CN1301588C - 温度补偿型振荡器 - Google Patents

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Abstract

在本发明中，用温度检测电路(13)检测振荡电路(47)的温度，根据该输出电压，控制电压发生电路(23)的3次项电压发生电路产生3次项电压作为控制电压，上述频率调整电路(45)用这个控制电压改变振荡电路(47)的振荡频率。这个3次项电压发生电路具有源极与第1电源线(25)连接的第1MOS晶体管(37)，源极与第2电源线(26)连接的第2MOS晶体管(35)，和根据温度检测电路(13)的输出电压分别产生第1，第2栅极电压的数字控制电压分割电路(31，33)，分别将这个第1，第2栅极电压加到第1，第2MOS晶体管(37，35)，将它们的各个漏极共同连接起来的连接点(44)作为控制电压的输出端。

Description

温度补偿型振荡器
技术领域
本发明涉及对用晶体振子的晶体振荡器的温度特性进行补偿的温度补偿型振荡器
背景技术
用晶体振子的晶体振荡器与其它振荡器比较频率稳定性要优越得多，但是当用作近年来的移动体无线电的基准振荡器时，由晶体振子的温度特性引起的振荡频率的变动成为一个问题。为了解决这个问题，广泛地使用对晶体振子的温度特性进行补偿的，所谓的温度补偿型振荡器。
即便在温度补偿型振荡器中，伴随着近年来集成电路技术的发展，一种称为间接法的方式可以达到削减部件数目和提高性能的目的。
我们用第17图说明用间接法的温度补偿型振荡器的温度补偿原理。
第17图中的温度检测电路91产生与温度有关的温度检测电压。将这个电压输入高温部分低温部分区别电路92和梯度校正电压发生电路93。高温部分低温部分区别电路92将输入的电压分成用于低温部分和用于高温部分的两部分，分别输入低温部分3次曲线电压发生电路94和高温部分3次曲线电压发生电路95。
将分别从温部分3次曲线电压发生电路94和高温部分3次曲线电压发生电路95和梯度校正电压发生电路93，标准频率调整电压发生电路96输出的电压输入加法电路97加起来，然后输出到频率调整电路98。
频率调整电路98用输入的电压对具有晶体振子90的振荡电路99的振荡频率进行控制。又，用从标准频率调整电压发生电路96输出的电压，对在设定温度的标准振荡频率进行调整。
因为3次曲线电压发生电路只产生对输入电压进行3次方后得到的电压，所以在输入电压和输出电压的2维平面中，只能产生为3次曲线一半的第1象限的电压。
因此，在为了得到一系列的3次曲线电压，用通过使输入电压和输出电压反转产生3次曲线电压的低温部分3次曲线电压发生电路94和通过通常工作产生3次曲线电压的高温部分3次曲线电压发生电路95，将它们各自的输出电压加起来。
为此，高温部分低温部分区别电路92，低温部分3次曲线电压发生电路94和高温部分3次曲线电压发生电路95是必需的。
在上述一系列工作中，低温部分3次曲线电压发生电路94和高温部分3次曲线电压发生电路95产生为了频率调整电路98对AT切割晶体的3次温度特性进行补偿的电压，梯度校正电压发生电路93产生为了频率调整电路98对AT切割晶体的1次温度特性进行补偿的电压。
通过用加法电路97将这些电压加起来，并输入频率调整电路98，对振荡电路99的振荡频率的由于温度引起的变化进行补偿。通过这样做，即便温度变化，也能够保持温度补偿型振荡器的振荡频率恒定。
但是，在这种已有技术中，存在着因为为了上述那样地补偿AT切割晶体的温度特性，需要用于将来自温度检测电路的电压分成低温部分和高温部分的高温部分低温部分区别电路，2个3次曲线电压发生电路，梯度校正电压发生电路和加法电路，所以使电路规模增大，并且为了校正这些各个电路制造时的零散，必须分别进行烦杂的调整那样的问题。
因此，本发明的目的是提供能够解决这些问题，电路构成简洁适合于小型化，也容易调整的温度补偿型振荡器。
发明内容
为了根据本发明的温度补偿型振荡器的特征是，为了达到上述目的，在具有振荡电路，通过控制电压改变这个振荡电路的振荡频率的频率调整电路，检测这个振荡电路近旁的温度状态，根据检测出的温度至少产生1个输出电压的温度检测电路，和包含根据来自这个温度检测电路的输出电压，产生作为上述控制电压的3次项电压的3次项电压发生电路的控制电压发生电路的温度补偿型振荡器中，如下地构成上述3次项电压发生电路。
即，上述3次项电压发生电路具有源极与第1电源线连接的第1MOS晶体管，导电型与这个第1MOS晶体管不同的，源极与第2电源线连接的第2MOS晶体管，根据上述温度检测电路的输出电压，产生第1栅极电压的第1栅极电压发生电路和产生第2栅极电压的第2栅极电压发生电路。
而且，通过使输出上述第1栅极电压发生电路的第1栅极电压的输出端与第1MOS晶体管的栅极连接，输出上述第2栅极电压发生电路的第2栅极电压的输出端与第2MOS晶体管的栅极连接，这个第1MOS晶体管的漏极和第2MOS晶体管的漏极共同连接起来，形成上述控制电压的输出端。
上述第2电源线最好与第1电源线极性相反或处于接地电位。
又，在上述控制电压发生电路，代替上述3次项电压发生电路，包含根据来自上述温度检测电路的输出电压产生作为上述控制电压的2次项电压的2次项电压发生电路的温度补偿型振荡器的情形中，只要变更上述3次项电压发生电路构成中的下列部分就可以得到这个2次项电压发生电路的构成。
即，使第2MOS晶体管具有与第1MOS晶体管具有相同导电型，使它们的源极与与第2电源线连接。
这时的第2电源线既可以与第1电源线有相同极性，也可以与第1电源线相同。
在这些温度补偿型振荡器中，最好使上述控制电压的输出端，通过具有100kΩ以上电阻值的电阻元件，至少与1个任意电压源连接。
在具有包含上述3次项电压发生电路的控制电压发生电路的温度补偿型振荡器的情形中，最好使上述控制电压的输出端，通过第1电阻元件，与上述第1电源线或与其同极性的电源线连接，并且通过第2电阻元件，与上述第2电源线或与其同极性的电源线连接。
作为这个第1电阻元件和第2电阻元件，也能够使用电阻值的温度系数不同的元件。
进一步，最好，作为上述第1电阻元件和第2电阻元件，设置多个电阻值的温度系数的组合不同的电阻元件组，并且设置能够选择地切换使用这些多个电阻元件组中任何一组的切换装置。
即便在上述任何一个温度补偿型振荡器中，也最好将上述第1和第2栅极电压发生电路中的至少一方，制成根据上述温度检测电路的输出电压和任意的参照电压之差产生上述第1或第2栅极电压的电路。
或者，也能够将上述第1和第2栅极电压发生电路中的至少一方，制成根据外部数据可以控制产生的栅极电压的电路。进一步，也可以设置存储这个外部数据的存储电路，将上述第1和第2栅极电压发生电路中的至少一方，制成可以根据存储在这个存储电路中的数据，控制产生的栅极电压的电路。
也可以将上述第1和第2栅极电压发生电路中的至少一方，制成对上述温度检测电路的输出电压和上述任意的参照电压的电压差进行分割的电压分割电路。上述任意的参照电压也可以是上述第1电源线或上述第2电源线的电压。
在具有包含上述3次项电压发生电路的控制电压发生电路的温度补偿型振荡器的情形中，最好，这个控制电压发生电路输出上述3次项电压发生电路产生的3次项电压作为第1控制电压，进一步具有根据上述温度检测电路的输出电压产生1次项电压的1次项电压发生电路，输出该电路产生的1次项电压作为第2控制电压，上述频率调整电路是根据这个第1控制电压和第2控制电压对上述振荡电路的振荡频率进行控制的电路。
上述1次项电压发生电路也可以是运算放大电路。而且，最好设置存储来自外部的数据，根据这个存储的数字数据对这个运算放大电路的放大率和偏置输入电压进行控制的存储电路。
又，上述温度检测电路也可以是具有温度梯度不同的2个温度传感器，以任意比率分割这2个温度传感器的输出电压之差，作为温度检测电压输出的电路。
上述频率调整电路最好具有构成振荡电路的负载电容，根据上述控制电压改变这个电容值的MIS型可变电容量电容器等的电压可变电容元件。这时，最好将上述第1控制电压加到上述电压可变电容的一个电极上，并将上述第2控制电压加到另一个电极上。
或者，也可以通过并联地连接加上上述第1控制电压的第1电压可变电容元件，和加上上述第2控制电压的第2电压可变电容元件，构成这个电压可变电容元件。
又，在上述控制电压发生电路中的第1和第2MOS晶体管的各源极，最好通过用于限制各自漏极电流的电阻元件与上述第1或第2电源线连接。
也可以设置将这个电阻元件作为数字控制可变电阻电路，根据存储的数字数据可以对这个数字控制可变电阻电路的电阻值进行控制的存储电路。这个存储电路最好可以对通过串联输入输出线存储和读出来自外部的数字数据进行控制。
