CN105471390B - 半导体电路、振荡器、电子设备以及移动体 - Google Patents
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Abstract
半导体电路、振荡器、电子设备以及移动体，能够减少振荡电路的信号与输出电路的信号之间的干扰而造成的输出信号的特性劣化。半导体电路(3)在半导体基板(100)上具有：振荡电路(4)；输出电路(5)，其被输入来自振荡电路(4)的振荡信号(21)，输出振荡信号(22)；以及直流电路(6)，其被输入基于电源电压的电压，输出直流电压和直流电流中的至少一方。俯视半导体基板(100)时，直流电路(6)配置于振荡电路(4)与输出电路(5)之间。
Description
技术领域
本发明涉及半导体电路、振荡器、电子设备以及移动体。
背景技术
专利文献1中公开了如下的振荡器，该振荡器为了改善处于模拟电路块中的DC电路块与AC电路块的干扰而造成的特性劣化，具有在DC电路块与AC电路块之间配置存储器等数字电路块而使它们隔开的结构。
专利文献1：日本特开2006-54269号公报
但是，根据专利文献1所记载的振荡器，模拟电路、例如振荡电路和输出电路(输出来自振荡电路的信号的电路、缓冲器、放大器等)有时被配置在同一模拟电路区域中，由于振荡电路的信号与输出电路的信号之间的干扰，可能会产生输出信号的特性劣化等。
发明内容
本发明正是鉴于以上问题点而完成的，根据本发明的几个方式，能够提供一种可减少振荡电路的信号与输出电路的信号之间的干扰而造成的输出信号的特性劣化的半导体电路。此外，根据本发明的几个方式，能够提供一种使用了该半导体电路的振荡器、电子设备以及移动体。
本发明正是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，可作为以下方式或应用例来实现。
[应用例1]
本应用例的半导体电路在半导体基板上具有：振荡电路，其输出第1振荡信号；输出电路，其被输入所述第1振荡信号，输出第2振荡信号；以及直流电路，其被输入基于电源电压的电压，输出直流电压和直流电流中的至少一方，俯视所述半导体基板时，所述直流电路配置于所述振荡电路与所述输出电路之间。
振荡电路例如可以是压控振荡电路或温度补偿振荡电路。
振荡电路例如也可以是皮尔斯振荡电路、反相器型振荡电路、考毕兹振荡电路、哈特莱振荡电路等各种振荡电路的一部分或全部。
基于电源电压的电压可以是电源电压自身，例如也可以是由电源电压生成的恒定电压。
在本应用例的半导体电路中，所述直流电路可以配置成例如在俯视所述半导体基板时，在所述振荡电路与所述输出电路之间，与和所述振荡电路以及所述输出电路两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线交叉。
根据本应用例的半导体电路，在分别产生具有频率成分的振荡信号的振荡电路与输出电路之间配置有直流电路，直流电路作为电磁的屏蔽件发挥作用，因此，振荡电路与输出电路的电磁耦合减少。因此，根据本应用例的半导体电路，能够减少振荡电路的信号与输出电路的信号之间的干扰而造成的输出信号的特性劣化。例如，能够减少从振荡电路输出的第1振荡信号的频率稳定度的劣化，并减少从输出电路输出的第2振荡信号的相位噪声和抖动。
[应用例2]
也可以是，上述应用例的半导体电路在所述半导体基板上具有：第1焊盘，其与所述振荡电路电连接，与谐振器的端子电连接；以及第2焊盘，其与所述输出电路的输出所述第2振荡信号的端子电连接，俯视所述半导体基板时，所述振荡电路配置于所述第1焊盘与所述直流电路之间，所述输出电路配置于所述第2焊盘与所述直流电路之间。
谐振器可以是电谐振电路，也可以是电气机械的谐振器等。
在本应用例的半导体电路中，所述振荡电路可以配置成例如在俯视所述半导体基板时，在所述第1焊盘与所述直流电路之间，与和所述第1焊盘以及所述直流电路两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线交叉。
此外，在本应用例的半导体电路中，所述输出电路可以配置成例如在俯视所述半导体基板时，在所述第2焊盘与所述直流电路之间，与和所述第2焊盘以及所述直流电路两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线交叉。
根据本应用例的半导体电路，和振荡电路以及谐振器连接的第1焊盘与和输出电路连接的第2焊盘之间的电磁耦合也减少，能够进一步减少振荡电路的信号与输出电路的信号之间的干扰而造成的输出信号的特性劣化。
[应用例3]
在上述应用例的半导体电路中，也可以是，所述半导体基板具有第1边、第2边、连接所述第1边和所述第2边的多个边，俯视所述半导体基板时，所述第1焊盘配置于所述第1边与所述振荡电路之间，所述第2焊盘配置于所述第2边与所述输出电路之间。
在本应用例的半导体电路中，所述第1焊盘可以配置成例如在俯视所述半导体基板时，在所述第1边与所述振荡电路之间，与和所述第1边以及所述振荡电路两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线交叉。
此外，在本应用例的半导体电路中，也可以是，所述第2焊盘配置成例如在俯视所述半导体基板时，在所述第2边与所述输出电路之间，与和所述第2边以及所述输出电路两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线交叉。
