美國國家半導體(NS)為供電電壓介於0.9~12V之間的運算放大器開發了VIP50製程技術,VIP是垂直整合PNP製程技術的簡稱。VIP50製程技術是一種採用絕緣矽(SOI)的BiCMOS製程,其中採用的薄膜電阻不僅可以微調,而且精確度高,因此利用VIP50製程製造的產品無論在電源使用效率、噪訊水準及精確度的表現上都比NS的舊型號IC及許多競爭廠商的產品更好。而系統設計工程師也可利用這種製程技術開發性能更高的燃料噴射、傳送系統、醫療設備與診斷工具。以12MHz單位增益頻寬的放大器產品為例,新的製程比起採用SOT及SC70封裝的主要競爭產品可節省多達九成的耗電量。
《圖一 NS放大器產品技術行銷經理Carlos Sanchez》 |
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NS放大器產品技術行銷經理Carlos Sanchez表示,VIP50製程主要是將電晶體裝設於絕緣矽(SOI)晶片之上,然後以溝槽相互隔離。這種以溝槽隔離的設計可將寄生電容減至最少,並可以大幅提高放大器的頻寬/功率比。這種隔離製程的另一個優點就是即使訊號電壓高於供電電壓,晶片內的電晶體仍可調節有關的訊號。此外,由於絕緣矽可以防止漏電情況的發生,因此即使在工廠或車用IC等極高溫度的環境之下運作,也不會對放大器的性能產生任何不利的影響。
由於增加了高速垂直NPN及PNP電晶體,因此VIP50製程技術的雙極及CMOS類比專用電晶體可以減少噪訊,這對於為調節高精確度類比訊號提供理想低噪訊環境而言非常重要,並且對於功耗的減低來說也非常重要。由於BiCMOS製程具備了垂直PNP電晶體,因此放大器也可以增加更高的輸出級,以便進一步提高放大器的頻寬/功率比。
由於VIP50雙極電晶體與最低閘極長度為0.5μm的類比MOS電晶體一起搭配使用,因此不但對於匹配的精確度可大幅提昇,並有助於減少中低頻噪訊。對於以MOS電晶體作為訊號路徑重要組成部分的系統而言,同時具備這兩個特色便顯得非常重要。增加了MOS模組之後,工程師也可將更多的混合訊號技術及數位技術整合在一起。
另外,VIP50製程採用高穩定度的低溫度係數薄膜電阻,而且電阻匹配精確度高於市場上許多高精確度雙組裝電阻。若採用以VIP50製程技術製造的產品設計電路,便可充分利用微調(trim)功能進一步提高產品性能。
Carlos Sanchez指出,NS繼去年發表了六款以VIP50 BiCMOS製程技術製造的放大器產品之後,今年更陸續推出九款採用此製程技術生產的單組裝、雙組裝及四組裝運算放大器。而前六款產品相較起來,新產品在準確度、功耗及電壓雜訊等方面有大幅改善,可符合工業設備、醫療儀器及汽車電子系統的要求,並具備小體積特性,適用於各種可攜式電子產品。