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- ELETTRONICAOGGI 435 - APRILE 2014
COMPONENTS
MEMS
to che scendedal ±5% circa amenodell’1%; ciòpermette
una grande affidabilità operativa unita a una notevole
robustezza che garantisce lunghi cicli di vita agli appa-
recchi portatili e palmari.
Mems piezoelettrici
Per la temporizzazione dei router e degli switch nei
nuovi sistemi di comunicazione Ethernet oltre 10 Gbit/s
occorrono oscillatori con elevatissima precisione e per
poter contenere i costi di questi fondamentali dispositivi
i nuovi Mems piezoelettrici diventano i migliori candidati
per sostituire sia gli oscillatori al cristallo sia gli oscilla-
tori Mems di silicio. IDT ha sviluppato e messo in produ-
zione i pMems che grazie all’elemento oscillante piezoe-
lettrico in nitrato di alluminio (AlN) deposto su un Single
Crystal Silicon (SCS) riescono a generare una frequenza
base dieci volte superiore rispetto ai Mems di silicio e
perciò forniscono un stabilità in frequenza elevatissima
(±25 ppm da -40 a +85 °C) e addirittura quaranta volte
migliore rispetto ai cristalli al quarzo. Inoltre, i pMems
hannoun’eccezionale immunità alle interferenze, agli urti
e alle vibrazioni e mostrano valori di jitter di fase estre-
mamente bassi perché inferiori a 250 fs su tutta la banda
da 12 kHz a 20 MHz e sotto i 100 fs nell’intervallo opera-
tivo fra 1,875 e 20 MHz, il tutto a un costo sensibilmente
inferiore rispetto ai quarzi e anche ai Mems di silicio.
La nuova serie dei pMems IDT 4H è prodotta in package
WLP con i processi CMOS standard, misura 5,0x3,2 o
3,2x2,5mm, offre la possibilità di modificare la frequenza
di risonanza fino a ±1000 ppm, fornisce due uscite diffe-
renziali Lvds e Lvpecl ed è pin-compatibile con i quarzi
standard.
Transistor eMems
Silicon Labs sta perfezionando da un paio d’anni un
nuovo modo di fabbricare le microstrutture Mems, che
consiste nell’integrarle direttamente insieme ai transistor
CMOS di comando per dare vita ai CMems. In pratica,
gli esperti ricercatori di Austin, in Texas, hanno pensato
bene di sfruttare il loro forte know-how nello sviluppo e
nella realizzazione dei circuiti a segnali misti per unire in
un’unica soluzione i processi di disegno e deposizione
sul silicio degli elementi microelettromeccanici e dei cir-
cuiti a transistor in geometria di riga da 0,18 µm. Questo
approccio conferisce maggior robustezza ai sistemi che
diventano più affidabili nelle prestazioni e più longevi
nelle caratteristiche funzionali, il che si ripercuote nella
qualità degli apparecchi che li implementano a bordo.
Per esempio, le strutture in silicio-germanio dei CMems
sono termicamente compensate dal substratodi diossido
di silicio e limitano la deriva termica a ±1 ppm/°C nell’in-
tero range da -40 a+85 °C contro i ±20 o±30 ppm/°Cdei
Mems convenzionali. Inoltre, hanno il grande vantaggio
della programmabilità dell’architettura, che consente di
configurare i CMems indiversi modi secondo le esigenze
di integrazione nei sistemi applicati, possibilità che viene
offerta dalla società con tempistica garantita di un paio
di settimane. La serie degli oscillatori CMems Si50x è
disponibile con clock da 32 kHz a 100MHz e con tensio-
ne di alimentazione da 1,71 a 3,63V, in package DFN4 da
2,0x2,5mm.
Fig.2– InuovioscillatoripiezoelettricipMEMS4Hdi IDThannoun’ecce-
zionaleprecisionecon jitterdi fasecontenutoentro100 fs
Fig. 3 – La tecnologia CMEMS di Silicon Labs consente di integrare
le struttureMEMS insieme ai transistor CMOS per realizzare sistemi
multifunzione robustieconfigurabili
