采用SOI技術(shù)的CAN收發(fā)器實(shí)現(xiàn)EMC優(yōu)化重大突破
發(fā)布時(shí)間:2008/5/27 0:00:00 訪問次數(shù):674
    
    
    網(wǎng)絡(luò)電子系統(tǒng)在汽車和工業(yè)應(yīng)用中日益得到廣泛部署,飛利浦采用獨(dú)特的新型絕緣體上硅芯片(soi)技術(shù)推出的控制域網(wǎng)絡(luò)(can)接收器,具有卓越的emc性能,既可提高可靠性又能有效地降低系統(tǒng)成本。本文將介紹飛利浦半導(dǎo)體公司的soi技術(shù)及其在實(shí)現(xiàn)can收發(fā)器emc優(yōu)化方面的重大突破。
    
    基于對(duì)更高安全性,例如防抱死(abs)系統(tǒng)和氣囊;更佳的操作性能,例如引擎控制和自動(dòng)換檔;以及更高的舒適度(如采用自動(dòng)空調(diào)和座椅調(diào)節(jié))需求的增長(zhǎng),汽車中集成了更多的電子控制器件,而且這一趨勢(shì)愈演愈烈。
    
    在各種工業(yè)應(yīng)用中,電子控制電路的復(fù)雜性也提出了日益嚴(yán)格的要求,這使得emc這種一個(gè)電子設(shè)備的運(yùn)行對(duì)另一個(gè)設(shè)備功能的影響變得至關(guān)重要。
    
    
    
    圖1:soi晶圓的橫截面。
    
    emc 性能欠佳會(huì)導(dǎo)致干擾,嚴(yán)重的話將影響設(shè)備的正常運(yùn)行。例如,對(duì)汽車而言,如果運(yùn)行開窗機(jī)械裝置產(chǎn)生干擾,將會(huì)影響無線電的接收,對(duì)購買者而言這無疑是惱人的質(zhì)量問題。而如果開窗/關(guān)窗對(duì)安全氣囊系統(tǒng)或 abs 系統(tǒng)有不利影響,肯定會(huì)被視為一種嚴(yán)重的安全隱患。因此,時(shí)至今日,諸如屏蔽電纜和附加電抗線圈之類昂貴的保護(hù)措施仍顯得很有必要。
    
    如今,越來越多的廠商通過can數(shù)據(jù)總線將電子控制設(shè)備集成到汽車及其他領(lǐng)域。該總線的emc性能通常由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和傳輸媒介間接口所采用的can收發(fā)器ic決定,F(xiàn)在,采用創(chuàng)新的“a-bcd”soi技術(shù),飛利浦推出了emc性能得到極大改善的can收發(fā)器模塊。
    
    飛利浦引領(lǐng)soi智能功率bcd技術(shù)潮流,目前在該領(lǐng)域已推出超過5億個(gè)產(chǎn)品,大多面向汽車應(yīng)用!癮-bcd”技術(shù)在一顆芯片上集成了雙極、cmos和高壓dmos晶體管,能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜混合信號(hào)soc設(shè)計(jì)。“soi”是“絕緣體上硅芯片”的縮略語,充分表達(dá)了該半導(dǎo)體工藝的獨(dú)特性能:與傳統(tǒng)技術(shù)不同,這種工藝是在硅基板和實(shí)際有效硅層之間放一個(gè)厚度為1微米的氧化物埋層(如圖1所示),利用氧化物埋層可以完全隔離芯片上所有的元器件。
    
    soi保證emc性能的優(yōu)化
    
    隔離所有的元器件能極大地降低寄生電容。因此,與傳統(tǒng)工藝相比,soi技術(shù)可以更簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)芯片設(shè)計(jì)。這是由于傳統(tǒng)工藝的寄生效應(yīng)只能通過建模來預(yù)測(cè),而且實(shí)現(xiàn)難度大,因而不得不采用耗時(shí)的、反復(fù)的實(shí)驗(yàn)工藝。
    
