JP2006060531A - Temperature characteristic compensation circuit - Google Patents

Temperature characteristic compensation circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2006060531A
JP2006060531A JP2004240420A JP2004240420A JP2006060531A JP 2006060531 A JP2006060531 A JP 2006060531A JP 2004240420 A JP2004240420 A JP 2004240420A JP 2004240420 A JP2004240420 A JP 2004240420A JP 2006060531 A JP2006060531 A JP 2006060531A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
surface acoustic
acoustic wave
frequency
oscillator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004240420A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4432670B2 (en
JP2006060531A5 (en
Inventor
Aritsugu Yajima
有継 矢島
Makoto Furuhata
誠 古畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2004240420A priority Critical patent/JP4432670B2/en
Publication of JP2006060531A publication Critical patent/JP2006060531A/en
Publication of JP2006060531A5 publication Critical patent/JP2006060531A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4432670B2 publication Critical patent/JP4432670B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce variation in an oscillation frequency caused by temperature fluctuation, while suppressing increase in a packaging area. <P>SOLUTION: Surface acoustic wave devices W1 and W2 are configured to have mutually different frequency characteristics for temperature. Frequency/voltage conversion circuits F1 and F2 are provided for converting oscillation frequencies f1 and f2 of the surface acoustic wave devices W1 and W2 into voltages V1 and V2, respectively. Also, an operational amplifier P1 is provided for computing difference between V1 and V2 outputted from the frequency/voltage conversion circuits F1 and F2. An output of the operational amplifier P1 is connected to a control voltage terminal of varicaps Cg1, Cg1, while the output is connected to a control voltage terminal of varicaps Cg2, Cg2 via an inverter N7. Inverters N1-N7, the frequency/voltage conversion circuits F1 and F2, the operational amplifier P1, resistors R1 and R2, the varicaps Cg1, Cg1, and varicaps Cg2, Cg2 are formed at a semiconductor chip. The surface acoustic wave devices W1 and W2 are laminated on the semiconductor chip at which these elements were formed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は温度特性補償回路に関し、特に、温度特性が互いに異なる複数の弾性表面波装置を用いて温度特性を補償する方法に適用して好適なものである。   The present invention relates to a temperature characteristic compensation circuit, and is particularly suitable for application to a method for compensating temperature characteristics using a plurality of surface acoustic wave devices having different temperature characteristics.

従来の温度特性補償回路では、温度変化による発振器の周波数変動を抑制するため、温度特性に優れたデバイスの特性を参照しながら、発振器の制御電圧を制御することが行われている。
また、例えば、特許文献1には、温度特性の異なる複数の水晶発振器を設け、温度センサの出力により温度に従って水晶発振器のいずれか一つを選択的に駆動することにより、水晶発振器の温度特性を補償する方法が開示されている。
実開昭60−158310号公報
In a conventional temperature characteristic compensation circuit, in order to suppress fluctuations in the frequency of the oscillator due to temperature changes, the control voltage of the oscillator is controlled while referring to the characteristics of a device having excellent temperature characteristics.
Further, for example, in Patent Document 1, a plurality of crystal oscillators having different temperature characteristics are provided, and by selectively driving any one of the crystal oscillators according to the temperature according to the output of the temperature sensor, the temperature characteristics of the crystal oscillator are adjusted. A method of compensation is disclosed.
Japanese Utility Model Publication No. 60-158310

しかしながら、従来の温度特性補償方法では、温度特性に優れたデバイスの特性を参照するために、サーミスタなどの個別の部品を外付けする必要があり、実装面積の増大を招くという問題があった。また、温度特性補償回路をIC化するには、温度センサやA/Dコンバータなどが必要になり、回路規模や消費電力の増大を招くという問題があった。
そこで、本発明の目的は、実装面積の増大を抑制しつつ、温度変化による発振周波数変動を低減させることが可能な温度特性補償回路を提供することである。
However, in the conventional temperature characteristic compensation method, in order to refer to the characteristics of a device having excellent temperature characteristics, it is necessary to externally attach individual components such as a thermistor, which causes an increase in mounting area. Further, in order to make the temperature characteristic compensation circuit into an IC, a temperature sensor, an A / D converter, and the like are required, and there is a problem in that the circuit scale and power consumption are increased.
Therefore, an object of the present invention is to provide a temperature characteristic compensation circuit capable of reducing fluctuations in oscillation frequency due to temperature changes while suppressing an increase in mounting area.

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る温度特性補償回路によれば、温度に対する周波数特性が互いに異なる第1および第2の電圧制御SAW発振器と、前記第1の電圧制御SAW発振器の発振周波数を第1の電圧に変換する第1の周波数/電圧変換回路と、前記第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数を第2の電圧に変換する第2の周波数/電圧変換回路と、前記第1の電圧と前記第2の電圧との差分を前記第1の電圧制御SAW発振器の制御電圧として入力する差分算出回路と、前記差分算出回路にて算出された差分の反転電圧を、前記第2の電圧制御SAW発振器の制御電圧として入力する反転回路とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, according to a temperature characteristic compensation circuit according to an aspect of the present invention, first and second voltage-controlled SAW oscillators having different frequency characteristics with respect to temperature, and the first voltage-controlled SAW A first frequency / voltage conversion circuit for converting the oscillation frequency of the oscillator into a first voltage; a second frequency / voltage conversion circuit for converting the oscillation frequency of the second voltage-controlled SAW oscillator into a second voltage; A difference calculation circuit that inputs a difference between the first voltage and the second voltage as a control voltage of the first voltage-controlled SAW oscillator; and an inverted voltage of the difference calculated by the difference calculation circuit. And an inverting circuit that inputs the control voltage of the second voltage-controlled SAW oscillator.

これにより、第1および第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数を特定の温度においてのみ一致させることを可能としつつ、温度変化に応じて第1および第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数が互いに異なるようにすることが可能となるとともに、第1および第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数の差分がゼロになるように、第1および第2の電圧制御SAW発振器に制御電圧を与えることができる。このため、温度変化が発生した場合においても、第1および第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数を特定の温度で決まる1点に常に収束させることが可能となり、温度変化による第1および第2の電圧制御SAW発振器の周波数変動を抑制することができる。   Thus, the oscillation frequencies of the first and second voltage-controlled SAW oscillators can be matched only at a specific temperature, and the oscillation frequencies of the first and second voltage-controlled SAW oscillators can be adjusted to each other according to a temperature change. The control voltage can be applied to the first and second voltage controlled SAW oscillators so that the difference between the oscillation frequencies of the first and second voltage controlled SAW oscillators becomes zero. it can. For this reason, even when a temperature change occurs, the oscillation frequency of the first and second voltage controlled SAW oscillators can always be converged to one point determined by a specific temperature, and the first and second voltage changes due to the temperature change. The frequency fluctuation of the voltage controlled SAW oscillator can be suppressed.

