JPH10229167A - 基準電圧出力半導体装置、それを用いた水晶発振器及びその水晶発振器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境温度の変化に応じて基準電圧の電圧値を
変更することのできる基準電圧出力半導体装置、それを
用いた水晶発振器を得ること。 【解決手段】 直列に接続されたディプレッション型Ｍ
ＯＳトランジスタとエンハンスメント型ＭＯＳトランジ
スタの少なくとも一方の導電係数を可変とし、両トラン
ジスタの導電係数が常に異なるように調整することとし
た。これにより、温度によって出力電圧値を変えること
のできる、すなわち所望の温度特性を有する基準電圧の
出力を行うことが可能となる。従って、環境温度の変化
に対応して必要となる基準電圧値の変更調整を有効に行
うことができる。また、上記基準電圧出力半導体装置を
使用し、所定構造の２階建てあるいは平面型のパッケー
ジに実装することにより、水晶発振器の小型化並びに製
造の容易化が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基準電圧出力半導体
装置、特に種々の電子機器における基準電圧出力回路と
して用いられる温度補償型定電圧出力用の半導体装置並
びにそれを用いた水晶発振器及びその水晶発振器の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電源電圧の変動に係わらず常に一定の基
準電圧を出力する装置が種々の電子機器において、電圧
の低下などのチェック用電圧出力のためあるいは所定の
制御用電圧出力のための基準電圧出力装置として用いら
れている。本願発明者は、環境温度や電源電圧の変動に
係わらず常に一定の電圧の基準電圧を発生させる半導体
装置を既に提案している（特公平４−６５５４６号）。

【０００３】この半導体装置は、図５に示したような回
路構成を有し、定電圧出力端子５から常に一定の電圧を
発生するようにしている。すなわち、Ｎ型ＭＯＳトラン
ジスタ１及び２を直列に接続しており、Ｎ型ＭＯＳトラ
ンジスタ１は、ゲート電極３とソース電極４とを接続し
てかつＰ型基板とソース電極とを接続したディプレッシ
ョン型ＭＯＳトランジスタであり、一方Ｎ型ＭＯＳトラ
ンジスタ２は、ゲート電極６とドレイン電極７とを接続
し、Ｐ型基板とソース電極８とを接続したエンハンスメ
ント型ＭＯＳトランジスタである。

【０００４】そして、ディプレッション型ＭＯＳトラン
ジスタ１のゲート電極３とエンハンスメント型ＭＯＳト
ランジスタ２のゲート電極６との接続点１０は、ディプ
レッション型ＭＯＳトランジスタ１のソース電極４とエ
ンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ２のドレイン電極
７との接続点９に接続されている。また、ディプレッシ
ョン型ＭＯＳトランジスタ１のドレイン電極１１側に高
電圧供給端子が接続され、エンハンスメントトランジス
タ２のソース電極８側に低電圧供給端子が接続されてい
る。この接続構成により、接続点９から導かれた定電圧
出力端子５から基準電圧である一定の電圧が出力され
る。

【０００５】図６は、図５に示した回路構成における電
流と電圧の関係を示している。図において直線（イ）が
ディプレッション型ＭＯＳトランジスタ１におけるドレ
イン電流とゲート電圧の関係、直線ロがエンハンスメン
ト型ＭＯＳトランジスタ２のドレイン電流とゲート電圧
の関係を示している。ＭＯＳトランジスタは、飽和状態
においてはソースドレイン間電流（ドレイン電流）Ｉ
は、 Ｉ＝Ｋ（Ｖｇ−Ｖｔ）² ・・・・・・ 式（１） で表される。ここで、Ｋは導電係数、Ｖｇはソースゲー
ト間電圧（ゲート電圧）、Ｖｔはスレッショルド電圧で
ある。

【０００６】また、ディプレッション型ＭＯＳトランジ
スタ１のドレイン電流Ｉ1 とエンハンスメント型ＭＯＳ
トランジスタ２のドレイン電流Ｉ2 が共通で、ディプレ
ッション型ＭＯＳトランジスタ１のソースゲート間電圧
Ｖｇ1 ＝０であるという当該装置の条件からエンハンス
メント型ＭＯＳトランジスタ２のソースゲート間電圧Ｖ
ｇ2 、すなわち定電圧出力端子５から出力される電圧Ｖ
ｃは、以下の式（２）で表わされる。

【０００７】

【数１】 Ｋ1 及びＫ2 は、それぞれディプレッション型ＭＯＳト
ランジスタ１及びエンハンスメント型ＭＯＳトランジス
タ２の導電係数、Ｖｔ1 及びＶｔ2 は、それぞれのトラ
ンジスタのスレッショルド電圧である。

