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- ELETTRONICA OGGI 430 - SETTEMBRE 2013
TECH INSIGHT
MICROPOWER
Murray Hill e che da
quel momento deci-
sero di sviluppare
nuove architetture di
potenza analogiche
e innovativi mate-
riali magnetici per
sistemi ad alta fre-
quenza. Questi stu-
diosi hanno cercato
per anni di svilup-
pare la possibilità
di miniaturizzare gli
elementi magnetici
necessari alla con-
versione dell’energia
elettrica. Oggi final-
mente sono riusciti a
mettere a punto una
tecnologia che consente
di realizzare gli indutto-
ri magnetici a film sottile
denominati Magnetics-on-
Silicon Inductor utilizzan-
do una lega ferro/cobalto
(Fe-Co Alloy, FCA) a eleva-
ta induttanza specifica in
grado di offrire ottime pre-
stazioni circuitali anche se
su geometrie di pochi nm
in wafer di silicio dove
tutt’attorno sono già dise-
gnati molti altri compo-
nenti circuitali. In effetti,
gli elementi magnetici FCA
vengono elettrodeposti
sui wafer di silicio da 6
e 8 pollici con la stes-
sa fotolitografia già in uso
per il disegno delle giun-
zioni dei transistor e dei
diodi e, inoltre, grazie al
cobalto, mostrano proprie-
tà magnetiche fortemente
localizzate che non com-
portano interferenze con
i dispositivi adiacenti né
altri tipi di effetti collatera-
li sul wafer.
Il POL EL711DI è, in prati-
ca, un convertitore dc/dc
fondamentalmente basato
su un mosfet, un diodo, un
condensatore e un indut-
tore. In pratica, il mosfet
funziona da interruttore
che in ogni primo semi-
periodo permette all’indut-
tore di caricarsi con l’e-
nergia di ingresso che poi
nel secondo semiperiodo
scarica sul condensato-
re. Quest’ultimo fornisce
l’energia stabilizzata
all’uscita attraverso
il diodo nel successi-
vo semiperiodo pro-
prio mentre l’indut-
tore si ricarica nuo-
vamente e si ripete il
ciclo di conversione.
Le tre dimensioni
degli attuali induttori
hanno finora costret-
to i progettisti a rea-
lizzare questi circuiti
su schede stampa-
te con componenti
discreti, ma ora è
finalmente possibi-
le iniziare a produrli
per volumi su chip
planari grazie alla novi-
tà introdotta da Enpirion.
Infatti, oltre al mosfet e alla
coppia LC, nel package
DFN a 16 pin da 3x4,5x0,9
mm (e 42 mm
2
in tutto)
trovano posto anche tutti
i circuiti di polarizzazione,
retroazione e compensa-
zione necessari e suffi-
cienti per offrire un’uscita
eccezionalmente lineare.
L’innovativo
EL711DI,
premiato a Norimberga
come miglior PowerSoC,
Power-System-on-Chip,
ha una frequenza di com-
mutazione di 18,5 MHz e
garantisce un’efficienza
del 90% che è da consi-
derare ottima se confron-
tata con i convertitori dc/
dc a commutazione attual-
mente presenti sul merca-
to. Enpirion lo ha inseri-
to nella famiglia dei suoi
Linear Direct Replacement
(LDR) così battezzati per-
ché secondo gli esperti
della società sono degni
sostituti degli attuali rego-
latori a basso drop-out
LDO in quanto più limpidi
nelle forme d’onda di ten-
sione e corrente che rie-
scono a produrre in uscita.
All’ingresso la tensione è
ammessa da 2,7 a 5,5 V
mentre in uscita la massi-
ma corrente continua ero-
gata è di 1 A e, comunque,
è già stata annunciata la
nuova più potente versio-
ne EL712DI con erogazio-
ne di 1,5 A. Per entrambi
il package è DFN a 16
pin con tolleranza termica
prescritta da -40 a +85 °C
anche se sono garantite
buone prestazioni fino a
+125 °C. L’elevata veloci-
tà di risposta ai transito-
ri (con Rise Time di 850
μs) ne consente l’uso nelle
applicazioni più impegna-
tive e specialmente nell’a-
limentazione dei circuiti a
elevate prestazioni come
ASIC, DSP e FPGA instal-
lati negli apparecchi por-
tatili dov’è indispensabile
garantire la miglior qualità
possibile dell’energia.
Q
Fig. 4 – Schema a blocchi funzionale del punto di carico Enpirion
EL711DI in grado di erogare 1 A con efficienza del 90%
Fig. 3 – Il nuovo LDR EL711 è caratterizzato dall’e-
levata velocità di commutazione e da un’uscita in
tensione e corrente ancor più lineare rispetto ai
regolatori LDO
