Jadi kami baru saja memulai pekerjaan menarik lainnya di Analog IC desain di perusahaan yang baik. Kami menepuk punggung kami dan merasa bangga pada diri kami sendiri sampai masalah desain menimpa meja kami. Kami melompat dengan kedua kaki kami dan, lihatlah, apa yang dikatakan manajer kami kepada kami sebagai pekerjaan selama seminggu ternyata jauh lebih lama.
Terdengar familiar? Saya kira saya bukan yang pertama, karena orang lain pasti mengalami hal yang sama. Perhatikan grafik di bawah ini:
Jika kita memplot persentase selesai pada sumbu y dan waktu pada sumbu x, dan membuat sketsa berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan tugas tertentu, idealnya, kita berakhir dengan kurva hijau. Kurva hijau dapat didefinisikan dengan persamaan sederhana;
Dimana t adalah waktu dan T adalah konstanta waktu, yang merupakan ukuran efisiensi.
Namun, jika kita terjebak dalam suatu masalah, pertimbangkan grafik ungu. Di sini, kami memulai dengan baik dan dengan cepat mencapai titik di mana kami terhenti. Kami tampaknya telah menemui hambatan, sampai akhirnya kami menemukan jalan keluar darinya, dengan tekad dan keuletan yang kuat. Kami melanjutkan lintasan ini sampai kami menemukan halangan lain dan seterusnya. Akhirnya tugas selesai tetapi tidak sampai kita mengalami hambatan, atau apa yang saya sebut "perangkap masalah".
Dalam grafik merah, jebakan masalah sangat parah sehingga tugas tidak selesai dan menyimpang dari solusi yang diperlukan. Dalam hal ini, aktivitas harus dihentikan dan dimulai lagi.
Mari kita lihat contoh sederhana. Diagram di bawah penguat emitor umum sederhana.
Misalkan kita mengatur tegangan turun Re ke sekitar 0.1V, jadi saya menyesuaikan vbias tegangan dc sampai tegangan melintasi emitor adalah 0.1V. Dengan asumsi saya ingin mencapai gain 30dB atau x32, dan saya menetapkan Re=100 ohm, yang berarti arus ekor adalah 1mA. Ini berarti re=VT/I, VT=25mV, I=1mA, re=25 ohm. Jadi sekarang saya ingin berolahraga Rl, jadi
Pengaturan G=32, Re=100, re=25, menghasilkan Rl=4k!
Sekarang jika saya mengatur Vdd = 3V, tegangan pada kolektor T1 adalah -1V, persimpangan kolektor dasar bias maju jadi saya tidak akan melihat banyak keuntungan dari ini, namun, jika saya membangun desain secara membabi buta, saya akan melintasi sepanjang garis ungu. Masalah lain bisa menjadi pilihan Rbias. Mari kita asumsikan bahwa impedansi sumber yang menggerakkan Cac adalah 1k dan saya menetapkan Rbias ke 1k. Nah dalam hal ini, saya harus memastikan sinyal yang saya kendarai ke pangkalan setidaknya dua kali lebih besar untuk mencapai penguatan 30dB. Tetapi jika saya secara tidak sengaja menyetel Rbias ke 10 ohm, saya melemahkan sinyal langsung di input. Mungkin saya menangkap skema pada alat CAD dan secara tidak sengaja meninggalkan Rbias pada 10 ohm dan kemudian saya menjalankan simulasi untuk memeriksa perolehan saya jauh lebih rendah dari yang diharapkan. Aku menggaruk kepalaku….tidak ada sukacita.
Saya terus mensimulasikan tanpa memikirkan parameter dalam desain…..jadi sekarang saya menemui hambatan lain. Akhirnya, salah satu rekan saya yang ramah lewat dan melihat Rbias disetel ke 10 ohm….akankah mereka menunjukkan kesalahan konyol saya?
