来由,这里面有一个故事:从前市场主管要Jim写一篇app note,命令写满指定页数;可他实在凑不够,所以就画漫画凑数– 以一种nerdy工程师的方式表达抗议。没想到主管居然同意发表,而读者反映超好,于是一发不可收拾,漫画渐渐成他的签名。试想当时的业界氛围能够允许象他做这样尝试,放在今天已经不大可能,故此技术和有趣更多了一层来自管理层的否定。

而我们下面要讨论的start up电路本身也是很有趣的一个问题:请被start up问题困扰过的同学举下手。希望鄙人的文字至少做到不要无趣。
现在一提起集成电路设计的名校,首推伯克利。这要归功伯克利的学生到其它学校教书的人数众多,徒子徒孙几何增长,一个SPICE,一个MOS mode,一本Gray Meyer教课书,家喻户晓。如果说伯克利是学院派,Jim Williams、Bob Pease、Widlar、Paul Brokaw,Barry Gilbert,都属于早期模拟电路设计的实践派。看背景:这些人有的仅仅高中毕业,有的是大学的实验员,有的则大学辍学,有的学物理出身。退一步说,他们开始在车库搞电路的时候,还没有系统的集成电路研究。他们要先摸索:什么重要,什么不重要,什么容易做,什么难做,大概要怎么做,而这些都给学院派指出了未来研究的方向。Meyer七十年代和工业界的密切合作,是伯克利一派成功的重要前提。当然,学院派也不见得对实践派提出的问题都感兴趣,毕竟Bob Pease没有给他的问题贴一个google 那样一百万的悬赏,所以直到今天也还没有很好的解决。

临渊羡鱼,不如退而结网。可是如何结网,Gray Meyer里没有回答,传统的模拟设计不会讲(是不是教授们觉得太trivial)。我们需要寻找他山之玉,更加有力的电路分析工具,尤其是非线性电路的办法。大家还记得谁是非线性电路之父?不错,Leo Chua。有人要说,非线性电路从很久以前就有,比如oscillator,logic,rectifier,mixer等等,反而真正的线性电路少而又少。为什么Chua会被尊为非线性电路之父?仅仅因为他发明了以他名字命名而又鲜有用处的混沌电路,Chua circuit? 实际上,非线性电路个体之间的巨大差异已经决定了五花八门的专门分析方法,Chua的长处是高屋建瓴,从数学角度来回答一些非常非常基本的电路问题,一加一等于二;这些问题如此基本,以至于有时候绝大多数工程师会把它当作常识而忽略,或者因为其深奥繁琐的数学技巧而却步。所以,Chua的研究一直是个小众方向,搞纯数学的认为那是应用数学而轻视,搞工程的又把它当成学院派里的学院派而嗤之以鼻。Chua从MIT的博士到普度,一路做到伯克利,一直在做这个基础工作,没有因为风起云涌的商业机会而一改初衷,实属难能可贵。他本人由于2008年HP Lab 发现memoristor而始为外界关注,因为他1971年的论文里预言了memoristor的存在。2011年,他女儿Amy Chua出版了《虎妈战歌》,更透露了很多他个人的信息。有兴趣的同学可以翻翻,相当杰出的一个美国的中国(菲律宾)移民家庭。

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