【０００８】この従来技術では、両トランジスタの導電
係数をほぼ同一にすることが条件とされ（Ｋ1 ＝Ｋ2
）、従って、Ｖｃ＝Ｖｔ2 −Ｖｔ1 の式が成り立つ。

【０００９】なお、図６においてｃ−０がディプレッシ
ョン型ＭＯＳトランジスタ１のドレイン電流Ｉ1 、ｇ−
ｆがエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ２のドレイ
ン電流Ｉ2 を示し、エンハンスメント型ＭＯＳトランジ
スタ２のソースゲート間電圧である定電圧出力Ｖｃは、
図上長さｃ−ｇに等しい０−ｆとなる。なお、図におい
て直線（イ）と直線（ロ）は、ほぼ等しい導電係数を有
することからその傾斜はほぼ共通のものとなっている。

【００１０】次に、この装置についてのスレッショルド
電圧の温度特性は、上記式（１）の（Ｖｇ−Ｖｔ）の変
化として現れるが、上記回路構成の条件としてＶｇ１＝
０並びにＫ1 ＝Ｋ2 から上記式（１）の（Ｖｇ−Ｖｔ）
は、ディプレッション型ＭＯＳトランジスタ１とエンハ
ンスメント型ＭＯＳトランジスタ２においては全く同一
条件となる。従って、この半導体装置の出力電圧の温度
による変動は極めて少ない（上記公報第３頁第６コラ
ム）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
環境温度の変化に係わらず常にほぼ一定の電圧の出力を
行うことが可能である。しかしながら、電子機器によっ
ては環境温度の変化に応じて基準電圧の電圧値を変化さ
せる必要が生じる場合もある。このような場合に、上記
従来の技術では的確な対応が困難である。すなわち、従
来の技術では環境温度に対する温度補償を基準電圧に対
して行うことが困難であった。

【００１２】また、基準電圧出力半導体装置を水晶振動
子制御用の手段として用いる水晶発振器についても上記
と同様に、環境温度の変化に応じた制御用電圧の調整が
困難であった。

【００１３】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、その目的は環境温度の変化に応じて基準電圧の電
圧値を変更することのできる基準電圧出力半導体装置並
びにとらすいてら用いた水晶発振器を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る基準電圧
出力半導体装置は、直列に接続されたディプレッション
型ＭＯＳトランジスタとエンハンスメント型ＭＯＳトラ
ンジスタのいずれか一方の導電係数を可変とし、両トラ
ンジスタの導電係数が常に異なるように調整される。

【００１５】この半導体装置から出力される基準電圧値
は、ディプレッション型ＭＯＳトランジスタのスレッシ
ョルド電圧及びエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ
のスレットョルド電圧、更にそれぞれの導電係数によっ
て決まる。そして、この基準電圧出力の温度特性は、上
記の各値から算出される電圧値を温度に対して微分する
ことによって得られる。その結果得られる値は、環境温
度の変化に対して変化する値となる。ここで、スレッシ
ョルド電圧の温度特性は、温度に対してマイナスの傾斜
を保有することから、ディプレッション型ＭＯＳトラン
ジスタの導電係数がエンハンスメント型ＭＯＳトランジ
スタの導電係数よりも小さい場合には、出力基準電圧の
温度特性は、温度に対してマイナスの傾斜を持ち、逆に
ディプレッション型ＭＯＳトランジスタの導電係数がエ
ンハンスメント型ＭＯＳトランジスタの導電係数よりも
大きい場合にはプラスの傾斜を持つ特性が得られる。

【００１６】請求項２に係る基準電圧出力半導体装置
は、上述の２つのトランジスタの導電係数の調整を双方
のトランジスタの導電係数を可変として得るようにして
いる。

【００１７】また、請求項３に係る基準電圧出力半導体
装置は、ディプレッション型ＭＯＳトランジスタとエン
ハンスメント型ＭＯＳトランジスタの導電係数を可変と
する構成を各トランジスタのサイズを変更調整可能とす
ることにより得ている。

【００１８】請求項４に係る基準電圧出力半導体装置
は、上記各トランジスタのサイズの変更調整を行う構成
として各トランジスタをそれぞれ複数直列に接続し、そ
の接続個数を切替可能とすることにより得ている。これ
により、各トランジスタの接続調整によって双方の導電
係数を異ならしめる調整を簡単に達成することができ
る。また、各複数のトランジスタは直列に接続されてお
り、消費電流の増加を伴うことなくこの導電係数の調整
が可能となっている。

【００１９】請求項５に係る基準電圧出力半導体装置
は、各トランジスタのサイズの変更調整を行う構成を、
各トランジスタをそれぞれ複数個並列に接続して、その
接続個数を切替可能な構成とすることにより得ている。
これにより、上記と同様の導電係数の調整が可能であ
り、かつ並列に複数のトランジスタを接続した構成をと
ったことにより応答スピードの向上が図られている。

【００２０】請求項６に係る基準電圧出力半導体装置
は、上記複数個接続された各トランジスタの導電係数を
順次異なるように重み付けを行って構成している。従っ
て、各トランジスタの接続の組合わせにより多段階式に
導電係数の調整を行うことが可能となり、これにより、
環境温度に対する出力基準電圧の調整の多様化が図られ
る。