作为上述温度检测电路，能够使用温度与输出电压成正比关系的，或成反比关系的，能够选择多个温度梯度等的种种温度传感器和电路构成。
进一步，当将在上述温度补偿型振荡器的使用温度范围中预先设定的温度范围作为第2温度区域，比它低的温度一侧的温度范围作为第1温度区域，超过上述第2温度区域的高温一侧的温度范围作为第3温度区域时，希望实现下列要求。
上述第1栅极电压发生电路至少具有在上述第3温度区域中对于温度变化，第1栅极电压直线地变化的区域，上述第2栅极电压发生电路至少具有在上述第1温度区域中对于温度变化，第2栅极电压直线地变化的区域。
附图说明
第1图是表示根据本发明的温度补偿型振荡器的第1实施形态的构成的方框电路图。
第2图是表示第1图中的温度检测电路13的具体构成例的电路图。
第3图是表示第1图中的外部控制电压输入电路17的具体构成例的方框电路图。
第4图是表示第1图中的数字控制电压分割电路31，33的具体构成例的方框电路图。
第5图是表示本发明的第1实施形态中的温度与第1，第2控制电压关系的曲线图。
第6图是同样地表示温度与第1控制电压和第2控制电压之差的关系的曲线图。
第7图是同样地表示这个电压差与频率变化率关系的曲线图。
第8图是同样地表示温度与频率变化率关系的曲线图。
第9图是表示用于本发明的温度检测电路的其它构成例的电路图。
第10图是同样地表示温度检测电路的另一个其它构成例的方框电路图。
第11图是表示产生第1图中第1控制电压的电路的其它构成例的电路图。
第12图是同样地表示产生第1控制电压的电路的另一个其它构成例的电路图。
第13图是表示第1图中的振荡电路和一部分变更了的频率调整电路的电路图。
第14图是表示用于本发明的外部控制电压输入电路的其它例的方框电路图。
第15图是表示根据本发明的温度补偿型振荡器的第2实施形态的方框电路图。
第16图是同样地表示由这个控制电压发生电路产生的温度与第1控制电压关系的曲线图。
第17图是表示已有温度补偿型振荡器的构成例的方框图。
具体实施形态
为了更详细的说明本发明，我们用附图说明本发明的优先实施形态。
[第1实施形态的构成：第1图到第4图]
第1图是表示根据本发明的温度补偿型振荡器的第1实施形态的构成的方框电路图。这个温度补偿型振荡器由电源11，输入端子12，控制电压发生电路23，温度检测电路13，外部控制电压输入电路17，频率调整电路45，振荡电路47和存储电路19构成。
控制电压发生电路23，如第1图所示，由运算放大电路29，P沟道MOS晶体管37，N沟道MOS晶体管35，第1电阻元件39，第2电阻元件43，第3电阻元件22，第4电阻元件20，构成第1，第2栅极电压发生电路的数字控制电压分割电路31，33，数字控制可变电阻电路21和电阻元件27构成。
特别是，P沟道MOS晶体管37，N沟道MOS晶体管35和数字控制电压分割电路31，33构成3次项电压发生电路。
频率调整电路45由MIS型可变电容量电容器41，54，电阻元件52，53，59，和电容元件55，57，58构成。而且，振荡电路47由是压电振子的晶体振子49，倒相器51，和反馈电阻元件50构成。MIS型可变电容量电容器41，54分别是构成振荡电路47的负载电容的电容元件，和通过控制电压改变它的电容值的电压可变电容元件。
温度检测电路13，如第2图所示，由电源100，P沟道MOS晶体管105，电阻元件119，106，运算放大电路111等构成。我们将在后面述说它的详细构成。
这个温度检测电路13的电源100不需要与控制电压发生电路23的电源11是共同的，在实际的集成电路(IC)中为了使电源电压对各电路是最适合的，一般从各个调整器供给电源电压。具体地说，第1图所示的电源11是由调整器构成的，第2图所示的温度检测电路13的电源100，外部控制电压输入电路17的电源(后述的第3图所示的电源130)，和振荡电路47的电源也都是由分别为各自准备的调整器构成的。
因此，在本实施形态中，为了避免使图变得烦杂，第1图的温度检测电路13作为包含电源的电路表示出来。后述的外部控制电压输入电路17也是一样的。
外部控制电压输入电路17，如第3图所示，由电源130，运算放大电路137，147，数字控制可变电阻电路141，数字控制电压分割电路139等构成。我们将在后面述说它的详细构成。
存储电路19由非易失性存储器构成。或者说，也能够由只可以写入1次的一次存储器和是读出专用存储器的屏蔽ROM等构成。
在第1图所示的控制电压发生电路23中，数字控制电压分割电路31，33是用数字信号任意地分割加在它两端的电压差并进行输出的电路。
例如，如第4图所示，在电压输入端子A，B之间串联的连接着多个电阻元件R1～Rn，在它们的各连接点与电压输出端子C之间分别连接着开关元件SW1～SWn，通过用来自存储电路19的数字信号选择地使这些开关元件SW1～SWn中的1个或多个接通，在电压输出端子C输出任意分割加在电压输入端子A，B之间的电压得到的电压。
而且，如第1图所示，一方的数字控制电压分割电路31两端(在第4图中电压输入端子A，B)，分别与和控制电压发生电路23的电源11的正极端子连接的正电源线25(将这个电压作为参照电压)，和温度检测电路13的输出电压线15连接。另一方的数字控制电压分割电路33两端(在第4图中电压输入端子A，B)，分别与温度检测电路13的输出电压线15，和与电源11的负载端子及地连接的接地电源线(或负电源线)26连接。
此外，加在数字控制电压分割电路31，33上的参照电压也可以不一定是正电源线25和接地电源线26的电压，能够利用来自任意电源的电压。
又，在这个实施形态中，数字控制电压分割电路31，33是第1，第2栅极电压发生电路，根据温度检测电路13的输出电压和参照电压之差，通过分割这些各电压差产生第1，第2栅极电压，但是不限于此。
而且，数字控制电压分割电路31的分割电压输出，通过与第4图的电压输出端子C连接的信号线36，作为第1栅极电压输入到P沟道MOS晶体管37的栅极G1，数字控制电压分割电路33的分割电压输出，通过同样的信号线30，作为第2栅极电压输入到N沟道MOS晶体管35的栅极G2。
由这个数字控制电压分割电路31构成第1栅极电压发生电路，由这个数字控制电压分割电路33构成第2栅极电压发生电路。
进一步，P沟道MOS晶体管37的源极S1通过第3电阻元件22与控制电压发生电路23的正电源线25连接，N沟道MOS晶体管35的源极S2通过第4电阻元件20与控制电压发生电路23的接地电源线26连接。
又，P沟道MOS晶体管37的漏极D1通过第1电阻元件39与正电源线25连接，N沟道MOS晶体管35的漏极D2通过第2电阻元件43与接地电源线26连接。这个P沟道MOS晶体管37的漏极D1和N沟道MOS晶体管35的漏极D2相互连接，形成漏极连接点44。
在这个实施形态中，正电源线25成为第1电位的第1电源线，接地电源线26成为具有与第1电源线相反极性或接地电位的第2电源线。所以，也存在着第2电源线成为与电源11的负极端子连接但是不接地的负电源线的情形。
在图1中，通过信号线46将从控制电压发生电路23的漏极连接点44输出的第1控制电压Vo1，和通过信号线48将从运算放大电路29输出的第2控制电压Vo2，分别输入频率调整电路45。
在第2图所示温度检测电路13中，P沟道MOS晶体管105的栅极G3，通过电阻元件101与温度检测电路13的正电源线103连接，并且通过电阻元件115与接地电源线121连接。分别地，这条正电源线103与电源100的正极端子连接，接地电源线121与电源100的负极端子和地连接。
而且，分别地，P沟道MOS晶体管105的源极S3，通过电阻元件106与温度检测电路13的正电源线103连接，漏极D3通过电阻元件119与接地电源线121连接。
这个电阻元件119与P沟道MOS晶体管105的漏极D3的连接点120的输出电压，通过电阻元件107输入运算放大电路111的负输入端子，这个运算放大电路111的负输入端子，通过电阻元件109与自己的输出端子连接。进一步，分别地，这个运算放大电路111的正输入端子，通过电阻元件124与正电源线103连接，通过电阻元件123与接地电源线121连接，输入偏置电压。
这个运算放大电路111的输出电压是温度检测电压，作为第1图所示的温度检测电路13的输出电压，通过信号线15如上述那样地输入到数字控制电压分割电路31和33，同时也通过电阻元件27输入到运算放大电路29的负输入端子。这个输入运算放大电路29的负输入端子通过数字控制可变电阻电路21与自己的输出端子28连接。
在第2图所示温度检测电路13中，通过电阻元件101和115，构成对于P沟道MOS晶体管105的栅极电压发生装置。又，正电源线103成为第1电源线，接地电源线121成为与具有与第1电源线相反极性或接地电位的第2电源线。