    最為重要的是,這是有史以來的第一次,采用soi工藝,ic設(shè)計(jì)者可以同時(shí)獨(dú)立地優(yōu)化收發(fā)器的抗干擾性及輻射性能,從而開辟了新天地。比較而言,傳統(tǒng)工藝的設(shè)計(jì)限制意味著在輻射優(yōu)化和抗干擾優(yōu)化之間必需要進(jìn)行妥協(xié)。而采用soi技術(shù),這種雙重妥協(xié)就會(huì)成為歷史。
    
    
    
    圖2:容錯(cuò)低速can收發(fā)器tja1054(soi)和tja1053的輻射對(duì)比。
    
    圖2是采用飛利浦soi工藝的tja1054容錯(cuò)can收發(fā)器與采用傳統(tǒng)bcd工藝制造的前代tja1053的輻射對(duì)比。在抗干擾的同時(shí),輻射平均減少了20 db以上。這在emc性能方面堪稱“石破天驚”的改變,即使在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中也無需屏蔽電纜,因而有效地節(jié)約了成本。
    
    飛利浦通過其tja1050成功驗(yàn)證了soi工藝在高速can收發(fā)器中的可用性。與采用傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)的pca82c250產(chǎn)品相比,極大地降低了輻射,甚至可能同時(shí)大幅提高抗干擾性。tja1040、tja1041和tja1041a進(jìn)一步擴(kuò)展了采用soi技術(shù)的高速can系列產(chǎn)品,提供低功率模式和附加特性。
    
    基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),soi工藝第一次實(shí)現(xiàn)了避免使用至今仍廣泛采用的電抗線圈。這就節(jié)約了元器件成本,簡(jiǎn)化了電路板裝配,并提高了控制電子元器件的機(jī)械負(fù)載能力。
    
    soi和a-bcd3技術(shù)前景無限
    
    除了卓越的emc性能和簡(jiǎn)便設(shè)計(jì)外,soi工藝還擁有諸多其他的顯著優(yōu)勢(shì)。例如,較之傳統(tǒng)的結(jié)點(diǎn)絕緣工藝
    
    
    網(wǎng)絡(luò)電子系統(tǒng)在汽車和工業(yè)應(yīng)用中日益得到廣泛部署,飛利浦采用獨(dú)特的新型絕緣體上硅芯片(soi)技術(shù)推出的控制域網(wǎng)絡(luò)(can)接收器,具有卓越的emc性能,既可提高可靠性又能有效地降低系統(tǒng)成本。本文將介紹飛利浦半導(dǎo)體公司的soi技術(shù)及其在實(shí)現(xiàn)can收發(fā)器emc優(yōu)化方面的重大突破。
    
    基于對(duì)更高安全性,例如防抱死(abs)系統(tǒng)和氣囊;更佳的操作性能,例如引擎控制和自動(dòng)換檔;以及更高的舒適度(如采用自動(dòng)空調(diào)和座椅調(diào)節(jié))需求的增長(zhǎng),汽車中集成了更多的電子控制器件,而且這一趨勢(shì)愈演愈烈。
    
    在各種工業(yè)應(yīng)用中,電子控制電路的復(fù)雜性也提出了日益嚴(yán)格的要求,這使得emc這種一個(gè)電子設(shè)備的運(yùn)行對(duì)另一個(gè)設(shè)備功能的影響變得至關(guān)重要。
    
    
    
    圖1:soi晶圓的橫截面。
    
    emc 性能欠佳會(huì)導(dǎo)致干擾,嚴(yán)重的話將影響設(shè)備的正常運(yùn)行。例如,對(duì)汽車而言,如果運(yùn)行開窗機(jī)械裝置產(chǎn)生干擾,將會(huì)影響無線電的接收,對(duì)購買者而言這無疑是惱人的質(zhì)量問題。而如果開窗/關(guān)窗對(duì)安全氣囊系統(tǒng)或 abs 系統(tǒng)有不利影響,肯定會(huì)被視為一種嚴(yán)重的安全隱患。因此,時(shí)至今日,諸如屏蔽電纜和附加電抗線圈之類昂貴的保護(hù)措施仍顯得很有必要。
    
