CN116137510A - 电路装置和振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明提供电路装置和振荡器，能够同时实现较宽的温度范围的振荡频率的适当的温度补偿和基于频率控制电压的振荡频率的控制。电路装置包含：振荡电路，其使振子振荡；温度补偿电路，其基于温度传感器的温度检测结果，输出对振荡电路的振荡频率进行温度补偿的温度补偿电压；以及频率控制电路，其输出振荡频率的频率控制电压。振荡电路包含电容相对于电容控制电压的变化特性为正特性的第1可变电容电路和电容相对于电容控制电压的变化特性为负特性的第2可变电容电路。温度补偿电路将温度补偿电压作为电容控制电压向第1可变电容电路供给，频率控制电路将频率控制电压作为电容控制电压向第2可变电容电路供给。

Description

电路装置和振荡器

技术领域

本发明涉及电路装置和振荡器。

背景技术

在使石英振子等振子振荡的电路装置中，设置有用于调整振荡频率的可变电容电路。例如在专利文献1中公开了一种电压控制振荡器，该电压控制振荡器具有：振荡部，其进行振子的振荡动作；第1可变电容电路、第2可变电容电路；第1温度补偿电压生成电路、第2温度补偿电压生成电路；以及频率控制电压生成电路。在该电压控制振荡器中，第1温度补偿电压生成电路基于来自温度传感器的检测信号，生成对第1可变电容电路的电容进行控制的第1温度补偿电压，频率控制电压生成电路生成对第2可变电容电路的电容进行控制的频率控制电压。并且，第2温度补偿电压校正电路生成对由频率控制电压产生的温度补偿量的变化进行校正的第2温度补偿电压。

专利文献1：日本特开2017-112557号公报

然而，专利文献1的压控振荡器的可变电容电路的电压电容特性全部为正特性。因此，难以同时实现宽的温度范围内的振荡频率的适当的温度补偿和基于频率控制电压的振荡频率的控制。

发明内容

本公开的一个方式涉及电路装置，所述电路装置包含：振荡电路，其使振子振荡；温度补偿电路，其基于温度传感器的温度检测结果，输出对所述振荡电路的振荡频率进行温度补偿的温度补偿电压；以及频率控制电路，其输出所述振荡频率的频率控制电压，所述振荡电路包含：第1可变电容电路，其电容相对于电容控制电压的变化特性为正特性；以及第2可变电容电路，其电容相对于所述电容控制电压的变化特性为负特性，所述温度补偿电路将所述温度补偿电压作为所述电容控制电压向所述第1可变电容电路供给，所述频率控制电路将所述频率控制电压作为所述电容控制电压向所述第2可变电容电路供给。

本公开的另一方式涉及振荡器，所述振荡器包含振子和电路装置，所述电路装置包含：振荡电路，其使所述振子振荡；温度补偿电路，其基于温度传感器的温度检测结果，输出对所述振荡电路的振荡频率进行温度补偿的温度补偿电压；以及频率控制电路，其输出所述振荡频率的频率控制电压，所述振荡电路包含：第1可变电容电路，其电容相对于电容控制电压的变化特性为正特性；以及第2可变电容电路，其电容相对于所述电容控制电压的变化特性为负特性，所述温度补偿电路将所述温度补偿电压作为所述电容控制电压向所述第1可变电容电路供给，所述频率控制电路将所述频率控制电压作为所述电容控制电压向所述第2可变电容电路供给。

附图说明

图1是本实施方式的电路装置、振荡器的结构例。

图2是本实施方式的电路装置、振荡器的详细结构例。

图3是第1可变电容电路的正特性的电压电容特性的说明图。

图4是第2可变电容电路的负特性的电压电容特性的说明图。

图5是振子的频率温度特性的例子。

图6是使用负特性的第2可变电容电路的情况下的温度补偿电压的温度特性的例子。

图7是使用正特性的第1可变电容电路的情况下的温度补偿电压的温度特性的例子。

图8是振荡电路的第1结构例。

图9是振荡电路的第2结构例。

图10是第1可变电容电路的说明图。

图11是第1可变电容电路的电压电容特性的说明图。

图12是第1可变电容电路的电压电容特性的说明图。

图13是第2可变电容电路的说明图。

图14是第2可变电容电路的电压电容特性的说明图。

图15是第2可变电容电路的电压电容特性的说明图。

图16是温度补偿电路的结构例。

图17是A类动作的放大电路的结构例。

图18是AB类动作的放大电路的结构例。

图19是频率控制电路的结构例。

图20是第1可变电容电路、第2可变电容电路的电容的大小关系的说明图。

图21是第1可变电容电路、第2可变电容电路的电容的大小关系的说明图。

图22为振荡器的第1构造例。

图23为振荡器的第2构造例。

标号说明

4：振荡器；6：第1基板；7：第2基板；8：第3基板；10：振子；15：封装；16：基座；17：盖；18：外部端子；19：外部端子；20：电路装置；30：振荡电路；31：第1可变电容电路；32：第2可变电容电路；34：基准电压生成电路；40：温度补偿电路；42：电流生成电路；43：1次校正电路；44：高次校正电路；46：电流电压变换电路；48：温度传感器；50：频率控制电路；60：逻辑电路；70：非易失性存储器；80：输出电路；90：电源电路；AM：放大电路；BP1～BP5：双极晶体管；CB1～CB6、CC、CD：电容器；CK：时钟信号；DP：差动部；DV：驱动电路；IA1～IA4：电流；PCK、PGND、PVC、PVDD、PX1、PX2：连接盘；QP：输出部；RA、RB1、RB2、RC、RD：电阻；RA1～RA4：第1可变电阻～第4可变电阻；S1、S2：收纳空间；TD1、TD2、TR1、TR2：晶体管；TD3、TD4、TD5：驱动晶体管；TVDD、TGND、TVC、TCK：端子；VC：控制电压；VCC：电容控制电压；VCP：温度补偿电压；VFC：频率控制电压；VTS：温度检测电压。

具体实施方式

以下，对本实施方式进行说明。另外，以下说明的本实施方式并不对权利要求书的记载内容进行不当限定。另外，在本实施方式中说明的结构不一定全部都是必需构成要件。

1.电路装置

图1示出本实施方式的电路装置20的结构例。本实施方式的电路装置20包含振荡电路30、温度补偿电路40以及频率控制电路50。此外，本实施方式的振荡器4包含振子10和电路装置20。振子10与电路装置20电连接。

振子10是通过电信号产生机械振动的元件。振子10例如能够通过石英振动片等振动片实现。例如，振子10能够通过切割角为AT切割或SC切割等的进行厚度剪切振动的石英振动片、音叉型石英振动片或双音叉型石英振动片等来实现。例如，振子10可以是内置于不具有恒温槽的温度补偿型石英振荡器(TCXO)中的振子，也可以是内置于具有恒温槽的恒温槽型石英振荡器(OCXO)中的振子。另外，本实施方式的振子10也能够通过例如厚度剪切振动型、音叉型或双音叉型以外的振动片、由石英以外的材料形成的压电振动片等各种振动片而实现。例如，作为振子10，也可以采用SAW(Surface Acoustic Wave)谐振器、使用硅基板形成的作为硅制振子的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)振子等。

电路装置20是被称为IC(Integrated Circuit)的集成电路装置。例如，电路装置20是通过半导体工艺制造的IC，是在半导体基板上形成有电路元件的半导体芯片。在图1中，电路装置20包含振荡电路30、温度补偿电路40以及频率控制电路50，也可以包含温度传感器48。振荡电路30包含第1可变电容电路31、第2可变电容电路32。

