用于IoT的小型化低功耗32.768kHz MEMS硅晶振
在AI加持的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時代,電子設(shè)備需要小型化、長時間運(yùn)轉(zhuǎn),要求電子元器件也就要更小型化和省電。尤其是諧振器,在眾多的電子元器件中,低功耗諧振器的需求更急切,以期持續(xù)恒定工作,使設(shè)備能正常發(fā)揮功能。
其中,32.768KHz是標(biāo)準(zhǔn)的計時參考方案,32.768kHz MEMS硅晶振是智能終端和可穿戴設(shè)備最常用的時鐘元器件。這是因為32.768KHz的晶振產(chǎn)生的振蕩信號經(jīng)過石英鐘內(nèi)部分頻器進(jìn)行15次分頻后得到1Hz秒信號,即秒針每秒中走一下,要是換成別的頻率的晶振,15次分頻后就不是1Hz的秒信號,鐘就不準(zhǔn)了。
MEMS硅晶振有助于小型化和低功耗
采用超小32.768kHz MEMS硅晶振,有助于IoT設(shè)備和可穿戴設(shè)備等的小型化和低功耗。新一代32.768kHz MEMS硅晶振采用微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems),比現(xiàn)有小型產(chǎn)品不僅尺寸上更小50%,而且具有低ESR特性、出色的頻率精度和低功耗等特點(diǎn)。
由于陶瓷晶振的頻率精度無法滿足IoT設(shè)備的需求,一些領(lǐng)先的日產(chǎn)晶振、臺產(chǎn)晶振廠家已經(jīng)量產(chǎn)新一代小型且實現(xiàn)高可靠性的MEMS硅晶振。以下是日產(chǎn)晶振廠商Murata Electronics Oy最近發(fā)布的32.768kHz MEMS硅晶振的一些主要特點(diǎn):
(1)在工作環(huán)境-30?85℃下,擁有與晶體諧振器相同的初始頻率精度(±20ppm)以上的頻率溫度特性(160ppm以下)。
(2)比傳統(tǒng)產(chǎn)品縮小50%以上:產(chǎn)品尺寸為0.9×0.6×0.3mm,比傳統(tǒng)的32.768kHz石英晶體振蕩器更小了50%以上。
(3)器件內(nèi)置靜電電容:生成基準(zhǔn)時鐘信號的電路需要2個多層陶瓷電容,新產(chǎn)品已內(nèi)置6.9pF靜電電容,貼裝時能大幅減少空間,使電路設(shè)計的自由度更大。
(4)通過實現(xiàn)低ESR降低功耗:普通晶體諧振器存在尺寸越小ESR越高的有待解決課題,新產(chǎn)品通過低ESR(75kΩ)化,降低了半導(dǎo)體集成電路的增益,從而生成穩(wěn)定的基準(zhǔn)時鐘信號,實現(xiàn)低功耗(比傳統(tǒng)產(chǎn)品減少13%)。
(5)能內(nèi)置于半導(dǎo)體集成電路的封裝內(nèi):通過使用硅材料的WL-CSP(Wafer-Level Chip Scale Packaging)封裝,能內(nèi)置于同質(zhì)半導(dǎo)體集成電路進(jìn)行封裝。
小型晶體諧振器用量將越來越多
隨著AV/PC/車載設(shè)備和Wi-Fi通信設(shè)備上的小型裝置需求增加,搭載了智能手機(jī)和聯(lián)動BT/BLE通信功能的可穿戴設(shè)備等的智能手機(jī)周邊設(shè)備的市場成長,這些小型硅晶振的用量也越來越多。
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