JP2023111134A - 発振器の製造方法及び発振器 - Google Patents
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Abstract
【課題】出力周波数に関する機能が異なる複数種類の発振器を低コストで効率よく製造する製造方法及び発振器を提供する。
【解決手段】発振器の製造方法は、第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、を第1の容器に収容して第1の発振器を製造することと、第2の振動子と、第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置とを、第2の容器に収容して第2の発振器を製造することと、を備える。第1の集積回路装置は、第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まない。第2の集積回路装置は、第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含む。第1の容器及び第2の容器は、同一種類の容器である。
【選択図】図19
【解決手段】発振器の製造方法は、第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、を第1の容器に収容して第1の発振器を製造することと、第2の振動子と、第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置とを、第2の容器に収容して第2の発振器を製造することと、を備える。第1の集積回路装置は、第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まない。第2の集積回路装置は、第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含む。第1の容器及び第2の容器は、同一種類の容器である。
【選択図】図19
Description
本発明は、発振器の製造方法及び発振器に関する。
特許文献1には、水晶振動片とICチップとがセラミックパッケージに収容され、当該水晶振動片が、セラミックパッケージ内に接着剤で固定されたマウント台に固定された水晶発振器が記載されている。特許文献1に記載の水晶発振器によれば、マウント台をパッケージ内に固定する位置を変えることにより、大きさの異なる複数種類の水晶振動片及びICチップを共通のパッケージに収容することができるので、水晶振動片及びICチップのサイズに関する設計自由度を向上させることができる。
しかしながら、特許文献1に記載の方法は、出力周波数に関する機能が異なる複数種類の発振器を低コストで効率よく製造するためには改善の余地がある。
本発明に係る発振器の製造方法の一態様は、
第1の発振器および第2の発振器を含む複数種類の発振器の製造方法であって、
第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、を第1の容器に収容して前記第1の発振器を製造することと、
第2の振動子と、前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、を第2の容器に収容して前記第2の発振器を製造することと、を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
第1の発振器および第2の発振器を含む複数種類の発振器の製造方法であって、
第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、を第1の容器に収容して前記第1の発振器を製造することと、
第2の振動子と、前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、を第2の容器に収容して前記第2の発振器を製造することと、を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
本発明に係る発振器の一態様は、
複数種類の発振器からなる発振器群に含まれる発振器であって、
第1の振動子と、
前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、
前記第1の振動子及び前記第1の集積回路装置を収容する第1の容器と、
を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記発振器群に含まれる他の発振器は、第2の振動子と、前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、前記第2の振動子及び前記第2の集積回路装置を収容する第2の容器と、を備え、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回
路と、を含み、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
複数種類の発振器からなる発振器群に含まれる発振器であって、
第1の振動子と、
前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、
前記第1の振動子及び前記第1の集積回路装置を収容する第1の容器と、
を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記発振器群に含まれる他の発振器は、第2の振動子と、前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、前記第2の振動子及び前記第2の集積回路装置を収容する第2の容器と、を備え、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回
路と、を含み、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
本発明に係る発振器の他の一態様は、
複数種類の発振器からなる発振器群に含まれる発振器であって、
第2の振動子と、
前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、
前記第2の振動子及び前記第2の集積回路装置を収容する第2の容器と、
を備え、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記発振器群に含まれる他の発振器は、第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、前記第1の振動子及び前記第1の集積回路装置を収容する第1の容器と、を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
複数種類の発振器からなる発振器群に含まれる発振器であって、
第2の振動子と、
前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、
前記第2の振動子及び前記第2の集積回路装置を収容する第2の容器と、
を備え、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記発振器群に含まれる他の発振器は、第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、前記第1の振動子及び前記第1の集積回路装置を収容する第1の容器と、を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するもので
はない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
はない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1.第1実施形態
1-1.発振器群
図1は、本実施形態の発振器群1の構成を示す図である。発振器群1は、それぞれ、振動子と集積回路装置とが容器に収容された複数の発振器によって構成される。当該複数の発振器には、第1の発振器2a及び第2の発振器2bが含まれる。第1の発振器2aは、第1の振動子5aと、第1の振動子5aを発振させる第1の集積回路装置4aと、第1の振動子5a及び第1の集積回路装置4aを収容する第1の容器3aと、を備えている。また、第2の発振器2bは、第2の振動子5bと、第2の振動子5bを発振させる第2の集積回路装置4bと、第2の振動子5b及び第2の集積回路装置4bを収容する第2の容器3bと、を備えている。
1-1.発振器群
図1は、本実施形態の発振器群1の構成を示す図である。発振器群1は、それぞれ、振動子と集積回路装置とが容器に収容された複数の発振器によって構成される。当該複数の発振器には、第1の発振器2a及び第2の発振器2bが含まれる。第1の発振器2aは、第1の振動子5aと、第1の振動子5aを発振させる第1の集積回路装置4aと、第1の振動子5a及び第1の集積回路装置4aを収容する第1の容器3aと、を備えている。また、第2の発振器2bは、第2の振動子5bと、第2の振動子5bを発振させる第2の集積回路装置4bと、第2の振動子5b及び第2の集積回路装置4bを収容する第2の容器3bと、を備えている。
第1の容器3a及び第2の容器3bは、同一種類の容器である。具体的には、第1の容器3a及び第2の容器3bは、製造誤差を無視すると、容器自体の形状、容器に形成された電極や配線パターンの形状、位置、数等が同じである。例えば、第1の容器3a及び第2の容器3bは、同じ型番のセラミックパッケージであってもよい。
第1の集積回路装置4aと第2の集積回路装置4bとは回路構成が異なり、これにより、第1の発振器2aと第2の発振器2bとは互いに機能が異なる。本実施形態では、第1の集積回路装置4aは、第1の振動子5aを発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まない。一方、第2の集積回路装置4bは、第2の振動子5bを発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含む。
このように、発振器群1は、それぞれ、振動子と集積回路装置とが同一種類の容器に収容されており、かつ、互いに機能の異なる複数の発振器によって構成される。また、発振器群1を構成する複数の発振器が備える複数の集積回路装置は、集積回路装置群を構成し、第1の集積回路装置4a及び第2の集積回路装置4bは、集積回路装置群を構成する複数の集積回路装置に含まれる。
1-2.第1の発振器の機能構成
図2は、第1の発振器2aの機能ブロック図である。図2に示すように、第1の発振器2aは、第1の振動子5aと、第1の集積回路装置4aとを含む。第1の集積回路装置4aは、外部接続端子として、VDD端子、VSS端子、OUT端子、OE端子、XI端子及びXO端子を有している。VDD端子、VSS端子、OUT端子及びOE端子は、第1の発振器2aの複数の外部端子であるVDD1端子、VSS1端子、OUT1端子及びOE1端子とそれぞれ電気的に接続されている。XI端子は第1の振動子5aの一端と電気的に接続され、XO端子は第1の振動子5aの他端と電気的に接続される。
図2は、第1の発振器2aの機能ブロック図である。図2に示すように、第1の発振器2aは、第1の振動子5aと、第1の集積回路装置4aとを含む。第1の集積回路装置4aは、外部接続端子として、VDD端子、VSS端子、OUT端子、OE端子、XI端子及びXO端子を有している。VDD端子、VSS端子、OUT端子及びOE端子は、第1の発振器2aの複数の外部端子であるVDD1端子、VSS1端子、OUT1端子及びOE1端子とそれぞれ電気的に接続されている。XI端子は第1の振動子5aの一端と電気的に接続され、XO端子は第1の振動子5aの他端と電気的に接続される。
本実施形態では、第1の集積回路装置4aは、バイアス回路110、発振回路120、温度補償回路130、出力回路140、ロジック回路150及び不揮発性メモリー160を含む。なお、第1の集積回路装置4aは、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
バイアス回路110は、VDD1端子及びVDD端子を介して外部から供給される電源電圧VDDと、VSS1端子及びVSS端子を介して外部から供給されるグラウンド電圧VSSとに基づいて、一定の電源電圧Vregを生成し、各回路に供給する。また、バイアス回路110は、各種の基準電圧を生成し、適宜各回路に供給してもよい。
図3は、バイアス回路110の構成例を示す図である。図3の例では、バイアス回路110は、バンドギャップリファレンス回路111、演算増幅器112、抵抗素子113、容量素子114、Nチャンネル型のMOSトランジスター115及び抵抗素子116,117を含む。
バンドギャップリファレンス回路111は、シリコンのバンドギャップ電圧を利用して、電源電圧VDDや温度によらず一定の基準電圧を生成する。
MOSトランジスター115及び抵抗素子116,117は電源電圧VDDが供給されるノードとグラウンド電圧VSSが供給されるノードとの間に直列に接続されている。
演算増幅器112の非反転入力端子には、バンドギャップリファレンス回路111から出力される基準電圧が入力され、演算増幅器112の反転入力端子には、抵抗素子116,117によって電源電圧VDDが分圧された電圧が入力される。演算増幅器112の出力端子は、抵抗素子113を介してMOSトランジスター115のゲートと接続されている。
容量素子114は、MOSトランジスター115のゲートとグラウンド電圧VSSが供給されるノードとの間に接続されており、抵抗素子113と容量素子114により、演算増幅器112の出力信号を平滑化するフィルターが構成されている。そして、MOSトランジスター115のドレインの電圧が電源電圧Vregとして出力される。
図2の説明に戻り、発振回路120は、XI端子及びXO端子を介して第1の振動子5aの両端と電気的に接続され、第1の振動子5aを所望の周波数で発振させて発振信号Voscを出力する。具体的には、発振回路120は、第1の振動子5aから出力される信号がXO端子を介して入力され、当該信号を増幅した信号を、XI端子を介して第1の振動子5aに供給する。