また、本発明の一態様に係る温度特性補償回路によれば、温度に対する周波数特性が互いに異なる第1および第2の電圧制御SAW発振器と、前記第1の電圧制御SAW発振器の発振周波数を電圧に変換し、前記第2の電圧制御SAW発振器の制御電圧として入力する第1の周波数/電圧変換回路と、前記第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数を電圧に変換し、前記第1の電圧制御SAW発振器の制御電圧として入力する第2の周波数/電圧変換回路とを備えることを特徴とする。   According to the temperature characteristic compensation circuit of one aspect of the present invention, the first and second voltage-controlled SAW oscillators having different frequency characteristics with respect to temperature and the oscillation frequency of the first voltage-controlled SAW oscillator are set to voltages. A first frequency / voltage conversion circuit that converts and inputs the control voltage of the second voltage-controlled SAW oscillator; and an oscillation frequency of the second voltage-controlled SAW oscillator is converted into a voltage, and the first voltage control And a second frequency / voltage conversion circuit that inputs the control voltage of the SAW oscillator.

これにより、第1および第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数を特定の温度においてのみ一致させることを可能としつつ、温度変化に応じて第1および第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数が互いに異なるようにすることが可能となるとともに、第1および第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数の変動分が互いに打ち消されるように、第1および第2の電圧制御SAW発振器に制御電圧を与えることができる。このため、温度変化が発生した場合においても、第1および第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数を特定の温度で決まる1点に常に収束させることが可能となり、温度変化による第1および第2の電圧制御SAW発振器の周波数変動を抑制することができる。   Thus, the oscillation frequencies of the first and second voltage-controlled SAW oscillators can be matched only at a specific temperature, and the oscillation frequencies of the first and second voltage-controlled SAW oscillators can be adjusted to each other according to a temperature change. The control voltage is applied to the first and second voltage controlled SAW oscillators so that they can be made different and the oscillation frequency fluctuations of the first and second voltage controlled SAW oscillators cancel each other. Can do. For this reason, even when a temperature change occurs, the oscillation frequency of the first and second voltage controlled SAW oscillators can always be converged to one point determined by a specific temperature, and the first and second voltage changes due to the temperature change. The frequency fluctuation of the voltage controlled SAW oscillator can be suppressed.

また、本発明の一態様に係る温度特性補償回路によれば、半導体チップ上に積層され、温度に対する周波数特性が互いに異なる複数の弾性表面波装置と、前記半導体チップに形成され、前記弾性表面波装置からの出力に基づいて、前記弾性表面波装置が組み込まれた発振器の発振周波数を補正する発振周波数補正部とを備えることを特徴とする。
これにより、弾性表面波装置の温度特性に基づいて発振周波数を補正することが可能となるとともに、半導体チップ上に弾性表面波装置を集積化することができる。このため、サーミスタなどの個別の部品を外付けすることなく、温度特性補償を行うことが可能となり、実装面積の増大を抑制しつつ、温度変化による発振周波数変動を低減させることができる。
According to the temperature characteristic compensation circuit of one aspect of the present invention, a plurality of surface acoustic wave devices stacked on a semiconductor chip and having different frequency characteristics with respect to temperature are formed on the semiconductor chip. And an oscillation frequency correction unit that corrects an oscillation frequency of an oscillator in which the surface acoustic wave device is incorporated, based on an output from the device.
Accordingly, the oscillation frequency can be corrected based on the temperature characteristics of the surface acoustic wave device, and the surface acoustic wave device can be integrated on the semiconductor chip. Therefore, temperature characteristic compensation can be performed without externally attaching individual components such as a thermistor, and fluctuations in oscillation frequency due to temperature changes can be reduced while suppressing an increase in mounting area.

また、本発明の一態様に係る温度特性補償回路によれば、前記弾性表面波装置は、前記半導体チップ上に積層された前記薄膜圧電体と、前記薄膜圧電体上に形成されたIDT電極とを備えることを特徴とする。
これにより、薄膜圧電体を半導体チップ上に成膜することで、弾性表面波装置を半導体チップ上に積層することが可能となり、実装面積の増大を抑制しつつ、温度変化による発振周波数変動を低減させることができる。
According to the temperature characteristic compensation circuit of one aspect of the present invention, the surface acoustic wave device includes the thin film piezoelectric body stacked on the semiconductor chip, and an IDT electrode formed on the thin film piezoelectric body. It is characterized by providing.
As a result, the surface acoustic wave device can be stacked on the semiconductor chip by depositing the thin film piezoelectric body on the semiconductor chip, and the oscillation frequency fluctuation due to temperature change is reduced while suppressing an increase in mounting area. Can be made.

また、本発明の一態様に係る温度特性補償回路によれば、前記発振周波数補正部は、第1の弾性表面波装置が組み込まれた第1の発振器を構成する第1の帰還回路と、第2の弾性表面波装置が組み込まれた第2の発振器を構成する第2の帰還回路と、前記第1の発振器の発振周波数を制御する第1の可変容量コンデンサと、前記第2の発振器の発振周波数を制御する第2の可変容量コンデンサと、前記第1の発振器の発振周波数を第1の電圧に変換する第1の周波数/電圧変換回路と、前記第2の発振器の発振周波数を第2の電圧に変換する第2の周波数/電圧変換回路と、前記第1の電圧と前記第2の電圧との差分を算出し、前記第1の可変容量コンデンサに入力する差分算出回路と、前記差分算出回路にて算出された差分を反転させてから、前記第2の可変容量コンデンサに入力する反転回路とを備えることを特徴とする。   Further, according to the temperature characteristic compensation circuit according to one aspect of the present invention, the oscillation frequency correction unit includes a first feedback circuit constituting a first oscillator in which the first surface acoustic wave device is incorporated, A second feedback circuit constituting a second oscillator incorporating the surface acoustic wave device, a first variable capacitor for controlling an oscillation frequency of the first oscillator, and an oscillation of the second oscillator A second variable capacitor for controlling the frequency, a first frequency / voltage conversion circuit for converting the oscillation frequency of the first oscillator into a first voltage, and the oscillation frequency of the second oscillator as a second frequency. A second frequency / voltage conversion circuit for converting to a voltage; a difference calculating circuit for calculating a difference between the first voltage and the second voltage; and inputting the difference to the first variable capacitor; and the difference calculation Invert the difference calculated in the circuit , Characterized in that it comprises an inverting circuit for input to the second variable capacitor.

これにより、温度特性補償回路の構成要素のうち弾性表面波装置以外の部分を半導体チップに形成することを可能としつつ、弾性表面波装置を半導体チップ上に積層することが可能となるとともに、弾性表面波装置の温度特性に基づいて発振周波数を補正することが可能となる。このため、実装面積の増大を抑制しつつ、温度変化による発振周波数変動を低減させることができる。   As a result, it becomes possible to stack the surface acoustic wave device on the semiconductor chip while allowing the portions other than the surface acoustic wave device to be formed on the semiconductor chip among the components of the temperature characteristic compensation circuit, and to The oscillation frequency can be corrected based on the temperature characteristics of the surface wave device. For this reason, the oscillation frequency fluctuation | variation by a temperature change can be reduced, suppressing the increase in a mounting area.