根据本应用例的半导体电路，第1焊盘沿着半导体基板的第1边而配置，第2焊盘沿着半导体基板的远离第1边的第2边而配置，因此，第1焊盘与第2焊盘之间的电磁耦合进一步减少。此外，第1焊盘和第2焊盘分别沿着半导体基板的第1边和第2边进行配置，因此，容易与半导体电路的外部端子连接。
[应用例4]
也可以是，上述应用例的半导体电路在所述半导体基板上具有第3焊盘，所述第3焊盘与所述半导体电路电连接，用于确认所述半导体电路的工作状态，俯视所述半导体基板时，所述第3焊盘沿着所述多个边中的1个边而配置，所述直流电路与连接所述第3焊盘和所述第1焊盘的假想直线交叉。
第3焊盘例如可以与半导体电路的测试用的输入端子和监视器用的输出端子连接。
根据本应用例的半导体电路，在和振荡电路连接的第1焊盘与用于确认半导体电路的工作状态的第3焊盘之间配置直流电路，因此，振荡电路与第3焊盘的电磁耦合减少。因此，例如能够减少半导体电路的误动作的可能性，该半导体电路的误动作是由于振荡电路的动作而在第3焊盘上叠加噪声所引起的。
[应用例5]、[应用例6]、[应用例7]、[应用例8]
上述应用例的半导体电路也可以是，设俯视所述半导体基板时与连接所述振荡电路和所述输出电路的方向交叉的第1方向上的、所述直流电路被所述振荡电路和所述输出电路夹着的区域的长度为L1，所述振荡电路在所述第1方向上的长度和所述输出电路在所述第1方向上的长度中的较短一方为L2，满足0.5×L2≤L1≤L2。
例如，本应用例的半导体电路也可以是，设俯视所述半导体基板时与所述振荡电路交叉(例如垂直)并且与所述输出电路以及所述直流电路交叉的假想直线中的、最远离的两条假想直线的距离为L1，设所述振荡电路的与所述两条假想直线垂直的方向上的长度和所述输出电路的与所述两条假想直线垂直的方向上的长度中的较短一方为L2时，L1为L2的50％以上。
并且，例如，本应用例的半导体电路也可以是，设俯视所述半导体基板时与所述振荡电路以及所述输出电路两者垂直并与所述直流电路交叉、且最远离的两条假想直线的距离为L1，设所述振荡电路的与所述两条假想直线垂直的方向上的长度和所述输出电路的与所述两条假想直线垂直的方向上的长度中的较短一方为L2时，L1为L2的50％以上。
根据本应用例的半导体电路，即使在振荡电路和输出电路相对的情况下，也能够利用直流电路的屏蔽效果，高效地减少振荡电路与输出电路的电磁耦合。
[应用例9]、[应用例10]、[应用例11]、[应用例12]、[应用例13]
在上述应用例的半导体电路中，也可以是，所述直流电路包含调节电路，所述调节电路对所输入的电压进行变换并输出电压或电流。
调节电路输出的电压或电流可以被输入到振荡电路和输出电路中的至少一方。
根据本应用例的半导体电路，为了减少振荡电路与输出电路的电磁耦合而兼用调节电路，因此，能够高效地对半导体电路进行布局配置。
[应用例14]
本应用例的振荡器具有：上述任意一个半导体电路；以及谐振器。
根据本应用例，在半导体电路中，能够减少振荡电路的信号与输出电路的信号之间的干扰而造成的输出信号的特性劣化，因此，能够实现可靠性高的振荡器。
[应用例15]、[应用例16]
本应用例的电子设备具有上述任意一个半导体电路或上述谐振器。
[应用例17]、[应用例18]
本应用例的移动体具有上述任意一个半导体电路或上述谐振器。
根据这些应用例，由于使用了能够减少振荡电路的信号与输出电路的信号之间的干扰而造成的输出信号的特性劣化的半导体电路或振荡器，因此能够实现可靠性高的电子设备和移动体。
附图说明
图1是第1实施方式的振荡器的结构图。
图2是示出第1实施方式中的半导体电路的布局配置的一例的图。
图3是示出第2实施方式中的半导体电路的布局配置的一例的图。
图4是第3实施方式的振荡器的结构图。
图5是示出第3实施方式中的半导体电路的布局配置的一例的图。
图6是示出本实施方式的电子设备的结构的一例的功能框图。
图7是示出本实施方式的移动体的一例的图。
标号说明
1：振荡器；2：谐振器；3：半导体电路；4：振荡电路；5：输出电路；6：直流电路；10：外部端子；11：外部端子；12：外部端子；13：外部端子；21：振荡信号；22：振荡信号；41：放大电路；42：串联电阻；43：可变电容；44：可变电容；61：调节电路；62：测试电路；100：半导体基板；101：边；102：边；103：边；104：边；110：焊盘；111：焊盘；112：焊盘；113：焊盘；121：假想直线；122：假想直线；123：假想直线；124：假想直线；200：半导体基板；201：边；202：边；203：边；204：边；210：焊盘；211：焊盘；212：焊盘；213：焊盘；214：焊盘；221：假想直线；222：假想直线；223：假想直线；224：假想直线；300：电子设备；310：振荡器；312：谐振器；313：半导体电路；320：CPU；330：操作部；340：ROM；350：RAM；360：通信部；370：显示部；400：移动体；410：振荡器；420、430、440：控制器；450：电池；460：备用电池。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式不对权利要求所记载的本发明的内容进行不合理限定。并且，以下说明的所有结构并非都是本发明的必要结构要件。
