JP6160812B2 - 半導体集積回路、振動デバイス、電子機器、移動体および半導体集積回路の検査方法 - Google Patents
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用することも考えられるが、一般に振幅検出回路は定電流源を必要とする。そのため、振幅検出回路を使用することは、半導体集積回路の小型化が困難になり、電流値の調整が必要になったり、設計が複雑化したりする。
本適用例に係る半導体集積回路は、発振素子を発振させて発振信号を生成し、前記発振信号の増幅に用いられる第1のトランジスターを含む発振回路と、前記発振信号によって制御される第2のトランジスターと、前記第2のトランジスターの電流に基づいて電荷が変化するコンデンサーと、前記コンデンサーの電荷量に基づいて前記発振信号の出力を制御するスイッチまたはゲート回路とを含む遅延回路と、を含む。
上記適用例に係る半導体集積回路において、前記発振回路は、入力端子が前記発振素子の一端に、出力端子が前記発振素子の他端に接続される反転増幅回路を含み、前記反転増幅回路は、前記第1のトランジスターを含み、前記入力端子側の前記発振信号を第1の発振信号、前記出力端子側の前記発振信号を第2の発振信号として、前記第1の発振信号と前記第2の発振信号をそれぞれ生成し、前記第2のトランジスターは、前記第1の発振信号によって制御されてもよい。
上記適用例に係る半導体集積回路において、前記発振回路は、入力端子が前記発振素子の一端に、出力端子が前記発振素子の他端に接続される反転増幅回路を含み、前記反転増幅回路は、前記第1のトランジスターを含み、前記入力端子側の前記発振信号を第1の発振信号、前記出力端子側の前記発振信号を第2の発振信号として、前記第1の発振信号と前記第2の発振信号をそれぞれ生成し、前記第2のトランジスターは、前記第2の発振信号によって制御されてもよい。
ターに流れる小さな電流に基づいてコンデンサーの充電または放電を行うため、容量を従来の遅延回路のように大きくせずに十分な遅延時間を得ることができる。すなわち、本適用例に係る半導体集積回路は、小型化が可能である。
上記適用例に係る半導体集積回路において、前記遅延回路は、前記第2のトランジスターの電流を入力電流とするカレントミラー回路を含み、前記コンデンサーは、前記カレントミラー回路の出力電流によって電荷が変化してもよい。
上記適用例に係る半導体集積回路において、前記カレントミラー回路の出力電流は、前記第1のトランジスターの電流よりも小さくてもよい。
上記適用例に係る半導体集積回路において、前記第1のトランジスターおよび前記第2のトランジスターは、MOSトランジスターであり、前記第2のトランジスターのサイズは、前記第1のトランジスター以下であってもよい。
上記適用例に係る半導体集積回路において、前記第1のトランジスターおよび前記第2のトランジスターは、バイポーラトランジスターであり、前記第2のトランジスターのサイズは、前記第1のトランジスター以下であってもよい。
上記適用例に係る半導体集積回路において、前記遅延回路から出力される前記発振信号を外部へと出力してもよい。
本適用例に係る検査方法は、前記適用例に係る半導体集積回路の検査方法であって、通常動作における前記発振信号がとり得る電圧よりも高いテスト電圧を前記発振回路に供給するステップと、前記発振回路にテストクロックを供給するステップと、を含む。
本適用例に係る振動デバイスは、前記適用例に係る半導体集積回路と、前記発振素子と、を含む。
本適用例に係る電子機器は、前記適用例に係る半導体集積回路を含む。
本適用例に係る移動体は、前記適用例に係る半導体集積回路を含む。
[半導体集積回路の構成]
図1は、本実施形態の半導体集積回路10の構成例を示す図である。半導体集積回路10は発振器用のICであり、水晶振動子26(本発明の発振素子に対応)と接続されて、生成したクロック信号110を出力する。なお、本実施形態では、バッファー11が半導体集積回路10に含まれており、クロック信号110は図1の内部信号111を多段のインバーターIV1〜IV3で反転させた信号である。なお、半導体集積回路10は、以下に説明する要素の一部を省略又は変更してもよいし、他の要素を追加した構成であってもよい。
がクロック信号110として出力されることになる。バッファー11が駆動能力の大きなバッファーである場合、発生するノイズが発振動作を撹乱し発振の起動を妨げることがある。そのため、バッファー11を半導体集積回路10に含まないことで、発振の起動を妨げるノイズを減らすことができる。
