使用MEMS硅晶振有很多好处-从低功耗和高性能到可靠性和弹性。而且，当然，尺寸很小。探讨了MEMS小型化，其支持电路和全硅方法带来的优势。晶振商城将介绍包装尺寸，以及一些影响不大的微系统优势。
小包装
显而易见，作为微机电系统，MEMS本质上很小。硅可以实现极高的缩放比例。封装的零件，无论是单独的晶振，还是与它们的控制电子设备（例如，振荡器IC）组合的零件，范围都从几毫米到几毫米。MEMS振荡器通常由堆叠在硅混合信号IC上的硅MEMS晶振组成。而且由于MEMS振荡器的主要元素是硅，因此可以应用先进的半导体封装技术，例如晶圆级芯片级封装（WL-CSP），从而创建出的振荡器实质上是硅芯片的大小。该SEM图像显示CSP振荡器不需要塑料，陶瓷或金属即可容纳芯片。
1.更坚固
关于某些事实，您可能不知道……硅比钛强15倍*。加上MEMS晶振的运动质量比石英晶振小3,000倍的事实，您就会获得一个坚固耐用的设备。这种小的质量减小了加速度施加到MEMS晶振的力。（还记得牛顿的第二运动定律吗？）此外，我们的晶振采用坚固的硅中心锚定结构设计，并采用先进的模拟技术进行控制，从而使其对机械力的抵抗力更强。用更少的摹力和我们的专利设计，冲击和振动不会破坏性能。抖动得到改善，频率跳跃消失，整体可靠性大大提高。下载我们的冲击和振动论文了解有关MEMS晶振弹性的更多信息。
2.增加系统集成
与石英晶体不同，微型MEMS晶振可以集成到SoC和多芯片模块中。与将MEMS与振荡器IC组合在一起以制成振荡器的方式类似，硅MEMS晶振可以与其他硅芯片封装在一起。例如，MEMS可以嵌入收发器中的调制解调器中，或者作为微控制器中的实时时钟嵌入。这些晶振集成系统似乎没有外部晶振参考。没有外部频率参考的无线电将看起来像没有参考的无线电。当然，参考仍然会存在，只有它会被集成。除了体积更小之外，该系统更可靠，更耐用且功耗更低。
3.减少杂散电容，减少相位噪声
噪声可能会对系统造成严重破坏。那么尺寸如何提供帮助呢？当晶振很小并且位于其读出放大器附近时，放大器输入上的杂散电容会减小。杂散电容，顾名思义，是不想要的电容，它直接成比例地影响放大器的输入噪声。为了理解这个概念，可以考虑将高阻抗放大器（例如CMOS FET）上的电压噪声通过杂散输入电容转换为输入电流噪声，或将低阻抗放大器的电流噪声通过杂散输入转换为电压噪声。电容。两者均与电容成正比。然后，此输入噪声与放大器的输出相位噪声成反比。相位噪声对于几乎所有应用都很重要。
4.扩展电路功能
随着附近的集成电路的出现，在MEMS振荡器中包含更多功能变得越来越实用，从而赋予它们更多的灵活性和功能。当今的MEMS振荡器通常包括小数N分频PLL，以将内部晶振频率转换为所需的输出频率。这些PLL还可以补偿温度范围内的晶振频率并调整初始偏移量。此外，PLL可以调制输出，例如以降低扩频的EMI，或调整频率以跟踪外部信号。这些电路可以扩展为提供相关频率或受控相位的多个输出。人们可以将这些系统视为振荡器，而不是频率合成器。
5.封闭热耦合
TCXO（温度补偿振荡器）是一种通过测量和补偿温度来提供精确频率的振荡器。传统的石英TCXO可以做到这一点，但是由于晶体晶振和补偿测量电路之间的距离，反馈环路存在滞后。这在具有显着的热梯度的现代电子系统中引起问题，这可能是由许多动态条件引起的。例如，电源管理系统对电路块的电源进行循环。散热风扇会迅速降低环境温度。更不用说您可能会发现的所有外部环境压力源，例如在沙漠或汽车中运行的室外设备。
双重记忆
为了克服宽而快速的温度波动的影响，应在尽可能靠近晶振的位置测量温度。在这里，全硅MEMS器件的小尺寸和内聚性变得尤为有益。新一代MEMS TCXO中的MEMS晶振，MEMS传感器和先进的补偿电路非常接近（如上图所示），使这些器件能够准确地测量并几乎立即响应温度的微小µKevin变化。这些振荡器采用DualMEMS™设计（一个用于晶振，另一个用于传感器）旨在提供最准确的温度补偿，并且噪声特别低。下载我们的DualMEMS纸或查看我们的精密TCXO小号了解更多。
少花钱
全硅元件的使用使MEMS晶振遵循了摩尔定律，即随着时间的推移，将更多的器件封装在更小的空间中。相对于其他机械（非硅）晶振，这种缩放比例使微加工的硅晶振具有明显的优势。除小型化外，MEMS还极大地提高了坚固性和空前的集成度。由于系统的紧凑性和内聚性，加上性能和功能优势。随着我们在机械和集成电路设计以及制造能力方面的进步，这些优势将不断升级。