振荡电路30是使振子10振荡的电路。例如，振荡电路30通过使振子10振荡而生成振荡信号。振荡信号是振荡时钟信号。例如，振荡电路30能够通过与振子10的一端以及另一端电连接的振荡用的驱动电路和电容器、电阻等无源元件来实现。驱动电路例如能够通过CMOS的反相器电路、双极晶体管来实现。驱动电路是振荡电路30的核心电路，驱动电路对振子10进行电压驱动或电流驱动，由此使振子10振荡。作为振荡电路30，例如能够使用反相器型、皮尔斯型、考毕兹型或哈特利型等各种类型的振荡电路。另外，本实施方式中的连接是电连接。电连接是以能够传递电信号的方式连接，是能够进行基于电信号的信息的传递的连接。电连接也可以是经由无源元件等的连接。

此外，振荡电路30包含第1可变电容电路31和第2可变电容电路32。第1可变电容电路31、第2可变电容电路32例如是使振子10的一端和另一端中的至少一方的电容变化的电路，通过第1可变电容电路31、第2可变电容电路32的电容的调整，能够调整振荡电路30的振荡频率。第1可变电容电路31、第2可变电容电路32例如能够通过变容二极管(varactor)等可变电容元件来实现。例如，第1可变电容电路31、第2可变电容电路32分别由至少1个可变电容元件构成。

温度补偿电路40是进行振荡电路30的振荡频率的温度补偿的电路。例如，温度补偿电路40根据温度传感器48的温度检测结果，输出对振荡电路30的振荡频率进行温度补偿的温度补偿电压VCP。温度检测结果是温度检测信号，例如是温度检测电压。温度补偿例如是抑制由温度变动引起的振荡频率的变动而进行补偿的处理。即，温度补偿电路40进行振荡电路30的振荡频率的温度补偿，使得在存在温度变动的情况下振荡频率也恒定。

温度传感器48是检测温度的传感器。具体而言，温度传感器48将根据环境的温度而变化的温度依赖电压作为温度检测电压而输出。例如温度传感器48利用具有温度依赖性的电路元件来生成作为温度检测信号的温度检测电压。具体而言，温度传感器48例如通过使用PN结的正向电压所具有的温度依赖性，输出电压依赖于温度而变化的温度检测电压。此外，在图1中，温度传感器48设置于电路装置20，但也可以实施如下变形：温度传感器48设置于电路装置20的外部，温度补偿电路40根据从外部输入的温度检测电压等温度检测信号进行温度补偿。另外，也能够实施使用数字方式的温度传感器电路作为温度传感器48的变形。在该情况下，对温度检测数据进行D/A变换而生成温度检测电压即可。

频率控制电路50是控制振荡电路30的振荡频率的电路。具体而言，频率控制电路50输出振荡频率的频率控制电压VFC。例如，频率控制电路50基于从外部输入的控制电压生成并输出频率控制电压VFC。或者，频率控制电路50也可以基于通过对从外部输入的控制数据进行D/A变换而得到的控制电压来生成频率控制电压VFC。通过设置这样的频率控制电路50，能够实现将振荡电路30的振荡频率设定为期望的频率的控制。例如，通过设置温度补偿电路40和频率控制电路50，能够一边进行振荡频率的温度补偿，一边将振荡频率设定为与来自外部的控制电压、控制数据对应的期望的频率。

并且，振荡电路30包含电容相对于电容控制电压的变化特性为正特性的第1可变电容电路31和电容相对于电容控制电压的变化特性为负特性的第2可变电容电路32。例如，第1可变电容电路31和第2可变电容电路32的电容相对于电容控制电压的变化特性的正负极性不同。所谓电容的变化特性为正特性，例如如后述的图3中说明的那样，是随着电容控制电压上升而电容增加的变化特性。所谓电容的变化特性为负特性，例如如后述的图4中说明的那样，是随着电容控制电压增加而电容减少的变化特性。电容也可以称为电容值。

而且，在本实施方式中，如图1所示，温度补偿电路40将温度补偿电压VCP作为电容控制电压而向第1可变电容电路31供给。另外，频率控制电路50将频率控制电压VFC作为电容控制电压而向第2可变电容电路32供给。而且，由于第1可变电容电路31为正特性的可变电容电路，因此当来自温度补偿电路40的温度补偿电压VCP上升时，第1可变电容电路31的电容增加，当温度补偿电压VCP下降时，第1可变电容电路31的电容减少。另外，由于第2可变电容电路32是负特性的可变电容电路，因此，当来自频率控制电路50的频率控制电压VFC上升时，第2可变电容电路32的电容减少，当频率控制电压VFC下降时，第2可变电容电路32的电容增加。这样，通过在振荡电路30中设置被供给来自温度补偿电路40的温度补偿电压VCP作为电容控制电压的正特性的第1可变电容电路31，例如当温度上升时，第1可变电容电路31的电容增加，振荡电路30的振荡频率降低。由此，例如在高温区域中振子10的振荡频率上升的情况下，第1可变电容电路31的电容增加，从而能够实现抵消振荡频率的增加的温度补偿。并且，通过在振荡电路30中设置正特性的第1可变电容电路31，例如还能够使用例如A类动作的放大电路作为温度补偿电路40的温度补偿电压VCP的输出放大器等。因此，与作为输出放大器而设置AB类动作的放大电路的情况相比，能够在实现电路的小规模化的同时，进行宽的温度范围内的振荡频率的适当的温度补偿。此外，通过在振荡电路30中设置被供给来自频率控制电路50的频率控制电压VFC作为电容控制电压的负特性的第2可变电容电路32，当频率控制电压VFC上升时，第2可变电容电路32的电容减少，振荡电路30的振荡频率上升。因此，能够通过频率控制电压VFC可变地控制振荡频率。其结果为，能够在实现由温度补偿电路40实施的宽的温度范围内的振荡频率的适当的温度补偿的同时，实现基于频率控制电压VFC的振荡频率的控制。例如，由于不必一定在频率控制电路50中设置放大电路，因此也能够实现电路的小规模化。

图2示出本实施方式的电路装置20、振荡器4的详细结构例。在图2中，电路装置20包含振荡电路30、温度补偿电路40、温度传感器48、频率控制电路50、逻辑电路60、非易失性存储器70、输出电路80、电源电路90。此外，振荡器4包含振子10和电路装置20。振子10与电路装置20电连接。例如，使用收纳振子10和电路装置20的封装的内部布线、接合线或金属凸块等，将振子10与电路装置20电连接。另外，电路装置20、振荡器4不限于图2的结构，能够实施省略它们的一部分结构要素、或者追加其他结构要素、或者将一部分结构要素置换为其他结构要素等各种变形。

此外，电路装置20包含连接盘PVDD、PGND、PX1、PX2、PVC、PCK。连接盘是作为半导体芯片的电路装置20的端子。例如在连接盘区域中，金属层从作为绝缘层的钝化膜露出，由该露出的金属层构成作为电路装置20的端子的连接盘。连接盘PVDD、PGND分别是电源连接盘、接地连接盘。来自外部的电源供给设备的电源电压VDD被供给到连接盘PVDD。连接盘PGND是被供给作为接地电压的GND的连接盘。GND也可以称为VSS，接地电压例如是接地电位。在本实施方式中，将接地适当地记载为GND。例如，VDD对应于高电位侧电源，GND对应于低电位侧电源。连接盘PX1、PX2是振子10的连接用的连接盘。连接盘PVC是控制电压VC的输入用的连接盘，连接盘PCK是时钟信号CK的输出用的连接盘。连接盘PVDD、PGND、PVC、PCK分别与振荡器4的外部连接用的外部端子即端子TVDD、TGND、TVC、TCK电连接。例如这些各连接盘和各端子使用封装的内部布线、接合线或金属凸块等电连接。