Ini semua sangat baik untuk matematika yang dipahami dengan baik dan sirkuit sederhana. Hidup tidak sesederhana itu dan saya percaya jebakan masalah masih terjadi. Saat mendesain pada frekuensi yang jauh lebih tinggi, katakanlah ft/8, kita tidak dapat lagi mengasumsikan nilai dc dari beta. Jadi ketika sirkuit kita tidak berfungsi, itu bukan karena sesuatu yang jelas, melainkan kita telah melewatkan sesuatu… jebakan masalah.
Pertimbangkan penguat dua tahap yang ditunjukkan di bawah ini:
Jika kita mengasumsikan beta adalah nilai dc, kita akan mengabaikan efek β2.Re1 dimana, β2 =
Dengan kata lain, resistansi negatif yang akan muncul pada beban yang disetel Lout dan Cout. Ini dapat memiliki efek yang merugikan pada stabilitas penguat dan berosilasi. Kami tidak akan menyadarinya sampai kami menjalankan, katakanlah, sementara, jika Re1 dipilih dengan buruk….perangkap masalah lainnya. Dalam situasi ini, kita mungkin berakhir dengan grafik merah yang berputar menjauh dari 100% selesai dan bergerak ke arah negatif….yaitu masalah desain tidak akan pernah selesai.
Jika kami telah merencanakan hal ini, pertama-tama kami akan berpikir, apakah kami benar-benar membutuhkan Tef dan menghubungkan tahap keluaran langsung ke tahap masukan dengan kopling ac. Dengan cara ini, saya dapat membiaskan tahap keluaran secara mandiri dan tidak perlu khawatir tentang impedansi negatif. Yah, tidak cukup karena akan ada kapasitansi parasit di emitor Tout1.
Dalam hal ini, tutup parasit akan muncul sebagai impedansi negatif pada Lout//Cout….sekali lagi kita perlu memperhatikan efek ini.
Perspektif
Harriet Green berkata, mengutip Wayne Schaefer (Bahkan Insinyur Terbaik pun Dapat Mengalami Bias Konfirmasi):
“Menurut pengalaman saya, membuat sesuatu bisa jadi rumit! Bahkan lingkungan produksi yang paling maju dan terkelola dengan baik pun akan mengalami masalah manufaktur secara berkelanjutan. Beberapa di antaranya akan sederhana dan memiliki solusi yang jelas dan cepat, sementara yang lain memerlukan eksplorasi yang cermat untuk mengungkap akar penyebabnya. ”
“Namun, satu hal yang tidak boleh berubah adalah cara para insinyur mendekati masalah manufaktur, pemeliharaan, desain, dan lantai pabrik. Saya pikir itu kunci untuk mempertimbangkan dengan hati-hati semua kemungkinan penyebab dan solusi sebelum sampai pada suatu kesimpulan. Saat data dikumpulkan dan dianalisis, solusi awal dapat secara tidak sengaja lebih disukai daripada opsi yang lebih tepat. Apa yang dibicarakan Wayne adalah 'bias konfirmasi', ini melibatkan secara sadar atau tidak sadar menyukai lebih banyak informasi yang mendukung gagasan yang terbentuk sebelumnya sambil mengabaikan atau mendiskreditkan data yang bertentangan dengannya. Ini adalah kecenderungan yang umum dan seringkali tidak disadari, yang membuatnya sangat penting bagi para insinyur untuk menyadari bias ini dalam pengalaman saya yang sederhana.”
“Setiap upaya harus dilakukan untuk mempertimbangkan totalitas perspektif, penyebab dan solusi untuk mencapai hasil terbaik untuk masalah tertentu sambil menghindari hasil yang kurang optimal dan malfungsi yang berlanjut atau berulang. Kecenderungan untuk menyukai atau terpaku pada satu solusi tertentu hanya dapat diatasi dengan menggunakan alat dan metodologi pemecahan masalah yang solid. Berbagai alat dapat digunakan tergantung pada sifat masalah, hasil yang diinginkan, dan sumber daya yang tersedia. Salah satu contohnya, proses Red X, membantu menghindari bias konfirmasi dalam berbagai cara. Red X, dikembangkan oleh Dorian Shainin, mengacu pada akar penyebab dominan yang ditampilkan sebagai kode warna merah pada bagan yang memprioritaskan apa yang diamati memiliki efek terbesar pada kualitas proses (juga dikenal sebagai bagan Pareto).