1.振荡器
1-1.第1实施方式
图1是示出第1实施方式的振荡器的结构的框图。如图1所示，第1实施方式的振荡器1构成为包含谐振器2和半导体电路3，谐振器2和半导体电路3被收纳在未图示的封装中。
谐振器2与半导体电路3的外部端子10以及外部端子11电连接。
谐振器2例如也可以是振子。振子例如可以是压电振子、SAW(Surface AcousticWave：表面声波)谐振器、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)振子等。此外，振子的基板材料可使用石英、钽酸锂、铌酸锂等压电单晶体，锆钛酸铅等的压电陶瓷等压电材料或者硅半导体材料等。作为振子的激励方法，可以使用基于压电效应的激励，也可以使用基于库仑力的静电驱动。此外，谐振器2也可以是使用在内部收纳有碱金属等的气室和与碱金属等原子相互作用的光的光谐振器、在微波频域中进行谐振的空腔型谐振器、电介质谐振器或LC谐振器等。
半导体电路3构成为包含振荡电路4、输出电路5和直流电路6。半导体电路3可以是集成电路(IC：Integrated circuit)。
振荡电路4与半导体电路3的外部端子10以及外部端子11电连接。因此，振荡电路4经由半导体电路3的外部端子10以及外部端子11与谐振器2电连接，使谐振器2振荡而输出振荡信号21(第1振荡信号)。振荡电路4例如可以构成为包含放大电路，该放大电路放大谐振器2的输出信号并反馈到谐振器2，也可以构成为包含决定振荡信号21的频率(振荡频率)的电容电路和电阻电路。此外，振荡电路4还可以构成为包含对放大电路的输出信号的振幅进行变换的电平移位电路。振荡信号21例如可以是放大电路的输出信号或电平移位电路的输出信号。
可以通过振荡电路4和谐振器2，例如构成皮尔斯振荡电路、反相器型振荡电路、考毕兹振荡电路、哈特莱振荡电路等各种振荡电路。
输出电路5被输入来自振荡电路4的振荡信号21，输出振荡信号22(第2振荡信号)。输出电路5例如可以输出CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)级别(level)的振荡信号22。此外，输出电路5例如可以构成为包含缓冲电路，还可以构成为包含对振荡信号21的振幅进行变换的电平移位电路、或将振荡信号21分频的分频电路。振荡信号22例如可以是缓冲电路的输出信号或分频电路的输出信号，从半导体电路3的外部端子12输出到外部。
直流电路6被输入基于电源电压的电压，输出直流电压和直流电流中的至少一方。电源电压也可以从半导体电路3的外部端子(电源端子)输入。直流电路6例如可以构成为包含对所输入的电压进行变换而输出电压或电流的调节电路。直流电路6与半导体电路3的外部端子13电连接。
图2是示出第1实施方式的振荡器1中的半导体电路3的布局配置的一例的图。如图2所示，半导体电路3在半导体基板100上具有图1所示的振荡电路4、输出电路5和直流电路6。并且，俯视半导体基板100时，直流电路6配置于振荡电路4与输出电路5之间。直流电路6例如可以配置成在俯视半导体基板100时，在振荡电路4与输出电路5之间，与和振荡电路4以及输出电路5两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线121交叉。
此外，半导体电路3在半导体基板100上具有焊盘110(第1焊盘)和焊盘111(第1焊盘)。焊盘110以及焊盘111与振荡电路4电连接，且与谐振器2的端子(两个端子)电连接。具体而言，焊盘110与半导体电路3的外部端子10电连接，经由外部端子10与谐振器2的一个端子电连接。此外，焊盘111与半导体电路3的外部端子11电连接，经由外部端子11与谐振器2的另一个端子电连接。
此外，半导体电路3在半导体基板100上具有焊盘112(第2焊盘)。焊盘112与输出振荡信号22的输出电路5的端子电连接。焊盘112还与半导体电路3的外部端子12电连接。
在本实施方式中，俯视半导体基板100时，振荡电路4配置于焊盘110(或焊盘111)与直流电路6之间。振荡电路4例如可以配置成在俯视半导体基板100时，在焊盘110(或焊盘111)与直流电路6之间，与和焊盘110(或焊盘111)以及直流电路6两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线122交叉。
此外，在本实施方式中，俯视半导体基板100时，输出电路5配置于焊盘112与直流电路6之间。输出电路5例如可以配置成在俯视半导体基板100时，在焊盘112与直流电路6之间，与和焊盘112以及直流电路6两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线123交叉。
半导体基板100具有边101(第1边)、边102(第2边)、以及连接边101和边102的多个边103、104。半导体基板100例如是矩形，俯视半导体基板100时，焊盘110和焊盘111配置于边101与振荡电路4之间。例如，焊盘110和焊盘111可以配置成俯视半导体基板100时，在边101与振荡电路4之间，与和边101以及振荡电路4两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线122交叉。