振荡电路30经由连接盘PX1、PX2与振子10电连接。连接盘PX1、PX2是振子连接用的连接盘。振荡电路30的振荡用的驱动电路设置在连接盘PX1与连接盘PX2之间。振荡电路30包含第1可变电容电路31、第2可变电容电路32。并且，第1可变电容电路31、第2可变电容电路32与连接盘PX1、PX2中的至少一方电连接，从而能够可变地调整振荡电路30的负载电容。

温度补偿电路40例如进行基于多项式近似的模拟方式的温度补偿。例如，在对振子10的频率温度特性进行补偿的温度补偿电压VCP通过多项式进行近似的情况下，温度补偿电路40根据该多项式的系数信息而实施模拟方式的温度补偿。模拟方式的温度补偿例如是通过作为模拟信号的电流信号、电压信号的相加处理等来实现的温度补偿。例如，在通过高次多项式来近似温度补偿电压VCP的情况下，多项式的0次系数、1次系数、高次系数分别作为0次校正数据、1次校正数据、高次校正数据，存储在例如通过非易失性存储器70等实现的存储部中。高次系数例如是比1次大的高次的次数的系数，高次校正数据是与高次系数对应的校正数据。例如在通过3次多项式对温度补偿电压VCP进行近似的情况下，多项式的0次系数、1次系数、2次系数、3次系数作为0次校正数据、1次校正数据、2次校正数据、3次校正数据被存储在存储部中。而且，温度补偿电路40根据0次校正数据至3次校正数据而实施温度补偿。在该情况下，也可以省略2次校正数据、基于2次校正数据的温度补偿。另外，例如在通过5次多项式对温度补偿电压VCP进行近似的情况下，多项式的0次系数、1次系数、2次系数、3次系数、4次系数、5次系数作为0次校正数据、1次校正数据、2次校正数据、3次校正数据、4次校正数据、5次校正数据存储在存储部中。而且，温度补偿电路40根据0次校正数据至5次校正数据而实施温度补偿。在该情况下，也可以省略基于2次校正数据或4次校正数据、2次校正数据或4次校正数据的温度补偿。另外，多项式近似的次数是任意的，例如也可以进行比5次更大的次数的多项式近似。另外，也可以由温度传感器48进行0次校正。

频率控制电路50被输入来自外部的控制电压VC。例如，来自通过微型计算机或各种IC而实现的外部的系统的控制电压VC经由端子TVC、连接盘PVC而被输入至频率控制电路50。作为一例，电路装置20的振荡电路30作为电压控制振荡器发挥功能，通过外部的系统形成PLL的反馈环路。并且，频率控制电路50输出与来自外部的控制电压VC对应的频率控制电压VFC。例如，频率控制电路50输出对控制电压VC进行增益调整后的频率控制电压VFC。另外，也可以将数字的控制数据经由未图示的接口电路输入到电路装置20，将对该控制数据进行D/A变换而得到的控制电压VC输入到频率控制电路50。

逻辑电路60是控制电路，进行各种控制处理。例如，逻辑电路60实施电路装置20的整体的控制，或者实施电路装置20的动作顺序的控制。此外，逻辑电路60实施用于振荡电路30的控制的各种处理，或者实施温度传感器48、输出电路80或电源电路90的控制，或者实施非易失性存储器70的信息的读取或写入的控制。逻辑电路60例如能够通过门阵列等基于自动配置布线的ASIC(Application Specific Integrated Circuit)的电路来实现。

非易失性存储器70是即使不供给电源也保持信息的存储的存储器。例如非易失性存储器70是即使不供给电源也能够保持信息并且能够进行信息的改写的存储器。非易失性存储器70存储电路装置20的动作等所需的各种信息。非易失性存储器70能够通过由FAMOS存储器(Floating gate Avalanche injection MOS memory)或MONOS存储器(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon memory)实现的EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory)等来实现。而且，非易失性存储器70存储用于温度补偿电路40的温度补偿的1次校正数据、高次校正数据等校正数据。

输出电路80输出基于振荡电路30的振荡信号的时钟信号CK。例如，输出电路80对来自振荡电路30的振荡时钟信号即振荡信号进行缓冲，并作为时钟信号CK而向连接盘PCK输出。而且，该时钟信号CK经由振荡器4的时钟输出的端子TCK而被输出至外部。例如，输出电路80以单端的CMOS的信号形式输出时钟信号CK。此外，输出电路80也可以以CMOS以外的信号形式输出时钟信号CK。此外，也可以在振荡电路30的后级设置生成将振荡信号的频率倍增后的频率的时钟信号CK的PLL电路等时钟信号生成电路，输出电路80对由该时钟信号生成电路生成的时钟信号CK进行缓冲并输出。

电源电路90被供给来自连接盘PVDD的电源电压VDD、来自连接盘PGND的接地电压GND，将电路装置20的内部电路用的各种电源电压供给到内部电路。例如，电源电路90将对电源电压VDD进行调节后的调节电源电压向振荡电路30等电路装置20的各电路供给。

图3是第1可变电容电路31的正特性的电压电容特性的说明图，图4是第2可变电容电路32的负特性的电压电容特性的说明图。电压电容特性是电容C相对于电容控制电压VCC的特性。另外，在图3、图4中示意性地表示电压电容特性，实际上并非是图3、图4所示那样的1次特性，而是在变化范围的中央附近具有斜率最大的拐点的特性。

如图3所示，向第1可变电容电路31输入温度补偿电压VCP作为电容控制电压VCC。并且，在第1可变电容电路31的正特性的电压电容特性中，当温度补偿电压VCP上升时，电容C增加，由此振荡电路30的振荡频率f下降。另一方面，如图4所示，向第2可变电容电路32输入频率控制电压VFC作为电容控制电压VCC。并且，在第2可变电容电路32的负特性的电压电容特性中，当频率控制电压VFC上升时，电容C减少，由此振荡频率f上升。

图5是振子10的频率温度特性。具体而言，例如为AT切割的石英的振子10的频率温度特性。如图5所示，振子10具有以3次曲线近似的频率温度特性。对于这样的振子10，在使用电压电容特性为负特性的第2可变电容电路32来调整电容的情况下，温度补偿电路40需要输出例如图6所示那样的温度特性的温度补偿电压VCP。这样，在振子10的振荡频率在高温范围内如图5的A1所示那样上升的情况下，如图6的A2所示，从温度补偿电路40输出的温度补偿电压VCP变低。由此，负特性的第2可变电容电路32的电容变大，振子10的振荡频率的上升被抵消，从而能够实现将振荡频率保持为恒定的温度补偿。

然而，在图6的A2所示的高温范围内，为了使温度补偿电压VCP充分降低，需要扩大温度补偿电路40的输出放大器的低电压侧的动作范围。因此，作为温度补偿电路40的输出放大器，在后述的图17所示的A类动作的放大电路中，难以扩大低电压侧的动作范围，需要使用后述的图18所示那样的AB类动作的放大电路，电路复杂化，电路规模增加。