因为在电阻元件106的两端产生的电压是对于P沟道MOS晶体管105的栅极G3和源极S3之间的电压(所谓栅极电压)相反极性地加上的，所以起着使P沟道MOS晶体管105的漏极电流减少的作用。因为P沟道MOS晶体管105的漏极电流(源极电流也一样)增加越多这个作用越显著，所以对于P沟道MOS晶体管105的漏极电流起着一种负反馈的作用，不仅能够改善P沟道MOS晶体管105的漏极电流对于温度的直线性，而且也具有抑制它们的制造零散性影响的效果。
在这个实施形态中，将运算放大电路111的输出电压作为温度检测电路13的温度检测电压输出，但是不限定于此，例如也可以将在电阻元件119和P沟道MOS晶体管105的漏极D3的连接点120上产生的电压，原封不动地作为温度检测电路13的温度检测电压进行输出。
在第3图所示的外部控制电压输入电路17中，外部电压从输入端子12通过电阻元件131输入运算放大电路137的负输入端子，这个运算放大电路137的负输入端子通过数字控制可变电阻电路141与自己的输出端子连接。
进一步，这个运算放大电路137的正输入端子，通过电阻元件133与这个外部控制电压输入电路17的正电源线132连接，同时也通过电阻元件135与接地电源线138连接，输入偏置电压。
这个运算放大电路137的输出，通过电阻元件143输入到运算放大电路147的负输入端子，这个运算放大电路147的负输入端子，通过电阻元件145与自己的输出端子连接。这个运算放大电路147的输出成为外部控制电压输入电路17的输出，通过信号线16输入到第1图所示的控制电压发生电路23的运算放大电路29的正输入端子，作为偏置电压。
在这个实施形态中，由第3图所示的电阻元件133，135构成运算放大电路137的偏置电压发生装置。
外部电压通过该制品的完成而决定了它的电压范围，当输入这个决定了电压范围的外部电压原封不动地作为运算放大电路29的偏置电压时，与控制电压发生电路23要求的电压值的匹配性恶化，不能得到所要的频率变化。因此，一般地压缩这个外部电压的变化范围，必要时还可以附加适当的偏置。用外部控制电压输入电路17进行这个压缩比例的调整和附加偏置。我们将在后面详细地述说它的工作原理。
具有与上述的数字控制电压分割电路31，33相同功能的数字控制电压分割电路139的两端与外部控制电压输入电路17的正电源线132和接地电源线138连接，将这个数字控制电压分割电路139的分割电压输出通过信号线140输入到运算放大电路147的正输入端子上作为偏置电压。
在这个实施形态中，通过数字控制电压分割电路139的分割电压输出对加到这个运算放大电路137的偏置输入电压进行调整。
第1图所示的频率调整电路45，通过信号线46和电阻元件52将控制电压发生电路23的第1控制电压Vo1，输入到作为MIS型可变电容量电容器41一个电极的栅极一侧的电极，并且也通过信号线46和电阻元件53输入到MIS型可变电容量电容器54的栅极一侧的电极。
又，通过信号线48和电阻元件59将控制电压发生电路23的第2控制电压Vo2输入到作为MIS型可变电容量电容器41和54的各自的一个电极的基片一侧的电极。
MIS型可变电容量电容器41和54的各自的栅极一侧的电极，分别通过电容元件58或57与振荡电路47连接，各基片一侧的电极通过电容元件55接地(与接地电源线连接)。
振荡电路47是在倒相器51的输入端子和输出端子之间与电阻元件50和晶体振子49并联连接的晶体振荡电路，这个晶体振子49的两端分别与频率调整电路45的电容元件58，57连接。
存储电路19与控制数字数据的存储和读出的串联输入输出线18，和分别输出数字数据的3条平行输出线14a，14b，14c连接。
[第1实施形态的作用：第1图到第8图]
其次，我们除了至此已经说明的第1图到第4图外，再参照第5图到第8图说明上述温度补偿型振荡器的作用。
在第1图中，温度检测电路13检测振荡电路47的温度，将与温度有关的电压输出到控制电压发生电路23。
因此首先，说明由这个控制电压发生电路23产生上述第1控制电压Vo1的工作原理。
在温度检测电路13中，因为在漏极D3上流动着电流，所以在第2图所示的P沟道MOS晶体管105的栅极G3上，输入了用电阻元件101和115分割由这个温度检测电路13的电源100产生的正电源线103和接地电源线121之间的电源电压得到的电压。而且，当温度从低温变化到高温时，P沟道MOS晶体管105的漏极电流增加，电阻元件119和漏极D3的连接点120的电压直线上升。
因为这个连接点120的电压通过电阻元件107输入到运算放大电路111的负输入端子，所以使运算放大电路111的工作成为反转放大，它的输出电压随着温度的上升直线下降。
将用电阻元件124和123分割温度检测电路13的电源电压得到的电压作为偏置电压输入到运算放大电路111的正输入端子。
此外，也可以将连接在P沟道MOS晶体管105的源极S3和正电源线103之间的电阻元件106置换成数字控制可变电阻电路，在完成后也可以用存储在存储电路19中的数字数据，对P沟道MOS晶体管105的漏极电流进行控制。
第1图所示的存储电路19，通过串联输入输出线18，对来自外部的数字数据的存储和读出进行控制，通过平行输出线14a～14c，将用于控制的数字数据输出到控制电压发生电路23的数字控制可变电阻电路21和数字控制电压分割电路31，33。
如上所述，温度检测电路13的输出电压随着温度的上升直线下降，温度检测电路13的输出电压和控制电压发生电路23的接地电源线26的电压(0V)之间的电压差变小。
由数字控制电压分割电路33将这个电压差分割成所要的值，作为栅极输入电压输入到N沟道MOS晶体管35的栅极G2。现在，温度从低温状态上升，到达第5图所示的温度T1，当这个栅极输入电压在N沟道MOS晶体管35的阈值电压以下时，截断在它的源极S2和漏计D2之间流动的电流。在到达这个温度T1前的温度范围为第1温度区域TA1，在这个温度区域，N沟道MOS晶体管35处于ON(接通)状态，但是P沟道MOS晶体管37处于OFF(断开)状态。
另一方面，随着温度上升，温度检测电路13的输出电压和控制电压发生电路23的正电源线25的电压之间的电压差相反地直线增大。
由数字控制电压分割电路31将这个电压差分割成所要的值，作为栅极输入电压输入到P沟道MOS晶体管37的栅极G1。而且，当到达第5图所示的温度T2，这个栅极输入电压超过P沟道MOS晶体管37的阈值电压时，电流开始在它的源极S1和漏极D1之间流动。
为了使温度T2比温度T1高，而且这个温度T1和温度T2的值达到所要的值，用存储在存储电路19中的数字数据设定数字控制电压分割电路31，33的电压分割比率。
将这个温度T1设定在AT切割晶体振子的低温部分一侧的极大点(-10度～0度)附近，将温度T2设定在AT切割晶体振子的高温部分一侧的极小点(60度～70度)附近。从这个温度T1到温度T2之间的温度范围是第2温度区域TA2，在这个区域，P沟道MOS晶体管37和N沟道MOS晶体管35都处于OFF状态。在AT切割晶体振子中，因为在上述极大点和极小点之间的温度区域中，它的频率几乎直线地变化，所以在这个第2温度区域TA2中，只有上述第2控制电压Vo2发生变化，对振荡电路47的振荡频率进行温度补偿。
最好将第1电阻元件39和第2电阻元件43的电阻值都设定在100kΩ以上。当这个电阻值比100kΩ小时，不仅使控制电压发生电路23的消耗电流增大，而且不能无视对P沟道MOS晶体管37和N沟道MOS晶体管35的ON状态中的等效电组的影响，在第1控制电压Vo1的最高温度部分和最低温度部分中发生电压饱和，在漏极连接点44上产生的电压曲线发生畸变，不能得到能够对AT切割晶体振子的温度特性充分补偿的所要的电压曲线。
因为第5图中温度到达T1前之间(第1温度区域TA1)截断在P沟道MOS晶体管37的源极S1和漏极D1之间流动电流，所以流过第2电阻元件43的电流非常小于在N沟道MOS晶体管35的源极S2和漏极D2之间流动的电流。因此，从控制电压发生电路23的正电源线25流到第1电阻元件39的电流几乎等于在N沟道MOS晶体管35的源极S2和漏极D2之间流动的电流。
因为在P沟道MOS晶体管37的漏极D1和N沟道MOS晶体管35的漏极D2的连接点44上发生的第1控制电压Vo1成为从控制电压发生电路23的正电源线25的电压减去第1电阻元件39两端上发生的电压得到的电压，所以第1控制电压Vo1对于温度的变化成为根据由N沟道MOS晶体管35的栅极电压和漏极电流的关系决定的所谓的自乘法则产生的向上凸出的曲线。