また、本発明の一態様に係る温度特性補償回路によれば、前記発振周波数補正部は、第1の弾性表面波装置が組み込まれた第1の発振器を構成する第1の帰還回路と、第2の弾性表面波装置が組み込まれた第2の発振器を構成する第2の帰還回路と、前記第1の発振器の発振周波数を制御する第1の可変容量コンデンサと、前記第2の発振器の発振周波数を制御する第2の可変容量コンデンサと、前記第1の発振器の発振周波数を電圧に変換し、前記第2の可変容量コンデンサに入力する第1の周波数/電圧変換回路と、前記第2の発振器の発振周波数を電圧に変換し、前記第1の可変容量コンデンサに入力する第2の周波数/電圧変換回路とを備えることを特徴とする。   Further, according to the temperature characteristic compensation circuit according to one aspect of the present invention, the oscillation frequency correction unit includes a first feedback circuit constituting a first oscillator in which the first surface acoustic wave device is incorporated, A second feedback circuit constituting a second oscillator incorporating the surface acoustic wave device, a first variable capacitor for controlling an oscillation frequency of the first oscillator, and an oscillation of the second oscillator A second variable capacitor for controlling the frequency, a first frequency / voltage conversion circuit for converting the oscillation frequency of the first oscillator into a voltage and inputting the voltage to the second variable capacitor, and the second And a second frequency / voltage conversion circuit that converts an oscillation frequency of the oscillator into a voltage and inputs the voltage to the first variable capacitor.

これにより、温度特性補償回路の構成要素のうち弾性表面波装置以外の部分を半導体チップに形成することを可能としつつ、弾性表面波装置を半導体チップ上に積層することが可能となるとともに、回路構成の簡略化を図りつつ、弾性表面波装置の温度特性に基づいて発振周波数を補正することが可能となる。このため、実装面積の増大を抑制しつつ、温度変化による発振周波数変動を低減させることが可能となるとともに、半導体チップの回路規模および消費電力の増大を抑制することができる。   As a result, it is possible to stack the surface acoustic wave device on the semiconductor chip while allowing the portions other than the surface acoustic wave device to be formed on the semiconductor chip among the components of the temperature characteristic compensation circuit. It is possible to correct the oscillation frequency based on the temperature characteristics of the surface acoustic wave device while simplifying the configuration. For this reason, while suppressing an increase in mounting area, it is possible to reduce fluctuations in oscillation frequency due to temperature changes, and it is possible to suppress an increase in the circuit scale and power consumption of the semiconductor chip.

また、本発明の一態様に係る温度特性補償回路によれば、前記第1の弾性表面波装置と前記第2の弾性表面波装置とは、温度による周波数変化が互いに逆方向であることを特徴とする。
これにより、温度変化に応じて、第1および第2の弾性表面波装置がそれぞれ組み込まれた発振器の発振周波数を互いに異ならせることが可能となる。このため、温度変化による発振器の発振周波数の差分を検出することが可能となり、温度変化による第1および第2の電圧制御SAW発振器の周波数変動を抑制することができる。
In the temperature characteristic compensation circuit according to one aspect of the present invention, the first surface acoustic wave device and the second surface acoustic wave device have frequency changes in opposite directions with respect to temperature. And
As a result, the oscillation frequencies of the oscillators in which the first and second surface acoustic wave devices are incorporated can be made different from each other in accordance with the temperature change. For this reason, it becomes possible to detect the difference between the oscillation frequencies of the oscillators due to temperature changes, and to suppress frequency fluctuations of the first and second voltage-controlled SAW oscillators due to temperature changes.

また、本発明の一態様に係る温度特性補償回路によれば、前記第1の弾性表面波装置では前記薄膜圧電体としてZnO/SiO2の2層構造又はSiO2/ZnOの2層構造が用いられ、前記第2の弾性表面波装置では前記薄膜圧電体としてZnOが用いられていることを特徴とする。
これにより、第1の弾性表面波装置に正の温度特性を持たせることが可能となるとともに、第2の弾性表面波装置に負の温度特性を持たせることが可能となる。このため、第1の弾性表面波装置と第2の弾性表面波装置とで温度による周波数変化が互いに逆方向となる特性をそれぞれ持たせることが可能となり、温度変化による発振周波数の発振周波数の差分を検出することができる。
According to the temperature characteristic compensation circuit of one aspect of the present invention, the first surface acoustic wave device uses a two-layer structure of ZnO / SiO 2 or a two-layer structure of SiO 2 / ZnO as the thin film piezoelectric body. In the second surface acoustic wave device, ZnO is used as the thin film piezoelectric body.
Accordingly, the first surface acoustic wave device can have a positive temperature characteristic, and the second surface acoustic wave device can have a negative temperature characteristic. For this reason, the first surface acoustic wave device and the second surface acoustic wave device can each have characteristics in which frequency changes due to temperature are opposite to each other, and the difference between the oscillation frequencies of the oscillation frequencies due to temperature changes. Can be detected.

以下、本発明の実施形態に係る温度特性補償回路について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る温度特性補償回路の構成を示す図である。
図1において、弾性表面波装置W1、W2には、弾性表面波を励振するIDT(インターデジタルトランスデューサ)電極が設けられるとともに、弾性表面波を反射する反射器電極が設けられている。なお、IDT電極は、互いにかみ合うように配置された1組の櫛形電極にて構成することができる。
Hereinafter, a temperature characteristic compensation circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a temperature characteristic compensation circuit according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the surface acoustic wave devices W1 and W2 are provided with IDT (interdigital transducer) electrodes for exciting the surface acoustic waves and reflector electrodes for reflecting the surface acoustic waves. The IDT electrode can be composed of a pair of comb electrodes arranged so as to engage with each other.

ここで、弾性表面波装置W1の櫛形電極間には3段構成のインバータN1〜N3が接続され、弾性表面波装置W1およびインバータN1〜N3にてSAW発振器が構成されている。また、弾性表面波装置W1の櫛形電極間には抵抗R1が接続されるとともに、1組の櫛形電極にはバリキャップCg1、Cg1がそれぞれ接続されている。
また、弾性表面波装置W2の櫛形電極間には3段構成のインバータN4〜N6が接続され、弾性表面波装置W2およびインバータN4〜N6にてSAW発振器が構成されている。また、弾性表面波装置W2の櫛形電極間には抵抗R2が接続されるとともに、1組の櫛形電極にはバリキャップCg2、Cg2がそれぞれ接続されている。
Here, between the comb-shaped electrodes of the surface acoustic wave device W1, three-stage inverters N1 to N3 are connected, and the surface acoustic wave device W1 and the inverters N1 to N3 constitute a SAW oscillator. A resistor R1 is connected between the comb electrodes of the surface acoustic wave device W1, and varicaps Cg1 and Cg1 are connected to a pair of comb electrodes, respectively.
Further, three-stage inverters N4 to N6 are connected between the comb electrodes of the surface acoustic wave device W2, and the SAW oscillator is configured by the surface acoustic wave device W2 and the inverters N4 to N6. A resistor R2 is connected between the comb electrodes of the surface acoustic wave device W2, and varicaps Cg2 and Cg2 are connected to a pair of comb electrodes, respectively.

