tag 标签: 半导体

相关帖子
外行人都看得懂的半导体知识:集成电路是怎么制造出来的?
东芝半导体卖不掉吧!
全球半导体产业链深度报告:产业转移与产业链变迁
日本半导体产业的前半生 attach_img
中国半导体产业的芯酸往事 attach_img
最新排名:全球半导体厂商Top 15(2018 Q1) attach_img
看标题 读后感 attach_img
家电巨头纷纷入局半导体 动真格还是玩噱头? attach_img
发展半导体,要不要搬出一线特大城市
日本半导体半世纪兴衰浮沉背后,究竟发生了什么? attach_img
详解7nm制程,看半导体巨头如何为摩尔定律延寿? attach_img
协鑫集成5.61亿投资睿芯基金:正式进军半导体产业 attach_img
当人工智能遇到半导体 attach_img
半导体术语中英文对照表(微电子辞典大集合)
甩开英特尔,三星扩大半导体市场领先地位 attach_img
2018上半年全球 15 大半导体厂商 attach_img
元器件贸易平台
石墨烯
日美“半导体战争”后,日本做了什么 attach_img digest
2018年半导体行业重大并购案盘点
相关博文
收购高通:博通才是站在食物链顶端的公司
启芯 2017-11-7 23:31
进化论主要的论点:物竞天择,适者生存。具体来说,生物之间存在着生存争斗,适应者生存下来,不适者则被淘汰,这就是自然的选择。生物正是通过遗传、变异和自然选择,从低级到高级,从简单到复杂,种类由少到多地进化着、发展着。我想这个作为题注,再合适不过。近些年,半导体行业,展开了高密度的合并。 这些天半导体圈内,最火爆的莫过于博通收购高通的消息,本文就此浅谈一二观点。首先,下图贴出由IC Insights整理,搜集了自2009年至2016年15项大宗的并购案。 这样的收购的好处,一方面可以抱团取暖,更重要的时利润与规模越来越集中,又对应上了28理论,老大吃肉,老二喝汤,老三嘛,干瞪眼着急,不信你看下图,我不禁要问,share 0.0%是什么鬼。 不服我们再来看CPU X86的市场份额情况,稍微好一点,然而并没有好多少 另一方面,我来划划重点,点出今天的主题,大家请看下图 大家看出来了没有,近20年来,有1/3的超大宗并购案与这两家公司紧密相连。在贴出下面这张最近疯传的PPT,可以看得更为清楚,有没有觉得下图与食物链图片很相似。 博通历史简史说明 博通是全球知名的通信芯片制造商,该公司的首席执行官唐霍克(Hock Tan)一直热衷于并购扩张战略,在过去三年时间里,全球半导体行业发生了大量的并购,而唐霍克也是核心角色之一。 据报道,博通公司的前身是美国电脑巨头惠普公司旗下的一个半导体部门,后来逐步通过一系列并购发展壮大。2016年,Avago科技公司斥资370亿美元收购博通,组建了一个新的博通公司。 HP—Agilent—Avago—LSI—博通 1961年,HP(惠普)成立元器件部。 1999年,HP将医疗和测试仪器部门分拆出来,成立Agilent(安捷伦),元器件部成为了Agilent的半导体产品事业部。 2005年,Agilent将半导体产品事业部分拆,被著名的私募基金KKR以26.6亿美元收购,并独立更名为Avago(安华高)。 2013年,Avago宣布以66亿美元全面收购LSI(艾萨华)。 2015年,Avago收购Braodcom(博通),370亿美元。 多说一句,这些公司很多都是由仙童半导体有名的几个“叛徒”创建。 高通历史简史说明 高通是全世界最大的移动芯片制造商之一,另外拥有海量的移动通信技术专利,依靠专利授权每年获得不菲的收入。在智能手机时代,美国高通已经获得了当年英特尔公司在电脑芯片上的主导地位,高通推出的骁龙芯片,已经在许多国家成为优秀手机芯片的代名词。 在移动芯片领域,高通面临另外一个竞争对手,即台湾地区的联发科,但是联发科实力不足,十分类似在电脑芯片市场和英特尔公司竞争的AMD。 收购后的影响力 开始,对于此收购,大家都还不以为然,感觉很难成功,但是,博通似乎信心满满,不断飞出消息来,似乎有相当的把握。这得益于博通的CEO 陈福阳(Hock E.Tan)。过去三年中,Hock Tan在3000亿美元半导体行业的整合浪潮中发挥了关键作用。他收购了惠普公司旗下一个半导体部门,并通过一系列并购将其打造成全球最大的芯片制造商之一。2016年,他的新加坡公司安华高科技(Avago Technologies ltd.)斥资370亿美元收购了总部位于美国的博通公司。据业内人士称,Hock Tan是资本运营高手,无论在融资、说服董事会或是并购加并购后的整合,他经验都非常丰富,这次由他操盘的收购还是存在成功的可能性。 所以,我们姑且接受这个事实,这样一来,结果非常令人震惊---如果按照去年的销售收入,博通和高通合并而成的新公司,将成为全世界第三大半导体公司,仅次于英特尔和三星电子,达到惊人的51B, 如下图。 同时,这家新公司也将会在手机通信芯片(包括Wi-Fi或者基带芯片)领域占有巨大影响力。之前,全球半导体市场不断出现收购兼并,而高通和博通目前均已经进入了行业前十名。 如此看来,利润与市场份额越来越集中于少数几家大公司里,遗憾地是,甚至前15名都没有大陆的公司,winter is coming。虽然,政府和很多企业都披荆斩棘,投入了大量的人力物力,以及各种集成电路大基金。然而,地冻三尺,非一日之寒,路依旧很长。
1515 次阅读|0 个评论
读《失去的制造业 日本制造业的败北》之何谓半导体篇
少有人走的路 2017-5-7 13:38
对于半导体,大部分人始终有这样一个印象,以为能买到地球上最先进的设备,你就能够简单地按下开关机器就能给您制造出芯片出来。然后你去工厂参观,看到的印象也感觉确实是这样。因为你看到的只是一台台机器设备摆在你面前,但是你看不到的是机器设备之间的集成互联关系。在《小王子》书中,讲到最重要的东西往往是看不见的。不过漫漫黑夜之中,总有一双眼睛会先看到光明。那此刻,一起去看看那双光明之眼究竟看到了什么? 首先谈下,什么是半导体?高中物理说半导体是指导电性也就是其电阻值介于像金属这样的导体和绝缘体之间的材料,称为半导体。但是在这里,我们说的半导体是指半导体集成电路,也就是我们常说的芯片,英文简称IC(integrate circuit),它是一种基于半导体材料之上,透过集成技术将大量元器件集成到一块小小的硅片上。提到硅,它是目前地球上最多的半导体材料,像沙子的主要元素就是硅。 给出半导体定义同时其最大的优点也已经出来了,那就是可以在极小范围内形成具有一定功能的电路。可不要小看了这个优点,因为它人类现在才能用得上智能手机和平板电脑等数字电子设备。这里给个数据,大家随意感受下。1971年因特尔推出了第一款微处理器“4004”,当时大约集成了2300个10um的晶体管,推算下平均每个晶体管的成本约1美元。按照目前高通推出最新的处理器骁龙835,其里面集成了约30亿个晶体管,按照每个晶体管一美元来算那可是30亿美元,先还不说买不买得起的问题,扛不扛得动也是个问题,计算下芯片长度就是30亿取平方根然后再乘以十微米大概5.4米,所以说如果按照以前的工艺,即使你有钱买得下来也扛不动的。不过现实情况是,我们现在开心地用着骁龙835芯片在家里玩游戏看视频。为什么会这样? 这里必须提到一个人,那就是因特尔的创始人之一戈登摩尔,以它名字命名的摩尔定律指导着一代又一代的半导体人拼命向前,推动整个半导体产业快速发展几十年。摩尔定律其实内容也不多,就是说:晶体管的集成度每3年提高4倍。对于成本而言就是每3年降低4倍。所以现在人们才能使用到如此便宜的手机、平板等数字电子设备。 介绍完半导体的基本内容之后,下面介绍,如何实现半导体的制造?前方技术高能,提前报警。要往下看,读者可得认真看了。号称有500多道高度集成电路工序构建而成,不是开玩笑。好了,不废话了,请往下看。 制造半导体分为3个技术阶段:1、组件技术;2、集成技术;3、批量生产技术。以存储器为例,分别介绍这3个技术阶段内容。 1、组件技术 这是半导体制造工序的最小单位工艺技术。具体有以下技术:在硅片上形成薄膜的成膜技术,在其薄膜上形成抗蚀剂掩膜的光刻技术,按照刻蚀剂掩膜进行加工的刻蚀技术,加工后去除残渣及颗粒(异物)的清洁技术,测定加工后的图形尺寸以及检测是否有缺陷等的检测技术,等等。简单点说就是先在硅片表面形成一层薄膜,保护硅表面,然后如果要对某一具体位置进行操作,这个就需要光刻技术把这个位置给挖出来,然后对这一位置进行你要的操作,也就是刻蚀,之后再做清洁工作,最后就是检查工作。通常需要25~30次反复进行上述操作,才能在硅片上形成你所需要的3维结构。 2、集成技术 将各种组件技术组合起来形成一套工艺流程的技术就是集成技术。对组件技术的组合可以有无穷多种,因为没有限制每一组件技术的应用次数。那如何衡量集成技术的好坏呢?这也正是集成技术的难度所在,如何在短时间内完成从无限的组件技术组合中,制造低成本、满足规格且能流畅运行的工艺流程。 研发人员通常碰到的问题是很难根据最先的计划流程生产出可用的存储器,此时就需要及时作出调整,有时甚至需要重新设计来过。因此一个好的集成技术人员对于企业而言也可谓是一至宝。可谓千军易得一将难求,用在这里也并不为过。相信曾经的台积电大将梁孟松就是此等高手。听说不久梁孟松就要加盟中芯国际,如果真是如此,那真是中芯国际之幸啊! 3、批量生产技术 研发中心将设计出来的工艺流程转交给批量生产部门,这里就涉及到一个工艺复制的问题。我们把基于相同设备的复制称为精确复制,而如果对于设备不同的进行复制则称为基本复制。其实根本没有精确复制,即使是相同型号的设备,在出厂时也会存在微小的性能差异,这个称为机差。尤其是现在进入纳米工艺时代,机差的影响越来越不容忽视。 通常用成品率作为批量生产的指标。成品率是指生产出来的合格产品所占的比率。如果最终的成本品太低,则需要返回到集成技术阶段,再不行甚至需要重新改变组件技术。通常,从研发中心最初制定的工艺流程到形成能使批量生产工厂获得高成品率的工艺流程,通常需要5~10次反复。 所以半导体制造并非只是简单的按下开关那么简单。 对于半导体制造或许应该多一分敬畏。
1008 次阅读|0 个评论
核心数并不重要,一部好手机的芯片到底是什么样的?