【００２１】請求項７に係る水晶発振器は、所定の水晶
振動子の装填された第１の凹部と、前記第１の凹部とは
別個に構成され請求項１から６に記載の基準電圧出力半
導体装置の装填された第２の凹部と、前記水晶振動子の
装填された第１の凹部を上方から密封して覆う第１の蓋
手段と、前記基準電圧出力半導体装置の装填された第２
の凹部を上方から密封して覆う第２の蓋手段とを含むパ
ッケージを有している。

【００２２】水晶振動子は装填状態にて機密性が要求さ
れるが、上記構成によれば、水晶振動子に対する周波数
調整のための手順を第１の凹部内に装填した後に行うこ
とができる。例えば、その表面に金属を蒸着することな
どにより発振周波数の粗調整が可能であり、その後に第
１の蓋手段による密封が行われる。

【００２３】更に、基準電圧出力半導体装置についても
第２の凹部に装填した後に内部の回路の定数の調整を行
うことができる。すなわち、基準電圧出力半導体装置を
構成するディプレッション型ＭＯＳトランジスタとエン
ハンスメント型ＭＯＳトランジスタの少なくとも一方の
導電係数を調整することができる。これは、ポッティン
グ等による密閉を行わず、第２の蓋手段により第２の凹
部を上記調整後に密封する構成をとっているからであ
る。

【００２４】請求項８に係る水晶発振器は、第１の凹部
及び第１の蓋手段と、第２の凹部及び第２の蓋手段が、
前記パッケージの表裏面における一方の面に第１の凹部
及び第１の蓋手段を、他方の面に第２の凹部及び第２の
蓋手段をそれぞれ形成することにより構成されている。

【００２５】これにより、上記基準電圧出力パッケージ
の厚さ方向に水晶振動子と基準電圧出力半導体装置とが
配置されることとなり、平面方向のパッケージのサイズ
の小型化を図ることがきる。

【００２６】請求項９に係る水晶発振器は、第１の凹部
及び第１の蓋手段と、第２の凹部及び第２の蓋手段が、
パッケージの同一平面上の一方の側に第１の凹部及び第
１の蓋手段を、他方の側に第２の凹部及び第２の蓋手段
をそれぞれ形成することにより構成されてれいる。

【００２７】これにより、上記基準電圧出力パッケージ
の厚さを小さくすることができるので、水晶振動子や基
準電圧出力半導体装置を小型することにより、水晶発振
器自体の小型化が達成される。

【００２８】請求項１０に係る水晶発振器の製造方法
は、所定の水晶振動子をパッケージの第１の凹部に実装
する工程と、前記実装された水晶振動子の発信周波数を
粗調整する工程と、前記第１の凹部を蓋手段にて上方か
ら密封し前記水晶振動子を前記第１の凹部内に密閉する
工程と、請求項１から６の何れかに記載の基準電圧出力
半導体装置をパッケージの第２の凹部に実装する工程
と、前記実装された基準電圧出力半導体装置のディプレ
ッション型ＭＯＳトランジスタ及びエンハンスメント型
ＭＯＳトランジスタの少なくとも一方の導電係数を調整
する工程と、前記第２の凹部を蓋手段にて上方から密封
し前記基準電圧出力半導体装置を前記第２の凹部内に密
閉する工程とを含んでいる。

【００２９】この方法によれば、基準電圧出力半導体装
置を前記第２の凹部に実装した後に基準電圧出力半導体
装置について上記導電係数の調整を行うことができる。
すなわち、実装後に所定の温度特性を有する出力基準電
圧を得るための手順を施すことができる。これは、第２
の凹部、すなわち上方が開放された箇所に実装されてい
ることから、設置後の上方からのレーザー等による処理
が可能であることによるものである。

【００３０】なお、水晶振動子の第１の凹部への実装は
必ずしも基準電圧出力半導体装置の第２の凹部への実装
前に施す必要はない。また、水晶を最初に粗調整する時
点で、基準電圧出力半導体装置が必ずしも実装されなく
ても良い。

【００３１】請求項１１に係る水晶発振器の製造方法
は、前記装填された基準電圧出力半導体装置のディプレ
ッション型ＭＯＳトランジスタ及びエンハンスメント型
ＭＯＳトランジスタの少なくとも一方の導電係数を調整
する工程を前記第２の凹部内に実装された状態の基準電
圧出力半導体装置を構成するディプレッション型ＭＯＳ
トランジスタ及びエンハンスメント型ＭＯＳトランジス
タの少なくとも一方のトランジスタの接続個数をレーザ
照射による接続ラインの切断により変更して行うように
している。

【００３２】これにより、上記各トランジスタの導電係
数の調整を極めて容易に行うことができ、温度補償型定
電圧出力用の半導体装置を使用した水晶発振器の製造の
容易化が達成される。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。図１は第１の実施
の形態に係る基準電圧出力半導体装置の構成図であり、
図示のようにディプレッション型ＭＯＳトランジスタ及
びエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタをそれぞれ３
個ずつ直列に接続している。そして、３個のディプレッ
ション型ＭＯＳトランジスタ、３２、３４、３６には、
ソース電極及びドレイン電極間に並列にそれぞれヒュー
ズ３９、４１、４３が接続されてい、各ヒューズ３９、
４１、４３は直列に接続されている。

