커패시터 공급 부족을 대체할 수 있는 발진기

(이미지 출처: SiTime)

현재 커패시터 대기 시간이 1년 또는 그 이상이 걸림에 따라 많은 회사들이 수주 잔량으로 인해 새로운 설계를 시장에 출시하는 데 걸리는 시간을 연장해야 합니다. 업계 전문가에 따르면 부족 현상은 더욱 악화될 것으로 예상됩니다. 커패시터 부족 사태가 2020년 이후에도 계속될 수 있다는 예측도 있습니다. 이에 따라 많은 회사가 커패시터 의존성을 줄일 수 있는 새 전략을 모색하고 있습니다. 한 가지 해결책은 공진기 대신 발진기를 사용하는 것입니다. 이를 통해 다른 설계 문제도 해결할 수 있습니다.

아래 내용은 수정 진동자 공진기(XTAL)를 발진기로 교체하는 것이 더 나은 해결책임을 뒷받침하는 세 가지 이유를 설명한 것입니다.

1) 공진기에는 부하 커패시터가 필요하지만, 발진기에는 필요 없습니다.

커패시터가 필요 없는 설계란 부품을 기다릴 필요가 없음을 뜻합니다.

대부분 공진기에는 위상 변이 및 지속 진동을 제공하기 위해 부하 커패시터가 필요합니다. 반대로 말하면, 발진기는 공진기와 발진기 IC를 온칩 정전 용량과 결합하여 하나의 패키지로 만듭니다. 이렇게 하면 공진기 및 발진기 회로의 정합이 보장되며 공진 주파수를 외부 커패시터에 맞춰 조정할 필요가 없어집니다. 뿐만 아니라, SiTime 32kHz MEMS 발진기를 사용할 경우, 전원 공급 장치 감결합 커패시터가 필요 없습니다.

(이미지 출처: SiTime)

2) 발진기에는 더 적은 기판 공간이 필요합니다.

현재 사용 가능한 가장 작은 수정 공진기를 검토하고 이에 필요한 커패시터를 감안할 때 사용되는 총 기판 공간은 6mm²가 넘습니다. 이를 현재 사용할 수 있는 가장 작은 MEMS 발진기와 비교하면 기판 공간 중 총 1.7mm²만 사용되는 것입니다. 따라서, 실장 면적을 원래 크기의 1/3 미만으로 줄일 수 있습니다.

(이미지 출처: SiTime)

발진기를 사용하면 타이밍 실장 면적과 BOM을 더 줄일 수 있는데, 그 이유는 발진기가 구동력에 따라 2개 ~ 3개의 부하를 구동할 수 있는 출력 구동기를 갖춘 능동 회로이기 때문입니다. 따라서 발진기 하나는 여러 개의 수정과 이에 연결된 커패시터를 대체할 수 있습니다.

3) 현재 SiTime의 발진기를 사용할 수 있습니다.

현재 공급이 부족하고 리드 타임이 길다 해도 커패시터가 없다면 공진기는 대부분 쓸모가 없어집니다.그러나 SiTime MEMS 발진기는 현재 넓은 작동 범위 내에서 다양한 주파수, 전압 및 안정성에 맞춰 사용할 수 있습니다.

특수 재료 및 공정은 커패시터 및 수정 공진기와 같은 부품을 제조하는 데 사용되는 반면, SiTime MEMS 발진기는 표준 반도체 패키징 및 공정에 따라 제조됩니다. 막대한 제조 능력, 수많은 벤더, 다수의 조립 시설, 호환 가능 공정을 갖춘 거대한 반도체 산업 인프라를 활용함으로써, 실리콘 MEMS 발진기를 생산하는 매우 견고한 공급망이 현재 마련되어 있습니다.

뿐만 아니라 SiTime 발진기의 아키텍처는 프로그래밍이 가능하도록 설계되었습니다. 대용량의 블랭크 MEMS 발진기는 생산된 후 재고로 보관되며 고객 사양에 맞게 프로그래밍됩니다. 따라서 표준 공정 및 재료를 이용한 MEMS 발진기 제조와 프로그래밍 가능성이 결합되어 엄청난 유연성, 막대한 확장성, 매우 짧은 리드 타임을 얻을 수 있습니다.

사전 프로그래밍된 SiTime 발진기는 현재 Digi-Key Electronics에서 주문할 수 있습니다. 연구소에서 부품을 즉각적으로 프로그래밍하고 싶은 경우, Time Machine II 프로그래밍 장치 및 일부 블랭크 발진기를 통해 맞춤형 부품을 제작해야 합니다.

발진기의 이점에 대해 자세히 알아보려면 SiTime의 백서, 수정 공진기 대신 발진기를 사용해야 하는 8가지 이유를 참조하십시오.