第5图中温度从T1到T2之间是第2温度区域TA2，因为在该温度区域TA2中，N沟道MOS晶体管35和P沟道MOS晶体管37都处于截断状态，在它们的源极和漏极之间没有电流流动，所以在连接点44上发生的第1控制电压Vo1成为用第1电阻元件39和第2电阻元件43的电阻比分割电源1的电源电压得到的值。
例如，如果第1电阻元件39和第2电阻元件43的电阻值相等，则第1控制电压Vo1的值成为电源电压一半的值。
进一步，当由于温度上升超过第5图中的T2时，形成第3温度区域TA3，N沟道MOS晶体管35仍然处于截断状态，P沟道MOS晶体管37成为ON状态。因此，流过第1电阻元件39的电流非常小于在P沟道MOS晶体管37的源极S1和漏极D1之间流动的电流，通过第2电阻元件43流到接地电源线26的电流几乎等于在P沟道MOS晶体管37的源极S1和漏极D1之间流动的电流。
因此，因为在漏极连接点44上发生的第1控制电压Vo1成为第2电阻元件43两端上发生的电压，所以第1控制电压Vo1对于温度的变化成为根据由P沟道MOS晶体管37的栅极电压和漏极电流的关系决定的所谓的自乘法则产生的向下凸出的曲线。
所以，在漏极连接点44上发生的第1控制电压Vo1对于温度变化的变化样子成为如第5图的曲线图所示的曲线60。在这个图中，横轴为温度，纵轴为控制电压。
分别地，不到这条曲线60的温度T1的范围(第1温度区域TA1)与曲线部分67相对应，从温度T1到温度T2的范围(第2温度区域TA2)与曲线部分65相对应，超过温度T2的范围(第3温度区域TA3)与曲线部分61相对应，成为3次项电压。此外，直线63表示作为后述的第2控制电压Vo2的1次项电压。
第1控制电压Vo1的变化如曲线60所示，原理上，是由MOS晶体管的自乘法则产生的，但是成为对于温度的由连续的3次曲线近似的曲线，没有必要分开低温部分和高温部分。
因此，如果适当地选择温度T1和温度T2的值，则对于实际的3次曲线的误差在10mV以下，能够对AT切割晶体振子的3次温度特性进行充分补偿。
此外，第1图所示的是第1栅极电压发生电路的数字控制电压分割电路31使输出到P沟道MOS晶体管37的栅极G1的第1栅极电压，至少在第3温度区域TA3中对于温度的变化直线地变化。又，是第2栅极电压发生电路的数字控制电压分割电路33使输出到N沟道MOS晶体管35的栅极G2的第2栅极电压，至少在第1温度区域TA1中对于温度的变化直线地变化。
进一步，第1图中的第3电阻元件22与温度检测电路13的第2图所示的P沟道MOS晶体管105的源极S3连接，起着与已经对电阻元件106说明了的作用相同的作用，具有限制P沟道MOS晶体管37的漏极电流的负反馈效果。因此，通过调节第3电阻元件22的电阻值，能够控制由P沟道MOS晶体管37的漏极电流产生的第1电阻元件39两端的电压对于温度的变化率。因此，即便MOS晶体管37，35的特性具有零散性，也能够使对于AT切割晶体的3次温度特性的补偿近似误差更小那样地进行调整。
第4电阻元件20对于N沟道MOS晶体管35的漏极电流，也起着与上述第3电阻元件22同样的作用。
进一步，也可以将这些第3电阻元件22和第4电阻元件20置换成数字控制可变电阻电路，在完成后也可以用存储在存储电路19中的数字数据，进行上述调整。这时，在温度补偿的最高温度，使振荡电路47的振荡频率具有所要的值那样地调整第3电阻元件22的电阻值，在温度补偿的最低温度，使振荡电路47的振荡频率具有所要的值那样地调整第4电阻元件20的电阻值。
不用电阻元件20，22也可以进行温度补偿，但是第1控制电压Vo1的曲线形状只由上述温度T1和T2决定，要充分吸收各个晶体振子的温度特性的零散是困难的。
在本实施形态中，我们说明了只用1个温度检测电路13，将它的输出电压输入到数字控制电压分割电路31，33的例子，但是即便将各个温度检测电路的输出电压输入到数字控制电压分割电路31和33，也能够得到同样的效果。
其次，我们说明由控制电压发生电路23产生第2控制电压Vo2的工作原理。
当温度从低温变到高温时，温度检测电路13的输出电压如上说明的那样直线下降。因为将这个温度检测电路13的输出电压通过电阻元件27输入到运算放大电路29的负输入端子，所以运算放大电路29的工作成为反转放大，它的输出电压随着温度的上升直线增加。所以，在运算放大电路29的输出端子28上产生的第2控制电压Vo2随着温度的上升直线增加。
这时的直线变化的梯度与运算放大电路29的放大率有关，但是运算放大电路29的放大率由插入运算放大电路29的负输入端子和输出端子之间的数字控制可变电阻电路21的电阻值与电阻元件27的电阻值之比决定。因此，对于第2控制电压Vo2的温度变化改变梯度，可以通过存储在存储电路19中的数字数据，使数字控制可变电阻电路21的电阻值变化。
在运算放大电路29的输出端子28上发生的第2控制电压Vo2对于温度的变化样子在横轴为温度，纵轴为控制电压的第5图的曲线图中，成为由直线63所示的1次项电压。
其次，我们说明由频率调整电路45产生的上述第1控制电压Vo1和第2控制电压Vo2的加法作用。
通过用于阻止高频电流流出的电阻元件52，将第1控制电压Vo1输入到作为频率调整电路45的MIS型可变电容量电容器41的一个电极的栅极一侧的电极上，并且也同样地通过电阻元件53输入到MIS型可变电容量电容器54的栅极一侧的电极上。
通过用于阻止高频电流流出的电阻元件59，将第2控制电压Vo2输入到作为MIS型可变电容量电容器41，45的另一个电极的基片一侧的电极上。
为了截断振荡电路47的倒相器一侧的直流电压插入电容元件57，58，电容元件55只截断直流分量，以便使MIS型可变电容量电容器41，54高频接地。
这样，因为将第1控制电压Vo1输入到MIS型可变电容量电容器41，54的栅极一侧的电极上，将第2控制电压Vo2输入到基片一侧的电极上，所以加到MIS型可变电容量电容器41，54上的电压成为从第1控制电压Vo1减去第2控制电压Vo2得到的电压。从而，因为第2控制电压Vo2的梯度对于第1控制电压Vo1具有相反的效果，所以具有第5图所示的正梯度的第2控制电压Vo2的直线63对于第1控制电压Vo1的曲线60起着负梯度的作用。
加在MIS型可变电容量电容器41，54的两极上的电压差(第1控制电压Vo1-第2控制电压Vo2)对于温度的变化模样如在第6图中取横轴为温度，纵轴为控制电压差得到的曲线图中的曲线71所示。从这条曲线的形状可见，这条曲线71是对将具有负梯度的1次直线加到3次曲线上得到的曲线进行近似的曲线。
这样一来，就不需要特别的加法电路，能够容易地将对于温度近似3次曲线的第1控制电压Vo1和对于温度具有直线梯度的第2控制电压Vo2加起来。
其次，我们说明调整偏置电压的工作原理。
将第1图中的外部控制电压输入电路17的第3图所示的运算放大电路147的输出，输入到控制电压发生电路23的运算放大电路29的正输入端子作为偏置电压。因为这个运算放大电路29的输出电压响应偏置输入电压进行变化，所以运算放大电路147的输出电压响应运算放大电路147的输出电压进行变化。
因为运算放大电路29的输出电压是第2控制电压Vo2，结果第2控制电压Vo2响应运算放大电路147的输出电压进行变化。
这个运算放大电路147的输出电压，响应这个负输入端子的输入电压和正输入端子的输入电压(偏置电压)两者进行变化。即，这个运算放大电路147的输出电压，响应运算放大电路137的输出电压和数字控制电压分割电路139的分割电压输出两者进行变化。
运算放大电路137的输出电压也响应这个负输入端子的输入电压和正输入端子的输入电压(偏置电压)两者进行变化。但是，因为偏置输入电压是用电阻元件133和135分割电源130产生的电源电压得到的恒定电压，所以运算放大电路137的输出电压只与来自输入端子12的外部输入电压有关地进行变化。这个运算放大电路137的偏置输入电压起着在由外部输入电压引起变化的运算放大电路137的输出电压上附加偏置的作用。
作为结论，第2控制电压Vo2根据来自输入端子12的外部输入电压和数字控制电压分割电路139的分割电压输出两者进行变化。
因此，通过用存储在存储电路19中的数字数据对数字控制电压分割电路139的分割电压输出进行控制，使第2控制电压Vo2变化，能够在制造时调整温度补偿型振荡器的标准振荡频率。
顾客使用温度补偿型振荡器时，通过将称为AFC输入电压的外部输入电压输入到输入端子12，将温度补偿型振荡器的振荡频率调整到所要的值。这时，通过用存储在存储电路19中的数字数据对数字控制可变电阻电路141的电阻值进行控制，使运算放大电路137的放大率变化，能够设定外部输入电压的变化范围的压缩比例。