また、各弾性表面波装置W1、W2の発振周波数f1、f2を電圧V1、V2にそれぞれ変換する周波数/電圧変換回路F1、F2が設けられるとともに、各周波数/電圧変換回路F1、F2から出力された電圧V1、V2の差分を算出するオペアンプP1が設けられている。そして、オペアンプP1の出力は、バリキャップCg1、Cg1の制御電圧端子に接続されるとともに、インバータN7を介してバリキャップCg2、Cg2の制御電圧端子に接続されている。   In addition, frequency / voltage conversion circuits F1 and F2 for converting the oscillation frequencies f1 and f2 of the surface acoustic wave devices W1 and W2 into voltages V1 and V2, respectively, are provided, and output from the frequency / voltage conversion circuits F1 and F2. An operational amplifier P1 for calculating the difference between the voltages V1 and V2 is provided. The output of the operational amplifier P1 is connected to the control voltage terminals of the varicaps Cg1 and Cg1, and is connected to the control voltage terminals of the varicaps Cg2 and Cg2 via the inverter N7.

ここで、弾性表面波装置W1、W2は、温度に対する周波数特性が互いに異なるように構成することができる。そして、弾性表面波装置W1、W2の温度に対する周波数特性を互いに異ならせる場合、弾性表面波が励振される圧電体の材質を異ならせることができる。例えば、弾性表面波装置W1のIDT電極が配置される圧電体としてZnOを用いることにより、弾性表面波装置W1に負の温度特性を持たせることができる。また、弾性表面波装置W2のIDT電極が配置される圧電体としてSiO2を用いることにより、弾性表面波装置W2に正の温度特性を持たせることができる。 Here, the surface acoustic wave devices W1 and W2 can be configured to have different frequency characteristics with respect to temperature. When the frequency characteristics with respect to the temperature of the surface acoustic wave devices W1 and W2 are made different from each other, the materials of the piezoelectric bodies to which the surface acoustic waves are excited can be made different. For example, by using ZnO as a piezoelectric body on which the IDT electrode of the surface acoustic wave device W1 is disposed, the surface acoustic wave device W1 can have negative temperature characteristics. Further, by using SiO 2 as a piezoelectric body on which the IDT electrode of the surface acoustic wave device W2 is disposed, the surface acoustic wave device W2 can have positive temperature characteristics.

図2は、図1の弾性表面波装置の温度と発振周波数との関係を示す図である。
図2において、弾性表面波装置W1の圧電体がZnOにて構成される場合、温度の上昇に伴って弾性表面波装置W1の周波数を下降させることができ、弾性表面波装置W1に負の温度特性を持たせることができる。一方、弾性表面波装置W2の圧電体がSiO2にて構成される場合、温度の上昇に伴って弾性表面波装置W2の周波数を上昇させることができ、弾性表面波装置W2に正の温度特性を持たせることができる。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the temperature and the oscillation frequency of the surface acoustic wave device of FIG.
In FIG. 2, when the piezoelectric body of the surface acoustic wave device W1 is made of ZnO, the frequency of the surface acoustic wave device W1 can be lowered as the temperature rises, and the surface acoustic wave device W1 has a negative temperature. It can have characteristics. On the other hand, when the piezoelectric body of the surface acoustic wave device W2 is composed of SiO 2 , the frequency of the surface acoustic wave device W2 can be increased as the temperature rises, and the surface acoustic wave device W2 has a positive temperature characteristic. Can be given.

そして、図1において、弾性表面波装置W1からの出力はインバータN1〜N3を介して帰還され、発振周波数f1の信号が周波数/電圧変換回路F1に入力される。そして、発振周波数f1の信号が周波数/電圧変換回路F1に入力されると、発振周波数f1が電圧V1に変換され、オペアンプP1の反転入力端子に入力される。
一方、弾性表面波装置W2からの出力はインバータN4〜N6を介して帰還され、発振周波数f2の信号が周波数/電圧変換回路F2に入力される。そして、発振周波数f2の信号が周波数/電圧変換回路F2に入力されると、発振周波数f2が電圧V2に変換され、オペアンプP1の正転入力端子に入力される。
In FIG. 1, the output from the surface acoustic wave device W1 is fed back via inverters N1 to N3, and a signal having an oscillation frequency f1 is input to the frequency / voltage conversion circuit F1. When the signal having the oscillation frequency f1 is input to the frequency / voltage conversion circuit F1, the oscillation frequency f1 is converted to the voltage V1 and input to the inverting input terminal of the operational amplifier P1.
On the other hand, the output from the surface acoustic wave device W2 is fed back via the inverters N4 to N6, and the signal of the oscillation frequency f2 is input to the frequency / voltage conversion circuit F2. When the signal having the oscillation frequency f2 is input to the frequency / voltage conversion circuit F2, the oscillation frequency f2 is converted to the voltage V2 and input to the normal input terminal of the operational amplifier P1.

そして、各周波数/電圧変換回路F1、F2からの電圧V1、V2がオペアンプP1に入力されると、オペアンプP1はこれらの電圧V1、V2の差分を算出し、バリキャップCg1、Cg1に制御電圧として入力する。また、オペアンプP1は、インバータN7を介して、電圧V1、V2の差分をバリキャップCg2、Cg2に制御電圧として入力する。   When the voltages V1 and V2 from the frequency / voltage conversion circuits F1 and F2 are input to the operational amplifier P1, the operational amplifier P1 calculates a difference between these voltages V1 and V2, and uses the varicaps Cg1 and Cg1 as control voltages. input. The operational amplifier P1 inputs the difference between the voltages V1 and V2 to the varicaps Cg2 and Cg2 as a control voltage via the inverter N7.

ここで、弾性表面波装置W1、W2の温度が上昇すると、弾性表面波装置W1の発振周波数f1は下降し、弾性表面波装置W2の発振周波数f2は上昇する。このため、弾性表面波装置W1の発振周波数f1は弾性表面波装置W2の発振周波数f2より小さくなり、周波数/電圧変換回路F1から出力される電圧V1は周波数/電圧変換回路F2から出力される電圧V2より低くなる。この結果、オペアンプP1から出力される電圧はハイレベルとなり、このハイレベルの電圧がバリキャップCg1、Cg1に入力されるとともに、このハイレベルの電圧がインバータN7にて反転されたロウレベルの電圧がバリキャップCg2、Cg2に入力される。   Here, when the temperature of the surface acoustic wave devices W1 and W2 increases, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 decreases and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2 increases. For this reason, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 is smaller than the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2, and the voltage V1 output from the frequency / voltage conversion circuit F1 is the voltage output from the frequency / voltage conversion circuit F2. It becomes lower than V2. As a result, the voltage output from the operational amplifier P1 becomes high level, and this high level voltage is input to the varicaps Cg1 and Cg1, and the low level voltage obtained by inverting the high level voltage by the inverter N7 is changed to the varicap. Input to the caps Cg2 and Cg2.

ここで、バリキャップCg1、Cg1、Cg2、Cg2は制御電圧が高くなると容量が小さくなる。このため、ハイレベルの電圧がバリキャップCg1、Cg1に入力されると、図2(a)に示すように、弾性表面波装置W1の発振周波数f1は上昇する。一方、ロウレベルの電圧がバリキャップCg2、Cg2に入力されると、弾性表面波装置W2の発振周波数f2は下降する。そして、弾性表面波装置W1の発振周波数f1が上昇するとともに、弾性表面波装置W2の発振周波数f2が下降すると、弾性表面波装置W1の発振周波数f1と弾性表面波装置W2の発振周波数f2との差分が小さくなり、弾性表面波装置W1の発振周波数f1と弾性表面波装置W2の発振周波数f2とが一致した点で安定する。   Here, the capacities of the varicaps Cg1, Cg1, Cg2, and Cg2 decrease as the control voltage increases. Therefore, when a high level voltage is input to the varicaps Cg1 and Cg1, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 increases as shown in FIG. On the other hand, when a low level voltage is input to the varicaps Cg2 and Cg2, the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2 decreases. When the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 increases and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2 decreases, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2 The difference becomes small, and it becomes stable when the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2 coincide.