図4は、発振回路120の構成例を示す図である。図4の例では、発振回路120は、Pチャンネル型のMOSトランジスター121,122、Nチャンネル型のMOSトランジスター123、NPN型のバイポーラトランジスター124及び可変容量素子125,126を含む。MOSトランジスター121,122はエンハンスメント型であり、MOSトランジスター123はデプレッション型である。
MOSトランジスター121のゲートは、MOSトランジスター121のドレイン、MOSトランジスター122のゲート及びMOSトランジスター123のドレインと電気的に接続されている。MOSトランジスター121のソース及びMOSトランジスター122のソースには電源電圧Vregが供給される。MOSトランジスター123のゲート及びソースは接地されており、グラウンド電圧VSSが供給される。MOSトランジスター122のドレインは、バイポーラトランジスター124のコレクター、可変容量素子126の一端及びXI端子と電気的に接続されている。バイポーラトランジスター124のベースは、可変容量素子125の一端及びXO端子と電気的に接続されている。バイポーラトランジスター124のエミッター、可変容量素子125の他端及び可変容量素子126の他端は接地されており、グラウンド電圧VSSが供給される。可変容量素子125,126の各容量値は温度補償信号Vcmpの電圧に応じて変化する。
このように構成されている発振回路120では、MOSトランジスター122のドレインに一定の電流Irefが流れ、バイポーラトランジスター124は、電流Irefが供給されて増幅動作を行う。そして、バイポーラトランジスター124のコレクターの信号が発振信号Voscとして出力される。すなわち、バイポーラトランジスター124は、
第1の振動子5aからの信号を増幅して発振信号Voscを出力する増幅回路128を構成する。また、MOSトランジスター121,122,123は、増幅回路128に電流Irefを供給する電流源127を構成する。そして、可変容量素子125,126は、第1の振動子5aの負荷容量として機能し、発振信号Voscの周波数は可変容量素子125,126の容量値に応じた周波数となる。
第1の振動子5aからの信号を増幅して発振信号Voscを出力する増幅回路128を構成する。また、MOSトランジスター121,122,123は、増幅回路128に電流Irefを供給する電流源127を構成する。そして、可変容量素子125,126は、第1の振動子5aの負荷容量として機能し、発振信号Voscの周波数は可変容量素子125,126の容量値に応じた周波数となる。
図2の説明に戻り、第1の集積回路装置4aは、温度補償回路130を動作させるか否かを設定可能であってもよい。温度補償回路130は、温度補償機能設定ビットcmpENによって温度補償機能が有効に設定されている場合は、第1の振動子5aの周波数温度特性に応じた温度補償データcmpDTに基づいて、発振回路120から出力される発振信号Voscの周波数温度特性を補償するための温度補償信号Vcmpを生成し、発振回路120に出力する。温度補償データcmpDTは、例えば、第1の振動子5aの周波数温度特性を補償する温度補償関数の各次数の係数値を含む。また、温度補償回路130は、温度補償機能設定ビットcmpENによって温度補償機能が無効に設定されている場合は、動作を停止し、消費電流が低減される。温度補償データcmpDTは、第1の発振器2aの製造工程において生成され、温度補償機能設定ビットcmpENとともに不揮発性メモリー160に書き込まれる。第1の発振器2aの動作時には、不揮発性メモリー160に記憶されている温度補償機能設定ビットcmpEN及び温度補償データcmpDTは、ロジック回路150を介して温度補償回路130に供給される。
図5は、温度補償回路130の構成例を示す図である。図5の例では、温度補償回路130は、温度センサー131、0次成分発生回路132、1次成分発生回路133、高次成分発生回路134及びI/V変換回路135を含む。
温度センサー131、0次成分発生回路132、1次成分発生回路133、高次成分発生回路134及びI/V変換回路135は、温度補償機能設定ビットcmpENによって温度補償機能が有効に設定されている場合に動作し、温度補償機能設定ビットcmpENによって温度補償機能が無効に設定されている場合は動作を停止する。
温度センサー131は、第1の集積回路装置4aの温度を検出し、温度に応じた電圧の温度信号を出力するものであり、例えば、バンドギャップリファレンス回路の温度特性を利用した回路等で実現される。
0次成分発生回路132は、温度補償データcmpDTに含まれる0次係数値に基づいて、温度補償関数の0次項に対応する電流信号を出力する。
1次成分発生回路133は、温度センサー131から出力される温度信号と、温度補償データcmpDTに含まれる1次係数値とに基づいて、温度補償関数の1次項に対応する電流信号を出力する。
高次成分発生回路134は、温度センサー131から出力される温度信号と、温度補償データcmpDTに含まれる2次以上の各係数値とに基づいて、温度補償関数の2次以上の各項に対応する電流信号を出力する。例えば、高次成分発生回路134は、温度補償関数の2次項から7次項までの各項に対応する電流信号を出力する。
I/V変換回路135は、0次成分発生回路132から出力される電流信号、1次成分発生回路133から出力される電流信号及び高次成分発生回路134から出力される各電流信号が加算された電流信号を電圧信号に変換する。この電圧信号が温度補償信号Vcmpとして出力される。
温度補償信号Vcmpにより、発振回路120が出力する発振信号Voscは、所定の温度範囲に含まれる任意の温度においてほぼ一定の周波数となる。
図2の説明に戻り、発振信号Voscは、出力回路140に入力される。出力回路140は、ロジック回路150から供給される出力イネーブル信号outENがハイレベルのときは、発振信号Voscに基づく発振信号Voutを出力し、出力イネーブル信号outENがローレベルのときはグラウンド電圧VSSの信号またはハイインピーダンスを出力する。例えば、出力回路140は、発振信号Voscを出力設定データoutDTで設定された分周比で分周した発振信号Voutを出力してもよい。また、出力回路140は、出力設定データoutDTで設定された出力タイプの発振信号Voutを出力してもよい。発振信号Voutの出力タイプは、例えば、CMOS出力やクリップドサイン出力であってもよい。CMOSは、Complementary Metal Oxide Semiconductorの略である。また、出力回路140は、出力設定データoutDTで設定された出力能力の発振信号Voutを出力してもよい。出力設定データoutDTは、第1の発振器2aの製造工程において、不揮発性メモリー160に書き込まれる。第1の発振器2aの動作時には、不揮発性メモリー160に記憶されている出力設定データoutDTは、ロジック回路150を介して出力回路140に供給される。
図6は、出力回路140の構成例を示す図である。図6の例では、出力回路140は、波形整形バッファー141、分周回路142、プリバッファー143及び出力バッファー144を含む。
波形整形バッファー141は、発振回路120から出力される発振信号Voscをバッファリングして矩形波の発振信号を出力する。
分周回路142は、波形整形バッファー141から出力される発振信号を、出力設定データoutDTで設定された分周比で分周した発振信号を出力する。なお、分周回路142は、分周比が1の場合は、波形整形バッファー141から出力される発振信号をバッファリングした発振信号を出力する。分周回路142から出力される発振信号は、プリバッファー143に入力される。
プリバッファー143は、分周回路142から出力される発振信号をバッファリングした発振信号を出力する。プリバッファー143は、出力バッファー144の入力電圧レベルに整合させた電圧レベルの発振信号を出力するレベルシフターとしても機能する。
出力バッファー144は、プリバッファー143から出力される発振信号を、出力設定データoutDTで設定された出力タイプ及び出力能力の発振信号Voutに変換する。そして、出力バッファー144は、出力イネーブル信号outENがハイレベルのときは発振信号Voutを出力し、出力イネーブル信号outENがローレベルのときはグラウンド電圧VSSの信号を出力する。
図2の説明の戻り、ロジック回路150は、各回路の動作を制御する。具体的には、ロジック回路150は、第1の集積回路装置4aの所定の外部接続端子に入力される制御信号に基づいて、第1の発振器2aあるいは第1の集積回路装置4aの動作モードを、外部通信モード及び通常動作モードを含む複数のモードのうちの1つに設定し、設定した動作モードに応じた制御を行う。本実施形態では、ロジック回路150は、VDD端子への電源電圧VDDの供給が開始してから所定期間内に、OE端子から所定のパターンの制御信号が入力された場合に、当該所定期間の経過後に動作モードを外部通信モードに設定する。例えば、ロジック回路150は、電源電圧VDDの供給により第1の振動子5aが発振を開始して発振が安定したことを検出するまでの期間を当該所定期間としてもよいし、発
振信号Voscのパルス数をカウントし、カウント値が所定の値に到達したら当該所定期間が経過したと判断してもよい。また、例えば、ロジック回路150は、電源電圧VDDの供給により動作を開始するRC時定数回路の出力信号に基づいて当該所定期間を計測してもよい。
振信号Voscのパルス数をカウントし、カウント値が所定の値に到達したら当該所定期間が経過したと判断してもよい。また、例えば、ロジック回路150は、電源電圧VDDの供給により動作を開始するRC時定数回路の出力信号に基づいて当該所定期間を計測してもよい。
外部通信モードでは、ロジック回路150は、OE端子及びOUT端子を介してOE1端子及びOUT1端子と接続される不図示の外部装置とデータ通信を行うことができる。外部装置は、所定の通信規格に従い、OUT1端子にシリアルクロック信号を出力し、シリアルクロック信号に同期して、OE1端子にシリアルデータ信号を出力し、あるいは、ロジック回路150からOE端子を介してOE1端子に出力される信号を取得する。ロジック回路150は、外部通信モードにおいて、例えばI2Cバスの規格に準じて、シリアルクロック信号のエッジ毎に、各種のコマンドとしてのシリアルデータ信号をサンプリングする。I2Cは、Inter-Integrated Circuitの略である。そして、ロジック回路150は、サンプリングしたコマンドに基づいて、動作モードの設定や、不揮発性メモリー160に対するデータの書き込みや読み出し等の処理を行う。なお、本実施形態では、ロジック回路150は、例えば、I2Cバス等の2線式バスの通信規格で外部装置と通信を行うが、SPIバス等の3線式バスあるいは4線式バスの通信規格で外部装置と通信を行ってもよい。SPIは、Serial Peripheral Interfaceの略である。
例えば、ロジック回路150は、外部通信モードにおいて、不揮発性メモリー160に対する書き込みコマンドをサンプリングした場合、当該書き込みコマンドで指定された不揮発性メモリー160のアドレスに、当該書き込みコマンドで指定されたデータを書き込む。また、ロジック回路150は、外部通信モードにおいて、不揮発性メモリー160に対する読み出しコマンドをサンプリングした場合、当該読み出しコマンドで指定された不揮発性メモリー160のアドレスからデータを読み出し、シリアルデータに変換して出力する。図7に、VDD端子への電源電圧VDDの供給が開始してから外部通信モードに移行した後、外部通信モードにおいて、不揮発性メモリー160に対するデータの書き込み及び読み出しが行われる場合のタイミングチャートの一例を示す。
また、例えば、ロジック回路150は、外部通信モードにおいて、通常動作モード設定コマンドをサンプリングした場合、動作モードを外部通信モードから通常動作モードに移行させる。通常動作モードでは、ロジック回路150は、OE1端子及びOE端子を介して第1の発振器2aの外部から入力される信号を、出力イネーブル信号outENとして出力回路140に供給する。したがって、通常動作モードでは、OE1端子に入力される信号に基づいて、OUT1端子からの発振信号Voutの出力が制御される。
なお、ロジック回路150は、電源電圧VDDの供給が開始してから所定期間内に、OE端子から所定のパターンの信号が入力されない場合には、当該所定期間の経過後に動作モードを外部通信モードに設定せずに、直接、通常動作モードに設定する。
不揮発性メモリー160は、各種の情報を記憶するメモリーであり、例えば、MONOS型メモリーやEEPROM等である。MONOSはMetal Oxide Nitride Oxide Siliconの略であり、EEPROMはElectrically Erasable Programmable Read-Only Memoryの略である。第1の発振器2aの製造工程において、不揮発性メモリー160に、各回路を制御するための各種の情報、例えば、温度補償機能設定ビットcmpEN、温度補償データcmpDT、出力設定データoutDT等が記憶される。そして、第1の発振器2aに電源が投入されると、不揮発性メモリー160に記憶されている各種の情報はロジック回路150が有する不図示のレジスターに転送され、当該レジスターに保存された各種の情報が適宜各回路に供給される。
なお、発振回路120は「第1の発振回路」の一例であり、発振回路120から出力される発振信号Voscは「第1の発振信号」の一例である。また、増幅回路128は「第1の増幅回路」の一例であり、電流源127は「第1の電流源」の一例であり、MOSトランジスター122は「第1のトランジスター」の一例であり、MOSトランジスター122が増幅回路128に供給する電流Irefは「第1の電流」の一例である。また、温度補償回路130は「第1の温度補償回路」の一例であり、温度補償回路130から出力される温度補償信号Vcmpは「第1の温度補償信号」の一例である。
