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振蕩器MEMs
閱讀�3870�(shí)間:2017-01-11 09:20:29

    振蕩器MEMS是指通過微機(jī)電系�(tǒng)制作出的一種可編程的硅振蕩�,屬于我們通常所說的有源晶振�

介紹

    振蕩器MEMS是指通過微機(jī)電系�(tǒng)制作出的一種可編程的硅振蕩�,屬于我們通常所說的有源晶振。它是對傳統(tǒng)石英晶振�(chǎn)品的一�(gè)升級更新?lián)Q代,防震效果是前者的25�,具有不受振�(dòng)影響、不易碎的特�(diǎn)。MEMS振蕩器的溫度�(wěn)定性也比傳�(tǒng)晶振更好,不受環(huán)境溫度高低變化的影響�

原理

    傳統(tǒng)的石英振蕩器是由壓電石英加上簡單的起振芯片和金屬封裝組成的,其生�(chǎn)工藝包括:石英切割鍍銀、購買基�、起振芯片,以及將石英及芯片以特殊黏膠結(jié)合后至于基座�,然后充填氮?dú)猓媒饘俜庋b�(jìn)行密�。而不同頻�、不同工作電壓振蕩器的產(chǎn)�,則是由石英的不同形狀、鍍銀厚度及所佩的起振芯片所決定。所以,從生�(chǎn)工藝角度,石英產(chǎn)�(yè)是一�(gè)人工密集型的半自�(dòng)化傳�(tǒng)�(chǎn)�(yè),其�(chǎn)品也受到傳統(tǒng)原材料和工藝的限制:

    1. �(fù)雜的生產(chǎn)程序?qū)е鹿┴浧诘耐祥L及缺貨應(yīng)急困難的�(xiàn)��

    2. 不同振蕩器規(guī)格需不同原料不同工藝,從而使成品缺乏靈活�,無法為滿足不同�(yīng)用而�(jìn)行實(shí)�(shí)配置�

    3. 壓電石英對溫度敏感度高的特性,造成石英振蕩器的溫飄煩惱�

    4. 石英易碎怕摔老化的弱�(diǎn)需靠生�(chǎn)工藝和質(zhì)量管理來解決,缺乏質(zhì)量和長期可靠性的一致性�

    為解決石英的�(nèi)在弱�(diǎn),因此在�(shí)鐘組件的選料上開始轉(zhuǎn)向采用了全硅的產(chǎn)品結(jié)�(gòu),有一�(gè)全硅MEMS諧振器和一�(gè)可編程Analog CMOS�(qū)�(dòng)芯片堆棧,并以標(biāo)�(zhǔn)QFN IC封裝方式完成�

振蕩器MEMS特點(diǎn)

    與傳�(tǒng)石英相比,全硅MEMS振蕩器不管從生產(chǎn)工藝還是組件�(shè)�(jì)�(jié)�(gòu)上,都更符合�(xiàn)代電子產(chǎn)品的�(biāo)�(zhǔn),也是對傳統(tǒng)石英�(chǎn)品的升級換代�

    * 高性能模擬溫補(bǔ)技�(shù)使全硅MEMS振蕩器具有的全溫頻率�(wěn)定�,徹底解除溫飄問��

    * 可編程的平臺(tái)為系�(tǒng)�(shè)�(jì)和縮短新�(chǎn)品開�(fā)周期提供必要的靈活��

    * 完善的半�(dǎo)體生�(chǎn)鏈可讓全硅MEMS供貨期全面縮�,并提升需求應(yīng)急的能力�

    * 全自�(dòng)生產(chǎn)的IC�(jié)�(gòu)在質(zhì)量和可靠性方面有無可置疑的優(yōu)良的一致��

    全硅MEMS振蕩器的全溫性能�(yōu)�

    頻率�(wěn)定�,特別是在不同溫度下的穩(wěn)定�,是電子工程師在選擇振蕩器時(shí)考慮的主要參�(shù)之一。因?yàn)槊恳粋€(gè)�(shè)�(jì),都需要保證系�(tǒng)在整�(gè)工作溫度范圍�(nèi)正常�(yùn)�。而溫�(頻率隨溫度而顯著變化的�(xiàn)�)則是傳統(tǒng)石英�(chǎn)品的弱點(diǎn),難以單純從制造上克服�

    全硅MEMS振蕩�25PPM頻率�(wěn)定性超越石�

    深黑色曲線顯示出一�(gè)工業(yè)�(-40?C-85?C)石英振蕩器要�(dá)到全溫頻率穩(wěn)定�25PPM在技�(shù)上的難度。從圖中可看�,在高低溫的情況下,石英作為參考時(shí)鐘其�(shè)�(jì)余量較不充分,由此也增加了整體系�(tǒng)在工�(yè)級全溫產(chǎn)生不�(wěn)定運(yùn)行的可能性�

    同時(shí)也顯示了各種色彩的平衡線,代表了110�(gè)discera全硅MEMS振蕩器在-40?C-85?C范圍�(nèi)的實(shí)際總頻差。與石英振蕩器相�,這些工業(yè)級MEMS振蕩器頻率穩(wěn)定性不但可保持�15PPM以下,其曲線更具有線性特�,為系統(tǒng)提供更大的設(shè)�(jì)余量�

    正由于全硅MEMS振蕩器利用溫度補(bǔ)�?shù)募夹g(shù),從振蕩器設(shè)�(jì)上解決了石英溫飄的煩惱,因此電子工程師在選料�(shí)有了更大的余�。他們可以選�50PPM的MEMS振蕩器來替代很多25PPM的石�,既可滿足系�(tǒng)所需�(guī)格,又可降低成本。或者,他們可采用25PPM的MEMS振蕩器來提升系統(tǒng)總體�(wěn)定��

振蕩器MEMS�(fā)展目�(biāo)

    振蕩器MEMS可以利用�(xiàn)有硅半導(dǎo)體行�(yè)所使用的制造技�(shù)和設(shè)�,讓半導(dǎo)體行�(yè)能在代工�(huán)境中集成MEMS。Sitime公司將以MEMSFirst技�(shù)�(jìn)入時(shí)鐘管理器件市�,下一代集成度更高的解決方案將包括振蕩器MEMS和在同一硅晶圓上制造的超大�(guī)模集成電路控制功�。Sitime公司已與Jazz半導(dǎo)體公司合�,將SiTime公司的MEMS First工藝與Jazz半導(dǎo)體公司的0.18μm平臺(tái)相結(jié)�,這中間包括RF CMOS和SiGe BiCMOS工藝選項(xiàng),從而把�(yīng)用拓展到802.11、藍(lán)牙及其它無線收發(fā)器的�(shè)�(jì)之中�

    振蕩器MEMS的另一�(gè)�(fā)展方向就是�(jìn)入混合信號和RF�(yīng)用領(lǐng)�。Discera公司通過與Vectron International公司合作,為電子�(chǎn)品制造商提供基于PureSilicon CMOS 振蕩器MEMS的時(shí)鐘產(chǎn)�。同樣不久前,無晶圓廠IC�(shè)�(jì)公司W(wǎng)iSpry也宣布著手生�(chǎn)基于MEMS技�(shù)的動(dòng)�(tài)可調(diào)諧射頻集成電��

維庫電子�,電子知識,一查百��

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