一方、弾性表面波装置W1、W2の温度が下降すると、弾性表面波装置W1の発振周波数f1は上昇し、弾性表面波装置W2の発振周波数f2は下降する。このため、弾性表面波装置W1の発振周波数f1は弾性表面波装置W2の発振周波数f2より大きくなり、周波数/電圧変換回路F1から出力される電圧V1は周波数/電圧変換回路F2から出力される電圧V2より高くなる。この結果、オペアンプP1から出力される電圧はロウレベルとなり、このロウレベルの電圧がバリキャップCg1、Cg1に入力されるとともに、このロウレベルの電圧がインバータN7にて反転されたハイレベルの電圧がバリキャップCg2、Cg2に入力される。   On the other hand, when the temperatures of the surface acoustic wave devices W1 and W2 decrease, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 increases and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2 decreases. Therefore, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 is larger than the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2, and the voltage V1 output from the frequency / voltage conversion circuit F1 is a voltage output from the frequency / voltage conversion circuit F2. It becomes higher than V2. As a result, the voltage output from the operational amplifier P1 becomes low level, and this low level voltage is input to the varicaps Cg1 and Cg1, and the high level voltage obtained by inverting the low level voltage by the inverter N7 is the varicap Cg2. , Cg2.

従って、図2(b)に示すように、弾性表面波装置W1の発振周波数f1は下降するとともに、弾性表面波装置W2の発振周波数f2は上昇する。そして、弾性表面波装置W1の発振周波数f1が下降するとともに、弾性表面波装置W2の発振周波数f2が上昇すると、弾性表面波装置W1の発振周波数f1と弾性表面波装置W2の発振周波数f2との差分が小さくなり、弾性表面波装置W1の発振周波数f1と弾性表面波装置W2の発振周波数f2とが一致した点で安定する。   Accordingly, as shown in FIG. 2B, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 decreases and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2 increases. When the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 decreases and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2 increases, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2 The difference becomes small, and it becomes stable when the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W1 and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W2 coincide.

これにより、弾性表面波装置W1、W2の温度変化による周波数の変動分を相互に打ち消すことが可能となり、温度変化によるSAW発振器の周波数変動を抑制することができる。
なお、インバータN1〜N7、周波数/電圧変換回路F1、F2、オペアンプP1、抵抗R1、R2およびバリキャップCg1、Cg1、Cg2、Cg2を半導体チップに形成するとともに、これらの素子が形成された半導体チップ上に弾性表面波装置W1、W2を積層するようにしてもよい。
As a result, it is possible to mutually cancel the frequency fluctuations caused by the temperature changes of the surface acoustic wave devices W1 and W2, and the frequency fluctuations of the SAW oscillator due to the temperature changes can be suppressed.
The inverters N1 to N7, the frequency / voltage conversion circuits F1 and F2, the operational amplifier P1, the resistors R1 and R2, and the varicaps Cg1, Cg1, Cg2, and Cg2 are formed on the semiconductor chip, and the semiconductor chip on which these elements are formed. The surface acoustic wave devices W1 and W2 may be stacked on top.

図3は、図1の温度特性補償回路の構成例を示す断面図である。
図3において、半導体基板1には素子形成領域2が設けられ、素子形成領域2にはトランジスタ、抵抗、容量などの素子が形成されている。また、素子形成領域2が設けられた半導体基板1上には層間絶縁膜3が形成され、層間絶縁膜3には、素子形成領域2に接続された配線層4が形成されている。また、層間絶縁膜3上には、配線層4に接続されたパッド電極5a、5bが形成されている。そして、素子形成領域2に形成された素子および配線層4にて、図1のインバータN1〜N7、周波数/電圧変換回路F1、F2、オペアンプP1、抵抗R1、R2およびバリキャップCg1、Cg1、Cg2、Cg2などを構成することができる。なお、半導体基板1の材質としては、例えば、Si、Ge、SiGe、SiC、SiSn、PbS、GaAs、InP、GaP、GaN、ZnSeなどを用いることができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the temperature characteristic compensation circuit of FIG.
In FIG. 3, an element formation region 2 is provided in the semiconductor substrate 1, and elements such as transistors, resistors, and capacitors are formed in the element formation region 2. An interlayer insulating film 3 is formed on the semiconductor substrate 1 provided with the element forming region 2, and a wiring layer 4 connected to the element forming region 2 is formed on the interlayer insulating film 3. Also, pad electrodes 5 a and 5 b connected to the wiring layer 4 are formed on the interlayer insulating film 3. In the elements formed in the element formation region 2 and the wiring layer 4, the inverters N1 to N7, the frequency / voltage conversion circuits F1 and F2, the operational amplifier P1, the resistors R1 and R2, and the varicaps Cg1, Cg1, and Cg2 in FIG. , Cg2 and the like can be configured. In addition, as a material of the semiconductor substrate 1, Si, Ge, SiGe, SiC, SiSn, PbS, GaAs, InP, GaP, GaN, ZnSe etc. can be used, for example.

そして、層間絶縁膜3上には、パッド電極5a、5bを避けるようにして、SiO2層6が成膜され、SiO2層6上には、ZnO層/SiO2層の2層構造又はSiO2層/ZnO層の2層構造の7aおよびZnO層7bが積層されている。そして、ZnO層/SiO2層の2層構造又はSiO2層/ZnO層の2層構造の7a上には、IDT電極8aが形成されるとともに、IDT電極8aに接続された接続電極9aが形成されている。そして、接続電極9aはAuワイヤ10aを介してパッド電極5aに接続されている。一方、ZnO層7b上には、IDT電極8bが形成されるとともに、IDT電極8bに接続された接続電極9bが形成されている。そして、接続電極9bはAuワイヤ10bを介してパッド電極5bに接続されている。 An SiO 2 layer 6 is formed on the interlayer insulating film 3 so as to avoid the pad electrodes 5a and 5b. On the SiO 2 layer 6, a two-layer structure of ZnO layer / SiO 2 layer or SiO 2 is formed. A two-layer structure of 2 layers / ZnO layer 7a and a ZnO layer 7b are laminated. An IDT electrode 8a and a connection electrode 9a connected to the IDT electrode 8a are formed on the 7a having a two-layer structure of ZnO layer / SiO 2 layer or a two-layer structure of SiO 2 layer / ZnO layer. Has been. The connection electrode 9a is connected to the pad electrode 5a via the Au wire 10a. On the other hand, an IDT electrode 8b is formed on the ZnO layer 7b, and a connection electrode 9b connected to the IDT electrode 8b is formed. The connection electrode 9b is connected to the pad electrode 5b through the Au wire 10b.