ート回路で構成されてもよい。例えば、選択信号S3と第2の発振信号S2とを入力するAND回路で構成されていてもよい。また、選択信号S3がローレベルの場合に、クロック信号110はハイインピーダンス状態になってもよい。このとき、スイッチ19の機能は例えばトランスミッションゲート等で実現されてもよい。
ここで、本実施形態の半導体集積回路10を、従来の半導体集積回路1010A、1010Bと比較する。図14は、従来の半導体集積回路1010Aを表す回路図である。なお、図1と同じ要素には同じ符号を付しており説明を省略する。
め、ゲート−ソース間電圧Vgsが上昇した場合のドレイン電流Idの増加量は、ゲート−ソース間電圧Vgsが低下した場合のドレイン電流Idの低下量よりも大きい。
本実施形態の半導体集積回路10の遅延回路18は、半導体集積回路10の効率的な検査を可能にする。以下では、半導体集積回路10をテスター9に接続して行う、発振回路12からクロック信号110を出力するまでの回路の検査について説明する。
本実施形態の半導体集積回路10は、前記の構成に限られるものではなく、以下のような変形が可能である。図7〜図9を参照して、いくつかの変形例について説明する。なお
、図1〜図6と同じ要素については、図7〜図9でも同じ符号を付しており説明を省略する。
本実施形態の振動デバイス200は、発振回路212、遅延回路218、発振回路212により発振する発振素子230を含むものである。発振回路212と遅延回路218とは、半導体集積回路210として振動デバイス200に含まれていてもよい。本実施形態の振動デバイス200の説明において、発振回路212、遅延回路218は図1の発振回路12、遅延回路18が対応し、半導体集積回路210は図1の半導体集積回路10が対応する。なお、後述する温度補償型発振器の発振回路212は、図1の発振回路12の構成に加えて温度補償を行う回路を含んでいるものとする。
る。
本実施形態の電子機器300について、図11〜図12を用いて説明する。なお、図1
〜図10と同じ要素については同じ番号、符号を付しており説明を省略する。
、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、PDR(歩行者位置方位計測)等が挙げられる。
本実施形態の移動体400について、図13を用いて説明する。
本発明は、前記の実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施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、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
、300 電子機器、320 CPU、330 操作部、340 ROM、350 RAM、360 通信部、370 表示部、380 音出力部、400 移動体、410 発振部、420 コントローラー、450 バッテリー、460 バックアップ用バッテリー、1010A 半導体集積回路、1010B 半導体集積回路、1012 発振回路、1017 振幅検出回路、1018 遅延回路、C1 固定容量、C2 固定容量、C3
コンデンサー、C4 コンデンサー、CLK テストクロック、CS 定電流源、I0
電流、I1 電流、I2 電流、I3 電流、IV1 インバーター、IV2 インバーター、IV3 インバーター、Id ドレイン電流、L ゲート長、N1 第1のトランジスター、N2 第2のトランジスター、P1 トランジスター、P3 トランジスター、P4 トランジスター、Q1 第1のトランジスター、Q2 第2のトランジスター、R1 帰還抵抗、R2 抵抗器、S1 第1の発振信号、S2 第2の発振信号、S3
選択信号、T1 端子、T2 端子、T3 端子、Va 振幅、Vb バイアス電圧、Vc 周波数制御電圧、Vdd 電源電圧、Vgs ゲート−ソース間電圧、Vosc 電圧、Vss 接地電圧、W ゲート幅
Claims (12)
- 発振素子を発振させて発振信号を生成し、前記発振信号の増幅に用いられる第1のトランジスターを含む発振回路と、
前記発振信号によって制御される第2のトランジスターと、前記第2のトランジスターの電流に基づいて電荷が変化するコンデンサーと、前記コンデンサーの電荷量に基づいて前記発振信号の出力を制御するスイッチまたはゲート回路とを含む遅延回路と、