    如今,越來越多的廠商通過can數(shù)據(jù)總線將電子控制設(shè)備集成到汽車及其他領(lǐng)域。該總線的emc性能通常由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和傳輸媒介間接口所采用的can收發(fā)器ic決定。現(xiàn)在,采用創(chuàng)新的“a-bcd”soi技術(shù),飛利浦推出了emc性能得到極大改善的can收發(fā)器模塊。
    
    飛利浦引領(lǐng)soi智能功率bcd技術(shù)潮流,目前在該領(lǐng)域已推出超過5億個(gè)產(chǎn)品,大多面向汽車應(yīng)用!癮-bcd”技術(shù)在一顆芯片上集成了雙極、cmos和高壓dmos晶體管,能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜混合信號(hào)soc設(shè)計(jì)!皊oi”是“絕緣體上硅芯片”的縮略語,充分表達(dá)了該半導(dǎo)體工藝的獨(dú)特性能:與傳統(tǒng)技術(shù)不同,這種工藝是在硅基板和實(shí)際有效硅層之間放一個(gè)厚度為1微米的氧化物埋層(如圖1所示),利用氧化物埋層可以完全隔離芯片上所有的元器件。
    
    soi保證emc性能的優(yōu)化
    
    隔離所有的元器件能極大地降低寄生電容。因此,與傳統(tǒng)工藝相比,soi技術(shù)可以更簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)芯片設(shè)計(jì)。這是由于傳統(tǒng)工藝的寄生效應(yīng)只能通過建模來預(yù)測(cè),而且實(shí)現(xiàn)難度大,因而不得不采用耗時(shí)的、反復(fù)的實(shí)驗(yàn)工藝。
    
    最為重要的是,這是有史以來的第一次,采用soi工藝,ic設(shè)計(jì)者可以同時(shí)獨(dú)立地優(yōu)化收發(fā)器的抗干擾性及輻射性能,從而開辟了新天地。比較而言,傳統(tǒng)工藝的設(shè)計(jì)限制意味著在輻射優(yōu)化和抗干擾優(yōu)化之間必需要進(jìn)行妥協(xié)。而采用soi技術(shù),這種雙重妥協(xié)就會(huì)成為歷史。
    
    
    
    圖2:容錯(cuò)低速can收發(fā)器tja1054(soi)和tja1053的輻射對(duì)比。
    
    圖2是采用飛利浦soi工藝的tja1054容錯(cuò)can收發(fā)器與采用傳統(tǒng)bcd工藝制造的前代tja1053的輻射對(duì)比。在抗干擾的同時(shí),輻射平均減少了20 db以上。這在emc性能方面堪稱“石破天驚”的改變,即使在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中也無需屏蔽電纜,因而有效地節(jié)約了成本。
    
    飛利浦通過其tja1050成功驗(yàn)證了soi工藝在高速can收發(fā)器中的可用性。與采用傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)的pca82c250產(chǎn)品相比,極大地降低了輻射,甚至可能同時(shí)大幅提高抗干擾性。tja1040、tja1041和tja1041a進(jìn)一步擴(kuò)展了采用soi技術(shù)的高速can系列產(chǎn)品,提供低功率模式和附加特性。
    
    基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),soi工藝第一次實(shí)現(xiàn)了避免使用至今仍廣泛采用的電抗線圈。這就節(jié)約了元器件成本,簡(jiǎn)化了電路板裝配,并提高了控制電子元器件的機(jī)械負(fù)載能力。
    
    soi和a-bcd3技術(shù)前景無限
    
    除了卓越的emc性能和簡(jiǎn)便設(shè)計(jì)外,soi工藝還擁有諸多其他的顯著優(yōu)勢(shì)。例如,較之傳統(tǒng)的結(jié)點(diǎn)絕緣工藝
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