超低ESL高可靠汽车激光雷达(LiDAR)探距的两种硅器件方案

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激光雷达(LiDAR)是实现汽车自动驾驶所必不可少的距离探测器。高精度和长距离实时测量汽车与周边物体的距离,才能保证驾驶更安全与智能化。

激光雷达工作原理

激光雷达工作原理(Td为发射和接收脉冲之间的时间差)

单次激光脉冲做得越窄,距离测量精度就越好;同时,提高脉冲的幅值,才能探测更远距离。这就给LiDAR生成电容提出了很高的要求:

不同温度,电压下容值稳定性

合适的容值(100pF-1nF)

高额定电压(>80V)

汽车级(AEC-Q100)

MLCC电容器难以满足汽车LiDAR的技术要求

MLCC电容器难以满足汽车LiDAR的技术要求

另外,为了保证对行人视力的绝对安全,对应于高峰值功率,LiDAR的发展趋势是更加窄的脉宽,这就需要更低的电容ESL。

除了上述性能与安全需求,未来的车载激光雷达趋势还要考虑的因素包括:

平衡可靠性、电子组装工艺、成本;

缩小尺寸以满足全方位多探测器应用。

应对上述挑战,实现激光雷达更远的探测距离,村田制作所在2020慕尼黑电子展上,带来了两个硅电容解决方案。

硅电容方案

特点:更低的回路ESL & 小型化

硅集成器件

特点:更先进,超低ESL

与MLCC相比,硅电容具有更稳定的电气特性。这是因为硅器件采用高纵横比的3D结构,通过蚀刻工艺,有效的增加使电容器表面;

另外,使用适当的高介电常数材料以及使用适当的沉积技术制造,使器件具有高介电常数。

硅器件采用高纵横比的3D结构,通过蚀刻工艺,有效的增加使电容器表面

硅器件采用高纵横比的3D结构,通过蚀刻工艺,有效的增加使电容器表面

器件的工艺材料特殊性,使得硅电容能够达到:

  • 高耐压(>10V)
  • 低泄漏电流(<1nA)
  • 出色的温度线性(< 60 ppm/℃)
  • 出色的电压线性(< 100 ppm/v)
  • 高信任性等特征。

另外,硅器件还可以使用层叠工艺,缩小器件的尺寸。

更详细地了解村田的硅电容/硅集成器件的Low ESL设计如何实现激光雷达更远的探测距离,记得下载演讲PPT哦~

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