を含み、
前記遅延回路は、
前記第2のトランジスターの電流を入力電流とするカレントミラー回路を含み、
前記コンデンサーは、
前記カレントミラー回路の出力電流によって電荷が変化する、半導体集積回路。 - 請求項1に記載の半導体集積回路において、
前記第2のトランジスターのサイズは、
前記第1のトランジスター以下である半導体集積回路。 - 発振素子を発振させて発振信号を生成し、前記発振信号の増幅に用いられる第1のトランジスターを含む発振回路と、
前記発振信号によって制御される第2のトランジスターと、前記第2のトランジスターの電流に基づいて電荷が変化するコンデンサーと、前記コンデンサーの電荷量に基づいて前記発振信号の出力を制御するスイッチまたはゲート回路とを含む遅延回路と、
を含み、
前記第1のトランジスターおよび前記第2のトランジスターは、
MOSトランジスターであり、
前記第2のトランジスターのサイズは、
前記第1のトランジスター以下である、半導体集積回路。 - 発振素子を発振させて発振信号を生成し、前記発振信号の増幅に用いられる第1のトランジスターを含む発振回路と、
前記発振信号によって制御される第2のトランジスターと、前記第2のトランジスターの電流に基づいて電荷が変化するコンデンサーと、前記コンデンサーの電荷量に基づいて前記発振信号の出力を制御するスイッチまたはゲート回路とを含む遅延回路と、
を含み、
前記第1のトランジスターおよび前記第2のトランジスターは、
バイポーラトランジスターであり、
前記第2のトランジスターのサイズは、
前記第1のトランジスター以下である、半導体集積回路。 - 請求項1又は2に記載の半導体集積回路において、
前記カレントミラー回路の出力電流は、
前記第1のトランジスターの電流よりも小さい半導体集積回路。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体集積回路において、
前記発振回路は、
入力端子が前記発振素子の一端に、出力端子が前記発振素子の他端に接続される反転増幅回路を含み、
前記反転増幅回路は、
前記第1のトランジスターを含み、
前記入力端子側の前記発振信号を第1の発振信号、前記出力端子側の前記発振信号を第2の発振信号として、前記第1の発振信号と前記第2の発振信号をそれぞれ生成し、
前記第2のトランジスターは、
前記第1の発振信号によって制御される半導体集積回路。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体集積回路において、
前記発振回路は、
入力端子が前記発振素子の一端に、出力端子が前記発振素子の他端に接続される反転増幅回路を含み、
前記反転増幅回路は、
前記第1のトランジスターを含み、
前記入力端子側の前記発振信号を第1の発振信号、前記出力端子側の前記発振信号を第2の発振信号として、前記第1の発振信号と前記第2の発振信号をそれぞれ生成し、
前記第2のトランジスターは、
前記第2の発振信号によって制御される半導体集積回路。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体集積回路において、
前記遅延回路から出力される前記発振信号を外部へと出力する半導体集積回路。 - 発振素子を発振させて発振信号を生成し、前記発振信号の増幅に用いられる第1のトランジスターを含む発振回路と、前記発振信号によって制御される第2のトランジスターと、前記第2のトランジスターの電流に基づいて電荷が変化するコンデンサーと、前記コンデンサーの電荷量に基づいて前記発振信号の出力を制御するスイッチまたはゲート回路とを含む遅延回路と、を含む半導体集積回路の検査方法であって、
通常動作における前記発振信号がとり得る電圧よりも高いテスト電圧を前記発振回路に供給するステップと、
前記発振回路にテストクロックを供給するステップと、
を含む半導体集積回路の検査方法。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体集積回路と、
前記発振素子と、
を含む振動デバイス。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体集積回路を含む電子機器。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体集積回路を含む移動体。
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