huangjm_941008749 2016-1-28 13:36
SoC市场由早前的百花齐放发展到后来的高通、联发科两强独霸,再到如今的三星抢眼、高通失意、联发科乏力、华为等厂商势力崛起。众多厂商的手机芯片增大了用户的选择难度,一颗好的手机芯片到底该是什么样的呢?我们在面对各种核心数的营销轰炸时,如何理性的选择最合适自己的产品是一个重要的课题。 CPU重要但不是全部 CPU(中央处理器)是大家最耳熟能详的参数,从名字中就能看出它对芯片的重要性,甚至于不少人直接把它等同于整颗芯片。实际上,手机芯片更确切的叫法是片上系统(SoC),CPU只是其中的一部分,负责控制运算,直接决定着手机的运行流畅与否。 判断一颗CPU性能如何,普通消费者大多被各种无节操的营销和线下一知半解的销售员带偏了,只关心有多少颗核和多高的主频,然而这些只是构成最终性能表现的一部分,最核心的决定性因素是架构! 目前主流SoC无论出自何手,采用的几乎全是ARM公司的精简指令集架构,区别在于有实力的厂商只采用该公司的ARMv7/v8指令集,自己会再进行架构上的设计,比如苹果和高通就是典型代表。自从A6开始,苹果就开始自行设计CPU架构,一年后的A7更是凭借Cyclone架构成为首款64位的移动处理器,领先业界一年;而高通在32位时代则靠基于ARMv7指令集打造的Krait架构树立了自己江湖一哥的地位,最新的骁龙820则基于ARMv8打造了新架构Kryo。 另一种方案就是直接购买使用ARM设计好的公版架构,我们常见的Cortex-A7/A8/A9/A53/A57/A72就是ARM设计好的架构名称。其中有32位的ARMv7指令集和64位的ARMv8指令集,联发科、海思就是采用公版方案。 举个形象的列子,第一种方案就好比ARM打好了地基,厂商可自由选择怎么建房子,好处是灵活性强,性能、功耗往往控制得比公版架构好,但对金钱、时间、技术都有较高要求。第二种方案相当于ARM不光打好了地基,还把图纸也画好了,厂商买了之后只需要按照图纸施工就可以,能大大降低整颗SoC芯片开发的时间和成本。 不同的架构直接决定了性能的基础,比如市面上千元机里常见的处理器虽然有八个核心、主频超过2GHz,但由于多采用A53低功耗架构,性能方面还不如双核的高性能架构A72,特别在单线程运算能力上更是相形见绌。这也就是为什么,苹果至今坚持双核选择,但性能却一直遥遥领先的根本原因。 其实,这和电脑处理器是一样的,英特尔著名的Tick-Tock战略就是不同年份专注于架构和制程工艺两方面交替提升,最终实现性能的逐年上涨。所以除了架构外,再重要的就是制程工艺了。 制程工艺是指芯片内电路与电路之间的距离,目前主流的工艺是28nm和20nm,最先进的是16/14nm,先进的工艺能减低处理器的耗能和热量,缩小芯片面积,提升性能。理解了这一点,就知道为什么同样是4颗A57+4颗A53的big.LITTLE大小核架构,20nm工艺的骁龙810发热、功耗备受诟病,而14nm的三星Exynos 7420却表现优异的原因。 如果再讲细一点,半导体的制程工艺还可分2D结构的MOSFET(金氧半场效晶体管)和3D结构的FinFET(鳍式场效晶体管),FinFET架构主要是改动了控制电流的闸门,能大幅改善电路控制并减少漏电流。 即便是同样的制程工艺,也可能因为技术改进产生迭代。比如去年苹果A9的代工门风波,理论上更先进的14nm表现却不如台积电的16nm,原因在于三星是从28nm直接跳到14nm LPE工艺,而台积电则按部就班的从28-20-16nm顺序过度,技术相对成熟,良率与漏电控制更好。但三星显然已经吸取了教训,近期推出了第二代14nm LPP工艺,比一代LPE工艺性能提升15%、功耗降低15%,台积电今年也推出了改良版的16nm FinFET+,所以看似相同的工艺也回因为具体版本不同而产生差异。 经过上面的叙述,相信大家已经大体知道如何去判断CPU的好坏,总结起来就是架构和工艺比核心和主频更重要,而高性能架构大幅优于低功耗架构,工艺越先进处理器越强。 【分页导航】 第1页: CPU重要但不是全部 第2页: 游戏核心——GPU 第3页: 通信中枢——基带 第4页: 多媒体性能 游戏核心——GPU 好的CPU只是做好一颗高端芯片的第一步,它虽然让整机运行流畅稳定,但在手机娱乐属性越来越强的今天,特别是年轻人喜欢用手机来代替掌机玩游戏的当下,GPU无疑是更不可忽视的部分。 GPU中文译为图形处理器,关系到图形渲染能力的强弱,直接决定了游戏是否能流畅运行。目前主流的移动GPU厂商有ARM、高通、Imagination Technologies(以下简称Imagination)、NVIDIA四家,其中高通的Adreno和NVIDIA的Maxwell GPU只用在自己的骁龙、Tegra芯片上,所以对外出售的只有ARM Mali、Imagination PowerVR两个系列。 虽然经常有三星、苹果在自研GPU的传闻,但至今为止各芯片厂商都只能购买ARM或Imagination提供的方案集成在芯片中,比如华为海思、三星Exynos采用ARM Mali系列,Imagination PowerVR则多用在苹果A系和联发科芯片中。 由于不同厂商采用的架构不同,比如有统一渲染、分离渲染等区别,所以单凭架构或核心并不能判断移动GPU的性能强弱,业界通常做法是看其三角形输出率和像素填充率,当然自从各类评测软件诞生后,比较就变得更直观了。如果大家记不住各种排名也没关系,了解清楚各厂商的命名规则心中就大致有数了。 通常来说,移动GPU的命名都是有字母加数字构成,如Adreno 530、Mali-T880、PowerVR GT7600等,其中第一位数字一般表示代数,数字越大代数越新;第二位数字代表定位,数字越大性能越强。以上三款GPU就是已经商用的最新最高端型号。不过,ARM的Mali GPU有点特别,除了要看型号外,还得注意核心数(命名最后的MPx,x是多少就代表多少核心),比如麒麟950和Exynos 8890虽然都用了最新的Mali-T880,但麒麟950只有4个核心,而Exynos 8890却有12个核心,性能自然不可同日而语。 【分页导航】 第1页: CPU重要但不是全部 第2页: 游戏核心——GPU 第3页: 通信中枢——基带 第4页: 多媒体性能 通信中枢——基带 手机最核心的作用还是通讯,对于这一点,CPU和GPU再强也无能为力,最终还得看基带。 基带直接决定了手机支持什么样的网络制式,我们用手机打电话、上网、发短信等等,都是通过上层处理系统下发指令给基带部分,并由基带部分处理执行。可以说,基带是整颗芯片中技术含量最高的部分,德州仪器、意法爱立信、NVIDIA等厂商多就因为SoC中没有整合基带或者技术落后被市场淘汰出局。 判断基带的优劣最直观一点就是看它支持的制式和频段多少,一般号称全网通的手机就是采用了高端的基带,从4G的LTE到3G的WCDMA/CMDA/TD-SCDMA再到2G的GSM/EDGE全部制式支持,用户只需购买手机插卡即可使用,不用去费心考虑支不支持、换卡怎么办的问题。 除了制式支持外,4G时代基带的另一个重要特性是LTE的UE接入能力等级,也就是UE能够支持的传输速率,一般用Cat x表示,x的数字越大上传下载的速度就越高。麒麟950遗憾的一点就是用了只支持Cat 6的老基带Balong 720,没用采用最新支持Cat 12/13的Balong 750。 说到基带,这是高通强项,高通在多年前的第一代骁龙处理器S1中就集成了基带,简化了手机的研发难度,加快了周期。最新的骁龙820集成的X12 LTE基带不仅支持全网通,而且LTE接入能力达到了目前最高的Cat 12/13。 【分页导航】 第1页: CPU重要但不是全部 第2页: 游戏核心——GPU 第3页: 通信中枢——基带 第4页: 多媒体性能 多媒体性能 以上三个大件稍微关注电子领域的消费者多少还是知道一些的,相较之下,SoC中的其他多媒体性能反而不怎么显眼,这里我们分类给大家介绍一下。 首先是视频编码器,它关乎着手机最终支持多少格式的编码解码方案,比如ARM的Mali-V550和骁龙820都支持4K分辨率H.265 HEVC格式视频的编解码。有的SoC中还会集成音频解码器,比如联发科。 再来的是显示控制器,它影响着最终手机能上多高分辨率、多少帧率的屏幕,前两天ARM才发布的Mali-DP650就能轻松带起4K分辨率、60FPS帧率的屏幕,除了用在移动设备上外用在4K电视上也没有问题。 最后是关乎拍照录像的图像处理器(ISP),它负责处理影像传感器传回的数据,影响着白平衡、对焦、曝光、噪点抑制、人脸识别、运动补偿等各种基础高级的影像功能。该领域最出名的要数受三星、锤子青睐的富士通Milbeaut方案,但单独加入ISP会加剧功耗、发热、设计的复杂情况,所以目前厂商更倾向于在SoC集成ISP,比如高通、海思、苹果的芯片都是集成的自研技术。 总结 除了CPU、GPU、基带、多媒体四方面,SoC中还有着非常多的组成部分,比如协处理器、电源管理、I/O连接等,看似不受重视,却最终决定了手机能不能快速充电、支不支持最新的LPDDR4/UFS 2.0运存方案、WiFi是否稳定等等情况。所以,普通消费者在选购手机时,不能只看CPU有几个核,而应该综合考虑,看看图形、通信、多媒体性能几何,别被厂商营销牵着鼻子走。就今年而言,已经登场的高端芯片有海思麒麟950,即将登场的是高通骁龙820、三星Exynos 8890和联发科Helio X20,大家在选购产品时可以特别留意。
289 次阅读|0 个评论
Bruce Trump系列---差动放大器---良好匹配电阻器不可或缺的器件
zwei_487811740 2013-1-11 10:05
  作者:Bruce Trump,德州仪器 (TI)   在单片IC设计过程中,我们常常会竭尽所能地对内部组件进行精确的匹配。例如,精确匹配运算放大器的输入晶体管,旨在获得低失调电压。如果我们必须使用属于我们自己的离散晶体管运算放大器,则我们会得到 30mV 甚至更高的失调电压。精确匹配组件的这种能力包括片上电阻器的使用。   集成差动放大器利用高精度片上电阻器匹配和激光修整。这些集成器所拥有的卓越的共模抑制性能,有赖于精心设计集成电路的精确匹配和温度追踪能力。图 1 显示了如 INA133 等差动放大器的常用方法,其对一个低电阻分流器的电压进行测量,从而监测负载的电流。要想抑制 10V 共模电压 Vs,两个输入端增益必须完全相等并且极性相反。   图 1 中,我假设为一个理想的运算放大器,但输入电阻相互偏差 ±3Ω,并且其25kΩ 额定值中存在 ±0.012% 不匹配。这种非常小的电阻误差,会产生 1.2mV 的 10V 共模电压误差。由于分流器电阻的电压为零,10V 共模电压引起的偏移为 1.2mV。在大多数应用中,这是可以接受的,也即常用 50mV 满量程分流器电压 2.4% 偏移误差。但是,如果您使用常见 1% 或者甚至 0.1% 电阻器的差动放大器,则请您仔细检查误差:   如图 1 所示,该表格假设四个电阻器中的两个方向相反,并达到其最大容限,这是对潜在误差的合理估计。如果所有四个电阻器的偏差都达到极限,则这些误差翻倍,但这种情况不可能出现。   本例还表明了保持低电源阻抗以及匹配这些差动放大器的重要性。错配电源阻抗带来的额外 ±3Ω,可能会产生不可接受的误差。   值得注意的是,INA133 的内部电阻器并未精确至绝对值。25kΩ 值的精确度仅大约为 ±15%。在获得电阻器输入端大小相同(极性相反)增益的过程中,R1/R2 和 R3/R4 两个比率至关重要。内部差动放大器起到大多数仪表放大器输出级的作用,其存在相同的问题。   现在,知道这些集成匹配内部电阻器的值以后,我们再做一次回顾。下次,我们将讨论如何利用常见 1% 电阻器和优秀运算放大器构建一个完美的差动放大器。
335 次阅读|0 个评论
Bruce Trump系列---将运算放大器用作比较器—此举可行吗?
