学习牛人是如何学习模拟电路

复旦攻读微电子专业模拟芯片设计方 向研究生开始到现在五年工作经验，已经整整八年了，其间聆听过很多国内外专家的指点。 最近，应朋友之 邀，写一点心得体会和大家共享。我记得本科刚毕业时，由于本人打算研究传 感器的，后来阴差阳错进了复旦逸夫楼专用集成电路与系统国 家重点实验室做研究生。现在想来这个实验室名字大有深意，只是当时惘然。电路和系统，看上去是两个概念，两个层次。我同学有读电子学与信息系统方向研究生 的，那时候知道他们是“系统”的，而我们呢，是做模拟“电路”设计的，自然要偏向电路。而模拟芯片设计初学者对奇思淫巧的电路总是很崇拜，尤其是这个领域 的最权威的杂志JSSC （IEEE Journal of solid state circuits），以前非常喜欢看，当时立志看完近二十年的文章，打通奇经八脉，总是憧憬啥时候咱也灌水一篇，那时候国内在此杂志发的文章凤毛麟角，就 是在国外读博士，能够在上面发一篇也属优秀了。来源: http://ee.ofweek.com

    读研时，我导师是郑增钰教授，李联老师当时已经退休，逸夫楼邀请李老师每个礼拜过来指导。郑老师治学严谨，女中豪杰。李老师在模拟电路方面属于国内先驱人 物，现在在很多公司被聘请为专家或顾问。李老师在87年写的一本(运算放大器设计);即使现在看来也是经典之作。李老师和郑老师是同班同学，所以很要好， 我自然相对于我同学能够幸运地得到李老师的指点。李老师和郑老师给我的培养方案是： 先从运算放大器学起。所以我记得我刚开始从小电流源 开始设计。那时候感觉设计就是靠仿真调 整参数。但是我却永远记住了李老师语重心长的话：运放是基础，运放设计弄好了，其他的也就容易了。当时不大理解，我同学的课题都是AD/DA，锁相环等 “高端”的东东，而李老师和郑老师却要我做“原始”的模块， 我仅有的在(固体电子学) （国内的垃圾杂志）发过的一篇论文就是轨到轨(rail-to-rail)放大器。做的过程中很郁闷，非常羡慕我同学的项目， 但是感觉李老师和郑老师讲的总有他们道理，所以我就专门看JSSC运放方面的文章，基本上近20多年的全看了。当时以为很懂这个了，后来工作后才发现其实 还没懂。所谓懂，是要真正融会贯通，否则塞在脑袋里的知识再多，也是死的。但是运算放大器是模拟电路的基石，只有根基扎实方能枝繁叶茂，两位老师的良苦用 心工作以后才明白。总的来说，在复旦，我感触最深的就是郑老师的严谨治学之风和李老师的这句话。

    硕士毕业，去找工作，当时有几个offer。我师兄孙立平，李老师的关门弟子，推荐我 去新涛科技，他说里面有个常仲元，鲁汶天主教大学博士，很厉害。我听从师兄建议就去了。新涛当时已经被IDT以8500万美金收购了，成为国内第一家成功 的芯片公司。面试我的是公司创始人之一的总经理Howard. C. Yang（杨崇和）。 Howard是Oregon State University 的博士，锁相环专家。面试时他当时要我画了一个两级放大器带Miller补偿的，我很熟练。他说你面有个零点，我很奇怪，从没听过，云里雾里，后来才知道 这个是Howard在国际上首先提出来的，等效模型中有个电阻， 他自己命名为杨氏电阻。当时出于礼貌，不断点头。不过他们还是很满意，反正就这样进去了。我呢，面试的惟一的遗憾是没见到常仲元，大概他出差了。