此外，俯视半导体基板100时，焊盘112配置于边102与输出电路5之间。例如，焊盘112可以配置成俯视半导体基板100时，在边102与输出电路5之间，与和边102以及输出电路5两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线123交叉。
此外，半导体电路3还可以在半导体基板100上具有焊盘113(第3焊盘)。焊盘113是用于确认半导体电路3的工作状态的焊盘，与半导体电路3电连接。焊盘113还与半导体电路3的外部端子13电连接。俯视半导体基板100时，焊盘113沿着连接边101和边102的多个边中的1个边103而配置。直流电路6与连接焊盘113和焊盘110(或焊盘111)的假想直线124交叉。
根据以上说明的第1实施方式的振荡器1或半导体电路3，在分别产生具有频率成分的振荡信号21、22的振荡电路4与输出电路5之间配置有直流电路6，直流电路6作为电磁的屏蔽件发挥作用，因此，振荡电路4与输出电路5的电磁耦合减少。因此，根据第1实施方式的振荡器1或半导体电路3，能够减少基于振荡电路4的信号与输出电路5的信号之间的干扰的输出信号、即振荡信号21和振荡信号22的特性劣化。例如，能够减少从振荡电路4输出的振荡信号21的频率稳定度劣化、以及从输出电路5输出的振荡信号22的相位噪声和抖动。
并且，输出电路5包含分频电路，在输出通过该分频电路对振荡信号21进行分频后的振荡信号22的情况下，振荡信号21的频率成为振荡信号22的频率的整数倍，因此，振荡信号22中容易产生谐波的寄生，但直流电路6作为电磁的屏蔽件发挥作用，因此，能够减少寄生。
此外，根据第1实施方式的振荡器1或半导体电路3，与振荡电路4以及谐振器2连接的焊盘110以及焊盘111沿着半导体基板100的边101而配置，与输出电路5连接的焊盘112沿着半导体基板100的远离边101的边102而配置，并且在焊盘110以及焊盘111与焊盘112之间配置有振荡电路4、输出电路5和直流电路6。因此，焊盘110以及焊盘111与焊盘112之间远离，并且在焊盘110以及焊盘111与焊盘112之间配置直流电路6，因此，焊盘110以及焊盘111与焊盘112之间的电磁耦合减少。此外，焊盘110和焊盘111沿着半导体基板100的边101而配置，因此，分别容易与半导体电路3的外部端子10以及外部端子11进行连接。同样，焊盘112沿着半导体基板100的边102而配置，因此，容易与半导体电路3的外部端子12进行连接。
此外，根据第1实施方式的振荡器1或半导体电路3，在和振荡电路4连接的焊盘110以及焊盘111与用于确认半导体电路3的工作状态的焊盘113之间配置直流电路6，因此，振荡电路4与焊盘113的电磁耦合减少。因此，例如能够减少半导体电路3的误动作的可能性，该半导体电路3的误动作是由于振荡电路4的动作而在焊盘113上叠加噪声所引起的。
1-2.第2实施方式
第2实施方式的振荡器1的结构与图1相同，因此，省略其说明。在第2实施方式的振荡器1中，半导体电路3的布局配置与第1实施方式不同。图3是示出第2实施方式的振荡器1中的半导体电路3的布局配置的一例的图。在图3中，针对与图2相同的结构要素标注相同标号并省略其说明。如图3所示，虽然第2实施方式中的半导体电路3在半导体基板100上具有图1所示的振荡电路4、输出电路5和直流电路6，但它们的配置与图2不同。俯视半导体基板100时，直流电路6配置于振荡电路4与输出电路5之间，但振荡电路4和输出电路5夹着直流电路6而斜向配置。
在第2实施方式中，设俯视半导体基板100时与连接振荡电路4和输出电路5的方向(假想直线125、125等延伸的方向)交叉的第1方向上的直流电路6被振荡电路4和输出电路5夹着的区域的长度为L1，设振荡电路4在所述第1方向上的长度W1和输出电路5在所述第1方向上的长度W2中的较短一方为L2，L1和L2满足0.5×L2≤L1≤L2的关系。
换言之，在设俯视半导体基板100时与振荡电路4交叉(例如垂直)并且与输出电路5交叉的假想直线中的、最远离的两条假想直线的距离(假想直线125与假想直线126的距离)为L1，设振荡电路4的与这两条假想直线(假想直线125、126)垂直的方向上的长度W1以及输出电路5的与这两条假想直线(假想直线125、126)垂直的方向上的长度W2中的较短一方为L2时，L1为L2的50％以上。并且，直流电路6与这两条假想直线(假想直线125、126)交叉。
或者，也可以是，在设俯视半导体基板100时与振荡电路4以及输出电路5两者垂直、且最远离的两条假想直线的距离(假想直线125与假想直线126的距离)为L1，设振荡电路4的与这两条假想直线(假想直线125、126)垂直的方向上的长度W1以及输出电路5的与这两条假想直线(假想直线125、126)垂直的方向上的长度W2中的较短一方为L2时，L1为L2的50％以上，直流电路6与这两条假想直线(假想直线125、126)交叉。
此外，在第2实施方式中，俯视半导体基板100时，振荡电路4也配置于焊盘110(或焊盘111)与直流电路6之间。振荡电路4例如可以配置成在俯视半导体基板100时，在焊盘110(或焊盘111)与直流电路6之间，与和焊盘110(或焊盘111)以及直流电路6两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线122交叉。