Seperti yang digariskan Harriet, daripada langsung memecahkan masalah, lebih baik merencanakan pekerjaan terlebih dahulu, sehingga jebakan masalah dapat dihindari sebanyak mungkin.
Gareth Jones
Perspektif lain datang dari Gareth Jones, Direktur Proyek Garfield Microelectronics. Dia mengatakan hal berikut, mengenai perangkap masalah:
“Sebagai bagian dari penawaran penuh layanan desain silikon dan pasokan silikon dari GF Micro, proses desain kami melihat potensi jebakan masalah di awal siklus hidup proyek sebelum pekerjaan desain apa pun dimulai. Evaluasi ini berbentuk studi kelayakan di mana kami menyelidiki pro dan kontra dari spesifikasi pelanggan dan arsitektur desain yang kami usulkan dan kemudian mengevaluasi risiko yang terkait dengan setiap proposal.”
“Dengan mengambil pendekatan ini, GF Micro dapat memiliki pemahaman yang lebih baik tentang masalah yang mungkin terjadi dan menerapkan rencana mitigasi untuk mengurangi dampak jebakan masalah. Pasca studi kelayakan, di mana kami sedang mengerjakan pengembangan desain penuh, kemungkinan masih ada jebakan masalah tetapi keparahan masalah ini berkurang karena perencanaan sebelumnya dilakukan. Hal ini memungkinkan kami untuk tetap lebih dekat ke kurva hijau perangkap masalah yang ideal, sehingga mengurangi dampak yang mungkin terjadi pada keseluruhan jadwal proyek.”
Mark Thackeray
Mark Thackeray adalah pengusaha terkenal dan telah menjadi Direktur/Manajer Proyek selama bertahun-tahun, menyebarkan perangkat lunak perusahaan ke beberapa perusahaan terbesar di dunia.
Perangkap masalah terjadi ketika tim, produk, dan garis waktu tidak diturunkan, komunikasi dalam manajemen proyek sangat penting untuk mencegah kegagalan, salah satu cara Mark menyelesaikan perangkap masalah adalah melalui penggunaan Manajemen Visual, solusi yang dirancang untuk menyelaraskan semua pihak dengan masalah apa pun dengan cepat dan menentukan peta jalan resolusi.
Rencana tidak melompat
Singkatnya, jebakan masalah terjadi di semua aspek teknik dan kita perlu menyadarinya, sehingga kita dapat merencanakannya.
Pindah ke ruang desain baru dengan sedikit pengalaman, kita cenderung melintasi garis ungu, tetapi pada waktunya kita akan sampai di sana. Poin yang saya coba sampaikan di sini adalah bahwa kita merencanakan pekerjaan kita sebaik mungkin sebelum kita terjun.
Pengarang
Dia telah bekerja di sejumlah perusahaan besar, seperti Ferranti, STL, GEC Plessey Semiconductors, Maxim Integrated, Dialog Semiconductors, dan masih banyak lagi. Dia juga pernah bekerja di startup, seperti Phyworks. Selama masa jabatannya di GEC Plessey Semiconductors, Ash mendapatkan lebih dari 20 paten, termasuk Synthesis Exploiting Algebraic Design, yang berhasil digunakan di sejumlah produk.
Untuk relaksasi, Ash suka berlari, berjalan, menghabiskan waktu bersama istrinya, putri dan cucu. Ash juga aktif sebagai komposer baik dalam karya Chamber maupun Orchestral.
Lihat juga: Sudut Pandang: Dari BC108 ke SiGe BiCMOS – mengapa IC Analog bagus
Lihat lebih banyak: modul IGBT | Layar LCD | Komponen Elektronik