    进入新涛后，下了决心准备术业有专攻。因为本科和研究生时喜欢物理，数学和哲学，花了些精力在这些上面。工作后就得真刀真枪的干了。每天上班仿真之余和下 班后，就狂看英文原版书。第一本就是现在流行的Razavi的那本书。读了三遍。感觉大有收获。那时候在新涛，初生牛犊不怕虎，应该来说，我还是做得很出 色的，因此得到常总的赏识，被他评价为公司内最有potential的人。偶尔常总会过来指点一把，别人很羡慕。其实我就记住了常总有次聊天时给我讲的心 得，他大意是说做模拟电路设计有三个境界：第一是会手算，意思是说pensile-to-paper，电路其实应该手算的，仿真只是证明手算的结果。第二 是，算后要思考，把电路变成一个直观的东西。第三就是创造电路。我大体上按照这三部曲进行的。Razavi的那本书后面的习题我仔细算了。公司的项目中， 我也力图首先以手算为主，放大器的那些参数，都是首先计算再和仿真结果对比。久而久之，我手计算的能力大大提高，一些小信号分 析计算，感觉非常顺手。这里讲一个小插曲，有一次在一个项目中，一个保护回路AC仿真总不稳定，调来调去，总不行，这儿加电容， 那儿加电阻，试了几下都不行，就找常总了。因为这个回路很大，所以感觉是瞎子摸象。常总一过来三下五除二就摆平了，他仔细看了，然后就导出一个公式，找出 了主极点和带宽表达式。通过这件事，我对常总佩服得五体投地，同时也知道直观的威力。所以后来看书时，都会仔细推导书中的公式，然后再直观思考信号流，不 直观不罢手。一年多下来，对放大器终于能够透彻理解了，感觉学通了，通之后发现一通百通。最后总结：放大器有两个难点，一个是频率响应，一个是反馈。其实 所谓电路直观，就是用从反馈的角度来思考电路。每次分析了一些书上或者JSSC上的“怪异”电路后，都会感叹：反馈呀，反馈！然后把分析的心得写在 paper上面。

    学通一个领域后再学其他相关领域会有某种“加速”作用。常总的方式是每次做一个新项目时，让下面人先研究研究。我在离开新涛前，做了一个锁相环。我以前没 做过，然后就把我同学的硕士论文，以及书和很多paper弄来研究，研究了一个半月，常总过来问我：锁相环的3dB带宽弄懂了吧？我笑答：早就弄懂了。我 强大的运放的频率响应知识用在锁相环上，小菜了。我这时已经去研究高深的相位噪声和jitter了。之后不久，一份30多页的英文研究报告发出来，常总大 加赞赏！。后来在COMMIT时，有个项目是修改一个RF Transceiver芯片，使之从WCDMA到TD-SCDMA。里面有个基带模拟滤波器。我以前从没接触过滤波器，就花了两个月时间，看了三本英文原 版书，第一本有900多页，和N多paper，一下子对整个滤波器领域，开关电 容的，GmC的，Active RC的都懂了。提出修改方案时，由于我运放根基扎实，看文章时对于滤波器信号流很容易懂，所以很短时间就能一个人提出芯片电路原理分 析和修改方案。最后报告写出来（也是我的又一个得意之作），送给TI. TI那边对这边一下子肃然起敬，Conference call时， 他们首先说这份报告是“Great job!”，我英文没听懂，Julian对我夸大拇指，说“他们对你评价很高呢”。后来去Dallas， TI那边对我们很尊敬，我做报告时，很多人来听。总之，现在知道，凡事情，基础很重要，基础扎实学其他的很容易切入，并且越学越快。

    我是02年 11月去的COMMIT，当时面试我的也是我现在公司老板Julian。 Julian问我：你觉得SOC (system on chip)设计的环节在哪儿？我说：应该是模拟电路吧，这个比较难一些。Julian说错了，是系统。我当时很不以为然，觉得模拟电路工 程师应该花精力在分析和设计电路上。 Julian后来自己run了现在这公司On-Bright，把我也带来，同时也从TI拉了两个，有一个是方博士。我呢，给Julian推荐了朱博士。这 一两年，我和朱博士对方博士佩服得五体投地。方博士是TI华人里面的顶级高手， 做产品能力超强。On-Bright现在做电源芯 片，我和朱博士做了近两年，知道了系统的重要性。芯片设计最终一定要走向系统，这个是芯片设计的第四重境界。电路如同砖瓦，系统如同大厦。芯片设计工程师 一定要从系统角度考虑问题，否则就是只见树木，不见森林。电源芯片中，放大器，比较器都是最最普通的，其难点在于对系统的透彻理解。在On- Bright，我真正见识了做产品，从定义到设计，再到debug，芯片测试和系统测试，最后到RTP (release to production)。 Julian把TI的先进产品开发流 程和项目管理方式引入On-Bright，我和朱博士算是大开眼界，也知道了做产品的艰辛。