此外，俯视半导体基板100时，输出电路5配置于焊盘112与直流电路6之间。输出电路5例如可以配置成在俯视半导体基板100时，在焊盘112与直流电路6之间，与和焊盘112以及直流电路6两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线123交叉。
此外，俯视半导体基板100时，焊盘110和焊盘111配置于边101与振荡电路4之间。例如，焊盘110和焊盘111可以配置成俯视半导体基板100时，在边101与振荡电路4之间，与和边101以及振荡电路4两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线122交叉。
此外，俯视半导体基板100时，焊盘112配置于边102与输出电路5之间。例如，焊盘112可以配置成俯视半导体基板100时，在边102与输出电路5之间，与和边102以及输出电路5两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线123交叉。
此外，俯视半导体基板100时，焊盘113沿着连接边101和边102的多个边中的1个边103而配置。直流电路6与连接焊盘113和焊盘110(或焊盘111)的假想直线124交叉。
以上说明的第2实施方式的振荡器1或半导体电路3起到与第1实施方式的振荡器1或半导体电路3同样的效果。此外，根据第2实施方式的振荡器1或半导体电路3，即使在连接振荡电路4和输出电路5的方向上的、直流电路6被振荡电路4和输出电路5夹着的区域的长度是振荡电路4和输出电路5在第1方向上的长度中的较短一方的长度的0.5倍以上、1倍以下的长度的情况例如振荡电路4和输出电路5夹着直流电路6而斜向配置的情况下，也能够利用直流电路6的屏蔽效果，高效地减少振荡电路4与输出电路5的电磁耦合。
1-3.第3实施方式
图4是示出第3实施方式的振荡器的结构的框图。在图4中，针对与图1相同的结构要素标注相同标号。如图4所示，第3实施方式的振荡器1构成为包含谐振器2和半导体电路3，谐振器2和半导体电路3收纳在未图示的封装中。
在第3实施方式中，谐振器2例如是石英振子，其两个端子分别与半导体电路3的外部端子X1、外部端子X2电连接。
半导体电路3构成为包含振荡电路4、输出电路5和直流电路6。半导体电路3可以是集成电路(IC)。
振荡电路4构成为包含放大电路41、串联电阻42和两个可变电容43、44，使谐振器2(石英振子)振荡而输出振荡信号21(第1振荡信号)。
放大电路41与半导体电路3的外部端子X1以及外部端子X2电连接。因此，放大电路41经由半导体电路3的外部端子X1和外部端子X2与谐振器2(石英振子)电连接，例如将经由外部端子X1输入的谐振器2(石英振子)的输出信号放大，并经由外部端子X2将放大后的信号反馈到谐振器2(石英振子)。放大电路41例如可以是使用了双极晶体管的放大电路，也可以是使用了CMOS晶体管的放大电路。
可变电容43、44根据从半导体电路3的外部端子VC经由串联电阻42而输入的电压，改变电容值。可变电容43、44作为谐振器2(石英振子)的负载电容的一部分发挥作用，谐振器2(石英振子)的振荡频率根据可变电容43、44的电容值发生变化。
另外，放大电路41例如可以构成为包含以下电路：缓冲电路；对放大后的谐振器2(石英振子)的输出信号的振幅电平进行变换而输出增大后的振荡信号21的电平移位电路；以及对放大后的谐振器2(石英振子)的输出信号进行分频的分频电路。
这样的结构的振荡电路4作为压控振荡电路发挥作用，其中，振荡信号21的频率(振荡频率)根据外部端子VC的电压值发生变化。另外，可以从外部端子VC例如输入固定的电压，也可以输入根据温度发生变化的温度补偿用信号。
输出电路5被输入来自振荡电路4的振荡信号21，输出差动的振荡信号22。输出电路5例如可以输出与LV－PECL(Low Voltage Positive Emitter Coupled Logic：低电压正发射极耦合逻辑)或LVDS(Low voltage differential signaling：低压差分信号)等接口对应的差动的振荡信号22。差动的振荡信号22从半导体电路3的外部端子OUT和外部端子XOUT输出到外部。另外，输出电路5例如可以构成为包含对振荡信号21进行分频的分频电路。
直流电路6构成为包含调节电路61和测试电路62。
直流电路6可以包含BGR(Band Gap Reference：带隙基准)，该BGR是利用半导体的带隙，根据从外部端子(电源端子)VDD输入的电源电压而生成基准电压，也可以包含根据从外部端子VDD输入的电源电压或电流中的至少一方生成恒压的电压调节器、或生成恒流的电流调节器。
测试电路62是如下电路：其用于选择调节电路61所生成的恒压和恒流等，对经由半导体电路3的外部端子TS输出到外部的情况进行控制，或者根据从半导体电路3的未图示的端子输入的电压，对将输出电路5的振荡信号22的输出设为有效还是无效(使其停止)进行控制。
调节电路61和测试电路62均是被输入基于从半导体电路3的外部端子VDD输入的电源电压的电压、输出直流电压和直流电流中的至少一方的静态电路。
