采用soi技术的can收发器实现emc优化重大突破

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1、采用SOI技术的CAN收发器实现EMC优化重大突破

2、第1内容加载中...网络电子系统在汽车和工业应用中日益得到广泛部署，飞利浦采用独特的新型绝缘体上硅芯片(SOI)技术推出的控制域网络(CAN)接收器，具有卓越的EMC性能，既可提高可靠性又能有效地降低系统成本。本文将介绍飞利浦半导体公司的SOI技术及其在实现CAN收发器EMC优化方面的重大突破。基于对更高安全性,例如防抱死(ABS)系统和气囊；更佳的操作性能，例如引擎控制和自动换档；以及更高的舒适度(如采用自动空调和座椅调节)需求的增长，汽车中集成了更多的电子控制器件，而且这一趋势愈演愈烈。在各种工业应用中，电子控制电路的复杂性也提出

3、了日益严格的要求，这使得EMC这种一个电子设备的运行对另一个设备功能的影响变得至关重要。500)this.style.ouseg(this)">图1：SOI晶圆的横截面。EMC性能欠佳会导致干扰，严重的话将影响设备的正常运行。例如，对汽车而言，如果运行开窗机械装置产生干扰，将会影响无线电的接收，对购买者而言这无疑是恼人的质量问题。而如果开窗/关窗对安全气囊系统或ABS系统有不利影响，肯定会被视为一种严重的安全隐患。因此，时至今日，诸如屏蔽电缆和附加电抗线圈之类昂贵的保护措施仍显得很有必要。如今，越来越多的厂商通过CAN数据总线将电子控制设备集成到汽车及其他领域。该总线的EMC性能通常由

4、网络节点和传输媒介间接口所采用的CAN收发器IC决定。现在，采用创新的“A-BCD”SOI技术，飞利浦推出了EMC性能得到极大改善的CAN收发器模块。飞利浦引领SOI智能功率BCD技术潮流，目前在该领域已推出超过5亿个产品，大多面向汽车应用。“A-BCD”技术在一颗芯片上集成了双极、CMOS和高压DMOS晶体管，能够实现复杂混合信号SoC设计。“SOI”是“绝缘体上硅芯片”的缩略语，充分表达了该半导体工艺的独特性能：与传统技术不同，这种工艺是在硅基板和实际有效硅层之间放一个厚度为1微米的氧化物埋层(如图1所示)，利用氧化物埋层可以完全隔离芯片上所有的元器件。SOI保证EMC性能的优化隔

5、离所有的元器件能极大地降低寄生电容。因此，与传统工艺相比，SOI技术可以更简便地实现芯片设计。这是由于传统工艺的寄生效应只能通过建模来预测，而且实现难度大，因而不得不采用耗时的、反复的实验工艺。最为重要的是，这是有史以来的第一次，采用SOI工艺，IC设计者可以同时独立地优化收发器的抗干扰性及辐射性能，从而开辟了新天地。比较而言，传统工艺的设计限制意味着在辐射优化和抗干扰优化之间必需要进行妥协。而采用SOI技术，这种双重妥协就会成为历史。500)this.style.ouseg(this)">图2：容错低速CAN收发器TJA1054(SOI)和TJA1053的辐射对比。图2是采用飞利浦S

6、OI工艺的TJA1054容错CAN收发器与采用传统BCD工艺制造的前代TJA1053的辐射对比。在抗干扰的同时，辐射平均减少了20dB以上。这在EMC性能方面堪称“石破天惊”的改变，即使在复杂的网络架构中也无需屏蔽电缆，因而有效地节约了成本。飞利浦通过其TJA1050成功验证了SOI工艺在高速CAN收发器中的可用性。与采用传统技术生产的PCA82C250产品相比，极大地降低了辐射，甚至可能同时大幅提高抗干扰性。TJA1040、TJA1041和TJA1041A进一步扩展了采用SOI技术的高速CAN系列产品，提供低功率模式和附加特性。基于网络架构，SOI工艺第一次实现了避免使用至今仍广泛采

7、用的电抗线圈。这就节约了元器件成本，简化了电路板装配，并提高了控制电子元器件的机械负载能力。SOI和A-BCD3技术前景无限除了卓越的EMC性能和简便设计外，SOI工艺还拥有诸多其他的显著优势。例如，较之传统的结点绝缘工艺，其封装密度可降低20%到30%，因而缩小了芯片的表面积。此外，掩膜数量的减少能简化工艺，缩短上市时间，降低成本。此外，SOI工艺能提供固有的、强劲的抗电压脉冲性能，而且Rds(on)值可降低20%左右，因此能将功率元器件和小信号模拟及密集的CMOS有源器件直接集成在单个硅芯片上。最后，隔离氧化物埋层能减少泄漏电流，可在高于150°C的温度下工作。在某种意义上，SOI

8、工艺是集成总线收发器、电源和逻辑的理想选择，这种技术将日益得到广泛部署，例如在汽车的局域互联网络(LIN)子总线的从动节点以及故障安全系统基础芯片等领域。为了支持下一代SoC应用，飞利浦目前正在力推其第三代A-BCD3SOI技术。这种通用0.6微米SOIBCD技术包含单个多晶硅栅层及3个金属层，具有120V电压处理能力，完全适用于下一代42V电池供电系统。器件被做在位于一个1微米氧化物埋层上的厚度为1.5微米的硅器件层上，其间用氧化物和多晶硅填