NO970311L

NO970311L - Kvartsoscillator av temperaturkompensasjonstypen

Info

Publication number: NO970311L
Application number: NO970311A
Authority: NO
Inventors: Yasuhiro Sakurai
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 1997-03-25
Also published as: US5801596A; WO1996003799A1; NO970311D0

Description

Teknisk område

Oppfinnelsen angår oppbygningen av en kvartsoscillator av temperaturkompensasjonstypen, særlig en som er egnet for en liten digital, temperaturkompensert kvartsoscillator for innbygging i en bærbar telefon eller liknende.

Bakgrunnsteknologi

Behovet er stort for mindre kvartsoscillatorer for innbygging i bærbare telefonapparater, biltelefonapparater og liknende. Selv om videre analoge, temperaturkompenserte kvartsoscillatorer tidligere var hovedtypen, har digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillatorer i den senere tid fått økende oppmerksomhet på grunn av sin frekvensnøyaktighet og lettvinte produksjon.

Frekvensreguleringsmetoden er i prinsipp den samme i en digital, temperaturkompensert kvartsoscillator som i en analog, temperaturkompensert kvartsoscillator. Spesielt opprettholdes oscillasjonsf rekvensen konstant ved å variere kvartsoscillasjonsanordningens belastningskapasitans i overensstemmelse med kvartsoscillatorens temperaturkarakteristikk eller i overensstemmelse med avvikelse fra en referansefrekvens fra en basisstasjon.

Anordninger som kan benyttes for endring av belastningskapasitansen ved temperaturkompensasjonsdriften av en digital, temperaturkompensert kvartsoscillator, omfatter anordninger for direkte operasjon av bryter- og kondensatorkretser med en digital kode, og anordninger for omforming av en digital kode til en analog spenning ved hjelp av en D/A-omformer og variasjon av kapasitansverdien av en diode med variabel kapasitans ved benyttelse av denne spenning.

Det er ytterst vanskelig å variere belastningskapasitansen langsomt med den tidligere anordning som benytter bryter-og kondensatorkretser. Da frekvenskompensasjonen av kvartsoscillatoren derfor opptrer plutselig ved tidspunktet for temperatur-endring, har et telefonapparat som benytter denne anordning, problemet med frembringelse av FM-støy.

På den annen side er den sistnevnte anordning som benytter D/A-omformeren, lett i stand til å oppnå langsom variasjon av belastningskapasitansen ved innføring av en integrasjonskrets (lavpassfilter) mellom D/A-omformeren og dioden med variabel kapasitans, eller ved å gjøre operasjonen av selve D/A-omformeren langsommere, og har derfor ikke problemet med frembringelse av FM-støy.

Av denne grunn benyttes en anordning som benytter en D/A-omformer og en diode med variabel kapasitans ved temperaturkompensasjonsoperasjonen av den vanlige, digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator.

En anordning som benytter en diode med variabel kapasitans, benyttes også når det dreier seg om innstilling av oscillasjonsfrekvensen på basisstasjonens referansefrekvens, delvis av den grunn at det eksterne inngangssignal som benyttes ved innstillingsoperasjonen, er et analogt signal som er beregnet for bruk med en variabel kapasitansdiode.

Fig. 11 er et koplingsskjerna som viser et eksempel på oppbygningen av en konvensjonell, digital temperaturkompensert kvartsoscillator. På denne figur er oscillasjonsinverteren og liknende betegnet ved benyttelse av kretssymboler, og temperaturinformasjonsgenereringsseksjonen og liknende ved benyttelse av blokker.

Som vist på fig. 11, er en kvartsoscillator 1, en oscillasjonsinverter 3 og en tilbakekoplingsmotstand 5 koplet i parallell for å utgjøre en kvartsoscillasjonsanordning 2, og en likestrømsblokkerende kondensator 23 for temperaturkompensasjon og en variabel kapasitansdiode 25 for temperaturkompensasjon er koplet i serie for å utgjøre en temperaturkompensasjonsstyreanordning 6. En klemme av den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator 23 er koplet til inngangsklemmen av oscillasjonsinverteren 3, anoden av temperaturkompensasjonsdioden 25 med variabel kapasitans er koplet til den andre klemme av den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator 23, og katoden av temperaturkompensasjonsdioden 25 med variabel kapasitans er koplet til en høyspenningsside-kraftforsyning +Vcc.