图5是示出第3实施方式的振荡器1中的半导体电路3的布局配置的一例的图。在图5中，省略了分别与图4所示的外部端子VDD、VC电连接的两个焊盘的图示。如图5所示，半导体电路3在半导体基板200上具有图4所示的振荡电路4、输出电路5和直流电路6。并且，俯视半导体基板200时，直流电路6所包含的调节电路61和测试电路62配置于振荡电路4与输出电路5之间。但是，不是一定要将直流电路6所包含的所有电路都配置在振荡电路4与输出电路5之间，可以不将直流电路6所包含的所有电路都配置在振荡电路4与输出电路5之间。直流电路6例如可以配置成在俯视半导体基板200时，在振荡电路4与输出电路5之间，与和振荡电路4以及输出电路5两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线221交叉。
此外，半导体电路3在半导体基板200上具有焊盘210(第1焊盘)和焊盘211(第1焊盘)。焊盘210以及焊盘211与振荡电路4电连接，且与谐振器2的端子(两个端子)电连接。具体而言，焊盘210与半导体电路3的外部端子X1电连接，并经由外部端子X1与谐振器2的一个端子电连接。此外，焊盘211与半导体电路3的外部端子X2电连接，经由外部端子X2与谐振器2的另一个端子电连接。
此外，半导体电路3在半导体基板200上具有焊盘212(第2焊盘)和焊盘213(第2焊盘)。焊盘212与输出差动振荡信号22中的反相侧的振荡信号22的输出电路5的端子电连接，焊盘213与输出差动的振荡信号22中的同相侧的振荡信号22的输出电路5的端子电连接。焊盘212还与半导体电路3的外部端子XOUT电连接，焊盘213还与半导体电路3的外部端子OUT电连接。
在本实施方式中，俯视半导体基板200时，振荡电路4配置于焊盘210(或焊盘211)与直流电路6之间。振荡电路4例如可以配置成在俯视半导体基板200时，在焊盘210(或焊盘211)与直流电路6之间，与和焊盘210(或焊盘211)以及直流电路6两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线222交叉。
此外，在本实施方式中，俯视半导体基板200时，输出电路5配置于焊盘212(或焊盘213)与直流电路6之间。输出电路5例如可以配置成在俯视半导体基板200时，在焊盘212(或焊盘213)与直流电路6之间，与和焊盘212(或焊盘213)以及直流电路6两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线223交叉。
半导体基板200具有边201(第1边)、边202(第2边)、以及连接边201和边202的多个边203、204。半导体基板200例如是矩形，俯视半导体基板200时，焊盘210和焊盘211配置于边201与振荡电路4之间。例如，焊盘210和焊盘211可以配置成俯视半导体基板200时，在边201与振荡电路4之间，与和边201以及振荡电路4两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线222交叉。
此外，俯视半导体基板20时，焊盘212和焊盘213配置于边202与输出电路5之间。例如，焊盘212和焊盘213可以配置成俯视半导体基板200时，在边202与输出电路5之间，与和边202以及输出电路5两者交叉(例如垂直)的至少1条假想直线223交叉。
此外，半导体电路3还可以在半导体基板200上具有焊盘214(第3焊盘)。焊盘214是用于确认半导体电路3的工作状态的焊盘，与半导体电路3电连接。焊盘214与测试电路62的输出端子电连接。此外，焊盘214还与半导体电路3的外部端子TS电连接。俯视半导体基板200时，焊盘214沿着连接边201和边202的多个边中的1个边203而配置。直流电路6与连接焊盘214和焊盘210(或焊盘211)的假想直线224交叉。
根据以上说明的第3实施方式的振荡器1或半导体电路3，在分别产生具有频率成分的振荡信号21、22的振荡电路4与输出电路5之间配置有直流电路6(特别是调节电路61)，直流电路6作为电磁的屏蔽件发挥作用，因此，振荡电路4与输出电路5的电磁耦合减少。因此，根据第3实施方式的振荡器1或半导体电路3，能够减少基于振荡电路4的信号与输出电路5的信号之间的干扰的输出信号、即振荡信号21和振荡信号22的特性劣化。例如，能够减少从振荡电路4输出的振荡信号21的频率稳定度劣化、以及从输出电路5输出的振荡信号22的相位噪声和抖动。
并且，输出电路5包含分频电路，在输出通过该分频电路对振荡信号21进行分频后的振荡信号22的情况下，振荡信号21的频率成为振荡信号22的频率的整数倍，因此，振荡信号22中容易产生谐波的寄生，但直流电路6作为电磁的屏蔽件发挥作用，因此，能够减少寄生。
此外，根据第3实施方式的振荡器1或半导体电路3，与振荡电路4以及谐振器2连接的焊盘210以及焊盘211沿着半导体基板200的边201而配置，与输出电路5连接的焊盘212以及焊盘213沿着半导体基板200的远离边201的边202而配置，并且在焊盘210以及焊盘211与焊盘212以及焊盘213之间配置有振荡电路4、输出电路5和直流电路6。因此，焊盘210以及焊盘211与焊盘212以及焊盘213之间远离，并且，在焊盘210以及焊盘211与焊盘212以及焊盘213之间配置直流电路6，因此，焊盘210以及焊盘211与焊盘212之间的电磁耦合减少。此外，焊盘210和焊盘211沿着半导体基板200的边201而配置，因此，分别容易与半导体电路3的外部端子X1、外部端子X2进行连接。同样，焊盘212和焊盘213沿着半导体基板200的边202而配置，因此，分别容易与半导体电路3的外部端子XOUT以及外部端子OUT进行连接。
