Intersil: высокие технологии аналоговых продуктов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Intersil: высокие технологии аналоговых продуктов

Павел ЕВГРАФОВ

Pavel.Evgrafov@macrogroup.ru

Американская компания Intersil известна благодаря своим разработкам для силовой электроники и управления электропитанием, телекоммуникаций, ЖК-панелей, систем передачи данных. В разных странах мира находится 6 фабрик и 8 сервисных центров Intersil. Потребителями продукции Intersil являются такие известные компании, как Intel, Sharp, Cisco, IBM, Sony, Compaq, Alcatel и др.

Управление питанием

• Драйверы MOSFET и IGBT

• LUИМ-преобразователи и интегральные DC/DC

• Драйверы для питания светодиодов

• Драйверы для питания LCD-дисплеев

• Контроллеры заряда батарей

• Контроллеры и супервизоры питания

• Линейные регуляторы

• Контроллеры для систем Set ТорВох

• ИС для сетевого оборудования (Hot Plug)

Аналоговые ИС&

' Коммутация сигналов

• Микросхемы интерфейсов:

-1*5-232; -1*8-485/422

• Коммутаторы и мультиплексоры

• Операционные усилители:

- микромощные;

- высокоскоростные и малошумящие

• Микросхемы АЦП и ЦАП

• Цифровые потенциометры

• ИС часы реального времени

• Источники опорного напряжения

у ИС для систем связи

1 Микросхемы для ТЕЛЕКОМА:

- Микросхемы интерфейса абонентской линии

для VoIP;

- Драйверы линии DSL;

- Драйверы лазерных светодиодов для ВОЛС

Микросхемы для сетей Ethernet

Введение

На рынке электронных компонентов Intersil позиционируется как производитель высокотехнологичных аналоговых микросхем и представляет широкую гамму продукции:

• высококачественные операционные и буферные усилители;

• аналоговые коммутаторы и мультиплексоры;

• драйверы MOSFET и IGBT, интегральные DC/DC-преобразователи;

• контроллеры и супервизоры питания;

• драйверы интерфейсов;

• микросхемы для VoIP и DSL телефонии;

• драйверы свето- и лазерных диодов для волоконно-оптических сетей передачи данных. Компания Intersil была основана в Калифорнии в 1967 году. В 1983 году компания вошла в состав корпорации GE Solid State, а затем — в Harris Corporation. В августе 1999 года Intersil отделяется от партнеров, продает производство дискретных компонентов и концентрируется на разработке прецизионных микросхем. Для усиления своих позиций на этом рынке Intersil объединяется с другими производителями аналоговых компонентов — компаниями Elantec и Xicor.

Основные группы продукции Intersil

В структуру компании входит 3 основных подразделения по группам продукции, ориентированных на наиболее быстро развивающиеся отрасли:

• управление электропитанием;

• аналоговые ИС и коммутация сигналов;

• ИС для систем связи.

Бизнес-структура компании Intersil показана на рис. 1.

Наиболее широкую номенклатуру имеет группа продуктов для управления электропитанием. Микросхемы этой группы выпускаются многими производителями и поль-

Рис. 1. Бизнес-структура компании Intersil

зуются большим спросом в России и во всем мире благодаря бурному развитию силовой электроники. Сюда входят:

• микросхемы-драйверы MOSFET для построения источников питания с различной топологией: прямоходовые и обратноходовые, полумостовые и мостовые;

• микросхемы-преобразователи DC/DC и ШИМ для изолированных и неизолированных источников питания;

• микросхемы-контроллеры заряда батарей, контроллеры стабилизированного питания для аналоговых и цифровых схем, микропроцессоров и DSP;

• микросхемы-преобразователи для питания светодиодных и жидкокристаллических дисплеев, для систем Set Top Box и сетевого оборудования.

Аналоговые ИС и коммутаторы Intersil также достаточно широко распространены и имеют много аналогов у других производителей. В частности, интерфейсные микросхемы RS-232 и RS-485 выпускаются под многими брендами и обладают схожими параметрами. Компания Intersil производит прецизионные операционные усилители, например ISL28194 и ISL28197, со сверхнизким током потребления порядка 330-880 нА.

Из группы аналоговых ИС можно отметить источники опорного напряжения ISL21007 и ISL21009, отличающиеся низким уровнем шума на выходе — с амплитудой не более 4 мкВ и нестабильностью выходного напряжения не более 0,5 мВ. Преобразователи АЦП и ЦАП, различные коммутаторы и мультиплексоры, цифровые потенциометры и часы реального времени — все эти микросхемы также производятся компанией Intersil.

