專欄

電路設計和EMC設計的關鍵 第4篇 產品規格書(1) 半導體積體電路產品規格書

2023.09.13

大家好!我是ROHM的稻垣。
第4篇是關於半導體積體電路的產品規格書相關的內容。“半導體積體電路的產品規格書”這種說法似乎會讓人感到生硬,可能“IC的產品規格書”更常用。要想很好地使用IC,產品規格書是絕對必要的,沒有規格書是無法進行設計的,這一點是不言而喻的。然而,如果問是否詳細閱讀了具體內容並已理解了每個項目等的含義,答案可能是未必。這次我想談談規格書的一些關鍵點和應該掌握的要點。

ROHM的產品規格書通常按以下順序排列內容:產品名稱、產品型號、產品概要、特點、應用、重要特性、封裝、基本應用電路圖、引腳佈局圖、引腳說明、框圖、各模組的工作說明、絕對最大額定值、熱阻、推薦工作條件、功能說明、電氣特性、特性資料、應用電路示例、輸入輸出等效電路圖、使用時的注意事項、訂購型號名稱資訊、印標圖、外形尺寸圖和包裝/成型規格、修訂記錄、注意事項。

其中最重要的是絕對最大額定值、推薦的工作條件和電氣特性。

見文知意,第一個“絕對最大額定值”是電氣額定值的最大值,哪怕瞬間施加超過這個值的電壓或電流等也無法保證會正常工作。而只要在這個最大值的範圍內,就能夠保證半導體積體電路的元件不會損壞或被損壞。除了電壓和電流之外,還包括最高接面溫度和儲存溫度等的規定值。

第二個“推薦工作條件”是使半導體積體電路的性能最大化的電源電壓和輸入輸出等條件。半導體積體電路的設計是以電路會在這些條件下工作為前提進行的,因此原則上要使產品在這些條件下工作。

第三個“電氣特性”是最重要的項目,是半導體積體電路各項特性的保證內容。提供了保證值的所有項目都是有保證的。
產品在出廠前,均以標準值為中心,進行了相對應的檢查,確保已滿足各特性的保證值。在設計產品時,需要使其按照保證值內的電氣特性正常工作。

接下來我們來談一下電磁相容性 (EMC)。與EMC相關的內容經常出現在產品規格書的封面上。具體來講,比如符合AEC-Q100標準、抗EMI性能出色、EMARMOUR™系列、符合CISPR25標準的Class5等。

AEC-Q100是汽車領域電磁干擾相關的標準之一,是美國汽車電子委員會(AEC:Automotive Electronics Council)為客戶制定的標準,分類如下:

AEC-Q100:半導體積體電路(LSI、IC等)
AEC-Q101:個別半導體元件(電晶體、二極體等)
AEC-Q200:個別被動元件(電阻、電容、電感等)

在AEC-Q100中,工作環境溫度被定義為0-3級。低溫側為-40℃,高溫側依次為+150℃、+125℃、+105℃、+85℃。另外,在該REV-G Appendix 5中,還引用了SAE J1752/3,並定義了TEM Cell或Wideband TEM Cell的輻射雜訊(RE:Radiated Emission)。

抗EMI性能出色和EMARMOUR™系列意味著產品不容易受到外來電磁雜訊的影響,不易發生誤動作(也就是說,即使在電磁雜訊大的環境中,半導體積體電路也不容易發生誤動作)。

CISPR25標準Class5是汽車領域電磁干擾相關標準(IEC國際標準),符合該標準意味著傳導雜訊和輻射雜訊小於限值(半導體積體電路產生的電磁雜訊很小)。Class5的限值是最嚴格的。

順便提一下,IEC國際標準和ISO國際標準中將與電磁相容性(EMC)相關的測量方法進行了規格化。請注意,規格書中所寫的數值為限值(參考值),並非規格值。實際上,歐洲汽車領域OEM廠商都有自己的標準,測量方法會引用和應用IEC標準和ISO標準,但用來採購零件的規格值是獨自設定的。

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【下載資料】 開關電源EMC基礎和雜訊對策

本資料包含了EMC(電磁相容性)及開關電源雜訊對策。除了雜訊的基礎內容之外,也針對開關電源中的電容電感等雜訊對策做說明。

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