【００３４】また、同様にエンハンスメント型ＭＯＳト
ランジスタ４６、４８、５０にも並列にそれぞれヒュー
ズ５３、５５、５７が接続されている。そして、これら
ディプレッション型ＭＯＳトランジスタとエンハンスメ
ント型ＭＯＳトランジスタの接続中間点４４から導かれ
た出力端子４５が基準電圧から出力される。

【００３５】このような接続構成により、対応するヒュ
ーズをカットすることによりそのトランジスタを接続状
態とすることができる。従って、ヒューズのカッティン
グにより接続されるトランジスタの個数を調整すること
ができ、これによりディプレッション型ＭＯＳトランジ
スタ側とエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ側の導
電係数を異なるように調整することができる。接続され
た複数のディプレッション型ＭＯＳトランジスタ群の各
トランジスタの導電係数がそれぞれ等しい場合には、接
続個数によって導電係数の調整が可能である。すなわ
ち、多くの個数を接続調整することにより導電係数を小
さくすることができ、少なくすることにより導電係数を
大きくする設定することが可能である。

【００３６】なお、図においてディプレッション型ＭＯ
Ｓトランジスタ３２のドレイン電極２９側に高電圧供給
電源側が接続され、エンハンスメント型ＭＯＳトランジ
スタ５０のソース電極側に低電圧供給電源が接続されて
いる。

【００３７】また、上記接続調整のためのヒューズにつ
いては、それに代えてＯＮ・ＯＦＦ切替可能な素子、例
えば所定のトランジスタ等を設けることにより、設定後
における導電係数の変更調整も行うことが可能である。

【００３８】また、ディプレッション型ＭＯＳトランジ
スタ側の各基板３８、４０、４２並びにエンハンスメン
ト型ＭＯＳトランジスタ側の各基板５２、５４、５６は
基準電圧出力端子４５に接続されており、また、それぞ
れのゲート電極３３、３５、３７及び４７、４９、５１
も基準電圧出力端子４５に接続されている。

【００３９】更に、ディプレッション型とエンハンスメ
ント型のトランジスタ群のそれぞれのトランジスタの導
電係数は、必ずしも同一の値に設定する必要はなく、例
えば１、２、４の重み付けをもったものに設定すること
も可能であり、これにより１〜７段階までの値を設定す
ることが可能である。

【００４０】図２は、他の実施の形態の構成を示してお
り、図示のようにディプレッション型ＭＯＳトランジス
タ側は３個のトランジスタ５９、６８、７７を並列に接
続し、同じくエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ側
もそれぞれ３個のトランジスタ６４、７３、８２を並列
に接続して構成している。また、各ディプレッション型
ＭＯＳトランジスタ５９、６８、７７の各ドレイン電極
側にはヒューズ６１、７０、７９が接続され、他方エン
ハンスメント型ＭＯＳトランジスタ６４、７３、８２の
ドレイン電極側にはそれぞれヒューズ６３、７２、８１
が接続されている。これにより、各ヒューズをカットす
ることにより対応するトランジスタを非接続状態とする
ことができ、ディプレッション型ＭＯＳトランジスタ側
とエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ側の導電係数
の調整をそれらヒューズのカットによって行うことが可
能である。なお、基準電圧出力は、図５に示した装置と
同様にディプレッション型ＭＯＳトランジスタ群側とエ
ンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ群側との接続ライ
ンから導かれた基準電圧出力端子８３にて行われる。

【００４１】上記図１の直列接続型の装置は、消費電流
の増加を伴わないので消費電流低減が望ましい場合にこ
れを用いるのが好適であり、一方、消費電流低減よりも
応答スピードを重視する場合には、図２に示した並列接
続型のものを用いるのが好適である。なお、図１の例の
場合と同様に各トランジスタの導電係数の重み付けを行
うことも可能である。

【００４２】次に、図３（Ａ）及び図４（Ａ）はディプ
レッション型ＭＯＳトランジスタ側とこれに接続された
エンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ側のそれぞれの
導電係数ＫD とＫE を異なるように調整した場合の各ト
ランジスタドレインの電流とゲート電圧の関係を示すグ
ラフであり、図３（Ａ）はＫD ＜ＫE の場合を示してお
り、図４（Ａ）は逆のＫD ＞ＫE の場合を示している。

【００４３】ここに示したように、上述の従来の図６の
グラフとは、ディプレッション型ＭＯＳトランジスタ側
とエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ側を示すそれ
ぞれのラインａ及びｂの傾斜が異なる点が相違してい
る。

