MEMS-Oszillatoren – Alles im Takt

Siliziumbasierende MEMS-Oszillatoren und -Resonatoren sind Bauelemente, die sich hervorragend für Automotive-Applikationen eignen. Ein Blick auf die physikalischen Eigenschaften von Silizium zeigt, dass es sich um einen mechanisch hoch-stabilen und besonders reinen Werkstoff handelt, der auch bei sehr hohen Temperaturen äußerst stabil und unempfindlich ist.

Siliziumbasierende MEMS-Oszillatoren und -Resonatoren sind Bauelemente, die sich hervorragend für Automotive-Applikationen eignen. Ein Blick auf die physikalischen Eigenschaften von Silizium zeigt, dass es sich um einen mechanisch hoch-stabilen und besonders reinen Werkstoff handelt, der auch bei sehr hohen Temperaturen äußerst stabil und unempfindlich ist.

Der Firma SiTime (www.sitime.com) ist es gelungen, die Eigenschaften von Si zu nutzen, um Resonatoren auf Silizium-Basis zu entwickeln, die deutliche Vorteile gegenüber Quarz-Oszillatoren in anspruchsvollen Automotive-Anwendungen aufweisen. Diese Resonatoren haben lediglich einen Baugröße von 0,8 mm x 0,6 mm x 0,15 mm und werden als „Bare Dies“ angeboten. Sie lassen sich in jede beliebige IC-typische Gehäuseform packen und eignen sich für die Integration in Multi-Chip-Module. SiTime bietet Oszillatoren aus MEMS-Resonatoren mit programmierbarer PLL in allen gängigen SMD-Quarz-Gehäusen von 2,0 mm x 2,5 mm bis 7 mm x 5 mm an.

SiT8002

2 Tage

10 Tage

30 Tage

-40oC-0,10ppm-0,02ppm+0,32ppm
 85oC-0,05ppm-0,28ppm-0,31ppm
125oC-0,25ppm-0,03ppm+0,16ppm
150oC-0,54ppm-1,68ppm-2,44ppm
Tabelle 1. Durchschnittliche Alterung von 30 Oszillatoren über einen Zeitraum von 30 Tagen bei unterschiedlichen Temperaturen.

Keine Ausfälle durch Materialermüdung

Test-Tempe-raturSiT8002Quarz-Oszillator, Hersteller AQuarz-Oszillator, Hersteller B
85oC±20ppm±20ppm±20ppm
100oC±25ppm±40ppm±70ppm
125oC±35ppm±150ppm±250ppm
Tabelle 2. Frequenz-Toleranz eines MEMS-Oszillators im Vergleich zu Quarz-Oszillatoren verschiedener Hersteller in Abhängigkeit von der Temperatur.