なお、ZnO層/SiO2層の2層構造又はSiO2層/ZnO層の2層構造の7aおよびIDT電極8aにて図1の弾性表面波装置W1を構成し、ZnO層7bおよびIDT電極8bにて図1の弾性表面波装置W2を構成することができる。
これにより、弾性表面波装置W1、W2の温度特性に基づいて発振周波数を補正することが可能となるとともに、素子形成領域2が設けられた半導体基板1上に弾性表面波装置W1、W2を集積化することができる。このため、サーミスタなどの個別の部品を外付けすることなく、温度特性補償を行うことが可能となり、実装面積の増大を抑制しつつ、温度変化による発振周波数変動を低減させることができる。
The surface acoustic wave device W1 shown in FIG. 1 is composed of the two-layer structure of ZnO layer / SiO 2 layer or the two-layer structure of SiO 2 layer / ZnO layer 7a and the IDT electrode 8a, and the ZnO layer 7b and the IDT electrode 8b. The surface acoustic wave device W2 of FIG. 1 can be configured.
As a result, the oscillation frequency can be corrected based on the temperature characteristics of the surface acoustic wave devices W1 and W2, and the surface acoustic wave devices W1 and W2 are integrated on the semiconductor substrate 1 provided with the element formation region 2. Can be Therefore, temperature characteristic compensation can be performed without externally attaching individual components such as a thermistor, and fluctuations in oscillation frequency due to temperature changes can be reduced while suppressing an increase in mounting area.

図4は、本発明の第2実施形態に係る温度特性補償回路の構成を示す図である。
図4において、弾性表面波装置W11の櫛形電極間には3段構成のインバータN11〜N13が接続され、弾性表面波装置W11およびインバータN11〜N13にてSAW発振器が構成されている。また、弾性表面波装置W11の櫛形電極間には抵抗R11が接続されるとともに、1組の櫛形電極にはバリキャップCg11、Cg11がそれぞれ接続されている。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a temperature characteristic compensation circuit according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 4, three-stage inverters N11 to N13 are connected between the comb electrodes of the surface acoustic wave device W11, and the surface acoustic wave device W11 and the inverters N11 to N13 constitute a SAW oscillator. A resistor R11 is connected between the comb electrodes of the surface acoustic wave device W11, and varicaps Cg11 and Cg11 are connected to the pair of comb electrodes, respectively.

また、弾性表面波装置W12の櫛形電極間には3段構成のインバータN14〜N16が接続され、弾性表面波装置W12およびインバータN14〜N16にてSAW発振器が構成されている。また、弾性表面波装置W12の櫛形電極間には抵抗R12が接続されるとともに、1組の櫛形電極にはバリキャップCg12、Cg12がそれぞれ接続されている。   Three-stage inverters N14 to N16 are connected between the comb electrodes of the surface acoustic wave device W12, and the surface acoustic wave device W12 and the inverters N14 to N16 constitute a SAW oscillator. A resistor R12 is connected between the comb electrodes of the surface acoustic wave device W12, and varicaps Cg12 and Cg12 are connected to the pair of comb electrodes, respectively.

また、各弾性表面波装置W11、W12の出力周波数f1、f2を電圧V1、V2にそれぞれ変換する周波数/電圧変換回路F11、F12が設けられ、周波数/電圧変換回路F12から出力はバリキャップCg1、Cg1の制御電圧端子に接続されるとともに、周波数/電圧変換回路F11から出力はバリキャップCg12、Cg12の制御電圧端子に接続されている。   Further, frequency / voltage conversion circuits F11 and F12 for converting the output frequencies f1 and f2 of the surface acoustic wave devices W11 and W12 to voltages V1 and V2, respectively, are provided, and the output from the frequency / voltage conversion circuit F12 is a varicap Cg1, The output from the frequency / voltage conversion circuit F11 is connected to the control voltage terminals of the varicaps Cg12 and Cg12 while being connected to the control voltage terminal of Cg1.

ここで、弾性表面波装置W11、W12は、温度に対する周波数特性が互いに異なるように構成することができる。また、インバータN11〜N16、周波数/電圧変換回路F11、F12、抵抗R11、R12およびバリキャップCg11、Cg11、Cg12、Cg12を半導体チップに形成するとともに、これらの素子が形成された半導体チップ上に弾性表面波装置W11、W12を積層するようにしてもよい。   Here, the surface acoustic wave devices W11 and W12 can be configured to have different frequency characteristics with respect to temperature. In addition, inverters N11 to N16, frequency / voltage conversion circuits F11 and F12, resistors R11 and R12, and varicaps Cg11, Cg11, Cg12, and Cg12 are formed on a semiconductor chip, and elastically formed on the semiconductor chip on which these elements are formed. Surface wave devices W11 and W12 may be stacked.

そして、弾性表面波装置W11からの出力はインバータN11〜N13を介して帰還され、発振周波数f1の信号が周波数/電圧変換回路F11に入力される。そして、発振周波数f1の信号が周波数/電圧変換回路F11に入力されると、発振周波数f1が電圧V1に変換され、バリキャップCg12、Cg12に制御電圧として入力される。
一方、弾性表面波装置W12からの出力はインバータN14〜N16を介して帰還され、発振周波数f2の信号が周波数/電圧変換回路F12に入力される。そして、発振周波数f2の信号が周波数/電圧変換回路F12に入力されると、発振周波数f2が電圧V2に変換され、バリキャップCg11、Cg11に制御電圧として入力される。
The output from the surface acoustic wave device W11 is fed back through the inverters N11 to N13, and a signal having the oscillation frequency f1 is input to the frequency / voltage conversion circuit F11. When the signal having the oscillation frequency f1 is input to the frequency / voltage conversion circuit F11, the oscillation frequency f1 is converted to the voltage V1 and input to the varicaps Cg12 and Cg12 as a control voltage.
On the other hand, the output from the surface acoustic wave device W12 is fed back through the inverters N14 to N16, and the signal having the oscillation frequency f2 is input to the frequency / voltage conversion circuit F12. When the signal of the oscillation frequency f2 is input to the frequency / voltage conversion circuit F12, the oscillation frequency f2 is converted to the voltage V2, and is input to the varicaps Cg11 and Cg11 as a control voltage.

ここで、弾性表面波装置W11、W12の温度が上昇すると、弾性表面波装置W11の発振周波数f1は下降し、弾性表面波装置W12の発振周波数f2は上昇する。このため、周波数/電圧変換回路F11から出力される電圧V1は低くなり、周波数/電圧変換回路F12から出力される電圧V2は高くなる。この結果、バリキャップCg11、Cg11に入力される制御電圧は高くなり、バリキャップCg12、Cg12に入力される制御電圧は低くなる。   Here, when the temperature of the surface acoustic wave devices W11 and W12 increases, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W11 decreases and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W12 increases. For this reason, the voltage V1 output from the frequency / voltage conversion circuit F11 decreases, and the voltage V2 output from the frequency / voltage conversion circuit F12 increases. As a result, the control voltage input to the varicaps Cg11 and Cg11 increases, and the control voltage input to the varicaps Cg12 and Cg12 decreases.