Третьим направлением является группа микросхем для систем связи. Весьма популярными компонентами являются интегральные схемы абонентских линий SLIC для телефонии VoIP. Intersil уже на протяжении 16 лет выпускает широкую номенклатуру микросхем SLIC. Примером могут служить высоковольтные, малопотребляющие, звонковые HC55185. Широкое распространение получили драйверы цифровой абонентской линии DSL, например EL1508 и EL1517. В эту группу входят также драйверы светодиодов для волоконно-оптических сетей связи и микросхемы высокоскоростных сетей Ethernet 10 Гбит/с.

Доля цифровых микросхем в номенклатуре Intersil невелика, в основном это микросхемы памяти: ППЗУ серии X28HCxxx и ОЗУ

Вход — до 16,5 В

Преимущества

Зррт/°С температурная нестабильность —40...+125 ’С диапазон рабочих температур - ±0,5 мВ начальная нестабильность 4 мкВ амплитуда шумов (в полосе 0,1“ Ю Гц)

/ /

ISL21009 Выход

Вход Выход

Ґ

'покоя = =£180мкА I

Рис. 2. Преимущества источника опорного напряжения, построенного по технологии РЭД

Таблица 1. Сравнение технических параметров источников опорного напряжения различных производителей

Параметр ISL21009BFB825Z (Intersil) LP5900TL-2.5 (National Semiconductor) MAX6033A (Maxim) LP2985A-25DBVR (Texas Instruments) ADR370B (Analog Devices)

Уровень шумов на выходе в полосе частот 0,1-10 Гц, мкВ 4,0 6,5 24 30 70

Начальная нестабильность выходного напряжения, мВ 0,5 1.2 1,0 25 4,0

Температурная нестабильность выходного напряжения, ррт/°С 20 10 30

Потребляемый ток в режиме покоя, мкА 1S0 50 75 S50 72

Диапазон рабочих температур, °С -40...+ 125 -40...+125 -40...+125 -40...+125 -40...+125

Таблица 2. Сравнение функциональных линеек продукции основных производителей аналоговых компонентов

Функциональная линейка Intersil ON Semiconductor International Rectifier Texas Instruments Analog Devices Maxim National Semiconductor ST- Microelectronics

Микросхемы управления электропитанием

Драйверы MOSFET Ш * Ш *

ШИМ-преобразователи Ш Ш Ш * Ш Ш Ш

Интегральные DC/DC Ш * * * * •

Драйверы светодиодов Ш *

Драйверы ЖК-дисплеев Ш Ш

Контроллеры батарейного питания Ш *

Линейные регуляторы * Ш Ш Ш * *

Супервизоры питания * * Ш Ш *

Микросхемы коммутации сигналов и аналоговые микросхемы

Интерфейсные микросхемы * * Ш * Ш

Коммутаторы и мультиплексоры * Ш Ш Ш *

Микромощные ОУ Ш Ш Ш

Высокоскоростные и малошумящие ОУ Ш Ш Ш *

АЦП ЦАП Ш Ш Ш *

Цифровые потенциометры * Ш Ш

Часы реального времени * Ш

Источники опорного напряжения Ш Ш * Ш Ш Ш •

Микросхемы для систем связи

Микросхемы для VoIP

Драйверы абонентской линии DSL

Драйверы лазерных светодиодов

Примечание: ♦ — много позиций, ■ — немного позиций, • — единичные позиции, пустая клетка — не производятся.

серии HM-65xxx. Компания производит некоторые типы 16-разрядных микропроцессоров, например серии 80C86-80C88, контроллеров цифровой шины и тактовых генераторов.

Отдельно стоит отметить специализированные компоненты Intersil, обладающие уникальными техническими и эксплуатационными характеристиками (радиационная стойкость, широкий температурный диапазон), что позволяет использовать их в военной и аэрокосмической промышленности. Кроме того, похожие компоненты содержит специализированная линейка VID (Vendor Item Drawing): микросхемы, драйверы, усилители, коммутаторы и т. п. для военной промышленности.

Новые технологии на службе электронной промышленности

Компания Intersil является пионером в области разработок новых технологий для создания прецизионных микросхем. Так, революционная технология построения кристалла FGA (Floating Gate Array) на основе МОП-структур с плавающим затвором позволила создать источники опорного напряжения с уникальными параметрами. В отличие от широко распространенных кристаллов Band-Gap и Buried Zener в кристалле FGA опорное напряжение поддерживается на ячейке плавающего затвора и не подвержено влиянию температуры, входного напряжения и времени. Это дает возможность построить источники опорного напряжения с высокой точностью, термостабильностью, малыми шумами и низким электропотреблением.

