供給不足のコンデンサを代用できる発振器

（画像提供：SiTime）

コンデンサ入手までの待ち時間が1年かそれ以上である中で、企業は、新しい設計を市場に投入する時期を遅らさざるを得なくなっています。業界の専門家によると、供給不足は改善する前にさらに悪化すると予想されています。コンデンサの供給不足は、2020年以降まで続く可能性があるという予測があります。このような予測で、多くの企業がコンデンサへの依存を減らす新しい戦略を模索しています。1つの解決策は、共振器の代わりに発振器を使用することです。このソリューションは、他の設計上の問題も解決する可能性があります。

水晶振動子（XTAL）を発振器に置き換えることをサポートする3つの理由と、なぜこれがより良い解決策であるかは以下のとおりです。

1）共振器は負荷コンデンサを必要とするが、発振器は負荷コンデンサを必要としない

コンデンサが不要な設計とは、部品を待つ必要がないということです。

位相シフトと持続発振を提供するために、ほとんどの共振器に負荷コンデンサが必要です。逆に、発振器は発振器ICとオンチップ容量を1つのパッケージにまとめています。これは、共振器と発振器回路の整合を確実にするために行われ、外部コンデンサで共振周波数を調整する必要性を排除します。さらに、SiTimeの32kHz MEMS発振器を使用すると、電源デカップリングコンデンサも不要となります。

（画像提供：SiTime）

2）発振器は基板スペースが少なくて済む

現在入手可能な最も小さな水晶振動子を見て、必要なコンデンサを考慮すると、使用されるボードの総面積は6mm²を超えています。現在入手可能な最小のMEMS発振器と比較すると、合計1.7mm²のボードスペースしか使用されていません。これによりフットプリントが効果的に3分の1以下に縮小されます。

（画像提供：SiTime）

駆動強度に応じて2〜3の負荷を駆動することができる出力ドライバを有する能動回路であることから、発振器を使用することにより、タイミングフットプリントおよびBOMをさらに低減することができます。このため、1つの発振器で複数の水晶振動子をそれらに関連するコンデンサとともに置き換えることができます。

3）SiTimeの発振器は現在入手可能

現在、コンデンサは供給が不十分でリードタイムが長いので、ほとんどの共振器は使用できません。しかし、SiTimeのMEMS発振器は、広い動作範囲内で多くの周波数、電圧、および安定性で利用可能です。

特殊な材料やプロセスを使用してコンデンサや水晶発振器などの部品を製造しますが、SiTimeのMEMS発振器は、標準の半導体パッケージやプロセスを使用して製造されています。膨大な容量、多数のベンダー、多くの製造施設、および互換性のあるプロセスを備えた巨大半導体産業のインフラストラクチャを活用することにより、シリコンMEMS発振器を製造するための極めて堅牢なサプライチェーンが現在整備されています。

さらに、SiTimeの発振器のアーキテクチャはプログラム可能に設計されています。大量のブランクのMEMS発振器が製造され、在庫管理され、お客様の仕様に合わせてプログラムされています。したがって、標準的なプロセスとマテリアルを備えたMEMS発振器をプログラマビリティと組み合わせることで、膨大な柔軟性、大規模なスケーラビリティ、および超短リードタイムが実現します。

事前にプログラムされたSiTimeの発振器は、現在、Digi-Key Electronicsで今すぐ入手可能です。ラボで部品を即座にプログラムしたい場合は、Time Machine IIプログラマといくつかのブランク発振器を使用してカスタムパーツを作成してください。

SiTimeの白書を読むことで、発振器のメリットについてもっと知ることができます：水晶振動子の代わりに発振器を使用する理由のトップ8。