従って、弾性表面波装置W11の発振周波数f1は上昇するとともに、弾性表面波装置W12の発振周波数f2は下降し、弾性表面波装置W11の発振周波数f1と弾性表面波装置W12の発振周波数f2とが一致した点で安定する。
一方、弾性表面波装置W11、W12の温度が下降すると、弾性表面波装置W11の発振周波数f1は上昇し、弾性表面波装置W12の発振周波数f2は下降する。このため、周波数/電圧変換回路F11から出力される電圧V1は高くなり、周波数/電圧変換回路F12から出力される電圧V2は低くなる。この結果、バリキャップCg11、Cg11に入力される制御電圧は低くなり、バリキャップCg12、Cg12に入力される制御電圧は高くなる。
Accordingly, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W11 increases, the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W12 decreases, and the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W11 and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W12 are reduced. Stable at the point of coincidence.
On the other hand, when the temperatures of the surface acoustic wave devices W11 and W12 decrease, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W11 increases and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W12 decreases. For this reason, the voltage V1 output from the frequency / voltage conversion circuit F11 increases, and the voltage V2 output from the frequency / voltage conversion circuit F12 decreases. As a result, the control voltage input to the varicaps Cg11 and Cg11 is lowered, and the control voltage input to the varicaps Cg12 and Cg12 is increased.

従って、弾性表面波装置W11の発振周波数f1は下降するとともに、弾性表面波装置W12の発振周波数f2は上昇し、弾性表面波装置W11の発振周波数f1と弾性表面波装置W12の発振周波数f2とが一致した点で安定する。
これにより、温度特性補償回路の構成要素のうち弾性表面波装置W11、W12以外の部分を半導体チップに形成することを可能としつつ、弾性表面波装置W11、W12を半導体チップ上に積層することが可能となるとともに、回路構成の簡略化を図りつつ、弾性表面波装置W11、W12の温度特性に基づいて発振周波数を補正することが可能となる。このため、実装面積の増大を抑制しつつ、温度変化による発振周波数変動を低減させることが可能となるとともに、半導体チップの回路規模および消費電力の増大を抑制することができる。
Accordingly, the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W11 decreases, the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W12 increases, and the oscillation frequency f1 of the surface acoustic wave device W11 and the oscillation frequency f2 of the surface acoustic wave device W12 Stable at the point of coincidence.
As a result, the surface acoustic wave devices W11 and W12 can be stacked on the semiconductor chip while enabling the portions other than the surface acoustic wave devices W11 and W12 of the components of the temperature characteristic compensation circuit to be formed on the semiconductor chip. In addition, the oscillation frequency can be corrected based on the temperature characteristics of the surface acoustic wave devices W11 and W12 while simplifying the circuit configuration. For this reason, while suppressing an increase in mounting area, it is possible to reduce fluctuations in oscillation frequency due to temperature changes, and it is possible to suppress an increase in the circuit scale and power consumption of the semiconductor chip.

本発明の第1実施形態に係る温度特性補償回路の構成を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a configuration of a temperature characteristic compensation circuit according to a first embodiment of the present invention. 図1の弾性表面波装置の温度と発振周波数との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the temperature and oscillation frequency of the surface acoustic wave apparatus of FIG. 図1の温度特性補償回路の構成例を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a temperature characteristic compensation circuit in FIG. 1. 本発明の第2実施形態に係る温度特性補償回路の構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the structure of the temperature characteristic compensation circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

W1、W2、W11、W12 弾性表面波装置、F1、F2、F11、F12 周波数/電圧変換回路、P1 オペアンプ、N1〜N7、N11〜N16 インバータ、R1、R2、R11、R12 抵抗、Cg1、Cd1、Cg2、Cd2、C11、Cd11、Cg12、Cd12 バリキャップ、1 半導体基板、2 素子形成領域、3 層間絶縁膜、4 配線層、5a、5b パッド電極、6、7b SiO2層、7a ZnO層、8a、8b IDT電極、9a、9b 接続電極、10a、10b Auワイヤ W1, W2, W11, W12 surface acoustic wave device, F1, F2, F11, F12 frequency / voltage conversion circuit, P1 operational amplifier, N1-N7, N11-N16 inverter, R1, R2, R11, R12 resistance, Cg1, Cd1, Cg2, Cd2, C11, Cd11, Cg12, Cd12 Varicap, 1 semiconductor substrate, 2 element formation region, 3 interlayer insulation film, 4 wiring layer, 5a, 5b pad electrode, 6, 7b SiO 2 layer, 7a ZnO layer, 8a 8b IDT electrode, 9a, 9b Connection electrode, 10a, 10b Au wire

Claims (8)