使输入到第3图所示的外部控制电压输入电路17的输入端子12的外部输入电压在运算放大电路137，147的2个运算放大电路中137中进行2次反转放大，外部输入电压，运算放大电路147的输出电压和第2控制电压Vo2在相同方向上变化。
外部输入电压与第2控制电压Vo2的变化方向相反时，构成外部控制电压输入电路17的运算放大电路可以是奇数个。当调整外部输入电压的变化方向和振荡频率的变化方向的正反时，选择运算放大电路的个数是偶数或是奇数。
其次，我们说明频率调整电路45的工作原理。
因为构成频率调整电路45的MIS型可变电容量电容器41，54作为构成振荡电路47的晶体振子的负载电容起作用，所以当MIS型可变电容量电容器41，54的电容值变化时，振荡频率变化。
因为MIS型可变电容量电容器41，54是通过加在它们两极上的控制电压差改变电容值的，所以结果，能够通过加在MIS型可变电容量电容器41，54两极上的电压差对振荡电路47的振荡频率进行控制。
加在MIS型可变电容量电容器41，54两极上的电压差和振荡频率的变化样子如取横轴为电压差，纵轴为频率变化率的第7图的曲线图中的曲线73所示。从这个图可见，对于加在MIS型可变电容量电容器41，54两极上的电压差向正方向增大，振荡频率减少，振荡频率变化率的符号从正变到负。
此外，在本实施形态中，因为将MIS型可变电容量电容器41，54设置在N型硅基片上的情形作为例子，所以成为上述那样的变化方向，但是在将MIS型可变电容量电容器41，54设置在P型硅基片上的情形中，产生相反方向的变化。
即，对于加在MIS型可变电容量电容器41，54两极上的电压差向正方向增大，振荡频率增加，振荡频率变化率的符号从负变到正。
如对输入到第3图所示的输入端子12的外部输入电压，运算放大电路147的输出电压和第2控制电压Vo2的关系所作的说明那样，外部输入电压，运算放大电路147的输出电压和第2控制电压Vo2在相同方向上变化。而且，因为这个电压上升，对于MIS型可变电容量电容器41，54，起着使加在它们两极上的电压差下降的作用，所以能够按比例地改变外部输入电压和温度补偿型振荡器的振荡频率。
因为第7图所示的曲线73的中间部分几乎是直线，所以如果用这个范围内的电压差进行频率调整，则加在MIS型可变电容量电容器41，54两极上的电压差和振荡频率的变化率成为几乎直线的关系。
所以，如果加上对于温度如第6图的曲线71所示的电压差，则对于这个温度的频率变化率的样子如在第8图中取横轴为温度，纵轴为频率变化率得到的曲线图的曲线75所示。
因为这条曲线的形状对于温度轴，与AT切割晶体振子的对于温度的频率变化率特性相反，所以能够补偿AT切割晶体振子的特性温度。
[第1实施形态的变更例：第9图到第14图]
这里，我们说明变更上述第1实施形态的一部分的实施形态。
在第1实施形态中，温度检测电路13用P沟道MOS晶体管，所用的温度与输出电压的关系是反比关系，但是即便用N沟道MOS晶体管也能够得到同样的效果。
例如，第9图表示了这个电路的一个例子。温度检测电路13′，除了用N沟道MOS晶体管125代替P沟道MOS晶体管105外，与第2图所示的温度检测电路13具有相同的电路构成，在与第2图相对应的元件上加上相同的标号。
在这个温度检测电路13′中，N沟道MOS晶体管125的栅极G4与串联连接在电源100的正电源线103和接地电源线121之间的电阻元件115和101的连接点连接。分别地，源极S4通过电阻元件106与接地电源线121连接，漏极D4通过电阻元件119与正电源线103连接，通过电阻元件107将电阻元件119与N沟道MOS晶体管125的漏极D4的连接点120的输出电压输入到运算放大电路111的负输入端子。因为它的其它构成和作用与第2图所示的温度检测电路13相同，所以我们省略对它的说明。而且运算放大电路111的输出电压是温度检测电路13′的输出，温度和它的输出电压的关系是正比关系。
又，代替第1图中温度检测电路13和运算放大电路29产生第2控制电压Vo2，也能够如图10所示地用具有温度梯度不同的2个温度传感器155、158的温度检测电路160。
这个温度检测电路160，用电压分割电路159以任意比率分割这2个温度传感器155、158的输出电压之差，选择这2个温度传感器155、158的温度梯度之间的任意温度梯度。用这个电压分割电路159的输出电压作为第2控制电压Vo2。可以用来自存储电路19的数字信号变更电压分割电路159的分割比率。
进一步，即便用第11图所示的对于各个电阻值的温度系数不同的电阻元件213和电阻元件215代替第1图中的第1电阻元件39和第2电阻元件43，也能够得到同样的效果。
即，在上述第2温度区域(第5图中的温度区域TA2)中，因为第1控制电压Vo1是用电阻元件213和电阻元件215分割控制电压发生电路23的电源电压得到的值，所以如果电阻元件213和电阻元件215的电阻值的温度系数不同，则第1控制电压Vo1对于温度的变化直线地变化。这时，为了使温度梯度变化，可以准备多个将这2个电阻元件的各个电阻值温度系数进行不同组合的电阻元件组，用开关进行切换。
在第11图所示的例子中，通过作为切换装置的3个开关211，217，223的ON/OFF选择地分别切换电阻值温度系数的组合不同的3个组的电阻元件213，215和219，221和225，227中的任何一组，进行使用。也可以用来自存储电路的数字信号对这些开关211，217，223的ON/OFF进行控制。
当用开关晶体管代替这些开关211，217，223作为切换装置时，最好，如第12图所示，将开关晶体管231，233，235插入正电源线25和各电阻元件213，219，225之间，将开关晶体管232，234，236插入接地电源线26和各电阻元件215，221，227之间。通过这样做，能够减小开关晶体管的接通电阻。
进一步，这时，通过从调整电路向各开关晶体管231～236供给控制电压，能够防止开关晶体管的接通电阻由电源电压变动引起的变动。
又，也可以用第13图所示的频率调整电路45′代替第1图所示的频率调整电路45。在这个第13图中，在与第1图所示的频率调整电路45相同的部分上加上相同的标号。
在第13图所示的频率调整电路45′内，分别与MIS型可变电容量电容器41，54和电容元件58，57的各串联电路并联地设置第2MIS型可变电容量电容器151，153和电容元件152，154的各串联电路。
这时，与第1图所示的第1实施形态的情形相同，通过信号线46和电阻元件52或53，将第1控制电压Vo1加到MIS型可变电容量电容器41，54的各栅极一侧的电极上，但是通过信号线48和电阻元件156或157，将第2控制电压Vo2加到MIS型可变电容量电容器151，153的各栅极一侧的电极上。通过这样做，也能够得到与上述第1实施形态的情形同样的结果。
进一步，关于制造时的温度补偿型振荡器的标准振荡频率的调整，和通过称为AFC输入电压的外部输入电压进行的温度补偿型振荡器的频率调整，即便用第14图所示的一种电阻电路网，也能够得到同样的效果。
在图14中，用来自存储电路19的数字信号进行控制的数字控制电压分割电路251，对来自输入端子12的外部输入电压进行分割，加到用来自存储电路19的数字信号进行控制的数字控制电压分割电路253的一个端子上。又，用来自存储电路19的数字信号进行控制的数字控制电压分割电路255，对定压源250的输出电压进行分割，加到数字控制电压分割电路253的另一个端子上。
而且，将输出到数字控制电压分割电路253的输出线256的分割电压用作第2控制电压Vo2，但是这个电压根据来自输入端子12的外部输入电压和来自数字控制电压分割电路255的分割电压两者进行变化。又，通过数字控制电压分割电路253的分割比，这个分割电压的输出对来自输入端子12的外部输入电压和来自数字控制电压分割电路255的分割电压的依赖性发生变化。
[第2实施形态：第15图和第16图]
这里，我们参照第15图和第16图等说明根据本发明的温度补偿型振荡器的第2实施形态。
图15是表示这个温度补偿型振荡器构成的方框图，在与第1图所示的第1实施形态相对应的要素上加上相同的标号，并省略或简化对它们的说明。
这个图15图所示的温度补偿型振荡器的构成要素，除了加入新的温度检测电路201，和设置数字控制电压分割电路205，207代替第1图中的运算放大电路29，电阻元件27及数字控制可变电阻电路21外，几乎与第1图的构成要素完全相同。
控制电压发生电路23′，除了将第1图中的P沟道MOS晶体管37置换成N沟道MOS晶体管38，数字控制电压分割电路33的两端分别与新设置的温度检测电路201的输出电压线203和控制电压发生电路23′的接地电源线26连接，和如上所述地代替运算放大电路29等，设置起着与运算放大电路29相同作用的数字控制电压分割电路205和207外，与第1图所示的控制电压发生电路23的电路构成相同。