热度 2 zwei_487811740 2012-12-4 15:09
  作者 :德州仪器 (TI) Bruce Trump   标签 :运算放大器、LM324、比较器、LM358、OPA244、OPA234、OPA2251   许多人偶尔会把运算放大器当比较器使用。一般而言,当您只需要一个简单的比较器,并且您在四运算放大器封装中还有一个“多余”运算放大器时,这种做法是可行的。稳定运算放大器运行所需的相位补偿意味着把运算放大器用作比较器时其速度会非常的低,但是如果对速度要求不高,则运算放大器可以满足需求。偶尔会有人问到我们运算放大器的这种使用方法。这种方法有时有效,有时却不如人们预期的那样效果好。为什么会出现这种情况呢?   许多运算放大器都在输入端之间有电压钳位,其大多数一般都使用背靠背二极管(有时使用两个或者更多的串联二极管)来实施。这些二极管保护输入晶体管免受其基极结点反向击穿的损害。差动输入为约 6V 时便会出现许多 IC 工艺击穿,这会极大地改变或者损坏晶体管。下图显示了 NPN 输入级,D1 和 D2 提供了这种保护功能。   在大多数常见运算放大器应用中,输入电压均约为零伏,其根本无法开启这些二极管。但是很明显,对于比较器的运行而言,这种保护便成了问题。在一个输入拖拽另一个输入(以一种讨厌的方式拉其电压)以前,差动电压范围(约0.7V)受限。尽管如此,但我们还是可以把运算放大器用作比较器。但是,在我们这样做时必须小心谨慎。在一些电路中,这种做法可能是完全不能接受的。   问题是我们(包括其他运算放大器厂商)并没有总是说明这些钳位的存在。即使有所说明,我们可能也不会做详细的解释或者阐述。也许我们应该说:“用作比较器时,请小心谨慎!”产品说明书的作者们通常也只是假设您肯定会把运算放大器当作运算放大器用。最近,我们在美国亚利桑那州图森产品部召开了一个会议。会议决定,我们以后将会更加清楚地说明这种情况。但是,现在已经生产出来的运算放大器怎么办呢?下列指导建议可能会对您有所帮助: 一般而言,双极 NPN 晶体管运算放大器都有输入钳位,例如:OP07、OPA227 和 OPA277 等。uA741 是一个例外,它具有 NPN 输入晶体管,并且有一些为 NPN 提供固有保护的附加串联横向 PNP。   使用横向 PNP 输入晶体管的通用运算放大器一般没有输入钳位,例如:LM324、LM358、 OPA234、OPA2251 和 OPA244。这些运算放大器一般为“单电源”类型,其意味着它们拥有一个扩展至负电源端(或者稍低)的共模范围。输入偏置电流为一个负数时,表示输入偏置电流自输入引脚流出。这时,我们通常可以认定它们为这类运算放大器。但是,需要注意的是,使用 PNP 输入的高速运算放大器一般有输入钳位,而这些 PNP 是一些具有更低击穿电压的垂直 PNP。   更高电压(一般大于 20V)下工作的 JFET 和 CMOS 放大器,可能有也可能没有钳位。这种不确定性,要求您进行更多仔细的检查。所用工艺和晶体管类型的特性,决定了其内部是否存在钳位。   大多数低压 CMOS 运算放大器都没有钳位。自动归零或者斩波器类型是一个特例,其可能具有类似钳位的行为表现。   底线是……如果您考虑把运算放大器用作比较器,请一定小心谨慎。仔细阅读产品说明书,不要漏掉一点信息,包括应用部分的一些注解内容。在电路试验板或者样机中验证其表现,查看一个输入电压对另一个输入电压的影响。不要依赖 SPICE 宏模型。一些宏模型可能并不包括对钳位建模的一些额外组件。   另外,当您笨手笨脚地把运算放大器从一个轨移动到另一个轨时可能出现其他一些现象,我们可能无法精确地对这些现象建模。如果您有什么问题,请访问德州仪器在线技术支持社区www.deyisupport.com 。   差动钳位会影响标准运算放大器电路吗?运算放大器的输入电压应大约为零,没错吧?我们将在下次对此进行详细的讨论。   
742 次阅读|2 个评论
HPI 接口在TI SOC 的应用详解 - 第二部分
zwei_487811740 2012-9-28 18:32
  5. HPI 操作流程 主机对HPI 的一次总线访问周期为分三个阶段:主机发起访问,HPI 响应,主机结束访问周期。 主机发起访问:即对HPI 寄存器的读,或者写命令。主机送出的硬件信号为HSTROBE(由HCS, HDS1/2产生),HR/W,HCNTL0/1,HWIL,以及HD 。HPI 在HSTROBE 的下降沿采样控制信号HR/W,HCNTL0/1,HWIL 判断主机的操作命令。 HPI 响应:HPI 在HSTROBE 的下降沿采样控制信号,根据控制信号做出相应的响应。如果是写(HR/W为低)命令,则在HSTROBE 的上升沿将数据线上的信号锁存到HCNTL0/1 和HWIL 指向的寄存器。如果是读命令(HR/W 为高),如果是读HPIC,或者HPIA 寄存器,HPI 将寄存器的值直接送到数据总线上;如果读HPID,HPI 先将HRDY 置为忙状态,HPI DMA 将数据从HPIA 指向的内存单元读到HPID,再送到数据线上,并清除HRDY 忙状态,在读HPID 后半字时,数据从寄存器直接送到数据总线上,不会出现HRDY 信号忙状态。 主机结束访问周期:对于写操作,主机将数据送出后,只要满足芯片手册中HPI 对HCS 的最小宽度要求,即可结束访问周期。对于读HPID 操作,要等HRDY 信号由忙变为不忙,主机才能结束访问周期。两次连续的HPI 操作的间隔,在芯片手册的HPI 时序参数表里有要求,最小间隔为两个HPI 功能模块时钟周期。 6. HPI 常见故障案例分析 在HPI 应用调试过程中,常遇到的问题分为:写数据不成功,读数据不正确,HRDY 常高。这些问题通常都是由于时序不正确造成的,下面结合实际应用当中的案例进行分析。 1.1 写数据不成功 案例的硬件连接如下:   首先关注核心信号HSTROBE 由DSP_CS,ARM_WR(HDS1),ARM_RD(HDS2)产生,从下面时序图可以看出ARM_WR 的下降沿是最后产生的,所以写操作时HSTROBE 的下降沿反应的是ARM_WR 的下降沿。 写HPIC 的时序截图如下:   写HPID 的时序截图如下:   两个时序图显示主机送出的数据111b 在HSTROBE(ARM_WR)的下降沿后,很快被改变成其它值000b。在写HPID 的时序截图中,第一个HSTROBE 的下降后,HPI 送出HRDY 信号,然后数据线被改变,首先判断HPI 对主机的命令做出了响应,通过HRDY 信号的出现时机,说明HPI 判断这是一个读操作,可以判断为HSTROBE 的下降沿采样HR/W信号不正确。 从硬件连接来看,HSTROBE(HR/W)要采样HR/W,HCNTL0/1 来判断主机命令, HR/W的与HSTROBE 为同一信号源,且同为下降沿,HR/W与HSTROBE 的下降沿之间的setup 时间不够,采样HR/W的电平状态出现误判,认为是高电平读命令,HPI 对读命令的响应则是在第一个HSTROBE 的下降沿之后送出HRDY 信号,并在HRDY 之后,HPI 送出数据到总线上。 对于该问题,需要对参与HSTROBE 逻辑译码的HR/W信号的下降沿做延时处理,可在逻辑电路如CPLD 或 FPGA 里实现,以确保HSTROBE 的下降沿采样到稳定的HR/W电平。   1.2 读数据不正确 通常表现为读读HPIC,HPIA 正常,但读HPID 不正常,前半字为0,后半字正确,对同一个地址读两次,第二次的数据完全正确。 在案例中,用示波器观察HCS 与HRDY 之间的时序关系,发现HCS 的上升沿在HRDY 的上升沿之前,即主机在HPI 数据有效之前结束了访问周期。HRDY 的上升沿其实是因为HCS 的结束而拉高的,并非数据真正有效。   用户由于没有在硬件上将HRDY 与主机PowerPC 的TA 信号互连,没有硬件握手机制,于是从软件配置上加大主机的总线访问周期,即增加HCS 的宽度,故障现象没有变化。 原因分析:读HPID 与HPIC,HPIA 时序不同,读HPID 操作需要HPI DMA 从HPIA 所指向的地址读数据到 HPID,会有时间上的延时。而读HPIC 和HPIA 直接从寄存器读数据,没有延时,所以读HPIC,HPIA 是正确的。在读HPID 时,HPI 会在第一个HSTROBE 的下降沿后将HRDY 置位,指示数据未准备好的忙状态,主机应当在总线上插入等待周期,数据准备好后HPI 清除HRDY,主机才可以结束总线周期,通过HCS 的上升沿将有效数据锁存。 HSTROBE 的下降沿到数据有效之间的延时与芯片及HPI 接口的工作频率相关,以C5502,C5501 为例,在芯片手册中,这个延时参数H1 在SYSCLK1 与CPU 时钟的分频为4 时,最大延时为12*2H+20(ns),H=SYSCLK1/2,在HPI 启动期间,PLL 没有倍频,处于旁通状态,系统输入时钟就是CPU 的工作时钟,SYSCLK1默认分频为CPU 时钟的4 分频,以输入时钟为25MHz 为例,最大延时为: 这个时间长度通常超出了主机端总线周期的软件配置范围,所以通过软件配置增加HCS 的宽度不一定能满足 HRDY 的最大延时要求。在有的DSP 芯片手册上只提供了HRDY 的最小延时,最大延时与芯片的优先级设置,及系统配置相关而不确定,比如与系统中其它主模块如EDMA 同时访问DDR,那么延时与HPI 的优先级,EDMA 的优先级,EDMA 的burst 长度,以及DDR 的命令排序等配置相关,这样通过延长主机的总线访问周期,更加不可靠。 解决办法:在硬件设计之初,一定要利用HRDY 硬件握手信号 。虽然有的芯片HPIC 寄存器提供了HRDY 软件握手方式,只能做为弥补硬件设计之初遗漏HRDY 硬件握手信号的权宜之计,软件轮循HRDY 的办法会带来额外的开销,降低HPI 总线的吞吐率,增加主机软件实现的复杂度。