此外，根据第3实施方式的振荡器1或半导体电路3，在和振荡电路4连接的焊盘210以及焊盘211与用于确认半导体电路3的工作状态的焊盘214之间配置直流电路6，因此，振荡电路4与焊盘214的电磁耦合减少。因此，例如能够减少半导体电路3的误动作的可能性，该半导体电路3的误动作是由于振荡电路4的动作而在与作为测试端子的外部端子TS电连接的焊盘214上叠加噪声所引起的。
此外，根据第3实施方式的振荡器1或半导体电路3，使作为静态电路的包含电压调节器和电流调节器中的至少一方的调节电路61兼作为用于减少振荡电路4与输出电路5的电磁耦合的屏蔽件，因此，能够高效地对半导体电路3进行布局配置。
2.电子设备
图6是示出本实施方式的电子设备的结构的一例的功能框图。本实施方式的电子设备300构成为包含振荡器310、CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)320、操作部330、ROM(Read Only Memory：只读存储器)340、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)350、通信部360和显示部370。另外，本实施方式的电子设备也可以构成为省略或变更图6的结构要素(各部件)的一部分，或者附加其它结构要素。
振荡器310具有谐振器312和半导体电路313。半导体电路313使谐振器312振荡而产生振荡信号。该振荡信号从振荡器310输出到CPU 320。
CPU 320依照存储在ROM 340等中的程序，将从振荡器310输入的振荡信号作为时钟信号，进行各种计算处理和控制处理。具体而言，CPU 320进行与来自操作部330的操作信号对应的各种处理、为了与外部装置进行数据通信而控制通信部360的处理、发送用于使显示部370显示各种信息的显示信号的处理等。
操作部330是由操作键、按钮开关等构成的输入装置，将与用户操作对应的操作信号输出到CPU 320。
ROM 340存储有用于供CPU 320进行各种计算处理和控制处理的程序和数据等。
RAM 350被用作CPU 320的工作区域，暂时存储从ROM 340读出的程序和数据、从操作部330输入的数据、CPU 320依照各种程序执行的运算结果等。
通信部360进行用于建立CPU 320与外部装置之间的数据通信的各种控制。
显示部370是由LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等构成的显示装置，根据从CPU 320输入的显示信号显示各种信息。可以在显示部370上设置作为操作部330发挥功能的触摸面板。
应用例如上述各实施方式的半导体电路3作为半导体电路313，或者应用例如上述各实施方式的振荡器1作为振荡器310，由此能够实现可靠性高的电子设备。
作为这样的电子设备300，可考虑各种电子设备，例如可列举出个人计算机(例如移动型个人计算机、膝上型个人计算机、平板型个人计算机)、智能手机或移动电话机等移动终端、数字照相机、喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、路由器或交换机等存储区域网络设备、局域网设备、移动终端基站用设备、电视机、摄像机、录像机、车载导航装置、实时时钟装置、寻呼机、电子记事本(也包含带通信功能的)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、游戏用控制器、文字处理器、工作站、视频电话、防盗用电视监视器、电子望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器、头戴式显示器、运动追踪器、运动跟踪器、运动控制器、PDR(步行者位置方位计测)等。
作为本实施方式的电子设备300的一例，可列举出作为终端基站用装置等发挥作用的传输装置，该终端基站用装置使用上述振荡器310作为基准信号源、或电压可变型振荡器(VCO)等，例如通过有线或无线的方式与终端进行通信。本实施方式的电子设备300能够通过应用例如上述各实施方式的半导体电路3作为半导体电路313、或者例如上述各实施方式的振荡器1作为振荡器310，使得半导体电路313输出低噪声、低抖动的振荡信号，因此还能够应用于例如可用于通信基站等的高性能、高可靠性的期望的传输设备。
3.移动体
图7是示出本实施方式的移动体的一例的图(俯视图)。图7所示的移动体400构成为包含振荡器410、进行发动机系统、制动系统、无匙门禁系统等的各种控制的控制器420、430、440、电池450和备用电池460。另外，本实施方式的移动体也可以构成为省略图7的结构要素(各部件)的一部分，或者附加其它结构要素。
振荡器410具有未图示的半导体电路和谐振器，半导体电路使谐振器振荡而产生振荡信号。该振荡信号从振荡器410的外部端子输出到控制器420、430、440，且例如被用作时钟信号。
电池450向振荡器410和控制器420、430、440提供电力。备用电池460在电池450的输出电压低于阈值时，向振荡器410和控制器420、430、440提供电力。
应用例如上述各实施方式的半导体电路3作为振荡器410所具有的半导体电路，或者应用例如上述各实施方式的振荡器1作为振荡器410，由此能够实现可靠性高的移动体。