因为频率调整电路45和振荡电路47的电路构成及其功能与第1实施形态相同，所以省略对它们的说明。
温度检测电路13的电路构成及其功能与第1实施形态中第2图所示的温度检测电路13的电路构成相同。
温度检测电路201，与第9图所示的温度检测电路13′相同，由N沟道MOS晶体管125，电阻元件119，106，和运算放大电路111等构成。
因为外部控制电压输入电路17的电路构成及其功能与第1实施形态中第3图所示的外部控制电压输入电路17相同，所以省略对它们的说明。存储电路19的构成也与第1实施形态相同。
因为在控制电压发生电路23′中，数字控制电压分割电路31的连接，与第1图所示的第1实施形态完全相同，所以省略对它们的说明。数字控制电压分割电路33的两端，如上所述地分别与温度检测电路201的输出电压线203和控制电压发生电路23′的接地电源线26连接。
将数字控制电压分割电路31的分割电压输出，作为栅极电压输入到N沟道MOS晶体管38的栅极G5，将数字控制电压分割电路33的分割电压输出，作为栅极电压输入到N沟道MOS晶体管35的栅极G2。
在这个实施形态中，也由数字控制电压分割电路31构成第1栅极电压发生电路，由数字控制电压分割电路33构成第2栅极电压发生电路。
N沟道MOS晶体管38的源极S5，通过第3电阻元件22与接地电源线26连接，N沟道MOS晶体管35的源极S2，通过第4电阻元件20与接地电源线26连接。
使N沟道MOS晶体管35，38的各个漏极D2和D5共同连接在一起，这个漏极连接点44通过第1电阻元件39与正电源线25连接，并且通过第2电阻元件43与接地电源线26连接。
在这个实施形态中，由构成第1MOS晶体管的N沟道MOS晶体管38，构成第2MOS晶体管的N沟道MOS晶体管35，数字控制电压分割电路31，33构成2次项电压发生电路。又，在这个实施形态中，与第1图所示的第1实施形态的情形不同，接地电源线26是第1电源线。而且，2个晶体管38，35的源极一侧都与作为第1电源线的接地电源线26连接，但是如果是相同极性的电源线，则也可以使其中一方与别的电源线(第2电源线)连接。
将从这个控制电压发生电路23′的漏极连接点44输出的第1控制电压Vo1和从数字控制电压分割电路205输出的分割电压产生的第2控制电压Vo2分别通过信号线46，48输入频率调整电路45。
其次，我们说明这个第2实施形态的温度补偿型振荡器的工作。
在第15图中，温度检测电路13检测振荡电路47的温度，将与这个温度有关的电压输出到控制电压发生电路23′。温度检测电路201也检测振荡电路47的温度，将与这个温度有关的电压输出到控制电压发生电路23′。
首先，我们说明产生第1控制电压Vo1的工作原理。
因为温度检测电路13的工作与第1实施形态相同，所以省略对它的说明。
温度检测电路201与第9图所示的温度检测电路13′相同地构成，为了在漏极D4上流过电流，将由电阻元件115和101分割电源100产生的电源电压得到的电压输入到它的N沟道MOS晶体管125的栅极G4，当温度从低温变化到高温时，N沟道MOS晶体管125的漏极D4的电流增加，电阻元件119和N沟道MOS晶体管125的漏极D4的连接点120的电压直线下降。
因为连接点120的电压通过电阻元件107输入到运算放大电路111的负输入端子，所以运算放大电路111的工作成为反转放大，输出电压随着温度的上升直线上升。即，温度和输出电压形成正比关系。
将用电阻元件123和124分割电源电压得到的电压作为偏置电压输入到这个运算放大电路111的正输入端子。
也可以通过将电阻元件106置换成数字控制可变电阻电路，在完成后用存储在存储电路19中的数字数据，对N沟道MOS晶体管125的漏极电流进行控制。
因为存储电路19的工作与第1实施形态相同，所以我们省略对它的说明。
如上所述，如第15图所示的温度检测电路13的输出电压随着温度上升直线下降，而温度检测电路201的输出电压随着温度上升直线上升。
因为对于温度变化N沟道MOS晶体管35和N沟道MOS晶体管38的基本工作原理与第1实施形态中说明的相同，所以如第1实施形态中说明的那样，我们用从低温一侧开始将温度区域顺次区分为第1温度区域，第2温度区域和第3温度区域的温度区域区分进行说明。
在低温一侧的第1温度区域中，N沟道MOS晶体管35处于接通状态，N沟道MOS晶体管38处于断开状态，在中间的第2温度区域中，N沟道MOS晶体管35，38都处于断开状态，在高温一侧的第3温度区域中，N沟道MOS晶体管35处于断开状态，N沟道MOS晶体管38处于接通状态。
这时在漏极连接点44上发生的第1控制电压Vo1对于温度的变化样子如第16图中取横轴为温度，纵轴为控制电压得到的曲线图的曲线277所示。
分别地，不到这条曲线277的温度T1的范围(温度区域TA1)与曲线部分271相对应，从温度T1到温度T2的范围(温度区域TA2)与曲线部分273相对应，超过温度T2的范围(温度区域TA3)与曲线部分275相对应，成为2次项电压。
因为这个第1控制电压Vo1的变化如曲线277所示，原理上，是由MOS晶体管的自乘法则产生的，所以成为对于温度的连续的2次曲线，没有必要分成低温部分和高温部分来进行产生。
如果适当地选择温度T1和温度T2的值，则可以正确地补偿音叉型振子的2次温度特性
这时，作为第15图所示的第1栅极电压发生电路的数字控制电压分割电路31也使输出到N沟道MOS晶体管38的栅极G5的第1栅极电压，至少在第3温度区域TA3中对于温度的变化直线地变化。又，作为第2栅极电压发生电路的数字控制电压分割电路33使输出到N沟道MOS晶体管35的栅极G2的第2栅极电压，至少在第1温度区域TA1中对于温度的变化直线地变化。
因为第3电阻元件22和第4电阻元件20的工作与与第1实施形态完全相同，所以省略对它们的说明。
在第2实施形态中，因为补偿了音叉型振子的2次温度特性，所以如第1实施形态中说明的那样，为了对AT切割晶体的3次温度特性进行梯度补偿，不需要在第2控制电压Vo2上附加温度梯度。
因为调整偏置电压的工作原理和频率调整电路45的工作原理与第1实施形态相同，所以省略对它们的说明。
如以上说明的那样，根据本发明的温度补偿型振荡器，不需要高温部分低温部分区别电路，低温部分3次曲线电压发生电路和高温部分3次曲线电压发生电路那样的，复杂而且难以调整的电路，只从P沟道MOS晶体管和N沟道MOS晶体管的电特性，就能够产生一系列的3次近似曲线形状的控制电压。
又因为不用加法电路就能够实施3次近似曲线和进行梯度补偿的1次直线的相加，所以使电路构成变得非常简单，容易实现半导体集成电路的集成，而且能够大幅度地缩小半导体集成电路芯片面积，具有很大地提高成品率和降低价格的效果。
又，即便对于具有2次曲线温度特性的温度补偿型振荡器，也能够发挥与3次曲线补偿时同样的效果。

Claims (52)

1.温度补偿型振荡器，其特征在于包括：
振荡电路；
通过控制电压改变上述振荡电路的振荡频率的频率调整电路；
检测上述振荡电路近旁的温度，根据该检测出的温度至少产生1个输出电压的温度检测电路，和
包含根据来自该温度检测电路的输出电压、产生作为上述控制电压的3次项电压的3次项电压发生电路的控制电压发生电路，
其中，上述3次项电压发生电路中设置有：
第1电路，包括根据所述温度检测电路的输出电压产生按第1自乘法则向上凸起的电压曲线的第1非线性元件，
第2电路，包括根据所述温度检测电路的输出电压产生按第2自乘法则向下凸起的电压曲线、与上述第1非线性元件极性不同的第2非线性元件，以及
上述第3次项电压发生电路是通过控制上述第1电路的第1非线性元件和上述第2电路的第2非线性元件、把由上述第1非线性元件生成的向上凸起的电压曲线与由上述第2非线性元件生成的向下凸起的电压曲线结合起来产生上述3次项电压的电路。
2.如权利要求1所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述第1非线性元件是源极与第1电源线连接的第1MOS晶体管；
上述第2非线性元件是导电类型与上述第1MOS晶体管不同、源极与第2电源线连接的第2MOS晶体管；
所述3次项电压发生电路还具有根据上述温度检测电路的输出电压产生第1栅极电压的第1栅极电压发生电路，和
根据上述温度检测电路的输出电压产生第2栅极电压的第2栅极电压发生电路，
其中，输出上述第1栅极电压发生电路的第1栅极电压的输出端与上述第1MOS晶体管的栅极连接；
输出上述第2栅极电压发生电路的第2栅极电压的输出端与上述第2MOS晶体管的栅极连接，以及
上述第1MOS晶体管的漏极和上述第2MOS晶体管的漏极共同连接起来，作为上述控制电压的输出端。