1-3.第2の発振器の機能構成
図8は、第2の発振器2bの機能ブロック図である。図8に示すように、第2の発振器2bは、第2の振動子5bと、第2の集積回路装置4bとを含む。第2の集積回路装置4bは、第1の集積回路装置4aと同様、外部接続端子として、VDD端子、VSS端子、OUT端子、OE端子、XI端子及びXO端子を有している。VDD端子、VSS端子、OUT端子及びOE端子は、第2の発振器2bの複数の外部端子であるVDD1端子、VSS1端子、OUT1端子及びOE1端子とそれぞれ電気的に接続されている。XI端子は第2の振動子5bの一端と電気的に接続され、XO端子は第2の振動子5bの他端と電気的に接続される。
図8は、第2の発振器2bの機能ブロック図である。図8に示すように、第2の発振器2bは、第2の振動子5bと、第2の集積回路装置4bとを含む。第2の集積回路装置4bは、第1の集積回路装置4aと同様、外部接続端子として、VDD端子、VSS端子、OUT端子、OE端子、XI端子及びXO端子を有している。VDD端子、VSS端子、OUT端子及びOE端子は、第2の発振器2bの複数の外部端子であるVDD1端子、VSS1端子、OUT1端子及びOE1端子とそれぞれ電気的に接続されている。XI端子は第2の振動子5bの一端と電気的に接続され、XO端子は第2の振動子5bの他端と電気的に接続される。
本実施形態では、第2の集積回路装置4bは、バイアス回路210、発振回路220、温度補償回路230、PLL回路240、出力回路250、ロジック回路260及び不揮発性メモリー270を含む。なお、第2の集積回路装置4bは、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
バイアス回路210は、VDD1端子及びVDD端子を介して外部から供給される電源電圧VDDと、VSS1端子及びVSS端子を介して外部から供給されるグラウンド電圧VSSとに基づいて、一定の電源電圧Vregを生成し、各回路に供給する。また、バイアス回路210は、各種の基準電圧を生成し、適宜各回路に供給する。バイアス回路210の構成例は、図3と同様であるため、その図示及び説明を省略する。
発振回路220は、XI端子及びXO端子を介して第2の振動子5bの両端と電気的に接続され、第2の振動子5bを所望の周波数で発振させて発振信号Voscを出力する。具体的には、発振回路220は、第2の振動子5bから出力される信号がXO端子を介して入力され、当該信号を増幅した信号を、XI端子を介して第2の振動子5bに供給する。
図9は、発振回路220の構成例を示す図である。図9の例では、発振回路220は、Pチャンネル型のMOSトランジスター221,222、Nチャンネル型のMOSトランジスター223、NPN型のバイポーラトランジスター224及び可変容量素子225,226を含む。MOSトランジスター221,222はエンハンスメント型であり、MOSトランジスター223はデプレッション型である。
MOSトランジスター221のゲートは、MOSトランジスター221のドレイン、MOSトランジスター222のゲート及びMOSトランジスター223のドレインと電気的に接続されている。MOSトランジスター221のソース及びMOSトランジスター222のソースには電源電圧Vregが供給される。MOSトランジスター223のゲート及びソースは接地されており、グラウンド電圧VSSが供給される。MOSトランジスター222のドレインは、バイポーラトランジスター224のコレクター、可変容量素子226の一端及びXI端子と電気的に接続されている。バイポーラトランジスター224のベースは、可変容量素子225の一端及びXO端子と電気的に接続されている。バイポーラトランジスター224のエミッター、可変容量素子225の他端及び可変容量素子226
の他端は接地されており、グラウンド電圧VSSが供給される。可変容量素子225,226の各容量値は温度補償信号Vcmpの電圧に応じて変化する。
の他端は接地されており、グラウンド電圧VSSが供給される。可変容量素子225,226の各容量値は温度補償信号Vcmpの電圧に応じて変化する。
このように構成されている発振回路220では、MOSトランジスター222のドレインに一定の電流Irefが流れ、バイポーラトランジスター224は、電流Irefが供給されて増幅動作を行う。そして、バイポーラトランジスター224のコレクターの信号が発振信号Voscとして出力される。すなわち、バイポーラトランジスター224は、第2の振動子5bからの信号を増幅して発振信号Voscを出力する増幅回路228を構成する。また、MOSトランジスター221,222,223は、増幅回路228に電流Irefを供給する電流源227を構成する。そして、可変容量素子225,226は、第2の振動子5bの負荷容量として機能し、発振信号Voscの周波数は可変容量素子225,226の容量値に応じた周波数となる。
図8の説明に戻り、温度補償回路230は、温度補償機能設定ビットcmpENによって温度補償機能が有効に設定されている場合は、第2の振動子5bの周波数温度特性に応じた温度補償データcmpDTに基づいて、発振回路220から出力される発振信号Voscの周波数温度特性を補償するための温度補償信号Vcmpを生成し、発振回路220に出力する。温度補償データcmpDTは、例えば、第2の振動子5bの周波数温度特性を補償する温度補償関数の各次数の係数値を含む。また、温度補償回路230は、温度補償機能設定ビットcmpENによって温度補償機能が無効に設定されている場合は、動作を停止し、消費電流が低減される。温度補償データcmpDTは、第2の発振器2bの製造工程において生成され、温度補償機能設定ビットcmpENとともに不揮発性メモリー270に書き込まれる。第2の発振器2bの動作時には、不揮発性メモリー270に記憶されている温度補償機能設定ビットcmpEN及び温度補償データcmpDTは、ロジック回路260を介して温度補償回路230に供給される。
図10は、温度補償回路230の構成例を示す図である。図10の例では、温度補償回路230は、温度センサー231、0次成分発生回路232、1次成分発生回路233、3次成分発生回路234及びI/V変換回路235を含む。
温度センサー231、0次成分発生回路232、1次成分発生回路233、3次成分発生回路234及びI/V変換回路235は、温度補償機能設定ビットcmpENによって温度補償機能が有効に設定されている場合に動作し、温度補償機能設定ビットcmpENによって温度補償機能が無効に設定されている場合は動作を停止する。
温度センサー231は、第2の集積回路装置4bの温度を検出し、温度に応じた電圧の温度信号を出力するものであり、例えば、バンドギャップリファレンス回路の温度特性を利用した回路等で実現される。
0次成分発生回路232は、温度補償データcmpDTに含まれる0次係数値に基づいて、温度補償関数の0次項に対応する電流信号を出力する。
1次成分発生回路233は、温度センサー231から出力される温度信号と、温度補償データcmpDTに含まれる1次係数値とに基づいて、温度補償関数の1次項に対応する電流信号を出力する。
3次成分発生回路234は、温度センサー231から出力される温度信号と、温度補償データcmpDTに含まれる3次係数値とに基づいて、温度補償関数の3次項に対応する電流信号を出力する。
I/V変換回路235は、0次成分発生回路232から出力される電流信号、1次成分発生回路233から出力される電流信号及び3次成分発生回路234から出力される電流信号が加算された電流信号を電圧信号に変換する。この電圧信号が温度補償信号Vcmpとして出力される。
温度補償信号Vcmpにより、発振回路220が出力する発振信号Voscは、所定の温度範囲に含まれる任意の温度においてほぼ一定の周波数となる。
図8の説明に戻り、PLL回路240は、発振信号Voscが入力されて発振信号Vpllを出力する。PLL回路240は、発振信号Voscの位相とPLL設定データpllDTで設定された分周比で発振信号Vpllを分周した信号の位相とが一致するようにフィードバック制御することにより、発振信号Vpllを生成する。また、PLL回路240は、PLL設定データpllDTで設定されたPLL方式に応じて、発振信号Vpllを整数分周比で分周するインテジャーPLL方式又は発振信号Vpllを分数分周比で分周するフラクショナルPLL方式で動作してもよい。すなわち、第2の集積回路装置4bは、PLL回路240の動作をインテジャーPLL方式又はフラクショナルPLL方式に設定可能であってもよい。PLL設定データpllDTは、第2の発振器2bの製造工程において、不揮発性メモリー270に書き込まれる。第2の発振器2bの動作時には、不揮発性メモリー270に記憶されているPLL設定データpllDTは、ロジック回路260を介してPLL回路240に供給される。
図11は、PLL回路240の構成例を示す図である。図11の例では、PLL回路240は、位相比較器241、チャージポンプ242、ローパスフィルター243、電圧制御発振回路244、波形整形回路245、分周回路246及びデルタシグマ変調回路247を含む。
位相比較器241は、発振回路220から出力される発振信号Voscと分周回路246から出力される信号の位相を比較し、比較結果をパルス電圧として出力する。
チャージポンプ242は、位相比較器241が出力するパルス電圧を電流に変換し、ローパスフィルター243は、チャージポンプ242が出力する電流を平滑化及び電圧変換する。
電圧制御発振回路244は、ローパスフィルター243の出力電圧を制御電圧として、制御電圧に応じて周波数が変化する発振信号を出力する。電圧制御発振回路244は、コイル等のインダクタンス素子とコンデンサー等の容量素子を用いて構成されるLC発振回路や水晶振動子等の圧電振動子を用いた発振回路などの種々のタイプの発振回路として実現可能である。
波形整形回路245は、電圧制御発振回路244から出力される発振信号をバッファリングして矩形波の発振信号Vpllを出力する。
分周回路246は、デルタシグマ変調回路247から出力される分周比設定信号DIVの値を分周比として、波形整形回路245から出力される発振信号Vpllを分周した信号を出力する。
デルタシグマ変調回路247は、PLL設定データpllDTで設定された分周比N.fに応じて、分周回路246の分周比を設定する分周比設定信号DIVを出力する。具体的には、PLL設定データpllDTでフラクショナルPLL方式が設定されている場合は、デルタシグマ変調回路247が動作し、分周比設定信号DIVの値は、その時間平均
値がPLL設定データpllDTで設定された分周比N.fと一致するように、複数の異なる整数値のいずれかに順次切り替わる。したがって、発振信号Voscの位相と分周回路246から出力される信号の位相が同期した定常状態では、発振信号Voscの周波数foscと発振信号Vpllの周波数fpllとの間には、次式(1)の関係が成り立つ。
値がPLL設定データpllDTで設定された分周比N.fと一致するように、複数の異なる整数値のいずれかに順次切り替わる。したがって、発振信号Voscの位相と分周回路246から出力される信号の位相が同期した定常状態では、発振信号Voscの周波数foscと発振信号Vpllの周波数fpllとの間には、次式(1)の関係が成り立つ。
一方、PLL設定データpllDTでインテジャーPLL方式が設定されている場合は、デルタシグマ変調回路247は動作を停止し、分周比設定信号DIVの値は、PLL設定データpllDTで設定された分周比N.fのうちの整数分周比Nに固定される。したがって、発振信号Voscの位相と分周回路246から出力される信号の位相が同期した定常状態では、発振信号Voscの周波数foscと発振信号Vpllの周波数fpllとの間には、次式(2)の関係が成り立つ。
例えば、周波数foscは数MHz~数十MHzであり、周波数fpllは数百MHz~数GHzであってもよい。
図8の説明に戻り、発振信号Vpllは、出力回路250に入力される。出力回路250は、ロジック回路260から供給される出力イネーブル信号outENがハイレベルのときは、発振信号Vpllに基づく発振信号Voutを出力し、出力イネーブル信号outENがローレベルのときはグラウンド電圧VSSの信号を出力する。例えば、出力回路250は、発振信号Vpllを出力設定データoutDTで設定された分周比で分周した発振信号Voutを出力してもよい。また、出力回路250は、出力設定データoutDTで設定された出力タイプの発振信号Voutを出力してもよい。発振信号Voutの出力タイプは、例えば、CMOS出力やクリップドサイン出力であってもよい。また、出力回路250は、出力設定データoutDTで設定された出力能力の発振信号Voutを出力してもよい。出力設定データoutDTは、第2の発振器2bの製造工程において、不揮発性メモリー270に書き込まれる。第2の発振器2bの動作時には、不揮発性メモリー270に記憶されている出力設定データoutDTは、ロジック回路260を介して出力回路250に供給される。出力回路250の構成例は、図6と同様であるため、その図示及び説明を省略する。
ロジック回路260は、各回路の動作を制御する。具体的には、ロジック回路260は、第2の集積回路装置4bの所定の外部接続端子に入力される制御信号に基づいて、第2の発振器2bあるいは第2の集積回路装置4bの動作モードを、外部通信モード及び通常動作モードを含む複数のモードのうちの1つに設定し、設定した動作モードに応じた制御を行う。本実施形態では、ロジック回路260は、VDD端子への電源電圧VDDの供給が開始してから所定期間内に、OE端子から所定のパターンの制御信号が入力された場合に、当該所定期間の経過後に動作モードを外部通信モードに設定する。例えば、ロジック回路260は、電源電圧VDDの供給により第2の振動子5bが発振を開始して発振が安定したことを検出するまでの期間を当該所定期間としてもよいし、発振信号Voscのパルス数をカウントし、カウント値が所定の値に到達したら当該所定期間が経過したと判断してもよい。また、例えば、ロジック回路260は、電源電圧VDDの供給により動作を
開始するRC時定数回路の出力信号に基づいて当該所定期間を計測してもよい。