温度に対する周波数特性が互いに異なる第1および第2の電圧制御SAW発振器と、
前記第1の電圧制御SAW発振器の発振周波数を第1の電圧に変換する第1の周波数/電圧変換回路と、
前記第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数を第2の電圧に変換する第2の周波数/電圧変換回路と、
前記第1の電圧と前記第2の電圧との差分を前記第1の電圧制御SAW発振器の制御電圧として入力する差分算出回路と、
前記差分算出回路にて算出された差分の反転電圧を、前記第2の電圧制御SAW発振器の制御電圧として入力する反転回路とを備えることを特徴とする温度特性補償回路。
First and second voltage controlled SAW oscillators having different frequency characteristics with respect to temperature;
A first frequency / voltage conversion circuit for converting an oscillation frequency of the first voltage-controlled SAW oscillator into a first voltage;
A second frequency / voltage conversion circuit for converting the oscillation frequency of the second voltage-controlled SAW oscillator into a second voltage;
A difference calculating circuit for inputting a difference between the first voltage and the second voltage as a control voltage of the first voltage-controlled SAW oscillator;
A temperature characteristic compensating circuit comprising: an inverting circuit that inputs an inverted voltage of the difference calculated by the difference calculating circuit as a control voltage of the second voltage-controlled SAW oscillator.
温度に対する周波数特性が互いに異なる第1および第2の電圧制御SAW発振器と、
前記第1の電圧制御SAW発振器の発振周波数を電圧に変換し、前記第2の電圧制御SAW発振器の制御電圧として入力する第1の周波数/電圧変換回路と、
前記第2の電圧制御SAW発振器の発振周波数を電圧に変換し、前記第1の電圧制御SAW発振器の制御電圧として入力する第2の周波数/電圧変換回路とを備えることを特徴とする温度特性補償回路。
First and second voltage controlled SAW oscillators having different frequency characteristics with respect to temperature;
A first frequency / voltage conversion circuit that converts an oscillation frequency of the first voltage-controlled SAW oscillator into a voltage and inputs the voltage as a control voltage of the second voltage-controlled SAW oscillator;
Temperature characteristic compensation comprising: a second frequency / voltage conversion circuit that converts an oscillation frequency of the second voltage-controlled SAW oscillator into a voltage and inputs the voltage as a control voltage of the first voltage-controlled SAW oscillator circuit.
半導体チップ上に積層され、温度に対する周波数特性が互いに異なる複数の弾性表面波装置と、
前記半導体チップに形成され、前記弾性表面波装置からの出力に基づいて、前記弾性表面波装置が組み込まれた発振器の発振周波数を補正する発振周波数補正部とを備えることを特徴とする温度特性補償回路。
A plurality of surface acoustic wave devices stacked on a semiconductor chip and having different frequency characteristics with respect to temperature,
A temperature characteristic compensation comprising: an oscillation frequency correction unit formed on the semiconductor chip and configured to correct an oscillation frequency of an oscillator in which the surface acoustic wave device is incorporated based on an output from the surface acoustic wave device. circuit.
前記弾性表面波装置は、
前記半導体チップ上に積層された前記薄膜圧電体と、
前記薄膜圧電体上に形成されたIDT電極とを備えることを特徴とする請求項3記載の温度特性補償回路。
The surface acoustic wave device includes:
The thin film piezoelectric body laminated on the semiconductor chip;
The temperature characteristic compensation circuit according to claim 3, further comprising an IDT electrode formed on the thin film piezoelectric body.
前記発振周波数補正部は、
第1の弾性表面波装置が組み込まれた第1の発振器を構成する第1の帰還回路と、
第2の弾性表面波装置が組み込まれた第2の発振器を構成する第2の帰還回路と、
前記第1の発振器の発振周波数を制御する第1の可変容量コンデンサと、
前記第2の発振器の発振周波数を制御する第2の可変容量コンデンサと、
前記第1の発振器の発振周波数を第1の電圧に変換する第1の周波数/電圧変換回路と、
前記第2の発振器の発振周波数を第2の電圧に変換する第2の周波数/電圧変換回路と、
前記第1の電圧と前記第2の電圧との差分を算出し、前記第1の可変容量コンデンサに入力する差分算出回路と、
前記差分算出回路にて算出された差分を反転させてから、前記第2の可変容量コンデンサに入力する反転回路とを備えることを特徴とする請求項4記載の温度特性補償回路。
The oscillation frequency correction unit is
A first feedback circuit constituting a first oscillator incorporating the first surface acoustic wave device;
A second feedback circuit constituting a second oscillator incorporating the second surface acoustic wave device;
A first variable capacitor for controlling the oscillation frequency of the first oscillator;
A second variable capacitor for controlling the oscillation frequency of the second oscillator;
A first frequency / voltage conversion circuit for converting the oscillation frequency of the first oscillator into a first voltage;
A second frequency / voltage conversion circuit for converting the oscillation frequency of the second oscillator into a second voltage;
A difference calculation circuit that calculates a difference between the first voltage and the second voltage and inputs the difference to the first variable capacitor;
The temperature characteristic compensation circuit according to claim 4, further comprising: an inverting circuit that inverts the difference calculated by the difference calculating circuit and then inputs the inverted value to the second variable capacitor.
前記発振周波数補正部は、
第1の弾性表面波装置が組み込まれた第1の発振器を構成する第1の帰還回路と、
第2の弾性表面波装置が組み込まれた第2の発振器を構成する第2の帰還回路と、
前記第1の発振器の発振周波数を制御する第1の可変容量コンデンサと、
前記第2の発振器の発振周波数を制御する第2の可変容量コンデンサと、
前記第1の発振器の発振周波数を電圧に変換し、前記第2の可変容量コンデンサに入力する第1の周波数/電圧変換回路と、
前記第2の発振器の発振周波数を電圧に変換し、前記第1の可変容量コンデンサに入力する第2の周波数/電圧変換回路とを備えることを特徴とする請求項4記載の温度特性補償回路。
The oscillation frequency correction unit is
A first feedback circuit constituting a first oscillator incorporating the first surface acoustic wave device;
A second feedback circuit constituting a second oscillator incorporating the second surface acoustic wave device;
A first variable capacitor for controlling the oscillation frequency of the first oscillator;
A second variable capacitor for controlling the oscillation frequency of the second oscillator;
A first frequency / voltage conversion circuit that converts an oscillation frequency of the first oscillator into a voltage and inputs the voltage to the second variable capacitor;
5. The temperature characteristic compensation circuit according to claim 4, further comprising: a second frequency / voltage conversion circuit that converts the oscillation frequency of the second oscillator into a voltage and inputs the voltage to the first variable capacitor.
前記第1の弾性表面波装置と前記第2の弾性表面波装置とは、温度による周波数変化が互いに逆方向であることを特徴とする請求項5または6記載の温度特性補償回路。   7. The temperature characteristic compensation circuit according to claim 5, wherein the first surface acoustic wave device and the second surface acoustic wave device have frequency changes in opposite directions with respect to temperature. 前記第1の弾性表面波装置では前記薄膜圧電体としてZnO/SiO2の2層構造又はSiO2/ZnOの2層構造が用いられ、前記第2の弾性表面波装置では前記薄膜圧電体としてZnOが用いられていることを特徴とする請求項7記載の温度特性補償回路。 In the first surface acoustic wave device, a two-layer structure of ZnO / SiO 2 or a two-layer structure of SiO 2 / ZnO is used as the thin film piezoelectric body. In the second surface acoustic wave device, ZnO as the thin film piezoelectric body is used. 8. The temperature characteristic compensating circuit according to claim 7, wherein:
JP2004240420A 2004-08-20 2004-08-20 Temperature characteristic compensation circuit Expired - Fee Related JP4432670B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004240420A JP4432670B2 (en) 2004-08-20 2004-08-20 Temperature characteristic compensation circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004240420A JP4432670B2 (en) 2004-08-20 2004-08-20 Temperature characteristic compensation circuit

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2006060531A true JP2006060531A (en) 2006-03-02
JP2006060531A5 JP2006060531A5 (en) 2007-07-05
JP4432670B2 JP4432670B2 (en) 2010-03-17

Family

ID=36107646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004240420A Expired - Fee Related JP4432670B2 (en) 2004-08-20 2004-08-20 Temperature characteristic compensation circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4432670B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP4432670B2 (en) 2010-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080179313A1 (en) Acoustic wave resonator with integrated temperature control for oscillator purposes
JP2005051447A (en) Piezoelectric resonator, and film and electronic component using the same
US10727741B2 (en) Thermal sensing acoustic wave resonator and acoustic wave filter having thermal sensing acoustic wave resonator
JP2007060465A (en) Thin film surface acoustic wave device
CN109309478B (en) Vibration device, electronic apparatus, and moving object
JP2006279798A (en) Temperature compensated oscillator
US20200076366A1 (en) Direct-current tuning of bulk acoustic wave resonator devices
JP4432670B2 (en) Temperature characteristic compensation circuit
JP2004320417A (en) Temperature compensated piezoelectric oscillator
JP2006074096A (en) Saw oscillator and electronic equipment
US11502644B2 (en) Vibration device
US11522496B2 (en) Oscillator
JP2005136938A (en) Surface acoustic wave element, surface acoustic wave device and apparatus using the surface acoustic wave device
WO2021205695A1 (en) Variable-capacitance element and oscillator comprising same
JP2009027306A (en) Surface acoustic wave device
JP2022032562A (en) Vibration device
JP4432676B2 (en) Temperature compensated oscillator
JP2022032563A (en) Vibration device
JP2006287681A (en) Frequency variable oscillator
JP2006303763A (en) Surface acoustic wave device
US20220123705A1 (en) Piezoelectric resonator unit and oscillator provided with the same
JPH06268442A (en) Temperature compensation type crystal oscillation circuit
JP5098979B2 (en) Piezoelectric oscillator
CN113411060B (en) Vibration device
JP2006067080A (en) Temperature controlled oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070521

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070521

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090603

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090609

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090810

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091201

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140108

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees