Dal ’76, anno della presentazione dell’op-amp LM2904 di National Semiconductor, il mondo è radicalmente cambiato. E l’elettronica, oltre a essere stata coinvolta in questo incessante cambiamento, ne è stata una delle leve più importanti.
Nel 1976, National Semiconductor (oggi TI) Presentò il suo LM2904, uno degli amplificatori operazionali (op-amp) più popolari al mondo. Era un'epoca in cui i nastri a otto tracce facevano suonare i nostri brani preferiti in macchina, un veicolo poteva fare una media di 6 km con un litro e le persone si orientavano con mappe e atlanti stradali di carta su strade sconosciute. In effetti, il mondo era un posto piuttosto diverso quando venne presentato questo amplificatore operazionale.
Sei anni dopo la creazione dell'AEC (Automotive Electronics Council) nel 1993, TI ha presentato l'amplificatore operazionale LM2904-Q1. Questa versione, qualificata per il settore automotive, ha trovato il suo posto in applicazioni come interfacce multimediali, servosterzi elettrici e moduli di controllo della batteria.
Ora, 17 anni dopo, l'LM2904-Q1 è stato aggiornato con un aumento delle prestazioni grazie al nuovo amplificatore operazionale LM2904B-Q1 per uso automotive, progettato per contribuire a rispondere alle esigenze in continua evoluzione dei veicoli odierni. La cronologia nella Figura 1 mostra solo alcuni fatti che illustrano le modifiche vissute sia nelle automobili che nell'esperienza di guida.
L'LM2904B-Q1 è conforme a tutti gli standard AEC-Q100 e contiene miglioramenti in termini di prestazioni, specifiche per scariche elettrostatiche (ESD), integrazione di filtri per interferenze elettromagnetiche (EMI) e raccolta di dati leader del settore con caratterizzazione. Il dispositivo costa anche meno e ha tempi di produzione più brevi.
La Tabella 1 mette a confronto LM2904-Q1 e LM2904B-Q1. Come mostrato, sono stati molti i miglioramenti delle prestazioni apportati alla nuova versione B.
| LM2904-Q1 | LM2904B-Q1 | |
| Tensione di alimentazione totale (V) | 3 - 26 | 3 - 36 |
| Larghezza di banda guadagno (MHz) | 0,7 | 1,2 |
| Velocità di risposta (tipica) (V/µs) | 0,3 | 0,5 |
| Vos (tensione di offset a 25 °C, massima) (mV) | 7 | 3 |
| IQ per ciascun canale (tipica) (mA) | 0,35 | 0,3 |
| Vn a 1 kHz (tipica) (nV/√Hz) | 40 | 40 |
| Deriva offset (tipica) (µV/ °C) | 7 | 4 |
| Corrente di uscita (tipica) (mA) | 30 | 30 |
| CMRR (tipico) (dB) | 80 | 100 |
Tabella 1: Confronto delle prestazioni
Un miglioramento incredibile nei valori ESD
La norma AEC-Q100 per le ESD comprende i valori per ESD per il modello del corpo umano (HBM) e per il modello di dispositivo caricato (CDM) pari rispettivamente a 2 kV e 750 V. I dispositivi progettati da TI e da altri fornitori di semiconduttori negli anni '70 non riuscivano a soddisfare queste norme. I pochi fornitori di semiconduttori la cui versione di LM2904-Q1 è conforme alla norma AEC-Q100 per ESD sono disponibili a prezzo elevato. L'LM2904B-Q1, tuttavia, non solo è conforme alle norme ESD, ma lo fa ad un costo inferiore rispetto alla versione precedente. La Tabella 2 confronta i valori ESD di LM2904B-Q1 e LM2904-Q1.
| Modello ESD | LM2904-Q1 | LM2904B-Q1 |
| Modello del corpo umano (HBM), secondo AEC Q100-002 (V) | ±1.000 | ±2.000 |
| Modello di dispositivo caricato (CDM), secondo AEC Q100-011 (V) | ±500 | ±750 |
Tabella 2: Valori ESD
Miglioramento dell'EMIRR, senza segnali contraddittori
I dispositivi nei progetti automotive tendono ad avere livelli elevati di EMI per via della maggiore complessità del sistema. Per contrastare questo problema, TI ha aggiunto dei filtri EMI integrati nell'LM2904B-Q1 per aumentare le prestazioni in termini di rapporto di reiezione delle interferenze elettromagnetiche (EMIRR). La Figura 4 confronta le prestazioni per EMIRR dell'LM2904-Q1 e dell'LM2904B-Q1. Un livello più alto nel grafico corrisponde a un livello più alto di attenuazione del segnale EMI. Come mostrato dal grafico, l'LM2904B-Q1 respinge più segnali EMI rispetto all'LM2904-Q1. Per ulteriori informazioni sull'EMIRR, vedere il rapporto applicativo «Rapporto di reiezione EMI degli amplificatori operazionali (con l'esempio di OPA333 e OPA333-Q1)».
Acquisizione dei dati: le informazioni non sono mai troppe
Probabilmente è facile essere d'accordo con l'affermazione per cui «le informazioni non sono mai troppe». Ecco perché TI mette a disposizione 38 grafici che descrivono in dettaglio le prestazioni del dispositivo LM2904B-Q1 nella scheda tecnica, facendone uno degli amplificatori operazionali standard meglio caratterizzati nel settore. Tutti i grafici forniscono informazioni su quanto ci si può aspettare durante l'utilizzo e per prendere decisioni appropriate a livello di sistema con l'LM2904B-Q1.
Costi e produzione
I progressi nella tecnologia di processo e l'aumento dei diametri dei wafer, insieme ai miglioramenti nel flusso della tecnologia dei wafer sottostante, consentono a TI di produrre l'LM2904B-Q1 con qualità e costi competitivi e con un impegno rivolto alla longevità del prodotto ed alla garanzia di fornitura.
Conclusione
L'amplificatore operazionale automotive di nuova generazione LM2904B-Q1 compie un enorme passo avanti nella giusta direzione, con prestazioni ESD migliorate, maggiori funzionalità EMIRR e una notevole caratterizzazione per facilitare l'integrazione in qualsiasi sistema automotive. B o non B? Questo è il dilemma. La risposta a questo dubbio amletico appare chiara grazie all'LM2904B-Q1.