開始するRC時定数回路の出力信号に基づいて当該所定期間を計測してもよい。
外部通信モードでは、ロジック回路260は、OE端子及びOUT端子を介してOE1端子及びOUT1端子と接続される不図示の外部装置とデータ通信を行うことができる。外部装置は、所定の通信規格に従い、OUT1端子にシリアルクロック信号を出力し、シリアルクロック信号に同期して、OE1端子にシリアルデータ信号を出力し、あるいは、ロジック回路260からOE端子を介してOE1端子に出力される信号を取得する。ロジック回路260は、外部通信モードにおいて、例えばI2Cバスの規格に準じて、シリアルクロック信号のエッジ毎に、各種のコマンドとしてのシリアルデータ信号をサンプリングする。そして、ロジック回路260は、サンプリングしたコマンドに基づいて、動作モードの設定や、不揮発性メモリー270に対するデータの書き込みや読み出し等の処理を行う。なお、本実施形態では、ロジック回路260は、例えば、I2Cバス等の2線式バスの通信規格で外部装置と通信を行うが、SPIバス等の3線式バスあるいは4線式バスの通信規格で外部装置と通信を行ってもよい。
例えば、ロジック回路260は、外部通信モードにおいて、不揮発性メモリー270に対する書き込みコマンドをサンプリングした場合、当該書き込みコマンドで指定された不揮発性メモリー270のアドレスに、当該書き込みコマンドで指定されたデータを書き込む。また、ロジック回路260は、外部通信モードにおいて、不揮発性メモリー270に対する読み出しコマンドをサンプリングした場合、当該読み出しコマンドで指定された不揮発性メモリー270のアドレスからデータを読み出し、シリアルデータに変換して出力する。不揮発性メモリー270に対するデータの書き込み及び読み出しが行われる場合のタイミングチャートの一例は、図7と同様である。
また、例えば、ロジック回路260は、外部通信モードにおいて、通常動作モード設定コマンドをサンプリングした場合、動作モードを外部通信モードから通常動作モードに移行させる。通常動作モードでは、ロジック回路260は、OE1端子及びOE端子を介して第2の発振器2bの外部から入力される信号を、出力イネーブル信号outENとして出力回路250に供給する。したがって、通常動作モードでは、OE1端子に入力される制御信号に基づいて、OUT1端子からの発振信号Voutの出力が制御される。
なお、ロジック回路260は、電源電圧VDDの供給が開始してから所定期間内に、OE端子から所定のパターンの信号が入力されない場合には、当該所定期間の経過後に動作モードを外部通信モードに設定せずに、直接、通常動作モードに設定する。
不揮発性メモリー270は、各種の情報を記憶するメモリーであり、例えば、MONOS型メモリーやEEPROM等である。第2の発振器2bの製造工程において、不揮発性メモリー270に、各回路を制御するための各種の情報、例えば、温度補償機能設定ビットcmpEN、温度補償データcmpDT、PLL設定データpllDT、出力設定データoutDT等が記憶される。そして、第2の発振器2bに電源が投入されると、不揮発性メモリー270に記憶されている各種の情報はロジック回路260が有する不図示のレジスターに転送され、当該レジスターに保存された各種の情報が適宜各回路に供給される。
なお、発振回路220は「第2の発振回路」の一例であり、発振回路220から出力される発振信号Voscは「第2の発振信号」の一例である。また、PLL回路240から出力される発振信号Vpllは「第3の発振信号」の一例である。また、増幅回路228は「第2の増幅回路」の一例であり、電流源227は「第2の電流源」の一例であり、MOSトランジスター222は「第2のトランジスター」の一例であり、MOSトランジスター222が増幅回路228に供給する電流Irefは「第2の電流」の一例である。ま
た、温度補償回路230は「第2の温度補償回路」の一例であり、温度補償回路230から出力される温度補償信号Vcmpは「第2の温度補償信号」の一例である。
た、温度補償回路230は「第2の温度補償回路」の一例であり、温度補償回路230から出力される温度補償信号Vcmpは「第2の温度補償信号」の一例である。
1-4.第1の集積回路装置及び第2の集積回路装置のレイアウト配置
図12は、第1の集積回路装置4aのレイアウト配置の一例を示す図である。図12の例では、第1の集積回路装置4aは、平面視において、4つの辺100a,100b,100c,100dを有する矩形の半導体基板100を有する。図2に示したバイアス回路110、発振回路120、温度補償回路130、出力回路140、ロジック回路150及び不揮発性メモリー160は、半導体基板100に形成されている。
図12は、第1の集積回路装置4aのレイアウト配置の一例を示す図である。図12の例では、第1の集積回路装置4aは、平面視において、4つの辺100a,100b,100c,100dを有する矩形の半導体基板100を有する。図2に示したバイアス回路110、発振回路120、温度補償回路130、出力回路140、ロジック回路150及び不揮発性メモリー160は、半導体基板100に形成されている。
発振回路120は、辺100a、辺100b及び辺100cに沿う矩形領域に配置されている。温度補償回路130は、辺100a及び辺100cに沿うL字型の領域に配置されている。出力回路140は、辺100aに沿う凸型の領域に配置されている。ロジック回路150は、辺100c及び辺100dに沿う矩形領域に配置されている。不揮発性メモリー160は、ロジック回路150の配置領域と温度補償回路130の配置領域の間の矩形領域に配置されている。バイアス回路110は、ロジック回路150の配置領域と温度補償回路130の配置領域の間であって、辺100dに沿う矩形領域に配置されている。
XO端子である矩形状のパッド185及びXI端子である矩形状のパッド186は、発振回路120の配置領域において辺100bに沿って配置されている。VDD端子である矩形状のパッド181及びOUT端子である矩形状のパッド183は、出力回路140の一部を挟むように配置されている。OE端子である矩形状のパッド184及びVSS端子である矩形状のパッド182は、不揮発性メモリー160を挟むように配置されている。
辺100aと辺100bの交点を原点として、辺100aに沿う方向をx方向、辺100bに沿う方向をy方向としたとき、パッド185の中心点のx座標の値とパッド186の中心点のx座標の値はともにx11であり、パッド185の中心点のy座標の値y13はパッド186の中心点のy座標の値y12よりも大きい。パッド181の中心点のx座標の値とパッド184の中心点のx座標の値はともにx11よりも大きいx12であり、パッド183の中心点のx座標の値とパッド182の中心点のx座標の値はともにx12よりも大きいx13である。パッド181の中心点のy座標の値とパッド183の中心点のy座標の値はともにy12よりも小さいy11であり、パッド184の中心点のy座標の値とパッド182の中心点のy座標の値はともにy13よりも大きいy14である。
図13は、第2の集積回路装置4bのレイアウト配置の一例を示す図である。図13の例では、第2の集積回路装置4bは、平面視において、4つの辺200a,200b,200c,200dを有する矩形の半導体基板200を有する。図8に示したバイアス回路210、発振回路220、温度補償回路230、PLL回路240、出力回路250、ロジック回路260及び不揮発性メモリー270は、半導体基板200に形成されている。
発振回路220は、辺200a、辺200b及び辺200cに沿う矩形領域に配置されている。PLL回路240は、辺200a及び辺200cに沿うL字型の領域に配置されている。出力回路250は、辺200aに沿う凸型の領域に配置されている。温度補償回路230は、発振回路220の配置領域とPLL回路240の配置領域の間の矩形領域に配置されている。ロジック回路260は、辺200c及び辺200dに沿う矩形領域に配置されている。不揮発性メモリー270は、ロジック回路260の配置領域とPLL回路240の配置領域の間の矩形領域に配置されている。バイアス回路210は、ロジック回路260の配置領域とPLL回路240の配置領域の間であって、辺200dに沿う矩形領域に配置されている。
XO端子である矩形状のパッド285及びXI端子である矩形状のパッド286は、発振回路220の配置領域において辺200bに沿って配置されている。VDD端子である矩形状のパッド281及びOUT端子である矩形状のパッド283は、出力回路250の一部を挟むように配置されている。OE端子である矩形状のパッド284及びVSS端子である矩形状のパッド282は、不揮発性メモリー270を挟むように配置されている。
辺200aと辺200bの交点を原点として、辺200aに沿う方向をx方向、辺200bに沿う方向をy方向としたとき、パッド285の中心点のx座標の値とパッド286の中心点のx座標の値はともにx21であり、パッド285の中心点のy座標の値y23はパッド286の中心点のy座標の値y22よりも大きい。パッド281の中心点のx座標の値とパッド284の中心点のx座標の値はともにx21よりも大きいx22であり、パッド283の中心点のx座標の値とパッド282の中心点のx座標の値はともにx22よりも大きいx23である。パッド281の中心点のy座標の値とパッド283の中心点のy座標の値はともにy22よりも小さいy21であり、パッド284の中心点のy座標の値とパッド282の中心点のy座標の値はともにy23よりも大きいy24である。
図12及び図13の例では、パッド181とパッド281はサイズ及び形状が同じであり、パッド182とパッド282はサイズ及び形状が同じであり、パッド183とパッド283はサイズ及び形状が同じであり、パッド184とパッド284はサイズ及び形状が同じであり、パッド185とパッド285はサイズ及び形状が同じであり、パッド186とパッド286はサイズ及び形状が同じである。
さらに、第1の集積回路装置4a及び第2の集積回路装置4bはサイズが同じであり、かつ、パッド181~186のパッドの相対的な位置関係と、パッド281~286の相対的な位置関係とが同じである。すなわち、対応する任意の2つのパッド、例えば、パッド181とパッド182の各中心点を原点と仮定したとき、パッド181~186の各中心点の座標とパッド281~286の各中心点の座標とが一致する。特に、図12及び図13の例では、パッド181の中心点の座標(x12,y11)とパッド281の中心点の座標(x22,y21)は等しく、パッド182の中心点の座標(x13,y14)とパッド282の中心点の座標(x23,y24)は等しく、パッド183の中心点の座標(x13,y11)とパッド283の中心点の座標(x23,y21)は等しく、パッド184の中心点の座標(x12,y14)とパッド284の中心点の座標(x22,y24)は等しく、パッド185の中心点の座標(x11,y13)とパッド285の中心点の座標(x21,y23)は等しく、パッド186の中心点の座標(x11,y12)とパッド286の中心点の座標(x21,y22)は等しい。すなわち、第1の集積回路装置4a及び第2の集積回路装置4bはサイズが同じであり、第1の集積回路装置4aにおける各パッド181~186の位置と、第2の集積回路装置4bにおける各パッド281~286の位置とが同じである。
また、バイアス回路110の配置領域とバイアス回路210の配置領域は、サイズ、形状及び位置が同じであるか、ほぼ同じである。発振回路120の配置領域と発振回路220の配置領域は、サイズ、形状及び位置が同じであるか、ほぼ同じである。出力回路140の配置領域と出力回路250の配置領域は、サイズ、形状及び位置が同じであるか、ほぼ同じである。ロジック回路150の配置領域とロジック回路260の配置領域は、サイズ、形状及び位置が同じであるか、ほぼ同じである。不揮発性メモリー160の配置領域と不揮発性メモリー270の配置領域は、サイズ、形状及び位置が同じであるか、ほぼ同じである。したがって、これらの複数の回路の間を接続する複数の配線パターンの少なくとも一部のレイアウトを共通化することができる。さらに、発振回路120と発振回路220、出力回路140と出力回路250、バイアス回路110とバイアス回路210、及
びロジック回路150とロジック回路260の少なくとも一組は、回路構成が同じであってもよい。発振回路120と発振回路220を同じ回路構成とすれば両者のレイアウトを共通にすることができ、出力回路140と出力回路250を同じ回路構成とすれば両者のレイアウトを共通にすることができ、バイアス回路110とバイアス回路210を同じ回路構成とすれば両者のレイアウトを共通にすることができ、ロジック回路150とロジック回路260を同じ回路構成とすれば両者のレイアウトを共通にすることができる。したがって、第1の集積回路装置4a又は第2の集積回路装置4bの開発工数を短縮することができる。
びロジック回路150とロジック回路260の少なくとも一組は、回路構成が同じであってもよい。発振回路120と発振回路220を同じ回路構成とすれば両者のレイアウトを共通にすることができ、出力回路140と出力回路250を同じ回路構成とすれば両者のレイアウトを共通にすることができ、バイアス回路110とバイアス回路210を同じ回路構成とすれば両者のレイアウトを共通にすることができ、ロジック回路150とロジック回路260を同じ回路構成とすれば両者のレイアウトを共通にすることができる。したがって、第1の集積回路装置4a又は第2の集積回路装置4bの開発工数を短縮することができる。