作为这样的移动体400，可以考虑各种移动体，例如可列举出汽车(也包含电动汽车)、喷气式飞机或直升飞机等飞机、船舶、火箭、人造卫星等。
本发明不限于本实施方式，能够在本发明的主旨范围内进行各种变形实施。
例如，上述第3实施方式的振荡器1是包含作为压控振荡电路发挥作用的振荡电路4的压控型的振荡器(VCXO(Voltage Controlled Crystal Oscillator：压控晶体振荡器)等)，但本发明除此以外，还能够应用于温度补偿型的振荡器(TXCO(TemperatureCompensated Crystal Oscillator：温度补偿晶体振荡器)等)、恒温槽型的振荡器(OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator：恒温晶体振荡器)等)、同时具有压控功能和温度补偿功能的振荡器(VC－TCXO(Voltage Controlled Temperature Compensated CrystalOscillator：压控温度补偿晶体振荡器)等)、不具有压控功能和温度补偿功能的振荡器(SPXO(Simple Packaged Crystal Oscillator：简单封装晶体振荡器)等)等各种振荡器。
上述实施方式和变形例是一个例子，并非限定于此。例如，还能够适当组合各实施方式和各变形例。
本发明包含与在实施方式中说明的结构实质相同的结构(例如，功能、方法和结果相同的结构，或者目的和效果相同的结构)。此外，本发明包含对实施方式中说明的结构的非本质部分进行置换后的结构。此外，本发明包含能够起到与在实施方式中说明的结构相同作用效果的结构或达到相同目的的结构。此外，本发明包含对在实施方式中说明的结构附加了公知技术后的结构。
Claims (15)
1.一种半导体电路，其中，
该半导体电路在半导体基板上具有：
振荡电路，其输出第1振荡信号；
输出电路，其被输入所述第1振荡信号，输出第2振荡信号；以及
直流电路，其被输入基于电源电压的电压，输出直流电压和直流电流中的至少一方；
第1焊盘，其与所述振荡电路电连接，与谐振器的端子电连接；以及
第2焊盘，其与所述输出电路的输出所述第2振荡信号的端子电连接，
俯视所述半导体基板时，所述直流电路配置于所述振荡电路与所述输出电路之间，
俯视所述半导体基板时，所述振荡电路配置于所述第1焊盘与所述直流电路之间，所述输出电路配置于所述第2焊盘与所述直流电路之间。
2.根据权利要求1所述的半导体电路，其中，
所述半导体基板具有第1边、第2边、连接所述第1边和所述第2边的多个边，
俯视所述半导体基板时，
所述第1焊盘配置于所述第1边与所述振荡电路之间，
所述第2焊盘配置于所述第2边与所述输出电路之间。
3.根据权利要求2所述的半导体电路，其中，
该半导体电路在所述半导体基板上具有第3焊盘，所述第3焊盘与所述半导体电路电连接，用于确认所述半导体电路的工作状态，
俯视所述半导体基板时，
所述第3焊盘沿着所述多个边中的1个边而配置，
所述直流电路与连接所述第3焊盘和所述第1焊盘的假想直线交叉。
4.根据权利要求1所述的半导体电路，其中，
设俯视所述半导体基板时与连接所述振荡电路和所述输出电路的方向交叉的第1方向上的、所述直流电路被所述振荡电路和所述输出电路夹着的区域的长度为L1，所述振荡电路在所述第1方向上的长度和所述输出电路在所述第1方向上的长度中的较短一方为L2，满足0.5×L2≤L1≤L2。
5.根据权利要求2所述的半导体电路，其中，
设俯视所述半导体基板时与连接所述振荡电路和所述输出电路的方向交叉的第1方向上的、所述直流电路被所述振荡电路和所述输出电路夹着的区域的长度为L1，所述振荡电路在所述第1方向上的长度和所述输出电路在所述第1方向上的长度中的较短一方为L2，满足0.5×L2≤L1≤L2。
6.根据权利要求3所述的半导体电路，其中，
设俯视所述半导体基板时与连接所述振荡电路和所述输出电路的方向交叉的第1方向上的、所述直流电路被所述振荡电路和所述输出电路夹着的区域的长度为L1，所述振荡电路在所述第1方向上的长度和所述输出电路在所述第1方向上的长度中的较短一方为L2，满足0.5×L2≤L1≤L2。
7.根据权利要求1所述的半导体电路，其中，
所述直流电路包含调节电路，所述调节电路对所输入的电压进行变换并输出电压或电流。
8.根据权利要求2所述的半导体电路，其中，
所述直流电路包含调节电路，所述调节电路对所输入的电压进行变换并输出电压或电流。
9.根据权利要求3所述的半导体电路，其中，
所述直流电路包含调节电路，所述调节电路对所输入的电压进行变换并输出电压或电流。
10.根据权利要求4所述的半导体电路，其中，
所述直流电路包含调节电路，所述调节电路对所输入的电压进行变换并输出电压或电流。
11.一种振荡器，其中，该振荡器具有权利要求1所述的半导体电路；以及谐振器。
12.一种电子设备，其中，该电子设备具有权利要求1所述的半导体电路。
13.一种电子设备，其中，该电子设备具有权利要求11所述的振荡器。
14.一种移动体，其中，该移动体具有权利要求1所述的半导体电路。
15.一种移动体，其中，该移动体具有权利要求11所述的振荡器。
Applications Claiming Priority (2)
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