3.如权利要求1或2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述控制电压发生电路输出上述3次项电压发生电路产生的3次项电压作为第1控制电压，进一步具有根据上述温度检测电路的输出电压产生1次项电压的1次项电压发生电路，输出该电路产生的1次项电压作为第2控制电压，
上述频率调整电路是根据上述第1控制电压和第2控制电压对上述振荡电路的振荡频率进行控制的电路。
4.如权利要求1或2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述温度检测电路是具有温度梯度不同的2个温度传感器、以任意比率分割这2个温度传感器的输出电压之差，将其作为温度检测电压输出的电路。
5.如权利要求1或2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述控制电压发生电路输出上述3次项电压发生电路产生的3次项电压作为第1控制电压，进一步具有根据上述温度检测电路的输出电压产生1次项电压的1次项电压发生电路，输出该电路产生的1次项电压作为第2控制电压，并且备有外部控制电压输入电路，该外部控制电压输入电路具有从外部输入用于频率调整的外部电压、产生输出电压的运算放大电路，
它是输入从上述外部控制电压输入电路输出的输出电压作为构成上述1次项电压发生电路的运算放大电路的偏置输入电压、用存储在存储电路中的数字数据对构成该外部控制电压输入电路的上述运算放大电路的放大率和偏置输入电压进行控制的电路，以及
上述频率调整电路是用上述第1控制电压和上述第2控制电压对上述振荡电路的振荡频率进行控制的电路。
6.如权利要求2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述控制电压的输出端还通过第1电阻元件与上述第1电源线或与其同极性的电源线连接，并且通过第2电阻元件与上述第2电源线或与其同极性的电源线连接。
7.如权利要求6所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述第1电阻元件和第2电阻元件的电阻值的温度系数是不同的。
8.如权利要求7所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
设置多个电阻值温度系数的组合不同的电阻元件组作为上述第1电阻元件和第2电阻元件，并且设置能够选择地切换使用上述多个电阻元件组中任何一组的切换装置。
9.如权利要求3所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述1次项电压发生电路是运算放大电路。
10.如权利要求9所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
设置存储来自外部的数据、根据该存储的数字数据对上述运算放大电路的放大率和偏置输入电压进行控制的存储电路。
11.如权利要求3所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述频率调整电路是构成上述振荡电路的负载电容器的电容元件，具有根据上述控制电压改变它的电容值的电压可变电容元件，将上述第1控制电压加到上述电压可变电容元件的一个电极上，并将上述第2控制电压加到上述电压可变电容元件的另一个电极上。
12.如权利要求3所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述频率调整电路是构成上述振荡电路的负载电容器的电容元件，具有根据上述控制电压改变其电容值的电压可变电容元件，
该电压可变电容元件的加有上述第1控制电压的第1电压可变电容元件和加有上述第2控制电压的第2电压可变电容元件并联地连接。
13.如权利要求2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述控制电压的输出端进一步通过电阻元件至少与1个任意电压源连接。
14.如权利要求13所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述电阻元件具有100kΩ以上的电阻值。
15.如权利要求2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述第1和第2栅极电压发生电路中至少一方是根据上述温度检测电路的输出电压和任意的参照电压之差产生上述第1或第2栅极电压的电路。
16.如权利要求15所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述第1和第2栅极电压发生电路中至少一方是分割上述温度检测电路的输出电压和任意的参照电压的电压差的电压分割电路。
17.如权利要求15所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
加到上述第1和第2栅极电压发生电路中至少一方的上述参照电压是上述第1电源线或上述第2电源线的电压。
18.如权利要求2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述第1和第2栅极电压发生电路中至少一方是能够根据外部数据控制产生的栅极电压的电路。
19.如权利要求18所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
设置存储上述外部数据的存储电路，上述第1和第2栅极电压发生电路中至少一方是可以根据存储在上述存储电路中的数据而控制产生的栅极电压的电路。
20.如权利要求19所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述存储电路可以通过串联输入输出线对来自外部的数字数据的存储和读出进行控制。
21.如权利要求1或2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述频率调整电路是构成上述振荡电路的负载电容器的电容元件，具有电容值根据上述控制电压改变的电压可变电容元件。
22.如权利要求21所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述电压可变电容元件是MIS型可变电容器。
23.如权利要求2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述第1和第2MOS晶体管的各源极，分别通过用于限制漏极电流的电阻元件与上述第1或第2电源线连接。
24.如权利要求23所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述电阻元件是数字控制可变电阻电路，
设置可根据存储的数字数据对上述数字控制可变电阻电路的电阻值进行控制的存储电路。
25.如权利要求1或2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述温度检测电路由源极与该温度检测电路的第1电源线连接、漏极通过电阻元件与第2电源线连接的P沟道MOS晶体管，和
向该P沟道MOS晶体管的栅极供给超过该P沟道MOS晶体管的阈值电压的栅极电压的栅极电压发生装置构成，
它是将在上述P沟道MOS晶体管的漏极与上述电阻元件的连接点上产生的电压作为温度检测电压输出的电路。
26.如权利要求25所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述P沟道MOS晶体管的源极通过电阻元件与上述第1电源线连接。
27.如权利要求25所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述温度检测电路将在上述P沟道MOS晶体管的上述漏极与上述电阻元件的连接点上产生的电压通过运算放大电路作为温度检测电压输出。
28.如权利要求1或2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述温度检测电路由漏极端子通过电阻元件与第1电源线连接、源极与第2电源线连接的N沟道MOS晶体管，和
向该N沟道MOS晶体管的栅极供给超过该N沟道MOS晶体管的阈值电压的栅极电压的栅极电压发生装置构成，
它是将在上述N沟道MOS晶体管的漏极与上述电阻元件的连接点上产生的电压作为温度检测电压输出的电路。
29.如权利要求28所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述N沟道MOS晶体管的源极通过电阻元件与上述第1电源线连接。