また、PLL回路240は、温度補償回路130が配置されている第1の集積回路装置4aの第1の領域A1と対応する第2の集積回路装置4bの第2の領域A2の少なくとも一部に配置されている。第2の領域A2は、第1の領域A1とサイズ、形状、位置が同じ領域である。本実施形態では、図12及び図13に示すように、温度補償回路230のサイズは、温度補償回路130のサイズよりも小さく、PLL回路240及び温度補償回路230は、第2の領域A2の少なくとも一部に配置されている。すなわち、第1の集積回路装置4aにおいて温度補償回路130に対して広い配置領域が確保されるので、温度補償データcmpDTのビット数を増やして温度補償関数の各次数の項に対応する補償信号を高い分解能で生成するとともに、より高い次数の項に対応する補償信号を生成可能な温度補償回路130を実現することができる。したがって、極めて高い周波数温度特性を有する発振信号Voutを出力可能な第1の発振器2aを実現することができる。図14に、第1の発振器2aから出力される発振信号Voutの周波数温度特性の一例を実線で示す。図14において、一点鎖線は第1の振動子5a又は第2の振動子5bの周波数温度特性を示し、破線は第2の発振器2bから出力される発振信号Voutの周波数温度特性の一例を示す。図14において、横軸は温度であり、縦軸は目標周波数に対する周波数偏差である。図14の例では、-40℃から+100℃の温度範囲において、第1の振動子5a又は第2の振動子5bから出力される信号の周波数偏差は約±20ppmの範囲で変化する。-40℃から+100℃の温度範囲において、第2の発振器2bから出力される発振信号Voutの周波数偏差は約±2ppmの範囲であるのに対して、第1の発振器2aから出力される発振信号Voutの周波数偏差は約±1ppmにも満たない範囲に収まっている。
また、第1の発振器2aは、第1の集積回路装置4aがPLL回路を含まないので、PLL回路240を含む第2の集積回路装置4bを備える第2の発振器2bよりも、消費電流や位相ノイズが低減される。図15に、第1の発振器2aから出力される発振信号Voutの位相ノイズの一例を実線で示す。図15において、破線は第2の発振器2bから出力される発振信号Voutの位相ノイズの一例を示す。図15において、横軸は目標周波数を0としたオフセット周波数であり、縦軸は位相ノイズである。図15の例では、オフセット周波数が10kHz以下では両者の位相ノイズに差はないが、オフセット周波数が10kHzから100MHzの範囲では、第1の発振器2aの位相ノイズの方が小さい。
一方、第2の発振器2bは、第2の集積回路装置4bがPLL回路240を含むので、発振信号Voutを広い周波数範囲において高い分解能で所望の目標周波数に設定することができる。また、温度補償回路230は、温度補償関数の4次以上の成分に対応する信号を生成しない簡易な構成であるが、発振信号Voutの良好な周波数温度特性が実現される。
なお、本実施形態では、第1の集積回路装置4a及び第2の集積回路装置4bは、同一種類であって、サイズ、形状及び各パッドの位置が同じである。ただし、第1の集積回路装置4a及び第2の集積回路装置4bは、それぞれ同一種類の第1の容器3a及び第2の容器3bに収容可能である限りにおいて、異なる種類であって、サイズ、形状及び各パッ
ドの位置の少なくとも一方が異なってもよい。
ドの位置の少なくとも一方が異なってもよい。
1-5.第1の発振器及び第2の発振器の構造
図16、図17及び図18は、第1の発振器2a及び第2の発振器2bの構造の一例を示す図である。図16は、第1の発振器2a及び第2の発振器2bの斜視図であり、図17は、第1の発振器2a及び第2の発振器2bの断面図である。図18は、第1の容器3a及び第2の容器3bに形成された複数の電極を示す平面図である。なお、図17は、図18中のA-A線における第1の発振器2a及び第2の発振器2bの断面図である。
図16、図17及び図18は、第1の発振器2a及び第2の発振器2bの構造の一例を示す図である。図16は、第1の発振器2a及び第2の発振器2bの斜視図であり、図17は、第1の発振器2a及び第2の発振器2bの断面図である。図18は、第1の容器3a及び第2の容器3bに形成された複数の電極を示す平面図である。なお、図17は、図18中のA-A線における第1の発振器2a及び第2の発振器2bの断面図である。
図16及び図17に示すように、第1の発振器2aは、第1の集積回路装置4aと、第1の振動子5aと、第1の集積回路装置4aと第1の振動子5aとを収容する第1の容器3aと、第1の振動子5aを収容した収容空間7を気密封止する第1のリッド6aと、を有する。同様に、第2の発振器2bは、第2の集積回路装置4bと、第2の振動子5bと、第2の集積回路装置4bと第2の振動子5bとを収容する第2の容器3bと、第2の振動子5bを収容した収容空間7を気密封止する第2のリッド6bと、を有する。
第1の振動子5a及び第2の振動子5bは、例えば、水晶を基材とする音叉型振動子であり、外形形状や外形寸法に起因する共振周波数で発振し、所望の周波数で発振する。本実施形態では、第1の振動子5a及び第2の振動子5bは、同一種類であって、サイズ、形状及び各端子の位置が同じである。ただし、第1の振動子5a及び第2の振動子5bは、それぞれ同一種類の第1の容器3a及び第2の容器3bに収容可能である限りにおいて、異なる種類であって、サイズ、形状及び各端子の位置の少なくとも一方が異なってもよい。
第1の容器3a及び第2の容器3bは、セラミック等からなり、図17及び図18に示すように、基板31と、第1枠基板32と、第2枠基板33とを積層することで構成されている。図17及び図18に示すように、基板31の第1面31aには、電極41,42,43,44,45,46が設けられており、基板31の第2面31bには、複数の外部端子8が設けられている。複数の外部端子8は、図2又は図8に示したVDD1端子、VSS1端子、OUT1端子及びOE1端子にそれぞれ対応する。各外部端子8と各電極41,42,43,44とは図示しない各配線によって電気的に接続されている。
そして、図18において破線で示すように、図12に示した第1の集積回路装置4aの各パッド181,182,183,184,185,186と、基板31の第1面31aに設けられた各電極41,42,43,44,45,46とが、導電性接着剤や金バンプ等の接合部材61を介して電気的及び機械的に接続されている。パッド181,182,183,184,185,186は、図2に示した第1の発振器2aのVDD端子、VSS端子、OUT端子、OE端子、XO端子及びXI端子にそれぞれ対応する。
あるいは、図18において破線で示すように、図13に示した第2の集積回路装置4bの各パッド281,282,283,284,285,286と、基板31の第1面31aに設けられた各電極41,42,43,44,45,46とが、導電性接着剤や金バンプ等の接合部材61を介して電気的及び機械的に接続されている。パッド281,282,283,284,285,286は、図8に示した第2の発振器2bのVDD端子、VSS端子、OUT端子、OE端子、XO端子及びXI端子にそれぞれ対応する。
図17及び図18に示すように、第1枠基板32は、第1の集積回路装置4a又は第2の集積回路装置4bの位置を含む部分が除去された環状の基板である。第1枠基板32の第1面32aには、電極75,76が設けられており、第1枠基板32の第2面32bは、基板31の第2面31bと接合されている。そして、図18において一点鎖線で示すよ
うに、第1の振動子5a又は第2の振動子5bの各端子55,56と、第1枠基板32の第1面32aに設けられた各電極75,76とが、導電性接着剤や金バンプ等の接合部材62を介して電気的及び機械的に接続されている。第1枠基板32の第1面32aに設けられた各電極75,76と、基板31の第1面31aに設けられた各電極45,46とは、図示しない各配線によって電気的に接続されている。
うに、第1の振動子5a又は第2の振動子5bの各端子55,56と、第1枠基板32の第1面32aに設けられた各電極75,76とが、導電性接着剤や金バンプ等の接合部材62を介して電気的及び機械的に接続されている。第1枠基板32の第1面32aに設けられた各電極75,76と、基板31の第1面31aに設けられた各電極45,46とは、図示しない各配線によって電気的に接続されている。
図17に示すように、第2枠基板33は、第1の振動子5a又は第2の振動子5bの位置を含む部分が除去された環状の基板である。第1のリッド6a又は第2のリッド6bは、金属、セラミック、ガラス等からなり、シールリングや低融点ガラス等の接合部材63を介して第2枠基板33と接合することで、第1の振動子5a又は第2の振動子5bを収容し気密封止された収容空間7を構成することができる。また、収容空間7は、気密空間であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態となっている。
本実施形態では、第1の容器3a及び第2の容器3bは、同一種類の容器である。したがって、第1の容器3aに設けられた各電極41,42,43,44,45,46の形状及び第2の容器3bに設けられた各電極41,42,43,44,45,46の形状は同じである。さらに、第1の容器3aにおける各電極41,42,43,44,45,46の位置及び第2の容器3bにおける各電極41,42,43,44,45,46の位置は同じである。また、図12及び図13に示したように、第1の集積回路装置4a及び第2の集積回路装置4bはサイズが同じであり、第1の集積回路装置4aにおける各パッド181~186の位置と、第2の集積回路装置4bにおける各パッド281~286の位置とが同じである。そのため、図18に示すように、第1の集積回路装置4aの各パッド181~186と第1の容器3aの各電極41~46とが接合される各位置と、第2の集積回路装置4bの各パッド281~286と第2の容器3bの各電極41~46とが接合される各位置とが同じである。すなわち、第1の集積回路装置4a及び第2の集積回路装置4bは、同一種類である第1の容器3a及び第2の容器3bにそれぞれ実装することができる。したがって、第1の発振器2a及び第2の発振器2bの一方に対して、実装の条件出しの工数や容器の設計工数などが不要となり、第1の発振器2a及び第2の発振器2bの全体としての製造コストが低減される。
なお、第1の容器3aの電極41,42,43,44,45,46は「第1~第Nの電極」の一例であり、第2の容器3bの電極41,42,43,44,45,46は「第N+1~第2Nの電極」の一例である。また、第1の集積回路装置4aのパッド181,182,183,184,185,186は「第1~第Nのパッド」の一例であり、第2の集積回路装置4bのパッド281,282,283,284,285,286は「第N+1~第2Nのパッド」の一例である。本実施形態では、整数Nは6である。
1-6.発振器の製造方法
図19は、本実施形態の発振器の製造方法の手順の一例を示すフローチャート図である。例えば、不図示の製造装置が図19の各手順を行う。
図19は、本実施形態の発振器の製造方法の手順の一例を示すフローチャート図である。例えば、不図示の製造装置が図19の各手順を行う。
図19の例では、工程S1において第1の発振器2aが製造対象である場合、工程S2において、製造装置が、第1の振動子5aと第1の集積回路装置4aとを第1の容器3aに収容して第1の発振器2aを製造する。
次に、工程S3において第2の発振器2bが製造対象である場合、工程S4において、製造装置が、第2の振動子5bと第2の集積回路装置4bとを第2の容器3bに収容して第2の発振器2bを製造する。
図20は、図19の工程S2の詳細な手順の一例を示すフローチャート図である。
図20の例では、まず、工程S21において、製造装置が、第1の集積回路装置4aのパッド181~186を、第1の容器3aの電極41~46にそれぞれ接続する。
次に、工程S22において、製造装置が、第1の振動子5aの端子55,56を、第1の容器3aの電極75,76にそれぞれ接続する。
次に、工程S23において、製造装置が、第1の容器3aに第1のリッド6aを接合する。
次に、工程S24において温度補償機能を有する第1の発振器2aが製造対象である場合は、工程S25において、製造装置が、温度補償データcmpDTを作成する。工程S24において温度補償機能を有さない第1の発振器2aが製造対象である場合は、製造装置は工程S25を行わない。
次に、工程S26において、製造装置が、温度補償回路130を動作させるか否かを設定する。具体的には、製造装置は、温度補償機能を有する第1の発振器2aが製造対象である場合は、温度補償回路130を動作させるための温度補償機能設定ビットcmpENを不揮発性メモリー160に書き込み、温度補償機能を有さない第1の発振器2aが製造対象である場合は、温度補償回路130を動作させないための温度補償機能設定ビットcmpENを不揮発性メモリー160に書き込む。
最後、工程S27において、製造装置が、出力回路140の出力タイプ、出力能力及び分周比を設定する。具体的には、製造装置は、出力タイプ、出力能力及び分周比が設定された出力設定データoutDTを不揮発性メモリー160に書き込む。
図21は、図19の工程S4の詳細な手順の一例を示すフローチャート図である。
図21の例では、まず、工程S41において、製造装置が、第2の集積回路装置4bのパッド281~286を、第2の容器3bの電極41~46にそれぞれ接続する。
次に、工程S42において、製造装置が、第2の振動子5bの端子55,56を、第2の容器3bの電極75,76にそれぞれ接続する。
次に、工程S43において、製造装置が、第2の容器3bに第2のリッド6bを接合する。
次に、工程S44において温度補償機能を有する第2の発振器2bが製造対象である場合は、工程S45において、製造装置が、温度補償データcmpDTを作成する。工程S24において温度補償機能を有さない第2の発振器2bが製造対象である場合は、製造装置は工程S45を行わない。
次に、工程S46において、製造装置が、温度補償回路230を動作させるか否かを設定する。具体的には、製造装置は、温度補償機能を有する第2の発振器2bが製造対象である場合は、温度補償回路230を動作させるための温度補償機能設定ビットcmpENを不揮発性メモリー270に書き込み、温度補償機能を有さない第2の発振器2bが製造対象である場合は、温度補償回路230を動作させないための温度補償機能設定ビットcmpENを不揮発性メモリー270に書き込む。
次に、工程S47において、製造装置が、PLL回路240の動作をインテジャーPL
L方式又はフラクショナルPLL方式に設定し、工程S48において、製造装置が、PLL回路240の分周比を設定する。具体的には、工程S47,S48において、製造装置は、PLL方式及び分周比が設定されたPLL設定データpllDTを不揮発性メモリー270に書き込む。