而且有的芯片HPI 不支持HRDY 软件查询方法,只能通过硬件HRDY 保证数据的有效性。   1.3 HRDY 常高 有的系统在长时间运行中偶尔出现HRDY 常高,导致主机端总线访问异常,需要重新上电才能恢复HPI 的正常操作。这种故障是由于HPI 状态机出现异常。 从实际故障定位中总结出以下几点原因: HPI 的高低半字访问的顺序访问被其它HPI 访问打断:在复用模式下,一个完整的HPI 访问是由高低半字两次访问组成,需要严格保证,否则会破坏HPI 的状态机,从而导致不可预期的后果。 主机通过HPI 访问了DSP 内部的保留空间,或者破坏了DSP 的程序,数据空间,导致DSP 运行异常,进而导致HPI 状态机异常。 主机的HSTROBE 信号有毛刺,或者信号完整性不好,如下图中HCS(些案例HSTROBE 是由HCS 控制)的上升沿的回勾,都会导致HPI 误判断为主机的新的访问的开始,从而打乱了高低半字的访问顺序要求,导致HPI 状态机的错乱。   7. 总结 HPI 是一种简单的异步接口,只要设计中满足了时序要求,即可稳定工作。在开发当中遇到数据读写不正确,从HSTROBE 信号入手检查与之相关的信号的时序关系,便可以找出问题原因。另外,信号完整性是任何系统稳定工作的前提。 关于特定芯片上HPI 接口的特有功能本文没有针对讨论,如C6727 的字地址模式和字节地址模式可通过HPIC配置;C6727 在HPI 启动后ROM bootloader 将HPI 关闭,需要软件重新使能才能使用等;以及不同芯片的HPI 启动模式下的跳转方式不同,请参考相应芯片的HPI 手册及bootloader 应用手册。   参考文献: spra536:TMS320C6000 EMIF to TMS320C6000 Host Port Interface spra545: TMS320C6000 Host Port to MC68360 Interface spra546: TMS320C6000 Host Port to MPC860 Interface 
328 次阅读|0 个评论
2602型源表应用测试类型(一)
lihui_cui_930838582 2012-7-16 16:00
  调制输入 激光 二极管 模组常常是配备了调制或衰减控制输入引脚,因而在LIV测试扫描中,可能需要加入2400型或 2601 型源表 对衰减输入端施加偏置。   正向电压测试 正向电压由多子电流流动形成,因而是半导体材料和结温的函数。 正向电压测试可以在激光二极管和背光探测器上进行,用以确定半导体结的正向操作电压。一般地, 2602 型源表 用以提供足够小的源电流(以防器件损伤),然后测量半导体结上的电压。鉴于探测器所用的半导体材料的温度系数一般为2mV/℃,半导体结的温度必须事前获知或进行控制。   反向击穿电压测试 随着反向偏压增加,少子穿过半导体结的速度增加。在一定的反向偏压下,载流子所携带的能量足以通过碰撞引起电离作用。这时的反向偏压称为反向击穿电压。通过很好的控制反向击穿电压下的电流,可以避免 半导体 结被毁坏。 反向击穿电压测试可以在激光二极管和背光探测器上进行。无损反向击穿电压测试可以通过提供-10μA源电流并测量相应的半导体结电压实现。2602源表是这一测量的理想选择。   漏电流测试 反偏的半导体结(略低于击穿电压的偏置电压下)会出现由少子渡过耗尽区产生的漏电流。漏电流的大小由电子电荷、掺杂浓度、半导体结面积和温度决定。激光二极管和背光探测器的漏电流测试由2602源表系统进行。一般,在半导体结上施加反向击穿电压的80%,然后测量相应的漏电流。 对于光电二极管,这项测试同时可用于暗电流测量。将激光二极管的偏置电压设置到零,通过在半导体结上施加一个电压偏置并测量流过的电流,可得到暗电流的值。在这项测量中,关键在于确保杂散光子不会碰撞到激光二极管或 背光探测器 上。   了解吉时利2602型源表更多信息,请戳http://www.keithley.com.cn/products/localizedproducts/currentvoltage/2602/ 想与吉时利测试测量专家互动?想有更多学习资源?可登录吉时利官方网站http://www.keithley.com.cn/
319 次阅读|0 个评论
远程医疗选择PAN 或 WAN 接口的度量标准
zwei_487811740 2012-7-13 19:04
  作者:Iboun Taimiya Sylla,德州仪器 (TI) 医疗产品部业务开发经理   关键词: 远程医疗、 ZigBee 、 PAN 、 WAN 、 ZigBee 、蓝牙、 Wi-Fi 、 IEEE802.15.4 、 ANT 、 6lowPAN 、   无线、无线技术、无线器件、无线网络、 LPRF 、模拟、半导体、德州仪器、 TI   引言   远程医疗正成为帮助人们提高生活品质的一种新方式,而无线技术的广泛使用也为个人健康与医疗设备的交互带来了前所未有的巨大挑战。这种挑战源于人们想把一些带有无线功能的仪器与终端设备实现相互通信的需求,而要满足这种需求各种设备都使用相同的协议进行通信就很重要,目的是保持数据的完整性。本文中,我们将讨论与无线技术相关的一些通用性问题,并介绍在不同情况下选择合适的无线标准的技巧。   作为今天增长最快的跨学科领域之一,远程医疗运用各种技术,通过远程及近距离有线和无线网络为人们提供健康与医疗信息。远程医疗成为在卫生保健领域实现信息服务创新的催化剂。它让患者、医生和其他供应商拥有全新的通信方式,使那些慢性病患者能够以更低的成本获得更高的生活品质,例如:心血管疾病、糖尿病、慢性呼吸道疾病和癌症患者等。短距离无线连接技术出现以后,远程医疗技术仍然在健康、健身和运动市场起着关键性作用。下面两个例子可以帮助更好地阐释无线连接技术对远程医疗的影响:   比如一名慢跑锻炼者可以随身携带多种传感器,用于监测他的生命指标(包括心率、血压、SpO 2 )、皮肤湿度以及其他运动表现,例如:跑步速度、消耗卡路里和步长等。这些参数可在他跑步期间被收集到一个移动设备(例如:手表或者智能手机等)中,然后被下载或者发送给他的个人计算机、教练或者医生。在对这些数据进行分析以后,医生或者教练便可以提出训练改进建议,以提高慢跑者的运动耐力和效果。     再比如在事故现场执行救援任务的救护车,应事故要求出诊的紧急医疗队 (EMT) 可在返回医院的途中就开始相关治疗,立即开始监测重伤人员的各种生命体征,对伤情做出诊断,并把重要数据和诊断细节发送给医院的急诊室。提前发送这些数据,可以让护士和医生更好地做好收治准备,一旦伤者到达医院便可立即实施正确的治疗,从而节省大量宝贵的时间,最终达到挽救生命的目的。   这两个例子证明了无线连接解决方案在广泛运用的远程医疗领域能扮演和正在扮演的重要角色,它可以: 更精确、频繁和低成本地收集数据 让患者和医疗保健专业人员拥有一种新的联系方式   康体佳健康联盟( Continua Health Alliance )   康体佳健康联盟是一个国际非盈利、开放性行业组织,由 230 多家公司组成,目的是处理和解决远程医疗产品和服务在应用和部署时出现的通用性问题。他们的任务就是要建立起一个个人医疗保健的生态系统,让广大消费者和各种组织都能够更好地管理健康。该联盟并不负责具体的新通信标准的开发,而是选择一些已有的标准,然后制定出通用性指导原则。要想成功地解决通用性问题,需要完成下面 3 项重要的细化工作:   慢性病健康状况管理 医疗与健康 个体寿命的延长   图 1 显示了由康体佳健康联盟定义的一种架构。   图 1 康体佳远程医疗端到端系统架构   这种端到端系统架构包括如下 4 个主要部分: 个人医疗保健设备 :监测基本生命体征,例如:血压、体重、脉搏、氧气水平和血糖值,并通过有线或者无线连接方式发送这些数据。     集成管理器: 让个人健康设备能够以电子病历 (HER) 的形式记录数据,以供家庭和/或医院随时查看。这种集成管理器可以利用智能电话、个人计算机或者其他专用设备。     健康服务中心: 在某个集中地存储和分析患者的相关信息。可以是医生的办公室、家里或者医疗保健机构。 健康状况记录: 用于存储收集来的数据。形式包括个人健康状况记录 (PHR) 或者电子病历 (HER)   这种集成管理架构中定义了4种网络,我们这里将主要介绍个人局域网 (PAN)和广域网 (WAN)。   由于 PAN 以低功耗(一般为电池)为特点,因此我们选择 蓝牙 ? 和 ZigBee? 这两种技术作为以后几代康体佳兼容型远程医疗系统的无线标准。蓝牙技术一般用于移动集成管理器(例如:智能电话)和传感器或医疗设备之间的连接;而 ZigBee 则用于低功耗传感器的无线组网,比如一些让患者能够独立在家的传感器。PAN 网络的连接距离一般为1米到 10-20 米,接入 PAN 网络的大多数设备都使用电池供电。   需要更远距离传输数据(大于 30 米)并且带宽更大时,最好使用广域网 (WAN) 接入。康体佳联盟为 WAN 选择了 w3c 标准,其可以利用任何IP型网络实现。这样便让诸如 Wi-Fi 和大多数 3G 网络服务等解决方案能够从管理器/集线器到后端软件传输数据。   需要注意的是,只有当需要康体佳健康联盟认证的产品时才需要获得授权,选择一种具体的网络接入标准。如果不要求康体佳认证,系统/产品架构可以选择其他网络接入标准,例如:IEEE 802.15.4、ANT、6lowPAN 甚至是 2.4 GHz 或 900 MHz 频段的一些专有无线电标准。   选择无线连接标准时的一些重要度量标准   选择一种特殊的网线连接标准或者技术是一系列折中平衡与优化的结果。我们可以根据诸多参数对各种无线标准进行比较,例如:规定数据速率、网络拓扑、传输距离等等。这些参数就是度量标准。 图 2 显示了选择远程医疗与医学应用的无线标准时进行对比的大多数参数。下面列出的度量标准并非都与特定应用相关,度量标准的多少和种类均取决于具体的终端应用。     图 2 比较不同网络连接标准时需要考虑的参数     表 1 概括了许多应用的生理信息或生命体征采集所要求的数据速率,这些应用包括慢性病管理或者健康状况管理等。血压监测要求 1-10kbps 的数据速率。如果应用涉及发送静态图像,则要求有 2Mbps 的数据速率。产品开发人员需要知道哪种技术可以支持应用传输数据所需的数据速率。   工作频率是我们需要考虑的另一个重要的度量标准。用于传输数据的频谱由主要政府监管部门规定。产品所面向的地区和市场(例如:医院或者普通消费者)不同,频谱要求和规定也会不同。另外,网络拓扑可能会对软件栈大小以及电流消耗产生影响。对于那些使用要求全网状拓扑的协议(例如:ZigBee)的应用而言,更是如此。   表 1 不同受监测生物信号的数据速率   图 3 、 4 和 5 利用传输距离和数据吞吐量参数,对几种无线网络连接标准进行了比较。 图 3 表明蓝牙技术和ANT协议是体域网 (BAN) 最为适合的非专有标准,其要求距离非常短,而且功耗也非常低。 图 4 表明就高数据吞吐量而言,Wi-Fi 可能是最为适合的网络连接标准。 图 5 显示了不同标准所需的电池类型。从这些图,我们可以清楚地知道 Wi-Fi 要求的功耗比其他几种连接方法都要高。       图 3 各种技术的通信距离。       图 4 各种技术的数据吞吐量           图 5 各种技术的要求电源   结论   毫无疑问,远程医疗极大地受益于无线技术的广泛应用,其革命性地改变了医疗保健服务的提供方式。但是,无线技术的迅猛发展也带来了不同无线器件和设备之间的通用性问题,让我们难以选择到正确的无线标准。远程医疗应用可以使用的无线标准有很多,对于广大工程师和开发人员来说,选择一种最适合于具体终端应用的标准很重要。在这个过程中,技术实现确实为患者、医生、医疗服务提供商和所有其他医疗保健生态系统的参与者,都带来了更加轻松、惬意的生活。   参考文献 TI 远程医疗解决方案的更多详情,敬请访问:www.ti.com.cn/solution/cn/telehealth_aggregation_manager_with_video_output TI 医疗选择与解决方案指南,敬请访问:http://www.ti.com.cn/apps/cn/docs/appcategory.tsp?appId=270DCMP=TI-cn_Home_TrackingHQS=Other+OT+home_a_medical     
366 次阅读|0 个评论
触觉反馈技术:逼真震动体验的改革者
zwei_487811740 2012-5-26 21:32
作者 :Eric Siegel,德州仪器 (TI) 触摸屏控制器与触觉驱动器部产品销售工程师   关键词: 力反馈、触摸屏、触摸屏控制器、压电、压电触觉、线性共振传动器 (LRA) 、偏转质量 (ERM) 、线性共振传动器、偏转质量、震动模式、德州仪器、模拟、半导体   如果您使用触摸屏手机,那么您一定有机会感受到触觉反馈(Haptics)技术的魔力,它让游戏机、触摸屏设备和移动电子产品的用户体验上升到一个全新的水平。   人们为什么会给一种如此“酷”的功能性技术取一个如此怪异的名称呢?就字面而言,让我很是费解。“Haptics”这个词来自希腊语“ ?πτω ”,意思是“我盯着看,我触摸。”基本上,具备触觉功能的系统通过触觉震动来实现操作反馈。希腊人发明这个词以后使用的并不多,直到现代触觉技术广泛应用于各行各业中才赋予了它新的含义。航空领域首先应用了这种技术,它让飞行员能够在飞机发动机熄火时“感觉”到操纵杆的模拟震动。在老式飞机上,这种震动是真实出现的,但控制系统改进以后飞机会检测到这种震动,然后强制反馈给系统。   这几年,触觉系统已扩展到仿真和电子产品领域。一些让用户可以感受和感觉遥远(或者虚拟)环境中事物的设备,已经广泛应用于挖掘、建筑设计、教育甚至是远程医疗。在更加个人的层面上,触觉反馈技术可以让您在安静地观看电影的同时,被提醒还有会议要参加,或者被提醒收到了彩票中奖短信,而您的邻座对此全然不知。在游戏世界,由于您的控制器集成了嵌入式传动器并在游戏中编入了相应程序,因此当您的汽车将要驶出公路,或者您在《Halo grudge match》(Xbox 游戏)中受伤时,触觉反馈技术都会提醒您。   这种技术对您何其重要我们不再累述,让我们谈谈它的工作原理吧!基本上来说,在今天的市场上共有 2 种触觉传感技术:守旧派和新兴派。但是,这两派本质上都是基于马达的。每种拓扑结构都有其自己的优缺点和独特的功能。我们现在来深入研究每种拓扑。   偏转质量 (ERM)-- 守旧派 偏转质量是市场上最老也是最成熟的触觉反馈技术。回想您童年时代的所有具备震动功能的设备,这种震动大多是由 ERM 实现的。如 图 1 所示,ERM 包含有一个偏心旋转质量,它旋转时形成一个全方向的震动,震动传遍整个设备,例如,您的手机处于静音或者震动模式时便利用震动提醒您。   图 1 偏转质量 (ERM) 触觉传动器结构图   不幸的是,由于 ERM 的结构问题,形成复杂波形的能力有限。每个波的频率和振幅一起耦合至输入控制电压,让您仅能使用一个变量来产生不同的震动效果。一般而言,您仅能得到不同的脉冲或者速度组合,其与莫尔斯电码差不多。相比更新的技术,唤醒马达让其工作随后再停止的这种方法存在一定的局限性。当要求速度和响应时间时ERM便成为相对较慢的一种选择。但是,这种技术的优点是,由于它已存在相当长一段时间,是目前可以使用的几种高成本效益方案之一。   线性共振传动器 (LRA )-- 新兴派   新一代触觉反馈技术是线性共振传动器,它已得到许多新型手持设备厂商的广泛采用。LRA 基本上就是一个连接弹簧的磁铁,被一个线圈环绕,放置于一个盒形外壳内,如 图 2 所示。磁铁受到控制,以线性方式移动,最终达到共振频率。这种以共振频率工作的方式,让驱动器可以在更低功耗条件下运行,功耗比 ERM 平均低 30%;但是,会受限于这一频率。   LRA 驱动频率移至该共振频带以外时,效率和性能都会大大降低。这就成为一个需要解决的设计问题,因为弹簧常数会因损耗、温度波动或者其他环境因素变化而改变,比如LRA 器件是否被卡住等(如果没有,就不用担心性能问题了。) 图 2 线性共振传动器 (LRA) 触觉传动器   尽管在频率方面没有了灵活性,但是仍然可以对输入信号的振幅进行调整。发出该信号的作用是增加额外的自由度和独特的波形,而这些是使用 ERM无法达到的。关于响应时间,LRA 也要胜过 ERM,因为它们可以在一秒钟内输入多个字母的操作提供按键确认反馈,从而让其成为手机短信或者任何输入应用的理想选择。   我们已经介绍了触觉传动器的新旧两派,但仍然还有另一种传动器我们没有涉及。这种传动器并非为马达型,它拥有惊人的响应时间,很高的能效,并拥有比 ERM 和 LRA 都要小得多的体积。这款理想的新型器件被称为压电传动器。   压电传动器 准确地说,压电技术并非尖端技术,因为已经存在了几十年的时间,基本上都由一个软片(震动-电压转换器)组成。以前,此技术被用于许多能量采集应用和驱动扬声器中,但现在,它将带来最为复杂、精细的触觉反馈体验。全新的应用把这种成熟的技术引入了一个新的领域。标准压电传动器技术使用一个很薄的长条或者一个圆盘,让它们弯曲然后再反弹回去,通过在两端施加电压形成震动( 图 3 )。使用薄长条的一种方法是将压电长条端安装至触摸屏,然后再将长条的中心连接至设备壳。之后,把触摸屏装到一个外壳中,这样长条便可以“浮动”,从而让人们可以明显地感觉到屏幕的压电震动。这种体验被称作“局部触觉”。您仍然可以感觉到设备本身的某些震动,但大部分却来自于屏幕。如果不需要屏幕局部震动,则可以使用另一种被称为落入式 (drop-in) 模块的拓扑结构。它与压电传动器类似,但功能性更低一些:震动精密水平不如局部压电触觉高,但可以大大降低设计的复杂性。     图 3 压电触觉传动器通常使用一个薄长条或者平面圆盘,施加电压时形成震动   压电型触觉技术没有任何频率或者振幅限制,设计人员可以达到比使用 LRA 和 ERM 所达不到的波形。尽管您无法感受到按下机械按键时获得的精确触觉反馈,但利用压电型触觉技术以后会让两者之间的感受非常接近。在某个设计中嵌入多个压电模块后,可产生高精度的触觉反馈体验,它可以让触摸屏的局部而非全部区域产生震动。在电容式触摸驱动应用中,每个触摸点(手指)都可以感受到其独有的波响应,而非整个屏幕都震动。   压电型传动器的一个缺点是,大多数系统都要求约 100-200 伏峰值到峰值 (V p-p ) 电压来驱动整个器件。多层压电传动器可以将该系统电压降低至50 V p-p ,但这种多层压电传动器价格昂贵。 图 4 从速度和响应时间的角度描述了这种传动器的特点。ERM 和 LRA 的响应时间范围为 30 到 60 毫秒,而压电传动器的响应时间一般小于 2 毫秒!这种属性,让它们拥有比 ERM 和 LRA 高得多的功效。利用压电技术,您可以获得更高的速度,更快速地获得理想震动波形,更快地回到静止状态,并且消耗的能量也更少。   图 4 相比 ERM 和 LRA 技术,压电触觉技术拥有极短的启动时间   同这些传动器一样很“酷”的是,在种类繁多的器件中仅只有一种组件适合于传动器。这种传动器之所以“伟大”,离不开许多其他产品的支持。给传动器最大支持的一个组件便是物理驱动器。市场上有许多这种物理驱动器,但只有少数是专为压电传动器驱动而设计的。   TI 的 DRV8662 是一款具有集成增压转换器的 200-Vp-p 压电触觉驱动器。这种压电驱动器拥有 1.5ms 的快速启动时间,具备多种功能,可用于任何高端压电触觉系统设计。输入电压可以为单端或者差分,并可以使用 3.0-5.5V 电源。由于集成了电源开关和二极管,不再需要变压器。因此,在使用小型封装时,上述规格意味着您可以使用更小的电路板空间,总系统成本更低。压电触觉反馈技术是今天触感解决方案的游戏规则改变者,它可以帮助客户获得最逼真、最意想不到的用户体验。   如欲了解 TI 触觉反馈解决方案的更多详情,敬请访问下列链接: 查看DRV8662 压电触觉驱动器更多详情,敬请访问: www.ti.com.cn/product/cn/drv8662 查看TI触觉反馈技术专家解释此技术的视频,解答应用中可能产生的问题:,敬请访问: http://www.ti.com/drv8662video-ca 获得设计技术支持,向TI专家提问,敬请访问: www.deyisupport.com        
357 次阅读|0 个评论
新年里的乐事
热度 11 bjshion_407728712 2012-5-10 08:57
      新年伊始,由美国两家模拟类半导体巨头TI公司和ADI公司共同友情援助,于中国德州成立了旨在以在中国推广模拟半导体器件应用和高端涉及模拟类仪器应用设计为主的的德州模拟器件仪器公司(简称TADI)。这为正在退化的中国模拟应用设计带来了希望,新公司结合ADI蓝色和TI红色,图标以紫色调为主。   展望2011,新的TADI将发挥特长,公司主营业务将以高端涉及模拟电子类的仪器和传感器业务为主,兼营扒鸡。   新公司由业内出名"水级"工程师ni_labview出任总经理,全面负责研发生产销售,公司秉承合作共赢的经营理念广交天下武林豪杰。 声明:本故事纯属虚构,如有雷同,不慎荣幸。  
2505 次阅读|11 个评论
2657A为功率半导体行业提供了什么?
lihui_cui_930838582 2012-3-23 11:39
吉时利2657A高功率(高电压)数字源表,专为高电压、快速响应以及电压和电流精密测量的优化组合,针对范围应用为 半导体 设计工程师和制造商(晶圆厂),从事功率半导体器件和材料研究的人员,以及开发精密电子(特别是军事/航空、汽车、医疗)的工程师。   轻松采集其它测试方案不能获得的重要参数 180W连续功率,180W脉冲功率 15ms的3kV脉冲,2ms的500V脉冲 4象限设计   高速模数转换器支持电压和电流的完全同步特性分析 可扩缩、灵活、高速的 TSP ® /TSP-Link ® 架构 TSP-Link提供的虚拟背板简化了系统扩展 通道同步=500ns,内建 触发控制器 完全隔离的独立通道支持真SMU-per-pin测试   *了解吉时利或测试测量应用方案 更多信息,可登录 吉时利中国网站http://www.keithley.com.cn/ 吉时利微博 http://weibo.com/keithley     2005年吉时利引进行业最快、最小且成本最节约、适合于多通道应用的源测量仪器2600系列http://www.keithley.com.cn/bak_news/prod030105a 2361型触发控制器(适用于系统93)http://www.keithley.com.cn/products/accessories/triggeracc/?mn=2361 吉时利知识库http://www.keithley.com.cn/knowledgecenter
313 次阅读|0 个评论
吉时利如何诠释“功率半导体”最佳partner
lihui_cui_930838582 2012-3-22 13:02
中国功率半导体产业迎来发展良机发展新能源、促进节能减排已成为中国经济实现产业转型和快速发展的必然选择。新能源、节能减排的发展与半导体技术和半导体功率器件关联紧密。 吉时利 也及时更新针对功率半导体行业的 测试测量 系列产品的开发应用,及供制造商选用的高功率方案:   对功率半导体器件 保持强劲需求 对更高能效的需求(更有效的发电、传输、消耗) 器件工作在更高的电平、电流、功率和频率上   功率半导体占据了分立器件增长最大、最快的部分     高功率半导体 的最终应用 在2~3倍额定电压或工作电压上进行击穿 测试 和 漏电测试   对基于 SiC 和 GaN 器件的需求日益增长 优势: 约为Si功率密度的10倍 小于类似硅器件尺寸的1/2 改善高温性能,减小或消除对热沉的需求 频率越高使开关损耗越小 新的测量 挑战: 漏电降低一个数量级 漏源导通电阻(Rds-on)降低一个数量级   可供制造商选用的高功率方案种类 ?   *了解吉时利或测试测量应用方案更多信息,可登录 吉时利中国网站http://www.keithley.com.cn/ 吉时利微博 http://weibo.com/keithley 吉时利知识库http://www.keithley.com.cn/knowledgecenter 2651A型高功率数字源表http://www.keithley.com.cn/news/prod110414 专业仪器和系统http://www.keithley.com.cn/products/dcac/specialtysystems 2657A高电压数字源表http://blog.sina.com.cn/s/blog_7e45d6750100zv98.html
306 次阅读|0 个评论
交流特性分析——需要考虑开关卡的通路隔离和带宽指标
lihui_cui_930838582 2012-2-20 21:16
瞬态和交流特性分析在半导体行业中非常重要,分析这些特性可用来开发合适的电子模块和了解器件的状态转换。   为了简化电容-电压(C-V)测量,需注意通路隔离指标的电容部分,并选择具有低杂散电容的开关。不过,大多数C-V测量仪(比如 吉时利4210-CVU )都有偏置校正例程,该例程可以抵消测量所产生的杂散电容值。要获得最好的测量精度,可能必须补偿通过开关的每一个可能的C-V测量通路。   开关卡的带宽必须支持系统中的C-V测量的最高测量频率。使用带宽较低的开关卡会降低从LCZ表中源出的交流电压,从而产生不正确的结果。由于带宽一般是在信号减弱3dB的频率下指定的,因此最好选择高于测试频率的带宽。   开关卡带宽 对于 脉冲器件 的特性分析也至关重要。 如以下公式所示,带宽可能与上升时间有关:   如果开关卡的频率为10MHz,这就意味着上升时间为0ns的理想脉冲将会在开关的输出端衰减为上升时间为35ns的脉冲。开关矩阵输出端的总脉冲上升时间为输入信号、电缆和开关系统上升时间的平方根总和。因此,要最大限度地减少脉冲衰减,一个很好的经验法则就是选择一个上升时间比信号上升时间快三到五倍的开关。比如,如果相关信号的上升时间为1ms,那么开关的上升时间应为240–300ns或者更短,以确保最大限度地减少脉冲的衰减。   高频应用最好采用带宽为200MHz的 吉时利 7173-50 型高频矩阵卡 。采用该卡时,上升时间不到2ns,这使其成为切换脉冲信号的绝佳方案。其同轴连接可以实现与许多脉冲发生器和LCZ表的快速简单连接。   吉时利 7174A 型矩阵卡 的带宽和通路电容指标使这种卡非常适合用于C-V测量和低频脉冲I-V测量。其通路隔离电容约为1pF,带宽为30MHz,适合用于大多数C-V测量仪。该开关的上升时间不到20ns,这使其非常适合传送上升时间约为60ns或更长的脉冲信号。   除了两个低电流行之外,吉时利 7072 和 7072-HV 型矩阵卡 还有两个针对C-V测量进行优化的行。这两行都具有5MHz的带宽。此外,每列的继电器将C-V行与矩阵卡的其它行进行了隔离,因此获得了0.6pF的杂散电容。   将脉冲发生器或LCZ表的同轴连接转换成开关卡上的三轴连接时,需注意选择适当的适配器,以保护信号完整性。同轴屏蔽线应围绕非常靠近器件的一个点的信号线进行布置。将 脉冲 发生器或 LCZ 表 的所有电缆的屏蔽连接(或短接)在一起,并且尽可能靠近器件。需要注意的是,开关卡上的所有三轴连接器的外部屏蔽一般都连接在一起,并且接地。因此,三轴连接器的外壳并不能作为交流测量的合适回程通路。采用 吉时利 7078-TRX-BNC 型适配器 等三同轴适配器可以将中心导线和内部屏蔽引至同轴连接器(如图1所示)。   图1:具有三轴连接的开关矩阵卡将所有三轴连接的外部屏蔽都短接至地。对于交流测量,可选择适配器将同轴连接转换成三轴连接,以便保持测量质量。采用LCZ表进行的双终端C-V测量如图所示。     想了解吉时利最新的大型707B型和708B型开关主机更多信息请点击http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys/Lowcurrentswitchmatrix 或关注吉时利微博http://weibo.com/keithley与专家互动   4210-CVU http://www.keithley.com.cn/products/accessories/adaptercable/?mn=4210-CVU 7173-50型高频矩阵卡http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys/Semimatrixcards/?mn=7173-50 7174A型矩阵卡http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys/Semimatrixcards/?mn=7174A 7072-HV型矩阵卡http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys/Semimatrixcards/?mn=7072-HV 7078-TRX-BNC型适配器 http://www.keithley.com.cn/products/accessories/connadaptools/?mn=7078-TRX-BNC
310 次阅读|0 个评论
如何设计一款半导体开关系统,从而最大限度地利用开关主机功能?
lihui_cui_930838582 2012-2-16 09:28
半导体特性分析实验室、技术开发实验室、 建模 实验室和可靠性实验室经常需要各种不同的源测量仪器,并且需要连接至多个装置。 开关系统 可以确保测试条件和测量具有极高的可靠性。如图1所示,器件引脚与仪器之间的各种连接的可能性使得矩阵成为一种合适的开关配置。   图1:典型的半导体开关系统。   如今的半导体器件都有更加严格的要求,它们往往需要更加理想的器件行为,比如,需要器件在关断时漏电更少。 器件漏电流 发生小幅变化往往是出现制造缺陷和可靠性问题的征兆。这些器件要求往往会形成开关系统要求。   虽然大多数半导体应用都需要灵敏度,但是也并非每个测量都需要。低电流测量需要较长的稳定时间,但是将该时间负担强加到所有的器件可能会造成麻烦。这对于过程控制监控应用来讲特别重要,在这种应用中,必须快速完成测试,以便微调制造工艺,最大限度地减少产品浪费。   吉时利公司为全球半导体厂商提供开关解决方案已有几十年的经验。吉时利最新的大型 707B 型 和 708B 型开关主机 延续了这一传统,这两款开关主机具有新型数字用户界面设计,可提供较高的开关速度,更加简单易用,并且不会干扰开关矩阵卡的低电流灵敏度。 想了解吉时利最新的大型707B型和708B型开关主机更多信息请点击http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys/Lowcurrentswitchmatrix 或关注吉时利微博http://weibo.com/keithley与专家互动 建模http://www.keithley.com.cn/products/localizedproducts/semiconductor/4200scs 半导体开关系统http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys 漏电流如何应对?http://www.keithley.com.cn/llm/a/13.html 707B型开关主机http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys/Lowcurrentswitchmatrix/?mn=707B 708B型开关主机http://www.keithley.com.cn/products/semiconductor/semiswitchsys/Lowcurrentswitchmatrix/?mn=708B 
396 次阅读|0 个评论
三星在我国设厂的背后
zhao_vincent_387644534 2012-1-6 22:26
随着我国智能手机与平板电脑日渐盛行,三星计划在我国将投资40亿美元建设NAND闪存芯片,以抢夺我国即将爆发的内存需求。 根据市场研究机构Strategy Analytics的报告显示,我国已经在2011年第三季时正式超越美国成为全球最大的智能手机市场。 目前在我国售价仅为199美元甚至99美元的平板电脑已经开始销售,也将刺激闪存的需求。 目前三星电子只有在韩国以外的美国奥斯汀设立一座半导体工厂,在我国兴建的这座工厂将是其第二座海外工厂。根据三星规划,这座NAND型闪存制造厂预计将于2012年开始兴建,而于2013年进入量产阶段,而且到时候将采用20奈米的制程技术进行生产。 三星透露,三星并不担心半导体技术外露的问题,因为到了2013年时,韩国本土的半导体工厂将进入更为先进的制程技术。到时候,这座NAND型闪存工厂将能够满足我国内存的需求,而韩国的NAND型闪存工厂将扮演其他更为重要的角色。 三星计划在中国设立的芯片制造工厂的举动突显了资本密集型的NAND闪存芯片产业的竞争日益激烈的性质。更便宜的制造成本,以及中国政府鼓励在该领域的外商投资的诱惑,使得很多公司在中国建立工厂。例如:三星的对手海力士半导体公司早在2006年就已经在我国江苏无锡设立一座内存工厂。世界上最大的半导体制造商英特尔于2007年在我国大连成立一座生产工厂,投资金额为25亿美元,2010年已经投产。德州仪器在成都收购了原成芯半导体的一座8吋厂,生产模拟器件。 相信这项投资将激起其他竞争者的重新进入中国的浪潮,中国半导体将迎来更大的发展。 
758 次阅读|0 个评论
2011年半导体市场:冷中有升
zhao_vincent_387644534 2012-1-6 22:25
2011年对半导体市场和整个电子产品市场可谓灾难连连:311日本地震、美国举债上限危机、泰国水灾和欧洲债务危机接连来袭。可是凭借智能手机和平板电脑的推动,市场还是取得了微增长。下的的数据可以佐证: 1、根据SIA数据,2011年1-11月份全球半导体市场销售额已经达到2750亿美元,有可能突破3000亿美元大关。从500亿美元增长到1000亿美元用了4年时间,从1000亿增长到2000亿美元用了6年时间,从2000亿增长到3000亿美元花了10年的时间。相比2010年,亚太区(包括中国、台湾、韩国、新加坡等)实现了高达了30%的增长,带动了全球半导体市场的专长,欧洲还略有下降。 2、英特尔营收在2010年突破400亿美元后,2011年更是突破500亿美元的门槛,年增达12%,市场占有率高达17%。 3、中国半导体设计产业也是一片大好,增幅高达20%以上。
727 次阅读|0 个评论
Trident呜呼,成就双M
zhao_vincent_387644534 2012-1-6 22:20
新年伊始,5日传出数字电视芯片供应商泰鼎微系统(Trident)公司申请破产保护的新闻。昨天博主刚写道,2011年全球半导体行业重大新闻之八:数字电视场仿佛火爆,电视芯片商黯然离场。 泰鼎1987年在美国硅谷创立,是世界著名的多媒体芯片设计公司,其股票于1992年在美国纳斯达克上市(NASDAQ:TRID)。Trident致力于研发及推广数字电视和数字多媒体的SoC解决方案,产品覆盖高清逐行CRTTV,LCDTV,PDPTV,ProjectionTV,AVNotebookPC以及HDTV系统。2009年泰鼎将并购恩智浦旗下机顶盒(STB)及电视芯片产品线及IP,形成高中低产品线,一度是全球电视芯片龙头,市占率高达56%。 但是近年来面临台湾双M(晨星、联发科)的夹击,市占率不断流失,在市场激烈竞争下,泰鼎微近几季财报均陷入亏损窘境,因此2011年9月宣布全球裁员22%。 据相关人士介绍,数字电视芯片市场价格成本竞争之外,亦因为智能电视、联网电视而朝向整合型芯片市场趋势发展,不但得拥有电视影音讯号处理能力,还得加上通讯传输以及不同的地区有不同规格的卫星传输、地面广播等讯号处理,其复杂程度,加计未来得内建数字机上盒,整合力正考验着人力成本偏高的欧美IC设计公司。 欧美不擅长的,正是华人擅长的。台湾前三大IC公司都进入了数字电视芯片领域,且都成绩斐然。从模拟电视芯片起家的晨星半导体MSTAR,以及影音通讯整合力极强的联发科技MTK,加上从面板驱动IC起家的联咏科技,都具备机位机上盒能力和人脉,在长年技术累积下,成本优势便突显出来,因此2011年台湾前三大IC公司在全球电视芯片市占率接近9成,晨星半导体超过50%,稳居龙头地位;联发科电视芯片市占率约20-25%,联咏科技也取得了近一成的市占率,而反观泰鼎(Trident)也只取得一成的市占率。
770 次阅读|0 个评论
2011年全球半导体收购案例
zhao_vincent_387644534 2012-1-6 22:19
2011年的半导体产业并购不断,笔者收集整理了一些: 华虹NEC与宏力半导体合并成立华虹半导体公司。 TI收购美国国家半导体NSC。 英特尔收购了以色列wimax/gsm调制解调器芯片厂商comsys移动通信与信号处理公司和INFINEON无线通讯部。 XILINX收购 Sarance技术公司、Modelware公司、Omiino、AutoESL设计科技有限公司。 CSR公司收购Zoran。 ANSYS收购模拟软件提供商Apache Design Solutions。Cadence收购新一代系统级芯片优化与数字实现转型的先锋企业Azuro公司。 Rambus收购开发和授权芯片安全业务Cyptography Research(CRI)。 Silicon Image Inc.收购60GHz CMOS芯片厂商SiBEAM和Anchor Bay技术公司的生产线和知识产权。 泰克公司收购Veridae Systems公司。 ADI收购信息处理提供商Lyric半导体。 Broadcom收购RFID和NFC(短距离通信)电路暨知识产权领先厂商Innovision Research Technology、SC Square Ltd.、微波传输技术提供商Provigent。 ON SEMI收购Cypress的CMOS图像传感器业务部。 Fairchild收购TranSiC公司试水碳化硅领域。 NVIDIA收购ICERA。ISSI收购厦门锡恩微电子公司。 联发科收购台湾WLAN芯片供货商雷凌科技(Ralink)。 NXP收购Sharp的BlueStreak微控制器(MCU)产品。 高通收购GestureTek人体姿势识别技术特定资产、Rapid Bridge和Atheros。 三星收购美国MRAM(磁阻随机存取存储器)厂商Grandis。 Skyworks收购模拟芯片供应商研诺逻辑(AATI)和RF前端解决方案供应商SiGe。 Teledyne收购Dalsa。
1164 次阅读|0 个评论
2011年全球半导体行业重大新闻
zhao_vincent_387644534 2012-1-6 22:18
2011年全球半导体行业重大新闻之一:日本311地震   对世界半导体市场的影响好过预期,日本半导体业界在灾难后加快调整区域产业布局,进而带来了积极影响,今年全球半导体销售额将微增长,并超越3000亿美元。 2011年全球半导体行业重大新闻之二:台积电公布450mm晶圆产品计划  这是继Intel之后第二个发布450mm晶圆计划的厂商。台积电将在Fab12工厂的第四期厂房中安装450mm晶圆试产生产线,量产生产线则会设在台中Fab15厂的第5期厂房中,总投资共100亿美元。 2011年全球半导体行业重大新闻之三:德州仪器收购美国国家半导体    两家同样有着辉煌的模拟公司合并,将对全球模拟市场和技术发展产生何种深远的影响 2011年全球半导体行业重大新闻之四:Intel 3D结构实现晶体管革命性突破   将开始改变摩尔定律的进程,如何在缩小尺寸、提高性能并降低成本的同时降低功耗,是摩尔定律的极限。3D三栅极晶体管技术的量产,将使得半导体芯片设计和制程工艺发生革命性的转变,低电压和低电量的好处,将远远超过制程升级所得到的好处。 2011年全球半导体行业重大新闻之五:三星选定展讯作为TD-SCDMA智能手机的基带芯片供应商,中国3G手机基带和射频芯片首次进入全球一线大厂顶级产品的单中,这是中国半导体产业的一次重大进步。 2011年全球半导体行业重大新闻之六:华虹NEC与宏力半导体合并成立华虹半导体   谈判数年终成正果,将对中国半导体的发展带来不可量的影响。现在我关心的是:华虹半导体何时与中芯国际合并? 2011年全球半导体行业重大新闻之七:晶圆代工市场,三星和Global Foundries围猎台积电   太极虎三星宣布扩产晶圆代工,将在2012年大幅提高晶圆代工的业务投资,从2011年的38亿美元,增加至2012年的70亿美元,目标只有一个,就是赶上台积电;美洲虎格罗方德Global Foundries近期打算收购力晶的厂房,进一步提高产能,目标也一样,追赶台积电。 2011年全球半导体行业重大新闻之八:数字电视场仿佛火爆,电视芯片商黯然离场     博通关闭了位于多伦多、中国及宾夕法尼亚的数字电视业务,英特尔宣布放弃数字电视业务,收购卓然的CSR也布放弃卓然的数字电视业务,唯一留守的Trident,尽管收购了Micronas和恩智浦数字电视业务,但在过去的十八个月中市占率迅速下滑。真正受益的是台湾的双M-联发科和晨星。 2011年全球半导体行业重大新闻之九:中国平板芯火爆   自2010年苹果发表iPad后,两年过去了,全球掀起的平板风越来越强劲,在过去的2011年里,黑霉、三星、华硕、惠普等全球各国际大厂纷纷投入平板计算机市场。中国厂商自然不会错过这一商机,据统计,中国目前已有超过百家品牌业者和超过五百家白牌业者投入平板计算机市场,推出各种平板产品。中国的IC设计公司更是拿出全身解数,推出各类嵌入式处理器要与国际巨头一争市场。威盛、瑞芯微、新岸线、盈方微、全志、君正、晶晨半导体、中星微、宇芯全力出击,力抗nVidia、Qualcomm和Freescale。 2011年全球半导体行业重大新闻之十:MEMS器件发力   2010年苹果在iphone4上率先采用了MEMS陀螺仪,标志着MEMS陀螺仪正式进入了手机这一全球最大消费应用市场。在过去的2011年里,ADI、STM、FREESCALE等纷纷推出MEMS新品。 补充:Trident已经于5日宣布申请破产保护。博主还有后文介绍。
833 次阅读|0 个评论
印刷电路板冷却技术与IC封装策略
lzou_748791534 2011-11-30 10:12
关键词: PCB、冷却、散热、PowerPAD、模拟、半导体、电源管理、德州仪器、TI   作者: Sandra Horton,德州仪器 (TI) 封装工程师   摘要   表面贴装 IC 封装依靠印刷电路板 (PCB) 来散热。一般而言,PCB 是高功耗半导体器件的主要冷却方法。一款好的 PCB 散热设计影响巨大,它可以让系统良好运行,也可以埋下发生热事故的隐患。谨慎处理 PCB 布局、板结构和器件贴装有助于提高中高功耗应用的散热性能。   引言 半导体制造公司很难控制使用其器件的系统。但是,安装 IC 的系统对于整体器件性能而言至关重要。对于定制 IC 器件来说,系统设计人员通常会与制造厂商一起密切合作,以确保系统满足高功耗器件的众多散热要求。这种早期的相互协作可以保证 IC 达到电气标准和性能标准,同时保证在客户的散热系统内正常运行。许多大型半导体公司以标准件来出售器件,制造厂商与终端应用之间并没有接触。这种情况下,我们只能使用一些通用指导原则,来帮助实现一款较好的 IC 和系统无源散热解决方案。   普通半导体封装类型为裸焊盘或者 PowerPAD TM 式封装。在这些封装中,芯片被贴装在一个被称作芯片焊盘的金属片上。这种芯片焊盘在芯片加工过程中对芯片起支撑作用,同时也是器件散热的良好热通路。当封装的裸焊盘被焊接到 PCB 后,热量能够迅速地从封装中散发出来,然后进入到 PCB 中。之后,通过各 PCB 层将热散发出去,进入到周围的空气中。裸焊盘式封装一般可以传导约 80% 的热量,这些热通过封装底部进入到 PCB。剩余 20% 的热通过器件导线和封装各个面散发出去。只有不到 1% 的热量通过封装顶部散发。就这些裸焊盘式封装而言,良好的 PCB 散热设计对于确保一定的器件性能至关重要。     图 1 PowerPAD 设计   可以提高热性能的 PCB 设计第一个方面便是 PCB 器件布局。只要是有可能,PCB 上的高功耗组件都应彼此隔开。这种高功耗组件之间的物理间隔,可让每个高功耗组件周围的 PCB 面积最大化,从而有助于实现更好的热传导。应注意将 PCB 上的温度敏感型组件与高功耗组件隔离开。在任何可能的情况下,高功耗组件的安装位置都应远离 PCB 拐角。更为中间的 PCB 位置,可以最大化高功耗组件周围的板面积,从而帮助散热。 图 2 显示了两个完全相同的半导体器件:组件 A 和 B。组件A 位于 PCB 的拐角处,有一个比组件 B 高 5% 的芯片结温,因为组件 B 的位置更靠中间一些。由于用于散热的组件周围板面积更小,因此组件 A 的拐角位置的散热受到限制。     图 2 组件布局对热性能的影响。PCB 拐角组件的芯片温度比中间组件更高。   第二个方面是PCB的结构,其对 PCB 设计热性能最具决定性影响的一个方面。一般原则是:PCB 的铜越多,系统组件的热性能也就越高。半导体器件的理想散热情况是芯片贴装在一大块液冷铜上。对大多数应用而言,这种贴装方法并不切实际,因此我们只能对 PCB 进行其他一些改动来提高散热性能。对于今天的大多数应用而言,系统总体积不断缩小,对散热性能产生了不利的影响。更大的 PCB,其可用于热传导的面积也就越大,同时也拥有更大灵活性,可在各高功耗组件之间留有足够的空间。   在任何可能的情况下,都要最大化 PCB 铜接地层的数量和厚度。接地层铜的重量一般较大,它是整个 PCB 散热的极好热通路。对于各层的安排布线,也会增加用于热传导的铜的总比重。但是,这种布线通常是电热隔离进行的,从而限制其作为潜在散热层的作用。对器件接地层的布线,应在电方面尽可能地与许多接地层一样,这样便可帮助最大化热传导。位于半导体器件下方 PCB 上的散热通孔,帮助热量进入到 PCB 的各隐埋层,并传导至电路板的背部。   对提高散热性能来说,PCB 的顶层和底层是“黄金地段”。使用更宽的导线,在远离高功耗器件的地方布线,可以为散热提供热通路。专用导热板是 PCB 散热的一种极好方法。导热板一般位于 PCB 的顶部或者背部,并通过直接铜连接或者热通孔,热连接至器件。内联封装的情况下(仅两侧有引线的封装),这种导热板可以位于 PCB 的顶部,形状像一根“狗骨头”(中间与封装一样窄小,远离封装的地方连接铜面积较大,中间小两端大)。四侧封装的情况下(四侧都有引线),导热板必须位于 PCB 背部或者进入 PCB 内。     图 3 双列直插式封装的“狗骨头”形方法举例   增加导热板尺寸是提高PowerPAD式封装热性能的一种极好方法。不同的导热板尺寸对热性能有极大的影响。以表格形式提供的产品数据表单一般会列举出这些尺寸信息。但是,要对定制 PCB 增加的铜所产生影响进行量化,是一件很困难的事情。利用一些在线计算器,用户可以选择某个器件,然后改变铜垫尺寸的大小,便可以估算出其对非JEDEC PCB散热性能的影响。这些计算工具,突出表明了 PCB 设计对散热性能的影响程度。对四侧封装而言,顶部焊盘的面积刚好小于器件的裸焊盘面积,在此情况下,隐埋或者背部层是实现更好冷却的首先方法。对于双列直插式封装来说,我们可以使用“狗骨头”式焊盘样式来散热。   最后,更大 PCB 的系统也可以用于冷却。螺丝散热连接至导热板和接地层的情况下,用于安装 PCB 的一些螺丝也可以成为通向系统底座的有效热通路。考虑到导热效果和成本,螺丝数量应为达到收益递减点的最大值。在连接至导热板以后,金属 PCB 加强板拥有更多的冷却面积。对于一些 PCB 罩有外壳的应用来说,型控焊补材料拥有比风冷外壳更高的热性能。诸如风扇和散热片等冷却解决方案,也是系统冷却的常用方法,但其通常会要求更多的空间,或者需要修改设计来优化冷却效果。   要想设计出一个具有较高热性能的系统,光是选择一种好的IC 器件和封闭解决方案还远远不够。IC 的散热性能调度依赖于 PCB,以及让 IC 器件快速冷却的散热系统的能力大小。利用上述无源冷却方法,可以极大地提高系统的散热性能。   参考文献   如欲了解散热封装的更多详情,请下载下列文档: 1、PowerPad 应用手册,请点击: www.ti.com/powerpad_slma002d-ca 。 2、PCB 散热计算器:Web 应用: www.ti.com/pcbthermalcalc-ca 。   3、PCB 散热计算器:桌面应用: www.ti.com/pcbthermalcalcdt-ca 。   作者简介   Sandra Horton 现就职于 TI 模拟封装产品部,是散热建模的主要成员。自 2007 年以来他一直担任 TI Thermal Council 副主席。她主要负责客户支持和开发建模,其中包括车载产品。Sandra 毕业于得克萨斯 AM 大学 (Texas AM University),获 机械工程学学士。如欲联系作者,请发送邮件至 ti_sandrahorton@list.ti.com 。   商标: PowerPAD 为 TI 商标。所有其他商标均为其各自所有者的财产。 TM  
793 次阅读|0 个评论
广告