另一方面，在针对振子10使用电压电容特性为正特性的第1可变电容电路31调整电容的情况下，温度补偿电路40输出例如图7所示的温度特性的温度补偿电压VCP即可。这样，在振子10的振荡频率在高温范围内如图5的A1所示那样上升的情况下，如图7的A3所示，从温度补偿电路40输出的温度补偿电压VCP变高。由此，正特性的第1可变电容电路31的电容变大，振子10的振荡频率的上升被抵消，从而能够实现将振荡频率保持为恒定的温度补偿。

在该情况下，在图7的A3所示的高温范围内，在温度补偿电路40中，为了输出高电压的温度补偿电压VCP，需要扩大该输出放大器的高电压侧的动作范围。关于这一点，即使是后述的图17所示的A类动作的放大电路，通过使构成输出部的P型的驱动晶体管成为充分的导通状态，也能够适当地输出图7的A3所示那样的高电压的温度补偿电压VCP。因此，可以不将图18所示那样的AB类动作的放大电路用作温度补偿电路40的输出放大器，能够实现电路的小规模化、简化。

这样，本实施方式的温度补偿电路40能够包含输出温度补偿电压VCP的A类动作的放大电路。A类动作的放大电路例如包含具有差动输入的差动部和与差动部连接的输出部，输出部是具有在高电位侧电源节点与低电位侧电源节点之间串联连接的P型的驱动晶体管和电流源用的晶体管的放大电路。由此，能够通过包含与AB类动作的放大电路相比电路规模小且结构简单的A类动作的放大电路的温度补偿电路40来实现较宽的温度范围内的振荡频率的适当的温度补偿，能够同时实现适当的温度补偿和电路的小规模化。

例如，振子10具有图5所示那样的以3次曲线近似的频率温度特性。例如，振子10具有用3次多项式等多项式近似的频率温度特性。而且，振子10成为如下的振子：在如图5那样未被进行温度补偿的状态下，A1所示的动作温度范围的上限处的振荡频率fh大于A4所示的振荡频率的极大值fa。动作温度范围是在振荡器4、电路装置20中能够满足规格特性的温度范围。

例如，在图5所示的振子10的3次频率温度特性中，如A4所示，在温度Ta下振荡频率成为极大值fa，如A5所示，在温度Tb下振荡频率成为极小值fb。并且，振子10的3次频率温度特性在温度Ta与温度Tb之间的例如25℃附近具有拐点。因此，与动作温度范围的低温侧的温度范围相比，高温侧的温度范围变宽。例如在动作温度范围为-40℃～125℃的情况下，高温侧的温度范围为25℃～125℃，比低温侧的温度范围即-40℃～25℃宽。在动作温度范围为-40℃～100℃的情况下也同样。并且，图5的A1所示的振荡频率fh是动作温度范围的上限的振荡频率，例如是125℃～100℃的振荡频率。因此，在图5中，动作温度范围的上限处的振荡频率fh大于振荡频率的极大值fa的关系成立。这样，在动作温度范围的上限处的振荡频率fh大于振荡频率的极大值fa的振子10中，高温侧的温度范围与低温侧的温度范围相比变宽。

因此，当作为被输入温度补偿电压VCP的可变电容电路而使用负特性的第2可变电容电路32时，如图6的A2所示，为了在动作温度范围的上限处使温度补偿电压VCP充分降低，需要扩大温度补偿电路40的输出放大器的低电压侧的动作范围，从而需要AB类动作的放大电路。与此相对，在本实施方式中，作为被输入温度补偿电压VCP的可变电容电路，使用正特性的第1可变电容电路31。因此，即使使用A类动作的放大电路作为温度补偿电路40的输出放大器，如图7的A3所示，也能够在动作温度范围的上限处使温度补偿电压VCP充分上升，能够同时实现适当的温度补偿和电路的小规模化。

2.振荡电路

接着，对振荡电路30的详细情况进行说明。图8示出振荡电路30的第1结构例。

图8的振荡电路30包含驱动电路DV、电阻RA、第1可变电容电路31和第2可变电容电路32。此外，振荡电路30能够包含：电容器CB5，其被设置在温度补偿电压VCP的供给节点与低电位侧电源节点之间；电容器CB6，其被设置在频率控制电压VFC的供给节点与低电位侧电源节点之间。低电位侧的电源节点例如是接地节点。振子10的一端经由连接盘PX1而与驱动电路DV的作为其输入节点的节点N1连接，振子10的另一端经由连接盘PX2而与驱动电路DV的作为其输出节点的节点N2连接。成为从驱动电路DV的输出向输入的反馈元件的电阻RA的一端与节点N1连接，另一端与节点N2连接。在图8中，第1可变电容电路31、第2可变电容电路32设置在经由连接盘PX1连接振子10的一端的节点N1和经由连接盘PX2连接振子10的另一端的节点N2双方。但是，也可以仅对节点N1、N2中的一个节点设置第1可变电容电路31、第2可变电容电路32。

在图8中，第1可变电容电路31由晶体管TR1构成，第2可变电容电路32由晶体管TR2构成。晶体管TR1、TR2为MOS(Metal Oxide Semiconductor)型的可变电容元件，也被称为MOS的变容二极管。在图8中，第1可变电容电路31、第2可变电容电路32分别由N型的晶体管TR1、TR2构成。MOS型的可变电容元件是MOS的晶体管的源极和漏极被短接，在被短接的源极及漏极与栅极之间产生的静电电容被电容控制电压可变地控制的电容元件。

此外，以下，主要以第1可变电容电路31、第2可变电容电路32分别由作为MOS型的可变电容元件的1个晶体管构成的情况为例进行说明，但也可以由并联设置的2个以上的晶体管构成。另外，作为构成第1可变电容电路31、第2可变电容电路32的晶体管，也能够实施使用P型的晶体管的变形。另外，以下，主要以设置于节点N1的第1可变电容电路31、第2可变电容电路32的结构为例进行说明。与节点N2连接的第1可变电容电路31、第2可变电容电路32的结构相同，因此省略详细的说明。

节点N1侧的第1可变电容电路31的晶体管TR1的栅极被供给至来自温度补偿电路40的温度补偿电压VCP，源极以及漏极与节点N1连接。由此，实现图3所示的正特性的电压电容特性的可变电容电路，当温度补偿电压VCP上升时，节点N1的负载电容增加，当温度补偿电压VCP下降时，节点N1的负载电容减少。因此，当温度补偿电压VCP上升时，振荡频率下降，当温度补偿电压VCP下降时，振荡频率上升。其结果，对于图5所示的振子10的3次频率温度特性，通过图7所示的温度补偿电压VCP抵消振荡频率的增减，能够实现使振荡频率恒定的温度补偿。

节点N1侧的第2可变电容电路32的晶体管TR2的源极以及漏极被供给来自频率控制电路50的频率控制电压VFC，栅极与节点N1连接。由此，实现图4所示的负特性的电压电容特性的可变电容电路，当频率控制电压VFC上升时，节点N1的负载电容减少，当频率控制电压VFC下降时，节点N1的负载电容增加。因此，当频率控制电压VFC上升时，振荡频率上升，当频率控制电压VFC下降时，振荡频率下降。因此，能够实现可根据来自外部的控制电压VC控制振荡电路30的振荡频率的电压控制型的温度补偿振荡器即VC-TCXO。

图9示出振荡电路30的第2结构例。另外，振荡电路30并不限定于图8、图9的结构，能够实施省略它们的一部分结构要素、或者追加其他结构要素、或者将一部分结构要素置换为其他结构要素等各种变形。

在图9的第2结构例中，节点N1侧的第1可变电容电路31由晶体管TR1构成，节点N1侧的第2可变电容电路32由晶体管TR2构成。而且，第1可变电容电路31经由DC切断用的电容器CB1而与节点N1电连接，第2可变电容电路32经由DC切断用的电容器CB2而与节点N1电连接。此外，在图9中，设置有生成基准电压VR1、VR2的基准电压生成电路34。另外，节点N2侧的第1可变电容电路31、第2可变电容电路32经由电容器CB3、CB4与节点N2连接，但这些可变电容电路是与节点N1侧的第1可变电容电路31、第2可变电容电路32相同的结构，因此省略详细的说明。

作为第1可变电容元件的晶体管TR1和电容器CB1被串联设置在基准电压VR1的供给节点与节点N1之间。具体而言，一端与节点N1连接的电容器CB1的另一端与晶体管TR1的栅极连接，晶体管TR1的源极以及漏极被供给基准电压VR1。而且，温度补偿电路40经由电阻RB1而向电容器CB1与晶体管TR1的连接节点供给温度补偿电压VCP。

作为第2可变电容元件的晶体管TR2和电容器CB2被串联设置在基准电压VR2的供给节点与节点N1之间。具体而言，一端与节点N1连接的电容器CB2的另一端与晶体管TR2的源极以及漏极连接，晶体管TR2的栅极被供给基准电压VR2。此外，频率控制电路50经由电阻RB2而向电容器CB2与晶体管TR2的连接节点供给频率控制电压VFC。

此外，在图9中，也可以由并联设置的多个晶体管TR1构成第1可变电容电路31，由并联设置的多个晶体管TR2构成第2可变电容电路32。在该情况下，只要对构成第1可变电容电路31的多个晶体管TR1的源极以及漏极供给不同电压的多个基准电压VR1即可。此外，只要对构成第2可变电容电路32的多个晶体管TR2的栅极供给不同电压的多个基准电压VR2即可。如果采用这种方式，则通过叠加多个晶体管TR1的不同的电压电容特性，能够改善第1可变电容电路31的总电容的线性特性。此外，通过叠加多个晶体管TR2的不同的电压电容特性，能够改善第2可变电容电路32的总电容的线性特性。

如图10所示，构成第1可变电容电路31的晶体管TR1的栅极被供给温度补偿电压VCP，源极以及漏极被供给基准电压VR1。由此，如图22所示，第1可变电容电路31的电压电容特性相对于作为栅极-漏极间电压的VGD＝VCP-VR1成为正特性的电压电容特性。因此，如图12所示，第1可变电容电路31的电压电容特性相对于温度补偿电压VCP也成为正特性的电压电容特性。具体而言，在图12中，相对于图11，成为如B1所示那样偏移了基准电压VR1的正特性的电压电容特性。

另外，在图11、图12中，Vth为晶体管TR1的阈值电压。如上所述，电压电容特性在变化范围的中央附近斜率最大，在图11中VGD＝Vth时电压电容特性的斜率最大。另一方面，在图12中，当VCP＝Vth+VR1时，电压电容特性的斜率最大。

此外，如图13所示，构成第2可变电容电路32的晶体管TR2的源极以及漏极被供给频率控制电压VFC，栅极被供给基准电压VR2。由此，如图14所示，第2可变电容电路32的电压电容特性相对于作为栅极-漏极间电压的VGD＝VR2-VFC成为正特性的电压电容特性。

在图14中，Vth为晶体管TR2的阈值电压。因此，如图15所示，第2可变电容电路32的电压电容特性相对于频率控制电压VFC成为负特性的电压电容特性。具体而言，在图15中，相对于图14，成为极性反转并且如B2所示那样偏移了基准电压VR2的负特性的电压电容特性。

3.温度补偿电路

图16示出温度补偿电路40的结构例。另外，温度补偿电路40并不限定于图16的结构，能够实施省略其中的一部分的结构要素、或追加其他的结构要素、或将一部分的结构要素置换为其他的结构要素等的各种改变。

温度补偿电路40是通过以温度为变量的多项式近似来输出温度补偿电压VCP的电路。该温度补偿电路40包含电流生成电路42和电流电压变换电路46。电流生成电路42基于温度传感器48的温度检测结果生成函数电流。例如，电流生成电路42根据来自温度传感器48的温度检测结果即温度检测电压VTS，生成用于对图5所示的振子10的频率温度特性进行温度补偿的函数电流。而且，电流电压变换电路46将来自电流生成电路42的函数电流变换为电压并输出温度补偿电压VCP。具体而言，电流电压变换电路46通过A类动作的放大电路AM而输出温度补偿电压VCP。

电流生成电路42包含1次校正电路43和高次校正电路44。1次校正电路43根据温度检测电压VTS，输出近似1次函数的1次电流。例如，1次校正电路43根据与多项式近似中的多项式的1次系数对应的1次校正数据，输出1次函数电流。1次校正电路43例如包含运算放大器、第1可变电阻电路、第2可变电阻电路、第3可变电阻电路。运算放大器、第1可变电阻电路以及第2可变电阻电路构成正相放大电路。正相放大电路例如以基准电压VRC为基准对温度检测电压VTS进行放大。正相放大电路经由第3可变电阻电路向电流电压变换电路46的输入节点输出1次电流。

高次校正电路44基于温度检测电压VTS，将近似高次函数的高次电流输出到电流电压变换电路46。例如，高次校正电路44基于与多项式近似中的多项式的高次系数对应的高次校正数据来输出高次电流。作为一例，高次校正电路44输出近似3次函数的3次电流。在该情况下，高次校正电路44包含：第1差动电路，其根据温度检测电压VTS进行差动动作；以及第2差动电路，其根据第1差动电路的输出电压和温度检测电压VTS进行差动动作，由此输出3次电流。另外，在图16中，温度传感器48根据与多项式的0次系数对应的0次校正数据，进行温度检测电压VTS的偏移校正。即，温度传感器48将温度检测电压VTS的偏移调整0次校正数据所表示的偏移的量。温度检测电压VTS的偏移校正在振荡频率的温度补偿中与0次校正对应。此外，高次校正电路44还可以包含进行4次以上的校正的校正电路。例如，高次校正电路44也可以还包含输出近似4次函数的4次电流的4次校正电路和输出近似5次函数的5次电流的5次校正电路等。

电流电压变换电路46将1次电流和高次电流相加，并且对该相加电流进行电流电压变换，由此输出温度补偿电压VCP。由此，生成近似多项式函数的温度补偿电压VCP。

电流电压变换电路46包含放大电路AM、电阻RC和电容器CC。放大电路AM由运算放大器实现。电阻RC以及电容器CC被并联连接在放大电路AM的输出端子与反相输入端子之间。向放大电路AM的非反相输入端子输入基准电压VRC。由此，电流电压变换电路46例如通过A类动作的放大电路AM输出温度补偿电压VCP。

根据这种结构的温度补偿电路40，能够通过电流电压变换电路46将由电流生成电路42基于温度传感器48的温度检测结果而生成的函数电流变换为电压并作为温度补偿电压VCP而输出。而且，由于电流电压变换电路46通过A类动作的放大电路AM而输出温度补偿电压，因此能够通过电路规模较小且结构简单的A类动作的放大电路AM而输出用于实施较宽的温度范围内的振荡频率的适当的温度补偿的温度补偿电压VCP。

图17表示A类动作的放大电路AM的结构例。放大电路AM包含差动部DP和输出部QP。差动部DP包含构成电流镜电路的晶体管TD1、TD2、作为差动对的晶体管的双极晶体管BP1、BP2、以及电流源用的双极晶体管BP3。晶体管TD1、TD2为栅极被共同连接的P型的晶体管。向作为双极晶体管BP1的基极的反相输入端子输入来自电流生成电路43的电压VCP0，向作为双极晶体管BP2的基极的同相输入端子输入基准电压VRC。输出部QP包含串联设置在VDD节点与GND节点之间的P型的驱动晶体管TD3和电流源用的双极晶体管BP4。此外，在放大电路AM中设置有相位补偿用的电阻RD以及电容器CD。另外，也可以使用MOS的晶体管来代替双极晶体管BP1～BP4。

另一方面，图18表示AB类动作的放大电路AM的结构例。与图17不同的是在图22中输出部QP包含串联设置在VDD节点与GND节点之间的P型的驱动晶体管TD4和N型的驱动晶体管TD5这一点。此外，在图18中，设置有用于控制驱动晶体管TD5的栅极的开关电路SW和双极晶体管BP5。

如上所述，在为了对图5所示的振子10的频率温度特性进行温度补偿而使用电压电容特性为负特性的第2可变电容电路32的情况下，温度补偿电路40需要输出图6所示的温度特性的温度补偿电压VCP。在该情况下，如图6的A2所示，在动作温度范围的上限，温度补偿电路40的放大电路AM需要输出足够低的电压。但是，当使用图17所示那样的A类动作的放大电路AM作为温度补偿电路40的输出放大器时，难以通过作为输出部QP的电流源用的晶体管的双极晶体管BP4输出图5的A2所示那样的足够低的电压的温度补偿电压VCP。即，电流源用的双极晶体管BP4是流过恒定电流的晶体管，因此，没有向低电位电源侧引入大电流的能力，难以输出足够低的电压的温度补偿电压VCP。在该情况下，如果使恒定电流为大的电流，则容易输出低电压，但如果增大恒定电流，则消耗电力增加。因此，在为了对频率温度特性进行温度补偿而使用负特性的第2可变电容电路32的情况下，必须使用图18所示的AB类动作的放大电路AM等。这是因为，根据AB类动作的放大电路AM，输出部QP的N型的驱动晶体管TD5成为充分的导通状态，从而能够输出低电压的温度补偿电压VCP。然而，当使用这种AB类动作的放大电路AM时，会产生电路复杂化或电路规模变大的问题。例如在AB类动作的放大电路AM中，无法在输出部QP的驱动晶体管的栅极设置滤波电路。而且，当针对输出部QP的输出节点而设置滤波电路时，由于镜像效果不起作用，因此为了设定为与A类动作的放大电路AM相同的截止频率，而需要较大的电容的电容器，从而使电路大规模化。

关于该点，在本实施方式中，为了对图5的振子10的频率温度特性进行温度补偿，使用电压电容特性为正特性的第1可变电容电路31。因此，温度补偿电路40输出如图7所示的温度特性的温度补偿电压VCP。在该情况下，如图7的A3所示，在动作温度范围的上限，温度补偿电路40的放大电路AM需要输出足够高的电压。而且，在作为温度补偿电路40的输出放大器而使用了图17所示的A类动作的放大电路AM的情况下，通过使输出部QP的P型的驱动晶体管TD3成为充分的接通状态，也能够容易地输出如图7的A3所示的较高的电压。因此，可以不使用图18所示那样的AB类动作的放大电路AM，因此能够实现电路的简化、小规模化。

4.频率控制电路

接着，对频率控制电路50进行详细说明。图19示出频率控制电路50的结构例。另外，频率控制电路50并不限定于图19的结构，能够实施省略其中的一部分结构要素、或追加其他结构要素、或将一部分结构要素置换为其他结构要素等各种变形。

本实施方式的频率控制电路50将通过利用至少1个可变电阻对从外部输入的控制电压VC进行分压而生成的电压作为频率控制电压VFC输出。例如，频率控制电路50不使用由运算放大器等构成的放大器，而通过可变电阻对控制电压VC进行分压，由此生成频率控制电压VFC。例如，当在频率控制电路50的增益调整中使用放大器时，电路规模变大，消耗电力也增加，并且噪声也随着晶体管的增加而增加。关于这一点，图19的频率控制电路50将通过利用可变电阻对控制电压VC进行分压而生成的电压作为频率控制电压VFC输出。这样，即使不使用电路规模大且消耗电力、噪声多的放大器，也能够进行基于频率控制电压VFC的振荡频率的控制，因此能够实现电路装置20的小规模化、低耗电化、低噪声化等。

具体而言，图19的频率控制电路50包含第1可变电阻RA1、第2可变电阻RA2、第3可变电阻RA3和第4可变电阻RA4。第1可变电阻RA1设置在控制电压VC的输入节点NA1与频率控制电压VFC的输出节点NA2之间。第2可变电阻RA2的一端与频率控制电压VFC的输出节点NA2连接。第3可变电阻RA3设置在基准电压VREG的输入节点NA3与连接第2可变电阻RA2的另一端的连接节点NA4之间。第4可变电阻RA4设置在连接节点NA4与低电位电源节点NA5之间。低电位电源节点NA5例如是GND节点。

在图19的频率控制电路50中，流过第1可变电阻RA1、第2可变电阻RA2、第3可变电阻RA3、第4可变电阻RA4的电流IA1、IA2、IA3、IA4如下式(1)、(2)、(3)那样求出。

由此，第3可变电阻RA3、第4可变电阻RA4的电压分割节点即连接节点NA4处的电压VM如下式(4)、(5)那样求出。

因此，频率控制电压VFC能够如下式(6)、(7)那样求出。

并且，频率控制电路50中的增益即G＝ΔVFC/ΔVC由下式(8)表示。

如上式(8)所示，根据本实施方式的频率控制电路50，能够以不使用放大器的小规模的电路结构来调整频率控制电压VFC相对于控制电压VC的增益G。例如，通过调整第1可变电阻RA1～第4可变电阻RA4的电阻值，能够调整频率控制电路50中的增益G。因此，不使用电路规模大且消耗电力、噪声多的放大器，就能够将频率控制电压VFC相对于控制电压VC的增益G调整为任意的值。

5.灵敏度的设定

在本实施方式中，使第1可变电容电路31的频率电压灵敏度的绝对值比第2可变电容电路32的频率电压灵敏度的绝对值高。例如，作为频率电压灵敏度的灵敏度KV＝ΔF/ΔV如下式(9)所示。CL是振荡电路30的整体的负载电容，C0、C1是振子10的等效的并联电容、串联电容。

由上式(9)可知，通过提高灵敏度KV的绝对值，能够增大作为频率变化的ΔF。因此，通过使温度补偿用的第1可变电容电路31的灵敏度KV的绝对值比频率控制用的第2可变电容电路32的灵敏度KV的绝对值高，能够使温度补偿用的第1可变电容电路31的频率变动幅度比频率控制用的第2可变电容电路32的频率变动幅度宽。例如，根据规格等，频率变动幅度在温度补偿侧要求±20～30ppm左右，在频率控制侧要求±5～15ppm左右的变动幅度。因此，通过使第1可变电容电路31的灵敏度KV的绝对值比第2可变电容电路32的灵敏度KV的绝对值高，能够使温度补偿侧的频率变动幅度比频率控制侧的频率变动幅度宽，能够应对规格等的要求。另外，为了提高可变电容电路的灵敏度的绝对值，只要增大构成可变电容电路的晶体管的尺寸即可。因此，为了使第1可变电容电路31的灵敏度KV的绝对值高于第2可变电容电路32的灵敏度KV的绝对值，只要使构成第1可变电容电路31的晶体管TR1的尺寸大于构成第2可变电容电路32的晶体管TR2的尺寸即可。另外，以下将灵敏度的绝对值适当地简单记载为灵敏度。

例如，图20是可变电容电路的电压电容特性。在图20的D2中，将电压电容特性中的斜率设为D1的2倍。即，使可变电容电路的电容电压灵敏度为2倍。但是，即使将可变电容电路的电压电容特性中的斜率即电容电压灵敏度设为2倍，如图21所示，灵敏度KV＝ΔF/ΔV也不会成为2倍。即，关于上式(9)所示的灵敏度KV，如图20的D1、D2所示，即使将电压电容特性中的斜率设为2倍，也不会成为图21的D3所示的灵敏度的2倍，如D4所示，灵敏度降低了与伴随寄生电容增加的负载电容CL的增加对应的量，成为D5所示的灵敏度。

例如，当提高频率控制用的第2可变电容电路32的灵敏度KV时，随着由第2可变电容电路32的寄生电容引起的负载电容CL的增加，温度补偿用的第1可变电容电路31的灵敏度KV降低。因此，在本实施方式中，优先提高温度补偿用的第1可变电容电路31的灵敏度KV，使频率控制用的第2可变电容电路32的灵敏度KV比温度补偿侧低。这样，能够减小第2可变电容电路32的晶体管尺寸，能够实现电路的小规模化，并且还能够抑制由第2可变电容电路32的寄生电容引起的第1可变电容电路31的灵敏度KV的降低。

6.振荡器

图22示出本实施方式的振荡器4的第1构造例。振荡器4具有振子10、电路装置20以及收纳振子10和电路装置20的封装15。封装15例如由陶瓷等形成，在其内侧具有收纳空间，在该收纳空间中收纳有振子10和电路装置20。收容空间被气密密封，优选成为接近真空的状态即减压状态。通过封装15，能够适当地保护振子10和电路装置20免受冲击、尘埃、热、湿气等的影响。

封装15具有基座16和盖17。具体而言，封装15由支承振子10和电路装置20的基座16、以及以在与基座16之间形成收纳空间的方式与基座16的上表面接合的盖17构成。而且，振子10经由端子电极而被支承在设置于基座16的内侧的台阶部上。另外，电路装置20配置于基座16的内侧底面。具体而言，电路装置20以有源面朝向基座16的内侧底面的方式配置。有源面是电路装置20的形成有电路元件的面。此外，在电路装置20的端子上形成有凸块BMP。而且，电路装置20经由导电性的凸块BMP而被支承于基座16的内侧底面。导电性的凸块BMP例如是金属凸块，经由该凸块BMP、封装15的内部布线、端子电极等，振子10与电路装置20电连接。此外，电路装置20经由凸块BMP或封装15的内部布线而与振荡器4的外部端子18、19电连接。外部端子18、19形成于封装15的外侧底面。外部端子18、19经由外部布线与外部设备连接。外部布线例如是在安装有外部设备的电路基板上形成的布线等。由此，能够对外部器件输出时钟信号等。

此外，在图22中，以电路装置20的有源面朝向下方的方式倒装安装电路装置20，但本实施方式并不限定于这样的安装。例如也可以以电路装置20的有源面朝向上方的方式安装电路装置20。即，以有源面与振子10对置的方式安装电路装置20。

图23示出振荡器4的第2构造例。振荡器4具有振子10、电路装置20以及收纳振子10和电路装置20的封装15，封装15具有基座16和盖17。基座16具有作为中间基板的第1基板6、层叠于第1基板6的上表面侧的大致矩形框架形状的第2基板7、以及层叠于第1基板6的底面侧的大致矩形框架形状的第3基板8。并且，在第2基板7的上表面接合有盖17，在由第1基板6、第2基板7和盖17形成的收纳空间S1中收纳有振子10。例如，振子10被气密密封在收纳空间S1中，优选成为接近真空的状态即减压状态。由此，能够适当地保护振子10免受冲击、尘埃、热、湿气等的影响。另外，在由第1基板和第3基板8形成的收纳空间S2中收纳有作为半导体芯片的电路装置20。另外，在第3基板8的底面形成有作为振荡器4的外部连接用的电极端子的外部端子18、19。

此外，在收纳空间S1中，振子10通过导电性的连接部CDC1、CDC2而与形成于第1基板6的上表面上的未图示的第1电极端子、第2电极端子连接。导电性的连接部CDC1、CDC2例如可以通过金属凸块等导电性的凸块来实现，也可以通过导电性的粘接剂来实现。具体而言，例如形成于音叉型振子10的一端的未图示的第1电极连接盘经由导电性的连接部CDC1与形成于第1基板6的上表面的第1电极端子连接。并且，第1电极端子与电路装置20的连接盘PX1电连接。另外，在音叉型振子10的另一端形成的未图示的第2电极连接盘经由导电性的连接部CDC2与在第1基板6的上表面形成的第2电极端子连接。并且，第2电极端子与电路装置20的连接盘PX2电连接。由此，能够将振子10的一端以及另一端经由导电性的连接部CDC1、CDC2而与电路装置20的连接盘PX1、PX2电连接。此外，在作为半导体芯片的电路装置20的多个连接盘上形成有导电性的凸块BMP，这些导电性的凸块BMP与形成在第1基板6的底面上的多个电极端子连接。并且，与电路装置20的连接盘连接的电极端子经由内部布线等与振荡器4的外部端子18、19电连接。

另外，振荡器4也可以是晶片级封装(WLP)的振荡器。在该情况下，振荡器4包含：基座，其具有半导体基板和贯穿半导体基板的第1面与第2面之间的贯穿电极；振子10，其经由金属凸块等导电性的接合部件而被固定在半导体基板的第1面上；外部端子，其经由再配置配线层等绝缘层而设置在半导体基板的第2面侧。而且，在半导体基板的第1面或第2面上形成有成为电路装置20的集成电路。在该情况下，通过将形成有配置有振子10和集成电路的多个基座的第1半导体晶片与形成有多个盖的第2半导体晶片粘贴，将多个基座与多个盖接合，然后利用划片机等进行振荡器4的单片化。这样，能够实现晶片级封装的振荡器4，能够以高生产率且低成本制造振荡器4。

如以上所说明的那样，本实施方式的电路装置包含：振荡电路，其使振子振荡；温度补偿电路，其根据温度传感器的温度检测结果，输出对振荡电路的振荡频率进行温度补偿的温度补偿电压；以及频率控制电路，其输出振荡频率的频率控制电压。振荡电路包含：第1可变电容电路，其电容相对于电容控制电压的变化特性为正特性；以及第2可变电容电路，其电容相对于电容控制电压的变化特性为负特性。而且，温度补偿电路将温度补偿电压作为电容控制电压向第1可变电容电路供给，频率控制电路将频率控制电压作为电容控制电压向第2可变电容电路供给。

这样，通过在振荡电路中设置被供给来自温度补偿电路的温度补偿电压作为电容控制电压的正特性的第1可变电容电路，当温度上升时，第1可变电容电路的电容增加，振荡电路的振荡频率下降，当温度下降时，第1可变电容电路的电容减少，振荡电路的振荡频率上升。由此，能够实现抵消由温度变化引起的振荡频率的变化而使振荡频率恒定的温度补偿。此外，通过在振荡电路中设置被供给来自频率控制电路的频率控制电压作为电容控制电压的负特性的第2可变电容电路，当频率控制电压上升时，第2可变电容电路的电容减少，振荡电路的振荡频率上升，当频率控制电压下降时，第2可变电容电路的电容增加，振荡电路的振荡频率下降。因此，能够在实现基于温度补偿电路的较宽的温度范围内的振荡频率的适当的温度补偿的同时，实现基于频率控制电压的振荡频率的控制。

此外，在本实施方式中，温度补偿电路也可以包含输出温度补偿电压的A类动作的放大电路。

这样，能够通过包含与AB类动作的放大电路相比电路规模小且结构简单的A类动作的放大电路的温度补偿电路来实现较宽的温度范围内的振荡频率的适当的温度补偿。

此外，在本实施方式中，也可以是，温度补偿电路包含：电流生成电路，其根据温度传感器的温度检测结果而生成函数电流；电流电压变换电路，其将函数电流变换为电压并输出温度补偿电压，电流电压变换电路通过A类动作的放大电路而输出温度补偿电压。

这样，能够利用电流电压变换电路将由电流生成电路基于温度传感器的温度检测结果而生成的函数电流变换为电压并作为温度补偿电压输出。而且，由于电流电压变换电路通过A类动作的放大电路而输出温度补偿电压，因此能够通过电路规模较小且结构简单的A类动作的放大电路而输出用于进行较宽的温度范围内的振荡频率的适当的温度补偿的温度补偿电压。

此外，在本实施方式中，也可以是，振子具有以3次曲线近似的频率温度特性，振子是在未进行温度补偿的状态下动作温度范围的上限处的振荡频率大于振荡频率的极大值的振子。

在像这样动作温度范围的上限处的振荡频率大于振荡频率的极大值的振子中，高温侧的温度范围与低温侧的温度范围相比变宽，但在本实施方式中，作为被供给温度补偿电压的可变电容电路，使用了正特性的第1可变电容电路。因此，能够在动作温度范围的上限处使温度补偿电压充分上升，能够实现适当的温度补偿。

此外，在本实施方式中，频率控制电路也可以将通过利用至少1个可变电阻对从外部输入的控制电压进行分压而生成的电压作为频率控制电压输出。

这样，即使不使用电路规模大且消耗电力、噪声多的放大器，也能够进行基于频率控制电压的振荡频率的控制，能够实现电路的小规模化、低耗电化等。

此外，在本实施方式中，频率控制电路也可以包含：第1可变电阻，其设置在控制电压的输入节点与频率控制电压的输出节点之间；第2可变电阻，其一端与输出节点连接；第3可变电阻，其设置在基准电压的输入节点与连接第2可变电阻的另一端的连接节点之间；以及第4可变电阻，其设置在连接节点与低电位电源节点之间。

这样，通过调整第1可变电阻～第4可变电阻的电阻值，能够在不使用电路规模大且消耗电力、噪声多的放大器的情况下，调整频率控制电压相对于控制电压的增益。

此外，在本实施方式中，第1可变电容电路的频率电压灵敏度的绝对值也可以比第2可变电容电路的频率电压灵敏度的绝对值高。

这样，使温度补偿侧的频率变动幅度比频率控制侧的频率变动幅度宽，能够实现适当的温度补偿。

此外，本实施方式的振荡器包含振子和电路装置。并且，电路装置包含：振荡电路，其使振子振荡；温度补偿电路，其基于温度传感器的温度检测结果，输出对振荡电路的振荡频率进行温度补偿的温度补偿电压；以及频率控制电路，其输出振荡频率的频率控制电压。振荡电路包含：第1可变电容电路，其电容相对于电容控制电压的变化特性为正特性；以及第2可变电容电路，其电容相对于电容控制电压的变化特性为负特性。而且，温度补偿电路将温度补偿电压作为电容控制电压而向第1可变电容电路供给，频率控制电路将频率控制电压作为电容控制电压而向第2可变电容电路供给。

此外，如上述那样对本实施方式详细地进行了说明，但本领域技术人员能够容易地理解，能够进行实质上不脱离本公开的新事项以及效果的多种变形。因此，这样的变形例全部包含在本公开的范围内。例如，在说明书或附图中，至少一次与更广义或同义的不同用语一起记载的用语在说明书或附图的任何位置都能够置换为该不同用语。另外，本实施方式以及变形例的全部组合也包含于本公开的范围。此外，电路装置、振荡器的结构、动作等也不限于本实施方式中说明的内容，能够实施各种变形。

Claims (10)

1.一种电路装置，其特征在于，所述电路装置包含：

振荡电路，其使振子振荡；

温度补偿电路，其基于温度传感器的温度检测结果，输出对所述振荡电路的振荡频率进行温度补偿的温度补偿电压；以及

频率控制电路，其输出所述振荡频率的频率控制电压，

所述振荡电路包含：

第1可变电容电路，其电容相对于电容控制电压的变化特性为正特性；以及

第2可变电容电路，其电容相对于所述电容控制电压的变化特性为负特性，

所述温度补偿电路将所述温度补偿电压作为所述电容控制电压向所述第1可变电容电路供给，

所述频率控制电路将所述频率控制电压作为所述电容控制电压向所述第2可变电容电路供给。

2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，

所述温度补偿电路包含输出所述温度补偿电压的A类动作的放大电路。

3.根据权利要求2所述的电路装置，其特征在于，

所述温度补偿电路包含：

电流生成电路，其基于所述温度传感器的所述温度检测结果生成函数电流；以及

电流电压变换电路，其将所述函数电流变换为电压而输出所述温度补偿电压，

所述电流电压变换电路通过A类动作的所述放大电路输出所述温度补偿电压。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电路装置，其特征在于，

所述振子具有以3次曲线近似的频率温度特性，

所述振子是在未进行温度补偿的状态下动作温度范围的上限处的所述振荡频率大于所述振荡频率的极大值的振子。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的电路装置，其特征在于，

所述频率控制电路输出利用至少1个可变电阻对从外部输入的控制电压进行分压而生成的电压作为所述频率控制电压。

6.根据权利要求5所述的电路装置，其特征在于，

所述频率控制电路包含：

第1可变电阻，其设置在所述控制电压的输入节点与所述频率控制电压的输出节点之间；

第2可变电阻，其一端与所述输出节点连接；

第3可变电阻，其设置在基准电压的输入节点与连接所述第2可变电阻的另一端的连接节点之间；以及

第4可变电阻，其设置在所述连接节点与低电位电源节点之间。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的电路装置，其特征在于，

所述第1可变电容电路的频率电压灵敏度的绝对值比所述第2可变电容电路的频率电压灵敏度的绝对值高。

8.一种振荡器，其特征在于，所述振荡器包含振子和电路装置，所述电路装置包含：

振荡电路，其使所述振子振荡；

温度补偿电路，其基于温度传感器的温度检测结果，输出对所述振荡电路的振荡频率进行温度补偿的温度补偿电压；以及

频率控制电路，其输出所述振荡频率的频率控制电压，

所述振荡电路包含：

第1可变电容电路，其电容相对于电容控制电压的变化特性为正特性；以及

第2可变电容电路，其电容相对于所述电容控制电压的变化特性为负特性，

所述温度补偿电路将所述温度补偿电压作为所述电容控制电压向所述第1可变电容电路供给，

所述频率控制电路将所述频率控制电压作为所述电容控制电压向所述第2可变电容电路供给。

9.根据权利要求8所述的振荡器，其特征在于，

所述温度补偿电路包含输出所述温度补偿电压的A类动作的放大电路。

10.根据权利要求8或9所述的振荡器，其特征在于，

所述振子具有以3次曲线近似的频率温度特性，

所述振子是在未进行温度补偿的状态下动作温度范围的上限处的所述振荡频率大于所述振荡频率的极大值的振子。

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