L方式又はフラクショナルPLL方式に設定し、工程S48において、製造装置が、PLL回路240の分周比を設定する。具体的には、工程S47,S48において、製造装置は、PLL方式及び分周比が設定されたPLL設定データpllDTを不揮発性メモリー270に書き込む。
最後、工程S49において、製造装置が、出力回路250の出力タイプ、出力能力及び分周比を設定する。具体的には、製造装置は、出力タイプ、出力能力及び分周比が設定された出力設定データoutDTを不揮発性メモリー270に書き込む。
なお、第1の発振器2aと第2の発振器2bとは、同じ工場で製造されてもよいし、異なる工場で製造されてもよい。また、第1の発振器2aと第2の発振器2bとは、同じ国で製造されてもよいし、異なる国で製造されてもよい。
1-7.作用効果
以上に説明したように、第1実施形態によれば、第1の振動子5aとPLL回路を有さない第1の集積回路装置4aとを第1の容器3aに収容して第1の発振器2aを製造し、第2の振動子5bとPLL回路240を有する第2の集積回路装置4bとを第2の容器3bに収容して第2の発振器2bを製造するので、出力周波数に関する機能が異なる複数種類の発振器を製造することができる。また、第1実施形態によれば、第1の容器3aと第2の容器3bとが同一種類の容器であるので、第1の発振器2a又は第2の発振器2bの開発において、実装の条件出しの工数や容器の設計工数などが不要となり、複数種類の発振器を低コストで効率よく製造することができる。
以上に説明したように、第1実施形態によれば、第1の振動子5aとPLL回路を有さない第1の集積回路装置4aとを第1の容器3aに収容して第1の発振器2aを製造し、第2の振動子5bとPLL回路240を有する第2の集積回路装置4bとを第2の容器3bに収容して第2の発振器2bを製造するので、出力周波数に関する機能が異なる複数種類の発振器を製造することができる。また、第1実施形態によれば、第1の容器3aと第2の容器3bとが同一種類の容器であるので、第1の発振器2a又は第2の発振器2bの開発において、実装の条件出しの工数や容器の設計工数などが不要となり、複数種類の発振器を低コストで効率よく製造することができる。
また、第1実施形態では、第1の集積回路装置4aにおけるパッド181~186の位置と、第2の集積回路装置4bにおけるパッド281~286の位置とが同じである。したがって、第1実施形態によれば、パッド181~186を第1の容器3aの電極41~46にそれぞれ接続する6個の位置と、パッド281~286を第2の容器3bの電極41~46にそれぞれ接続する6個の位置とが同じであるので、電極41~46のサイズや形状の自由度が向上する。
また、第1実施形態では、第1の振動子5aと第2の振動子5bとがサイズ及び形状が同じであり、第1の集積回路装置4aと第2の集積回路装置4bとがサイズ及び形状が同じであるので、第1の容器3a及び第2の容器3bを最適なサイズにすることができる。
また、第1実施形態によれば、第1の集積回路装置4aの温度補償回路130を除く各回路のレイアウトと第2の集積回路装置4bの温度補償回路230及びPLL回路240を除く各回路のレイアウトを共通化することが可能となり、第1の集積回路装置4a又は第2の集積回路装置4bの開発工数を短縮することができるので、第1の発振器2a又は第2の発振器2bの製造コストが低減される。
また、第1実施形態によれば、第2の集積回路装置4bがPLL回路240及び温度補償回路230を備えることにより、広い周波数範囲で目標周波数を設定可能であるとともに良好な周波数温度特性を有する第2の発振器2bを製造することができる。そして、PLL回路240及び温度補償回路230は、温度補償回路130が配置されている第1の集積回路装置4aの第1の領域A1と対応する第2の集積回路装置4bの第2の領域A2に配置されている。そのため、第1の集積回路装置4aにおいて温度補償回路130に対して広い配置領域が確保されるので、温度補償関数の各次数の項に対応する補償信号を高い分解能で生成するとともに、より高い次数の項に対応する補償信号を生成可能な温度補償回路130を実現することができる。したがって、第1実施形態によれば、高い周波数温度特性を有する第1の発振器2aを製造することができる。
また、第1実施形態によれば、温度補償回路130を動作させるように設定することにより高い周波数温度特性を有する第1の発振器2aを製造することができ、温度補償回路130を動作させないように設定することにより消費電流の小さい第1の発振器2aを製造することができる。
また、第1実施形態によれば、PLL回路240の動作をインテジャーPLL方式に設定することにより広い周波数範囲で目標周波数を設定可能な消費電流の小さい第2の発振器2bを製造することができ、PLL回路240の動作をフラクショナルPLL方式に設定することにより広い周波数範囲で高い分解能で目標周波数を設定可能な第2の発振器2bを製造することができる。
2.第2実施形態
以下、第2実施形態について、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、第1実施形態と同様の説明は省略又は簡略し、主として第1実施形態と異なる内容について説明する。
以下、第2実施形態について、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、第1実施形態と同様の説明は省略又は簡略し、主として第1実施形態と異なる内容について説明する。
第2実施形態における第1の発振器2a及び第2の発振器2bの構造は、図16~図18と同様であるため、その図示及び説明を省略する。また、第1の集積回路装置4aの機能ブロック図は図2と同様であり、第2の集積回路装置4bの機能ブロック図は図8と同様であるため、その図示及び説明を省略する。また、第2の集積回路装置4bのレイアウト配置は、図13と同様であるため、その図示及び説明を省略する。また、第2実施形態における発振器の製造方法の手順の一例は、図19~図21と同様であるため、その図示及び説明を省略する。
第2実施形態では、第1の集積回路装置4aが備える温度補償回路130の構成が第1実施形態と異なる。図22は、第2実施形態における温度補償回路130の構成例を示す図である。図22の例では、温度補償回路130は、温度センサー131、0次成分発生回路132、1次成分発生回路133、高次成分発生回路134、I/V変換回路135及びRCローパスフィルター136を含む。
温度センサー131、0次成分発生回路132、1次成分発生回路133及び高次成分発生回路134及びI/V変換回路135の機能は、第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
RCローパスフィルター136は、抵抗素子137と容量素子138とを含むローパスフィルターであり、I/V変換回路135から出力される信号が入力され、温度補償信号Vcmpを出力する。すなわち、RCローパスフィルター136は、温度補償信号Vcmpに含まれるノイズを低減する。
第2実施形態における第1の発振器2aは、第1の集積回路装置4aがRCローパスフィルター136を備えるので、第1実施形態よりも位相ノイズが低減される。図23に、第2実施形態における第1の発振器2aから出力される発振信号Voutの位相ノイズの一例を実線で示す。図23において、破線は図15に破線で示した第2の発振器2bから出力される発振信号Voutの位相ノイズを示し、一点鎖線は図15に実線で示した第1実施形態における第1の発振器2aから出力される発振信号Voutの位相ノイズを示す。図23において、横軸は目標周波数を0としたオフセット周波数であり、縦軸は位相ノイズである。図23の例では、第2実施形態における第1の発振器2aは、オフセット周波数が1MHz以下の周波数帯の位相ノイズが第1実施形態における第1の発振器2aよりも低減されている。
なお、第1の集積回路装置4aのレイアウト配置は、図12と同様であってもよい。その場合、温度補償回路130が配置される第1の領域A1において、RCローパスフィルター136の配置に必要な領域を確保するために、例えば、高次成分発生回路134は、温度補償関数の2次項から5次項までの各項に対応する電流信号を出力するようにしてもよい。高次成分発生回路134が温度補償関数の6次項や7次項に対応する電流信号を生成しないようにすることで、第1実施形態よりも高次成分発生回路134の配置領域が小さくなるので、その分の空いた領域にRCローパスフィルター136を配置すればよい。特に、抵抗素子137の抵抗値を大きくするよりも容量素子138の容量値を大きくした方が位相ノイズの低減効果が大きいので、容量素子138を大きくして第1の領域A1に配置するのが好ましい。
以上に説明した第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。さらに、第2実施形態によれば、温度補償回路130は、温度補償信号Vcmpに含まれるノイズを低減するRCローパスフィルター136を含むので、位相ノイズが低減された第1の発振器2aを製造することができる。
3.第3実施形態
以下、第3実施形態について、第1実施形態又は第2実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、第1実施形態又は第2実施形態と同様の説明は省略又は簡略し、主として第1実施形態及び第2実施形態と異なる内容について説明する。
以下、第3実施形態について、第1実施形態又は第2実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、第1実施形態又は第2実施形態と同様の説明は省略又は簡略し、主として第1実施形態及び第2実施形態と異なる内容について説明する。
第3実施形態における第1の発振器2a及び第2の発振器2bの構造は、図16~図18と同様であるため、その図示及び説明を省略する。また、第1の集積回路装置4aの機能ブロック図は図2と同様であり、第2の集積回路装置4bの機能ブロック図は図8と同様であるため、その図示及び説明を省略する。また、第2の集積回路装置4bのレイアウト配置は、図13と同様であるため、その図示及び説明を省略する。また、第2実施形態における発振器の製造方法の手順の一例は、図19~図21と同様であるため、その図示及び説明を省略する。
第1実施形態又は第2実施形態では、第1の集積回路装置4aが備える発振回路120と、第2の集積回路装置4bが備える発振回路220とは、回路構成及びレイアウトが同じである。
これに対して、第3実施形態では、発振回路120に含まれるMOSトランジスター121のサイズが、発振回路220に含まれるMOSトランジスター221のサイズよりも大きい。同様に、発振回路120に含まれるMOSトランジスター121に含まれるMOSトランジスター122のサイズが、発振回路220に含まれるMOSトランジスター222のサイズよりも大きい。ここで、サイズとは、ゲート幅Wとゲート長Lとの積である。例えば、MOSトランジスター121,122のゲート幅WがそれぞれMOSトランジスター221,222のゲート幅Wの2倍であり、かつ、MOSトランジスター121,122のゲート長LがそれぞれMOSトランジスター221,222のゲート長Lの2倍であれば、MOSトランジスター121,122のサイズは、それぞれMOSトランジスター221,222のサイズの4倍である。
このように、第3実施形態における第1の発振器2aは、発振回路120に含まれるMOSトランジスター121,122のサイズが大きいので、MOSトランジスター121,122で発生する1/fノイズが小さくなり、第2実施形態と同様に、第1実施形態よりも位相ノイズが低減される。ただし、第3実施形態では、第1実施形態又は第2実施形態よりもMOSトランジスター221,222のサイズが大きいため、発振回路120の
配置領域も大きくなる。
配置領域も大きくなる。
図24は、第3実施形態における第1の集積回路装置4aのレイアウト配置の一例を示す図である。図24を図12と比較すると、発振回路120の配置領域が大きくなっている。具体的には、図24に示すように、図13に示した第2の集積回路装置4bのPLL回路240が配置される第2の領域A2と対応する第1の集積回路装置4aの第3の領域A3には、温度補償回路130とともに、発振回路120の一部、すなわち、MOSトランジスター121,122の一部又は全部が配置されている。第3の領域A3は、第2の領域A2とサイズ、形状、位置が同じ領域である。このように、第3の領域A3に発振回路120の一部を配置するためには、温度補償回路130の配置領域を、第1実施形態又は第2実施形態よりも小さくする必要がある。例えば、図5に示した構成において、高次成分発生回路134が温度補償関数の2次項から5次項までの各項に対応する電流信号を出力するようにしてもよい。高次成分発生回路134が温度補償関数の6次項や7次項に対応する電流信号を生成しないようにすることで、第1実施形態よりも高次成分発生回路134の配置領域が小さくなる。あるいは、図22に示した構成からRCローパスフィルター136を削除してもよい。
以上に説明した第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。さらに、第3実施形態によれば、発振回路120に含まれるMOSトランジスター121,122で発生する1/fノイズが小さくなるので、位相ノイズが低減された第1の発振器2aを製造することができる。
4.変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
上記の各実施形態では、第1の集積回路装置4aのパッド181~186と第2の集積回路装置4bのパッド281~286とは、それぞれサイズ、形状及び位置が同じであるが、パッド181~186と第1の容器3aの電極41~46とがそれぞれ接続可能であって、かつ、パッド281~286と第2の容器3bの電極41~46とがそれぞれ接続可能である限りにおいて、パッド181~186とパッド281~286とは、それぞれサイズ、形状及び位置の少なくとも1つが異なっていてもよい。また、パッド181~186及びパッド281~286の配置や機能は、上記の各実施形態で挙げた例に限定されない。