На рис. 2 показаны преимущества компонентов Intersil, построенных по технологии FGA.

В таблице 1 приведен сравнительный анализ параметров микросхем — источников опорного напряжения Intersil и аналогов, производимых другими фирмами. Выходное напряжение всех микросхем одинаково — 2,5 В, температурный диапазон -40... + 125 °C.

Как видно из таблицы 1, микросхема ISL21009BFB825Z имеет лучшие параметры по сравнению с конкурентами: более низкий уровень выходных шумов, лучшую стабильность напряжения, и только по энергопотреблению в режиме покоя немного проигрывает своим аналогам.

Intersil

и другие производители

Номенклатура производимых Intersil компонентов охватывает практически все области аналоговой электроники, и подобная продукция есть у многих «аналоговых» брендов, таких как Analog Devices, Maxim, National Semiconductor, Micrel, STMicroelectronics.

Некоторые из этих производителей, например Maxim и Analog Devices, имеют в своей номенклатуре много цифровых микросхем, в отличие от Intersil, производящей лишь некоторые типы таких микросхем. Основным направлением Intersil являются микросхемы управления электропитанием, и здесь номенклатура сильно пересекается с продукцией таких фирм, как International Rectifier, ON Semiconductor и Texas Instruments.

В таблице 2 приводится сравнительный анализ основных линеек продукции Intersil и других производителей аналоговых компонентов.

Системы электропитания и обработки сигналов на компонентах Intersil

На основе микросхем Intersil можно построить законченную систему распределенного электропитания. Пример построения показан на рис. 3. Для такой системы Intersil производит все необходимые компоненты: высоковольтные и низковольтные DC/DC-преобразователи, управляемые коммутаторы, супервизоры, Point-of-Load преобразователи, устанавливаемые в непосредственной

ла — показан на рис. 4. Система содержит как схемы преобразования, так и сопутствующие узлы обеспечения электропитанием, включая прецизионные источники напряжения. Широкополосные операционные усилители, мультиплексоры, АЦП и ЦАП, интерфейсные микросхемы также производятся Intersil. Компания выпускает широкую номенклатуру микросхем для аналоговой обработки видеосигнала: видеопроцессоры, выходные видеоусилители, генераторы синхроимпульсов, усилители сигнала для сетей кабельного телевидения, активные фильтры и многое другое.

От игровых приставок до спутниковых систем передачи данных

Цифровые I Источники Щ Часы реального потенциометры Н опорного ■ времени ш напряжения —

Интерфейс

Источник питания

Батарейное питание Н Видеопроцессор

Рис. 4. Построение схемы коммутации и преобразования видеосигнала с узлами электропитания

\ t ^

INTERSIL

it

/ I \

Рис. 5. Области применения компонентов Intersil

близости с нагрузкой, например, микропроцессором или DSP. Применение Point-of-Load преобразователей позволяет уменьшить возможные потери на длинных проводниках печатных плат и шлейфах между отдельными

блоками. Таким образом обеспечивается высокая надежность системы в целом, малые потери при преобразовании и высокий КПД.

Другой пример — построение системы коммутации и преобразования видеосигна-

Компоненты Intersil с успехом применяются во многих сферах потребительской, промышленной и военной электроники. Прежде всего, это те сферы, где важнейшими показателями являются высокая точность, малые шумы и хорошие частотные свойства, малые размеры и энергопотребление, способность работать при низкой температуре и в условиях повышенной радиации. Исходя из этого, продукция Intersil успешно применяется в следующих областях:

• портативной бытовой электронике;

• системах отображения информации — ЖК-дисплеях и светодиодных индикаторах;

• системах охраны и контроля доступа;

• различном промышленном оборудовании;

• медицинской технике;

• компьютерной технике — в системах оптического хранения информации;

• в спутниковых системах передачи данных;

• в военной и аэрокосмической промышленности.

Области применения продукции Intersil демонстрирует рис. 5.

Заключение

К преимуществам продукции Intersil можно отнести высокую надежность, выгодное соотношение цены и качества, низкое энергопотребление, высокую точность и низкие шумы.

Разработчики могут построить всю систему на продукции Intersil благодаря широкой номенклатуре различных аналоговых микросхем — от высоковольтных преобразователей электропитания до контроллеров высокоскоростных сетей Ethernet 10 Гбит/с.

Компоненты Intersil ориентированы на наиболее динамично развивающиеся рынки, что достигается за счет постоянных разработок новых продуктов и совершенствования существующих решений.

Продукция Intersil будет интересна конструкторам и производителям, стремящимся достичь высоких технических характеристик и надежности устройств по выгодной цене. ■