【００４４】図３（Ａ）ディプレッション型ＭＯＳトラ
ンジスタについてのラインａ１の点ｃは、ディプレッシ
ョン型ＭＯＳトランジスタのソースゲート間電圧が０の
時のソースドレイン間電流であり、エンハンスメント型
ＭＯＳトランジスタの電流電圧関係を示すラインｂ１の
点ｄは上記が点ｃの電流値の状態でのエンハンスメント
型ＭＯＳトランジスタのソースゲート電圧、すなわち出
力基準電圧Ｖｃを表している。

【００４５】なお、図上、ＫE はエンハンスメント型Ｍ
ＯＳトランジスタの導電係数、ＫDがディプレッション
型ＭＯＳトランジスタの導電係数、ＶTEがエンハンスメ
ント型ＭＯＳトランジスタのスレッショルド電圧、ＶTD
がディプレッション型ＭＯＳトランジスタのスレッショ
ルド電圧である。

【００４６】ここで、上記出力基準電圧の値Ｖｃは上述
の式（２）で表される。そして、この式（２）にて得ら
れる値を温度Ｔに対して微分した次式（３）により基準
出力電圧ＶC の温度特性が表される。

【００４７】

【数２】 そして、この出力基準電圧の温度特性は、それぞれ図３
（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示されている。すなわち、ディ
プレッション型ＭＯＳトランジスタの導電係数ＫD とエ
ンハンスメント型ＭＯＳトランジスタの導電係数ＫE と
の関係がＫD ＜ＫE の場合、スレッショルド電圧の温度
特性が温度に対してマイナスの傾斜を持つため、図３
（Ｂ）のラインｋ１にて示したように出力基準電圧Ｖｃ
の温度特性は温度に対してマイナスの傾斜を持つ。一
方、ＫD ＞ＫE の関係では、図４（Ｂ）のラインｋ２に
て示したように温度に対してプラスの傾斜を有する。

【００４８】このように、ディプレッション型ＭＯＳト
ランジスタとこれに接続されるエンハンスメント型ＭＯ
Ｓトランジスタの導電係数を常に異なるように調整し所
望の温度特性を有する基準電圧の出力を行うことが可能
となる。

【００４９】なお、図１及び図２に示したような本発明
の構成は、同じく図７、図８及び図９に示したようなト
ランジスタ接続構成の装置にも同様に応用することがで
き、同様に所定の温度特性を有する基準電圧を出力する
ことが可能である。

【００５０】図７は、図５の構成とは導電型の異なるＰ
型のＭＯＳトランジスタを用いたもので、ディプレッシ
ョン型ＭＯＳトランジスタ１２はゲート電極とソース電
極が接続され、エンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ
１３はゲート電極とドレイン電極が接続されている。図
８は、図５と同様の導電型のＮ型のＭＯＳトランジスタ
を用いており、ゲート電極とドレイン電極の接続された
エンハンスメント型ＭＯＳトランジスタ１８が高電圧供
給源側に接続され、ゲート電極とソース電極が接続され
たディプレッション型ＭＯＳトランジスタ２０が低電圧
供給源側に接続されている。これにより、高電圧供給源
側の端子から基準電圧の出力を行うことを可能としてい
るものである。図９は、図５と導電型の異なるＰ型のＭ
ＯＳトランジスタ２４、２６を同様の接続としたもので
ある。

【００５１】上記のような接続構成のＭＯＳトランジス
タについても、図１や図２に示したような本発明の構成
を応用することによって上記と同様の効果を得ることが
できる。

【００５２】次に、上記の種々説明した構成の基準電圧
出力半導体装置を用いた水晶発振器の実施の形態につい
て図面に基づいて詳細に説明する。第１０図は、本発明
に係る構成のパッケージを有する水晶発振器構成例を示
している。

【００５３】同図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞ
れ本発明に係る水晶発振器１１０の概略平面図、Ａ−Ａ
断面図及び裏面側から見た構成説明図である。なお、同
図（Ｃ）は、図面の明確化のためキャップ１５０（後
述）を取り外した状態として内部を示している。

【００５４】図示のように、パッケージ１１２は、２階
建て形式の構成を有しており、一方の面側に第１の凹部
第１の凹部１１４が形成され、他方の面側に第２の凹部
１１６が形成されている。そして、両凹部の間には、中
間層１１８がそれらを仕切るように存在している。

【００５５】第１の凹部１１４には、水晶振動子１２０
がセラミックの台座１２２上に実装されている。すなわ
ち、水晶振動子１２０の電極１２４，１２６の部分では
んだ付け又は溶接等で取り付けられている。電極１２
４，１２６は中間層１１８を通して第２の凹部１１６に
装填される半導体装置と電気的に接続される（図示せ
ず）。水晶振動子１２０の実装された第１の凹部１１４
は、その周縁部に固着設置されたガードリング１２８上
に金属性のキャップ１３０を装着することによって密閉
される。これにより、水晶振動子１２０は、第１の凹部
１１４内に密封された状態となる。これにより、実装状
態で要求される水晶振動子１２０の機密状態が確保され
る。

【００５６】また、本実施の形態の水晶発振器１１０で
は、上記実装された水晶振動子１２０について、キャッ
プ１３０をかぶせる前の段階で所定の発振周波数に合わ
せるための処理が行われる。例えば、真空中で水晶振動
子１２０の表面に金属を蒸着させ、発振周波数の粗調整
を行う。なお、この調整の際、後述の第２の凹部内の電
極１３８，１４０に電極プローブを立てて測定を行いな
がら調整する。

【００５７】他方の面の第２の凹部第２の凹部には、上
述した本発明に係る基準電圧出力半導体装置、すなわち
所望の温度特性を有する基準電圧出力半導体装置１３
６、バイパスコンデンサ１３２，１３４、更に電極１３
８，１４０が実装されており、第２の凹部１１６の外側
部分には四隅に通常の電極１４２，１４４，１４６，１
４８が設けらている。

【００５８】上記第２の凹部１１６内に配置される部材
の実装は、基準電圧出力半導体装置１３６を実装する前
に、まずバイパスコンデンサ１３２，１３４を実装し、
その後、基準電圧出力半導体装置１３６をダイボンドす
る。そして、基準電圧出力半導体装置１３６の各端子１
３６ａはワイヤボンディングにより所定の接続が行われ
る。このような実装状態で発振機としては動作可能状態
となるが、携帯電話などの通信に使用する温度補償型水
晶発振器（ＴＣＸＯ）として使用する場合、水晶振動子
１２０の中心周波数と温度特性を合わせるための調整が
行われる。

【００５９】すなわち、例えば図１や図２に示したよう
な基準電圧出力半導体装置の場合には、ヒューズをレー
ザ等によりカットすることにより、半導体内部のコンデ
ンサーの容量を少なくしたり、内部の定電圧回路の電圧
を調整して、導電係数を調整し、所望の温度特性を得る
ようにする。これにより、一定特性の水晶振動子１２０
に対し、基準電圧出力半導体装置１３６の制御特性を適
合させるようにしている。

【００６０】特性の調整後は、その特性が変化しないよ
うに、樹脂又は金属のキャップ１５０を装着し第２の凹
部１１６を上方から密閉し、基準電圧出力半導体装置１
３６を第２の凹部１１６内に密封する。なお、ポッティ
ングにより、基準電圧出力半導体装置１３６の表面を封
止する方式では、その表面の容量変化によって、設定内
容が変化することが考えられるのでキャップ１５０が用
いられている。これにより、本発明に係る水晶発振器１
１０のパッケージ１１２によれば、基準電圧出力半導体
装置１３６の装着状態では、その上方が解放された状態
になっており、その導電係数の調整が可能で、調整後は
キャップ１５０による密封により基準電圧出力半導体装
置１３６の特性の維持が図られるものである。

【００６１】次に、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び
図１２に基づいて、水晶発振器１１０の他の実施の形態
を説明する。同図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞ
れ本発明に係る水晶発振器１１０の概略平面図、Ｂ−Ｂ
断面図及びＣ−Ｃ断面図である。なお、同図（Ｃ）は、
図面の明確化のためキャップ１５０（後述）を取り外し
た状態として内部を示している。更に、図において、上
記図１０の実施の形態と同一の要素には同一の符号を付
している。

【００６２】本実施の形態において特徴的な構成は、水
晶発振器のパッケージ１６０が図１０のパッケージ１１
２のような２階建て構造ではなく、平屋構造、すなわち
平面方向に２つの凹部である第１の凹部１１４と第２の
凹部１１６が並んでいることである。すなわち、仕切部
１６２を挟んで第１の凹部１１４と第２の凹部１１６が
並んでおり、図１２から理解されるように共通の底面部
１６４を有している。なお、第１の凹部１１４及び第２
の凹部１１６の各凹部内の各部材設置構造は上述の図１
０の場合とほぼ同様であり、その説明を省略する。第２
の凹部１１６の平面形状がそれぞれ異なるのは、図１０
の２階建て構造の場合には、第２の凹部１１６と同一面
に通常電極１４４〜１４８が設けられる関係上そのスペ
ースを確保しているからである。

【００６３】このような平面配置構造によれば、パッケ
ージ１６０の薄型化が達成される。すなわち、厚みを
１．０ｍｍ〜１．３ｍｍという従来にない薄さとするこ
とができる。本実施の形態では、パッケージ１６０のサ
イズは、５ｍｍ×７ｍｍ×１．０ｍｍ〜１．３ｍｍであ
る。従って、２．０ｍｍ以下のものが要求される携帯電
話などはもちろんカードなどのように、更に厚みの薄い
ものが要求される対象にも好適に用いられる。

【００６４】なお、図１２における符号１６６及び１６
８は、基準電圧出力半導体装置１３６が実装される前に
その発信周波数の調整が行われる水晶振動子１２０につ
いて、その調整時の特性測定用に設けられた電極であ
る。

【００６５】上記各水晶発振器１１０の各実施の形態に
おける共通の製造方法は、まず、水晶振動子１２０を第
１の凹部１１４内に実装した後、実装された水晶振動子
１２０の発信周波数を粗調整する工程を行い、その後キ
ャップ１３０にて第１の凹部１１４を上方から密封し、
水晶振動子１２０を第１の凹部１１４内に密閉すること
である。

【００６６】そして、基準電圧出力半導体装置１３６を
パッケージの第２の凹部１１６に実装する工程を行い、
実装された基準電圧出力半導体装置１３６のディプレッ
ション型ＭＯＳトランジスタ及びエンハンスメント型Ｍ
ＯＳトランジスタのいずれか一方又は双方の導電係数を
調整する工程、例えばレーザでヒューズを切断し、トラ
ンジスタの接続個数を調整することを行う。そして、基
準電圧出力半導体装置１３６をポッティングにて封止す
るのではなく、第２の凹部１１６をキャップ１５０にて
上方から密封し、基準電圧出力半導体装置１３６を第２
の凹部１１６内に密閉することを行う。このような手順
をとって水晶発振器の製造を行うことにより、第１の凹
部１１４，第２の凹部１１６内へのそれぞれの装着後に
水晶振動子１２０及び基準電圧出力半導体装置１３６の
調整を容易に行うことができる。特に、本発明に係る基
準電圧出力半導体装置１３６の調整は、上方からの動作
により簡単に行うことができるので、このような製造方
法をとることでその利点がより有効に生かされている。

【００６７】なお、本発明は、上記各実施例の構成に限
定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変
形が可能である。例えば、上記図１及び図２の実施の形
態では、ディプレッション型ＭＯＳトランジスタ及びエ
ンハンスメント型ＭＯＳトランジスタの双方を複数個の
トランジスタを接続することによって構成した例を示し
たが、いずれか一方側のみを複数個のトランジスタの接
続により構成し、その一方側のみの導電係数を調整可能
とすることによっても本発明の作用を奏することが可能
である。すなわち、両トランジスタの導電係数の比を変
えることにより所望の温度特性の基準電圧出力を行うこ
とができる。

【００６８】また、導電係数を変える他の方法、例え
ば、各トランジスタのソース、ドレイン電極間の距離の
調整やソースドレインの幅の調整等の方法を用いること
も可能である。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る基準
電圧出力半導体装置によれば、接続されるディプレッシ
ョン型ＭＯＳトランジスタとエンハンスメント型ＭＯＳ
トランジスタのそれぞれの導電係数を常に異なるように
変更調整することができるので、これにより温度によっ
て電圧値を変えることのできる、すなわち所望の温度特
性を有する基準電圧出力を行うことが可能となる。従っ
て、環境温度の変化に対応して必要となる基準電圧値の
変更調整を行うことができ、基準電圧発生用の半導体装
置の応用範囲の拡大を図ることができる。

【００７０】また、上記基準電圧出力半導体装置を使用
し、所定構造を備えた２階建てあるいは平面型のパッケ
ージに実装することにより水晶発振器を製造することに
より、その小型化並びに製造の容易化が達成されてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置の構成図
である。

【図２】本発明に係る他の実施の形態の半導体装置の構
成図である。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は実施の形態に係る電圧と電
流の関係を示すグラフ図及びその温度特性を示すグラフ
図である。

【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は他の実施の形態におけるト
ランジスタの電圧と電流の関係を示すグラフ図及びその
出力基準の温度特性を示すグラフ図である。

【図５】従来の基準電圧出力半導体装置の基本構成例を
示す説明図である。

【図６】従来の基準電圧出力半導体装置における入力電
圧と入力電流の関係を示すグラフ図である。

【図７】本発明の応用可能な他の半導体装置構成図であ
る。

【図８】本発明の応用可能な他の半導体装置構成図であ
る。

【図９】本発明の応用可能な他の半導体装置構成図であ
る。

【図１０】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は本発明に係る水
晶発振器の実施の形態を示す説明図である。

【図１１】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は本発明に係る水
晶発振器の実施の形態を示す説明図である。

【図１２】図１１に示した実施の形態の裏面図である。

【符号の説明】

３２、３４、３６ ディプレッション型ＭＯＳトランジ
スタ ４６、４８、５０ エンハンスメント型ＭＯＳトランジ
スタ ３９、４１、４３、５３、５５、５７ ヒューズ ４５ 基準電圧出力端子 １１０ 水晶発振器 １１２ パッケージ １１４ 第１の凹部 １１６ 第２の凹部 １３０ キャップ １３６ 基準電圧出力半導体装置 １５０ キャップ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゲート電極とソース電極とを接続した少
   なくとも１つのディプレッション型のＭＯＳトランジス
   タと、これと同一導電型でゲート電極とドレイン電極と
   を接続した少なくとも１つのエンハンスメント型のＭＯ
   Ｓトランジスタとを直列に接続し、 前記ディプレッション型ＭＯＳトランジスタのドレイン
   電極側に高電圧供給源を、前記エンハンスメント型ＭＯ
   Ｓトランジスタのソース電極側に低電圧供給源を接続
   し、前記ディプレッション型ＭＯＳトランジスタとエン
   ハンスメント型ＭＯＳトランジスタの中間接続点から所
   定電圧の基準電圧を出力する基準電圧出力半導体装置に
   おいて、 前記ディプレッション型ＭＯＳトランジスタとエンハン
   スメント型ＭＯＳトランジスタのいずれか一方の導電係
   数を可変とし、前記ディプレッション型ＭＯＳトランジ
   スタとエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタの導電係
   数を常に異なるように調整するようにしたことを特徴と
   する基準電圧出力半導体装置。
2. 【請求項２】 前記ディプレッション型ＭＯＳトランジ
   スタとエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタのいずれ
   か一方の導電係数を可変とする構成に代えて、 前記ディプレッション型ＭＯＳトランジスタとエンハン
   スメント型ＭＯＳトランジスタの双方の導電係数を可変
   としたことを特徴とする請求項１に記載の基準電圧出力
   半導体装置。
3. 【請求項３】 前記ディプレッション型ＭＯＳトランジ
   スタとエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタのいずれ
   か一方または双方の導電係数を可変とする構成は、 前記各トランジスタのサイズを変更調整可能として得る
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の基準電圧出
   力半導体装置。
4. 【請求項４】 前記ディプレッション型ＭＯＳトランジ
   スタとエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタのいずれ
   か一方または双方のサイズの変更調整を可能とする構成
   は、 前記各トランジスタをそれぞれ複数個直列に接続し、そ
   の接続個数を切替可能として得ることを特徴とする請求
   項３に記載の基準電圧出力半導体装置。
5. 【請求項５】 前記ディプレッション型ＭＯＳトランジ
   スタとエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタのいずれ
   か一方または双方のサイズの変更調整は、前記各トラン
   ジスタの構成を複数個並列に接続して行い、その接続個
   数を切替可能として行うことを特徴とする請求項３に記
   載の基準電圧出力半導体装置。
6. 【請求項６】 前記複数個直列または並列に接続された
   各トランジスタの導電係数をそれぞれ順次異ならしめて
   重み付けを行ったことを特徴とする請求項４または５に
   記載の基準電圧出力半導体装置。
7. 【請求項７】 所定の水晶振動子の装填された第１の凹
   部と、 前記第１の凹部とは別個に構成され請求項１から６の何
   れかに記載の基準電圧出力半導体装置の装填された第２
   の凹部と、 前記水晶振動子の装填された第１の凹部を上方から密封
   して覆う第１の蓋手段と、 前記基準電圧出力半導体装置の装填された第２の凹部を
   上方から密封して覆う第２の蓋手段と、を含むパッケー
   ジを有することを特徴とする水晶発振器。
8. 【請求項８】 前記第１の凹部及び第１の蓋手段と、前
   記第２の凹部及び第２の蓋手段は、前記パッケージの表
   裏面の一方の面に第１の凹部及び第１の蓋手段を他方の
   面に第２の凹部及び第２の蓋手段をそれぞれ形成したこ
   とを特徴とする請求項７に記載の水晶発振器。
9. 【請求項９】 前記第１の凹部及び第１の蓋手段と、前
   記第２の凹部及び第２の蓋手段は、前記パッケージの同
   一平面上の一方の側に第１の凹部及び第１の蓋手段を他
   方の側に第２の凹部及び第２の蓋手段をそれぞれ形成し
   たことを特徴とする請求項７に記載の水晶発振器。
10. 【請求項１０】 所定の水晶振動子を前記第１の凹部に
    実装する工程と、 前記実装された水晶振動子の発信周波数を粗調整する工
    程と、 前記第１の凹部を蓋手段にて上方から密封し前記水晶振
    動子を前記第１の凹部内に密閉する工程と、 請求項１から６のいずれかに記載の基準電圧出力半導体
    装置をパッケージの第２の凹部に実装する工程と、 前記実装された基準電圧出力半導体装置のディプレッシ
    ョン型ＭＯＳトランジスタ及びエンハンスメント型ＭＯ
    Ｓトランジスタのいずれか一方又は双方の導電係数を調
    整する工程と、 前記第２の凹部を蓋手段にて上方から密封し前記基準電
    圧出力半導体装置を前記第２の凹部内に密閉する工程
    と、 を含むことを特徴とする水晶発振器の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記装填された基準電圧出力半導体装
    置のディプレッション型ＭＯＳトランジスタ及びエンハ
    ンスメント型ＭＯＳトランジスタのいずれか一方又は双
    方の導電係数を調整する工程は、 前記第２の凹部内に実装された状態の基準電圧出力半導
    体装置を構成するディプレッション型ＭＯＳトランジス
    タ及びエンハンスメント型ＭＯＳトランジスタのいずれ
    か一方又は双方のトランジスタの接続個数をレーザ照射
    による接続ラインの切断により変更して行うことを特徴
    とする請求項１０に記載の水晶発振器の製造方法。