また、上記の各実施形態では、第1の集積回路装置4aは6個のパッド181~186を有し、第1の容器3aにはパッド181~186とそれぞれ接続される6個の電極41~46が設けられているが、第1の集積回路装置4aが有するパッドの数や第1の容器3aに設けられる電極の数は6に限られない。同様に、第2の集積回路装置4bは6個のパッド281~286を有し、第2の容器3bにはパッド281~286とそれぞれ接続される6個の電極41~46が設けられているが、第2の集積回路装置4bが有するパッドの数や第2の容器3bに設けられる電極の数は6に限られない。例えば、第1の発振器2a及び第2の発振器2bが、差動の発振信号を出力する発振器である場合や、外部からの制御信号に基づいて発振信号の周波数が変化する発振器である場合等、第1の集積回路装置4a及び第2の集積回路装置4bがそれぞれ有するパッドの数や第1の容器3a及び第2の容器3bに設けられる電極の数が6よりも多くてもよい。すなわち、2以上の任意の整数Nに対して、第1の集積回路装置4aが第1~第Nのパッドを有し、第1の容器3aには第1~第Nのパッドとそれぞれ接続される第1~第Nの電極が設けられ、第2の集積回路装置4bが第N+1~第2Nのパッドを有し、第2の容器3bには第N+1~第2Nのパッドとそれぞれ接続される第N+1~第2Nの電極が設けられてもよい。
また、上記の各本実施形態では、図17に示したように、第1の発振器2aは、第1の集積回路装置4a及び第1の振動子5aが同一の空間内に収容されるシングルシール構造の発振器であり、同様に、第2の発振器2bは、第2の集積回路装置4b及び第2の振動子5bが同一の空間内に収容されるシングルシール構造の発振器であるが、第1の発振器2a及び第2の発振器2bはシングルシール構造の発振器に限られない。例えば、第1の発振器2aは、第1の集積回路装置4aが第1の振動子5aの収容空間の外部に配置される構造の発振器であり、同様に、第2の発振器2bは、第2の集積回路装置4bが第2の振動子5bの収容空間の外部に配置される構造の発振器であってもよい。
また、上記の各実施形態では、第1の振動子5a及び第2の振動子5bとして、水晶を基材とする音叉型振動子を例示したが、第1の振動子5a及び第2の振動子5bの基材としては、水晶の他、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、又はシリコン半導体材料等を用いることができる。また、第1の振動子5a及び第2の振動子5bは、例えば、ATカット水晶振動子であってもよいし、SAW共振子やMEMS振動子であってもよい。SAWはSurface Acoustic Waveの略であり、MEMSはMicro Electro Mechanical Systemsの略である。また、第1の振動子5a及び第2の振動子5bの励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。
発振器の製造方法の一態様は、
第1の発振器および第2の発振器を含む複数種類の発振器の製造方法であって、
第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、を第1の容器に収容して前記第1の発振器を製造することと、
第2の振動子と、前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、を第2の容器に収容して前記第2の発振器を製造することと、を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
第1の発振器および第2の発振器を含む複数種類の発振器の製造方法であって、
第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、を第1の容器に収容して前記第1の発振器を製造することと、
第2の振動子と、前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、を第2の容器に収容して前記第2の発振器を製造することと、を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
この発振器の製造方法によれば、第1の振動子とPLL回路を有さない第1の集積回路装置とを第1の容器に収容して第1の発振器を製造し、第2の振動子とPLL回路を有する第2の集積回路装置とを第2の容器に収容して第2の発振器を製造するので、出力周波数に関する機能が異なる複数種類の発振器を製造することができる。また、この発振器の製造方法によれば、第1の容器と第2の容器とが同一種類の容器であるので、第1の発振
器又は第2の発振器の開発において、実装の条件出しの工数や容器の設計工数などが不要となり、複数種類の発振器を低コストで効率よく製造することができる。
器又は第2の発振器の開発において、実装の条件出しの工数や容器の設計工数などが不要となり、複数種類の発振器を低コストで効率よく製造することができる。
前記発振器の製造方法の一態様において、
Nを2以上の整数とし、
前記第1の容器には、第1~第Nの電極が設けられ、
前記第2の容器には、第N+1~第2Nの電極が設けられ、
前記第1の集積回路装置は、第1~第Nのパッドを有し、
前記第2の集積回路装置は、第N+1~第2Nのパッドを有し、
1以上N以下の各整数iに対して、前記第iの電極の形状及び前記第N+iの電極の形状は同じであり、かつ、前記第1の容器における前記第iの電極の位置及び前記第2の容器における前記第N+iの電極の位置は同じであり、
前記第1の発振器を製造することは、前記第1~第Nのパッドを前記第1~第Nの電極にそれぞれ接続することを含み、
前記第2の発振器を製造することは、前記第N+1~第2Nのパッドを前記第N+1~第2Nの電極にそれぞれ接続することを含んでもよい。
Nを2以上の整数とし、
前記第1の容器には、第1~第Nの電極が設けられ、
前記第2の容器には、第N+1~第2Nの電極が設けられ、
前記第1の集積回路装置は、第1~第Nのパッドを有し、
前記第2の集積回路装置は、第N+1~第2Nのパッドを有し、
1以上N以下の各整数iに対して、前記第iの電極の形状及び前記第N+iの電極の形状は同じであり、かつ、前記第1の容器における前記第iの電極の位置及び前記第2の容器における前記第N+iの電極の位置は同じであり、
前記第1の発振器を製造することは、前記第1~第Nのパッドを前記第1~第Nの電極にそれぞれ接続することを含み、
前記第2の発振器を製造することは、前記第N+1~第2Nのパッドを前記第N+1~第2Nの電極にそれぞれ接続することを含んでもよい。
前記発振器の製造方法の一態様において、
前記各整数iに対して、前記第1の集積回路装置における前記第iのパッドの位置と、前記第2の集積回路装置における前記第N+iのパッドの位置とが同じであってもよい。
前記各整数iに対して、前記第1の集積回路装置における前記第iのパッドの位置と、前記第2の集積回路装置における前記第N+iのパッドの位置とが同じであってもよい。
この発振器の製造方法によれば、第1~第Nのパッドを第1~第Nの電極にそれぞれ接続するN個の位置と、第N+1~第2Nのパッドを第N+1~第2Nの電極にそれぞれ接続するN個の位置とを同じにすることができるので、第1~第Nの電極及び第N+1~第2Nの電極のサイズや形状の自由度が向上する。
前記発振器の製造方法の一態様において、
前記第1の集積回路装置及び前記第2の集積回路装置はサイズが同じであってもよい。
前記第1の集積回路装置及び前記第2の集積回路装置はサイズが同じであってもよい。
前記発振器の製造方法の一態様において、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の発振信号の周波数温度特性を補償する第1の温度補償信号を出力する第1の温度補償回路を備え、
前記PLL回路は、前記第1の温度補償回路が配置されている前記第1の集積回路装置の第1の領域と対応する前記第2の集積回路装置の第2の領域の少なくとも一部に配置されていてもよい。
前記第1の集積回路装置は、前記第1の発振信号の周波数温度特性を補償する第1の温度補償信号を出力する第1の温度補償回路を備え、
前記PLL回路は、前記第1の温度補償回路が配置されている前記第1の集積回路装置の第1の領域と対応する前記第2の集積回路装置の第2の領域の少なくとも一部に配置されていてもよい。
この発振器の製造方法によれば、第1の集積回路装置において第1の温度補償回路に対して広い配置領域が確保されるので、温度補償関数の各次数の項に対応する補償信号を高い分解能で生成するとともに、より高い次数の項に対応する補償信号を生成可能な温度補償回路を実現することができる。したがって、この発振器の製造方法によれば、高い周波数温度特性を有する第1の発振器を製造することができる。
前記発振器の製造方法の一態様において、
前記第1の温度補償回路は、前記第1の温度補償信号に含まれるノイズを低減するRCローパスフィルターを含んでもよい。
前記第1の温度補償回路は、前記第1の温度補償信号に含まれるノイズを低減するRCローパスフィルターを含んでもよい。
この発振器の製造方法によれば、位相ノイズが低減された第1の発振器を製造することができる。
前記発振器の製造方法の一態様において、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の発振信号の周波数温度特性を補償する第2の温度補償信号を出力する第2の温度補償回路を備え、
前記第2の温度補償回路のサイズは、前記第1の温度補償回路のサイズよりも小さく、
前記PLL回路及び前記第2の温度補償回路は、前記第2の領域の少なくとも一部に配置されていてもよい。
前記第2の集積回路装置は、前記第2の発振信号の周波数温度特性を補償する第2の温度補償信号を出力する第2の温度補償回路を備え、
前記第2の温度補償回路のサイズは、前記第1の温度補償回路のサイズよりも小さく、
前記PLL回路及び前記第2の温度補償回路は、前記第2の領域の少なくとも一部に配置されていてもよい。
この発振器の製造方法によれば、広い周波数範囲で目標周波数を設定可能であるとともに良好な周波数温度特性を有する第2の発振器を製造することができる。
前記発振器の製造方法の一態様において、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の温度補償回路を動作させるか否かを設定可能であり、
前記第1の発振器を製造することは、前記第1の温度補償回路を動作させるか否かを設定することを含んでもよい。
前記第1の集積回路装置は、前記第1の温度補償回路を動作させるか否かを設定可能であり、
前記第1の発振器を製造することは、前記第1の温度補償回路を動作させるか否かを設定することを含んでもよい。
この発振器の製造方法によれば、第1の温度補償回路を動作させるように設定することにより高い周波数温度特性を有する第1の発振器を製造することができ、第1の温度補償回路を動作させないように設定することにより消費電流の小さい第1の発振器を製造することができる。
前記発振器の製造方法の一態様において、
前記第1の発振回路は、前記第1の振動子からの信号を増幅して前記第1の発振信号を出力する第1の増幅回路と、前記第1の増幅回路に第1の電流を供給する第1のトランジスターを有する第1の電流源と、を含み、
前記第2の発振回路は、前記第2の振動子からの信号を増幅して前記第2の発振信号を出力する第2の増幅回路と、前記第2の増幅回路に第2の電流を供給する第2のトランジスターを有する第2の電流源と、を含み、
前記第1のトランジスターのサイズは、前記第2のトランジスターのサイズよりも大きくてもよい。
前記第1の発振回路は、前記第1の振動子からの信号を増幅して前記第1の発振信号を出力する第1の増幅回路と、前記第1の増幅回路に第1の電流を供給する第1のトランジスターを有する第1の電流源と、を含み、
前記第2の発振回路は、前記第2の振動子からの信号を増幅して前記第2の発振信号を出力する第2の増幅回路と、前記第2の増幅回路に第2の電流を供給する第2のトランジスターを有する第2の電流源と、を含み、
前記第1のトランジスターのサイズは、前記第2のトランジスターのサイズよりも大きくてもよい。
この発振器の製造方法によれば、第1のトランジスターで発生する1/fノイズが小さくなるので、位相ノイズが低減された第1の発振器を製造することができる。
前記発振器の製造方法の一態様において、
前記第2の集積回路装置は、前記PLL回路の動作をインテジャーPLL方式又はフラクショナルPLL方式に設定可能であり、
前記第2の発振器を製造することは、前記PLL回路の動作を前記インテジャーPLL方式又は前記フラクショナルPLL方式に設定することを含んでもよい。
前記第2の集積回路装置は、前記PLL回路の動作をインテジャーPLL方式又はフラクショナルPLL方式に設定可能であり、
前記第2の発振器を製造することは、前記PLL回路の動作を前記インテジャーPLL方式又は前記フラクショナルPLL方式に設定することを含んでもよい。
この発振器の製造方法によれば、PLL回路の動作をインテジャーPLL方式に設定することにより広い周波数範囲で目標周波数を設定可能な消費電流の小さい第2の発振器を製造することができ、PLL回路の動作をフラクショナルPLL方式に設定することにより広い周波数範囲で高い分解能で目標周波数を設定可能な第2の発振器を製造することができる。
発振器の一態様は、
複数種類の発振器からなる発振器群に含まれる発振器であって、
第1の振動子と、
前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、
前記第1の振動子及び前記第1の集積回路装置を収容する第1の容器と、
