Silizium-Resonatoren verfügen bei Zeitmessungsanwendungen über entscheidende Vorteile im Vergleich zu Quarzkristallen. Sie sind nicht nur dünner und schmaler als Quarze, sondern sind robuster, programmierbar und bieten selbst bei Alterung bessere Kennzahlen. Darüber hinaus profitieren sie von Kostenvorteilen in der CMOS-Halbleiterherstellung und können ohne externe Komponenten in eine monolithische Struktur integriert warden.
Silizium-Resonatoren sind jedoch hochgradig temperaturabhängig. Um dieses Defizit zu beseitigen, kommen verschiedene Methoden zur Anwendung, was sie jedoch tendenziell komplexer macht oder zu erhöhtem Stromverbrauch führt; z.B. beim Einsatz elektronischer, temperaturabhängiger Phasenregelschleifen (PLL) mit rationalem Teilerverhältnis.
Forscher am CSEM haben vor kurzem ein generisches Niedrigstrom-Wärmekompensations-Konzept entwickelt, welches in Verwendung mit einem piezoelektrischen AIN-gesteuerten Niedrigfrequenz-Silizium-Resonator sowohl zur Implementierung einer Echtzeituhr verwendet werden oder auch als Referenz für eine MEMS-basierte Frequenzgenerator-Architektur dienen kann. Dadurch gehören zusätzliche unhandliche Referenzelemente der Vergangenheit an. Diese Echtzeituhr erreicht eine Frequenzgenauigkeit von ±5ppm zwischen 0-50°C bei einer Stromaufnahme von nur 3uA. Im Vergleich zu handelsüblichen Silizium-Resonator-Produkten bedeutet dies eine Reduktion um 3 Grössenordnungen. Eine Anwendung, die deutlich von diesem technologischen Durchbruch profitieren wird, sind drahtlose Sensoren. Dies ist wegweisend für echte Single-Chip Niedrigststrom-Sensorknoten ohne externe Komponenten.
CSEM wird die Ergebnisse im Februar an der International Solid State Circuits Conference in San Francisco vorstellen.
Silizium-Resonatoren sind jedoch hochgradig temperaturabhängig. Um dieses Defizit zu beseitigen, kommen verschiedene Methoden zur Anwendung, was sie jedoch tendenziell komplexer macht oder zu erhöhtem Stromverbrauch führt; z.B. beim Einsatz elektronischer, temperaturabhängiger Phasenregelschleifen (PLL) mit rationalem Teilerverhältnis.
Forscher am CSEM haben vor kurzem ein generisches Niedrigstrom-Wärmekompensations-Konzept entwickelt, welches in Verwendung mit einem piezoelektrischen AIN-gesteuerten Niedrigfrequenz-Silizium-Resonator sowohl zur Implementierung einer Echtzeituhr verwendet werden oder auch als Referenz für eine MEMS-basierte Frequenzgenerator-Architektur dienen kann. Dadurch gehören zusätzliche unhandliche Referenzelemente der Vergangenheit an. Diese Echtzeituhr erreicht eine Frequenzgenauigkeit von ±5ppm zwischen 0-50°C bei einer Stromaufnahme von nur 3uA. Im Vergleich zu handelsüblichen Silizium-Resonator-Produkten bedeutet dies eine Reduktion um 3 Grössenordnungen. Eine Anwendung, die deutlich von diesem technologischen Durchbruch profitieren wird, sind drahtlose Sensoren. Dies ist wegweisend für echte Single-Chip Niedrigststrom-Sensorknoten ohne externe Komponenten.
CSEM wird die Ergebnisse im Februar an der International Solid State Circuits Conference in San Francisco vorstellen.