30.如权利要求28所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述温度检测电路将在上述N沟道MOS晶体管的上述漏极与上述电阻元件的连接点上产生的电压通过运算放大电路作为温度检测电压输出。
31.如权利要求2所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
当将使用温度范围中预先设定的温度范围作为第2温度区域、将比第2温度区域的低温度一侧的温度范围作为第1温度区域、将超过上述第2温度区域的高温一侧的温度范围作为第3温度区域时，
上述第1栅极电压发生电路至少具有上述第1栅极电压对于在上述第3温度区域中的温度变化而直线地变化的区域，
上述第2栅极电压发生电路至少具有上述第2栅极电压对于在上述第1温度区域中的温度变化而直线地变化的区域。
32.温度补偿型振荡器，其特征在于包括：
振荡电路；
通过控制电压改变上述振荡电路的振荡频率的频率调整电路；
检测上述振荡电路近旁的温度，根据这个检测出的温度至少产生1个输出电压的温度检测电路，和
包含根据来自该温度检测电路的输出电压、产生作为上述控制电压的2次项电压的2次项电压发生电路的控制电压发生电路，
其中，上述2次项电压发生电路由第1电路和第2电路组成，所述第1电路包含根据所述温度检测电路的输出电压产生按第1自乘法则向上凸起的电压曲线的第1非线性元件，以及所述第2电路包含根据所述温度检测电路的输出电压、按第2自乘法则产生向上凸起的电压曲线并与上述第1非线性元件极性相同的第2非线性元件，
所述2次项电压发生电路是通过控制上述第1电路的第1非线性元件和上述第2电路的第2非线性元件、把由上述第1非线性元件生成的上述向上凸起的电压曲线和由上述第2非线性元件生成的上述向上凸起的电压曲线结合起来产生上述2次项电压的电路。
33.如权利要求32所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述第1非线性元件是源极与第1电源线连接的第1MOS晶体管；
上述第2非线性元件是导电类型与上述第1MOS晶体管不同、源极与第2电源线连接的第2MOS晶体管；
所述2次项电压发生电路还具有根据上述温度检测电路的输出电压产生第1栅极电压的第1栅极电压发生电路，和
根据上述温度检测电路的输出电压产生第2栅极电压的第2栅极电压发生电路，
其中，输出上述第1栅极电压发生电路的第1栅极电压的输出端与上述第1MOS晶体管的栅极连接；
输出上述第2栅极电压发生电路的第2栅极电压的输出端与上述第2MOS晶体管的栅极连接，以及
上述第1MOS晶体管的漏极和上述第2MOS晶体管的漏极共同连接起来，作为上述控制电压的输出端。
34.如权利要求33所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述控制电压的输出端进一步通过电阻元件至少与1个任意电压源连接。
35.如权利要求34所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述电阻元件具有100kΩ以上的电阻值。
36.如权利要求32所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述第1和第2栅极电压发生电路中至少一方是根据上述温度检测电路的输出电压和任意的参照电压之差产生上述第1或第2栅极电压的电路。
37.如权利要求36所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述第1和第2栅极电压发生电路中至少一方是分割上述温度检测电路的输出电压和任意的参照电压的电压差的电压分割电路。
38.如权利要求36所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
加到上述第1和第2栅极电压发生电路中至少一方的上述参照电压是上述第1电源线或上述第2电源线的电压。
39.如权利要求32所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述第1和第2栅极电压发生电路中至少一方是能够根据外部数据控制产生的栅极电压的电路。
40.如权利要求39所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
设置存储上述外部数据的存储电路，上述第1和第2栅极电压发生电路中至少一方是可以根据存储在上述存储电路中的数据而控制产生的栅极电压的电路。
41.如权利要求40所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述存储电路可以通过串联输入输出线对来自外部的数字数据的存储和读出进行控制。
42.如权利要求32或33所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述频率调整电路是构成上述振荡电路的负载电容器的电容元件，具有电容值根据上述控制电压改变的电压可变电容元件。
43.如权利要求42所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述电压可变电容元件是MIS型可变电容器。
44.如权利要求33所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述第1和第2MOS晶体管的各源极，分别通过用于限制漏极电流的电阻元件与上述第1或第2电源线连接。
45.如权利要求44所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述电阻元件是数字控制可变电阻电路，
设置可根据存储的数字数据对上述数字控制可变电阻电路的电阻值进行控制的存储电路。
46.如权利要求32或33所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述温度检测电路由源极与该温度检测电路的第1电源线连接、漏极通过电阻元件与第2电源线连接的P沟道MOS晶体管，和
向该P沟道MOS晶体管的栅极供给超过该P沟道MOS晶体管的阈值电压的栅极电压的栅极电压发生装置构成，
它是将在上述P沟道MOS晶体管的漏极与上述电阻元件的连接点上产生的电压作为温度检测电压输出的电路。
47.如权利要求46所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述P沟道MOS晶体管的源极通过电阻元件与上述第1电源线连接。
48.如权利要求46所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述温度检测电路将在上述P沟道MOS晶体管的上述漏极与上述电阻元件的连接点上产生的电压通过运算放大电路作为温度检测电压输出。
49.如权利要求32或33所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述温度检测电路由漏极端子通过电阻元件与第1电源线连接、源极与第2电源线连接的N沟道MOS晶体管，和
向该N沟道MOS晶体管的栅极供给超过该N沟道MOS晶体管的阈值电压的栅极电压的栅极电压发生装置构成，
它是将在上述N沟道MOS晶体管的漏极与上述电阻元件的连接点上产生的电压作为温度检测电压输出的电路。
50.如权利要求49所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述N沟道MOS晶体管的源极通过电阻元件与上述第1电源线连接。
51.如权利要求49所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
上述温度检测电路将在上述N沟道MOS晶体管的上述漏极与上述电阻元件的连接点上产生的电压通过运算放大电路作为温度检测电压输出。
52.如权利要求33所述的温度补偿型振荡器，其特征在于：
当将使用温度范围中预先设定的温度范围作为第2温度区域、将比第2温度区域的低温度一侧的温度范围作为第1温度区域、将超过上述第2温度区域的高温一侧的温度范围作为第3温度区域时，
上述第1栅极电压发生电路至少具有上述第1栅极电压对于在上述第3温度区域中的温度变化而直线地变化的区域，
上述第2栅极电压发生电路至少具有上述第2栅极电压对于在上述第1温度区域中的温度变化而直线地变化的区域。
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