を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記発振器群に含まれる他の発振器は、第2の振動子と、前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、前記第2の振動子及び前記第2の集積回路装置を収容する第2の容器と、を備え、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
複数種類の発振器からなる発振器群に含まれる発振器であって、
第1の振動子と、
前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、
前記第1の振動子及び前記第1の集積回路装置を収容する第1の容器と、
を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記発振器群に含まれる他の発振器は、第2の振動子と、前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、前記第2の振動子及び前記第2の集積回路装置を収容する第2の容器と、を備え、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
この発振器は、第1の振動子とPLL回路を有さない第1の集積回路装置とを第1の容器に収容し、発振器群に含まれる他の発振器は、第2の振動子とPLL回路を有する第2の集積回路装置とを第2の容器に収容するので、当該2つ発振器は出力周波数に関する機能が異なる。そして、第1の容器と第2の容器とが同一種類の容器であるので、この発振器又は他の発振器の開発において、実装の条件出しの工数や容器の設計工数などが不要となり、複数種類の発振器を低コストで効率よく製造することができる。
発振器の他の一態様は、
複数種類の発振器からなる発振器群に含まれる発振器であって、
第2の振動子と、
前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、
前記第2の振動子及び前記第2の集積回路装置を収容する第2の容器と、
を備え、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記発振器群に含まれる他の発振器は、第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、前記第1の振動子及び前記第1の集積回路装置を収容する第1の容器と、を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
複数種類の発振器からなる発振器群に含まれる発振器であって、
第2の振動子と、
前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、
前記第2の振動子及び前記第2の集積回路装置を収容する第2の容器と、
を備え、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記発振器群に含まれる他の発振器は、第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、前記第1の振動子及び前記第1の集積回路装置を収容する第1の容器と、を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である。
この発振器は、第2の振動子とPLL回路を有する第2の集積回路装置とを第2の容器に収容し、発振器群に含まれる他の発振器は、第1の振動子とPLL回路を有さない第1の集積回路装置とを第1の容器に収容するので、当該2つ発振器は出力周波数に関する機能が異なる。そして、第1の容器と第2の容器とが同一種類の容器であるので、この発振器又は他の発振器の開発において、実装の条件出しの工数や容器の設計工数などが不要となり、複数種類の発振器を低コストで効率よく製造することができる。
1…発振器群、2a…第1の発振器、2b…第2の発振器、3a…第1の容器、3b…第2の容器、4a…第1の集積回路装置、4b…第2の集積回路装置、5a…第1の振動子、5b…第2の振動子、6a…第1のリッド、6b…第2のリッド、7…収容空間、8…外部端子、31…基板、31a…基板の第1面、31b…基板の第2面、32…第1枠基板、32a…第1枠基板の第1面、32b…第1枠基板の第2面、33…第2枠基板、41,42,43,44,45,46…電極、55,56…端子、75,76…電極、61,62,63…接合部材、100…半導体基板、100a,100b,100c,100d…半導体基板の辺、110…バイアス回路、111…バンドギャップリファレンス回路
、112…演算増幅器、113…抵抗素子、114…容量素子、115…MOSトランジスター、116…抵抗素子、117…抵抗素子、120…発振回路、121…MOSトランジスター、122…MOSトランジスター、123…MOSトランジスター、124…バイポーラトランジスター、125…可変容量素子、126…可変容量素子、127…電流源、128…増幅回路、130…温度補償回路、131…温度センサー、132…0次成分発生回路、133…1次成分発生回路、134…高次成分発生回路、135…I/V変換回路、136…RCローパスフィルター、137…抵抗素子、138…容量素子、140…出力回路、141…波形整形バッファー、142…分周回路、143…プリバッファー、144…出力バッファー、150…ロジック回路、160…不揮発性メモリー、181,182,183,184,185,186…パッド、200…半導体基板、200a,200b,200c,200d…半導体基板の辺、210…バイアス回路、220…発振回路、221…MOSトランジスター、222…MOSトランジスター、223…MOSトランジスター、224…バイポーラトランジスター、225…可変容量素子、226…可変容量素子、227…電流源、228…増幅回路、230…温度補償回路、231…温度センサー、232…0次成分発生回路、233…1次成分発生回路、234…3次成分発生回路、235…I/V変換回路、240…PLL回路、241…位相比較器、242…チャージポンプ、243…ローパスフィルター、244…電圧制御発振回路、245…波形整形回路、246…分周回路、247…デルタシグマ変調回路、250…出力回路、260…ロジック回路、270…不揮発性メモリー、281,282,283,284,285,286…パッド
、112…演算増幅器、113…抵抗素子、114…容量素子、115…MOSトランジスター、116…抵抗素子、117…抵抗素子、120…発振回路、121…MOSトランジスター、122…MOSトランジスター、123…MOSトランジスター、124…バイポーラトランジスター、125…可変容量素子、126…可変容量素子、127…電流源、128…増幅回路、130…温度補償回路、131…温度センサー、132…0次成分発生回路、133…1次成分発生回路、134…高次成分発生回路、135…I/V変換回路、136…RCローパスフィルター、137…抵抗素子、138…容量素子、140…出力回路、141…波形整形バッファー、142…分周回路、143…プリバッファー、144…出力バッファー、150…ロジック回路、160…不揮発性メモリー、181,182,183,184,185,186…パッド、200…半導体基板、200a,200b,200c,200d…半導体基板の辺、210…バイアス回路、220…発振回路、221…MOSトランジスター、222…MOSトランジスター、223…MOSトランジスター、224…バイポーラトランジスター、225…可変容量素子、226…可変容量素子、227…電流源、228…増幅回路、230…温度補償回路、231…温度センサー、232…0次成分発生回路、233…1次成分発生回路、234…3次成分発生回路、235…I/V変換回路、240…PLL回路、241…位相比較器、242…チャージポンプ、243…ローパスフィルター、244…電圧制御発振回路、245…波形整形回路、246…分周回路、247…デルタシグマ変調回路、250…出力回路、260…ロジック回路、270…不揮発性メモリー、281,282,283,284,285,286…パッド
Claims (12)
- 第1の発振器および第2の発振器を含む複数種類の発振器の製造方法であって、
第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、を第1の容器に収容して前記第1の発振器を製造することと、
第2の振動子と、前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、を第2の容器に収容して前記第2の発振器を製造することと、を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である、発振器の製造方法。 - 請求項1において、
Nを2以上の整数とし、
前記第1の容器には、第1~第Nの電極が設けられ、
前記第2の容器には、第N+1~第2Nの電極が設けられ、
前記第1の集積回路装置は、第1~第Nのパッドを有し、
前記第2の集積回路装置は、第N+1~第2Nのパッドを有し、
1以上N以下の各整数iに対して、前記第iの電極の形状及び前記第N+iの電極の形状は同じであり、かつ、前記第1の容器における前記第iの電極の位置及び前記第2の容器における前記第N+iの電極の位置は同じであり、
前記第1の発振器を製造することは、前記第1~第Nのパッドを前記第1~第Nの電極にそれぞれ接続することを含み、
前記第2の発振器を製造することは、前記第N+1~第2Nのパッドを前記第N+1~第2Nの電極にそれぞれ接続することを含む、発振器の製造方法。 - 請求項2において、
前記各整数iに対して、前記第1の集積回路装置における前記第iのパッドの位置と、前記第2の集積回路装置における前記第N+iのパッドの位置とが同じである、発振器の製造方法。 - 請求項1乃至3のいずれか一項において、
前記第1の集積回路装置及び前記第2の集積回路装置はサイズが同じである、発振器の製造方法。 - 請求項4において、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の発振信号の周波数温度特性を補償する第1の温度補償信号を出力する第1の温度補償回路を備え、
前記PLL回路は、前記第1の温度補償回路が配置されている前記第1の集積回路装置の第1の領域と対応する前記第2の集積回路装置の第2の領域の少なくとも一部に配置されている、発振器の製造方法。 - 請求項5において、
前記第1の温度補償回路は、前記第1の温度補償信号に含まれるノイズを低減するRCローパスフィルターを含む、発振器の製造方法。 - 請求項5又は6において、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の発振信号の周波数温度特性を補償する第2の温
度補償信号を出力する第2の温度補償回路を備え、
前記第2の温度補償回路のサイズは、前記第1の温度補償回路のサイズよりも小さく、
前記PLL回路及び前記第2の温度補償回路は、前記第2の領域の少なくとも一部に配置されている、発振器の製造方法。 - 請求項5乃至7のいずれか一項において、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の温度補償回路を動作させるか否かを設定可能であり、
前記第1の発振器を製造することは、前記第1の温度補償回路を動作させるか否かを設定することを含む、発振器の製造方法。 - 請求項1乃至8のいずれか一項において、
前記第1の発振回路は、前記第1の振動子からの信号を増幅して前記第1の発振信号を出力する第1の増幅回路と、前記第1の増幅回路に第1の電流を供給する第1のトランジスターを有する第1の電流源と、を含み、
前記第2の発振回路は、前記第2の振動子からの信号を増幅して前記第2の発振信号を出力する第2の増幅回路と、前記第2の増幅回路に第2の電流を供給する第2のトランジスターを有する第2の電流源と、を含み、
前記第1のトランジスターのサイズは、前記第2のトランジスターのサイズよりも大きい、発振器の製造方法。 - 請求項1乃至9のいずれか一項において、
前記第2の集積回路装置は、前記PLL回路の動作をインテジャーPLL方式又はフラクショナルPLL方式に設定可能であり、
前記第2の発振器を製造することは、前記PLL回路の動作を前記インテジャーPLL方式又は前記フラクショナルPLL方式に設定することを含む、発振器の製造方法。 - 複数種類の発振器からなる発振器群に含まれる発振器であって、
第1の振動子と、
前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、
前記第1の振動子及び前記第1の集積回路装置を収容する第1の容器と、
を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記発振器群に含まれる他の発振器は、第2の振動子と、前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、前記第2の振動子及び前記第2の集積回路装置を収容する第2の容器と、を備え、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である、発振器。 - 複数種類の発振器からなる発振器群に含まれる発振器であって、
第2の振動子と、
前記第2の振動子を発振させる第2の集積回路装置と、
前記第2の振動子及び前記第2の集積回路装置を収容する第2の容器と、
を備え、
前記第2の集積回路装置は、前記第2の振動子を発振させて第2の発振信号を出力する第2の発振回路と、前記第2の発振信号が入力されて第3の発振信号を出力するPLL回路と、を含み、
前記発振器群に含まれる他の発振器は、第1の振動子と、前記第1の振動子を発振させる第1の集積回路装置と、前記第1の振動子及び前記第1の集積回路装置を収容する第1の容器と、を備え、
前記第1の集積回路装置は、前記第1の振動子を発振させて第1の発振信号を出力する第1の発振回路を含み、かつ、PLL回路を含まず、
前記第1の容器及び前記第2の容器は、同一種類の容器である、発振器。
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