En likestrømsblokkerende kondensator 27 for ekstern frekvenskontroll og en variabel kapasitansdiode 29 for ekstern frekvenskontroll er koplet i serie for å utgjøre en ekstern eller ytre frekvensstyreanordning 8. En klemme av den likestrømsblok-kerende kondensator 27 for ekstern frekvenskontroll er koplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, katoden av den variable kapasitansdiode 29 for ekstern frekvenskontroll er koplet til den andre klemme av den likestrømsblokkerende kondensator 27 for ekstern frekvenskontroll, og anoden av den variable kapasitansdiode 29 for ekstern frekvenskontroll er koplet til en lavspen-ningsside-kraftforsyning -Vcc.

En temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordning 4 for generering av digital temperaturkompensasjonsinformasjon utgjøres av en temperaturinformasjonsgenereringsseksjon 7, en D/A-omformer 9 for omforming av den digitale temperaturkompensas jonsinf ormas jon til en analog spenning, og en integrator 11 for hindring av plutselig endring i utgangssignalet fra D/A-omformeren 9. Temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen 4 utmater en spenning for temperaturkompensasjonsoperasjonen fra integratoren 11, og dennes utgangsklemme er koplet til anoden av temperaturkompensasjonsdioden 25 med variabel kapasitans via en fast motstand 31 for temperaturkompensasjon.

Katoden av den variable kapasitansdiode 29 for ekstern frekvenskontroll er koplet via en fast motstand 33 for ekstern frekvenskontroll til en ekstern eller ytre spenningsinngangsklemme 13 som benyttes for innstilling av oscillasjonsfrekvensen på referansefrekvensen til en basisstasjon.

Da den variable kapasitansdiode 25 for temperaturkompensasjon og den variable kapasitansdiode 29 for ekstern frekvenskontroll som benyttes her, er dannet ved hjelp av epitaksial vekst som er gitt en f orurensningskonsentrasjonsgradi-ent, er de vanskelige å innlemme i en integrert halvlederkrets ut fra aspektene med kompatibilitet med andre kretselementer og omkostninger. De er derfor vanlige, eksterne eller ytre komponenter.

Disse dioder med variabel kapasitans måler dessuten 3,3 mm x 1,6 ram x 1,1 mm på det minste, og blant de komponenter som utgjør den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator, faller de blant de som har spesielt stor størrelse.

Den således utformede, konvensjonelle, digitale temperaturkompenserte kvartsoscillator har det problem at den er på grensen til miniatyrisering som følge av de variable kapasi-tansdioder og et stort antall andre komponenter bortsett fra den integrerte halvlederkrets, og har også problemet med høy pris.

Den foreliggende oppfinnelse ble utført for å overvinne disse problemer, og har som formål å tilveiebringe en temperaturkompensert kvartsoscillator som muliggjør miniatyrisering ved å innlemme så mange komponenter som mulig i en integrert halvlederkrets, og er også i stand til å oppnå kostnadsreduksjon.

Redegjørelse for oppfinnelsen

For oppnåelse av det forannevnte formål utformer oppfinnelsen en temperaturkompensert kvartsoscillator på følgende måte for utførelse av en temperaturkompensasjonsoperasjon og innstilling av oscillasjonsfrekvensen på referansefrekvensen til en basisstasjon.

Den temperaturkompenserte kvartsoscillator er spesielt kjennetegnet ved at den omfatter en kvartsoscillasjonsanordning, en temperaturkompensasjonsstyreanordning som er inrikoplet mellom én klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og en kraftforsyning, en ytre frekvensstyreanordning som er innkoplet mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, en temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordning som er koplet til en styreklemme av temperaturkompensasjonsstyreanordningen, og en ytre spenningsinngangsklemme som er koplet til en styreklemme av den ytre frekvensstyreanordning.

I denne temperaturkompenserte kvartsoscillator kan videre temperaturkompensas jonsstyreanordningen dannes ved å kople en fast kondensator for temperaturkompensasjon og en spenningsstyrt, variabel motstand for temperaturkompensasjon i serie mellom den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, og den ytre frekvensstyreanordning kan dannes ved å kople en fast kondensator for ytre frekvenskontroll og en spenningsstyrt, variabel motstand for ytre frekvenskontroll i serie mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen.

Det benyttes dessuten fortrinnsvis en konfigurasjon hvor temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen er en anordning som utmater utgangsspenningen fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som temperaturkompensasjonsspenning og tilfører temperaturkompensasjonsspenningen til styreklemmen på den variable temperaturkompensasjonsmotstand, og den spenning som innmates via den eksterne spenningsinngangsklemme, tilføres til styreklemmen på den variable motstand for ekstern frekvenskontroll .

I denne temperaturkompenserte kvartsoscillator kan videre den faste kondensator for temperaturkompensasjon som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, være en fast temperaturkompensasjonskondensator av en tolags polykrystallinsk silisiumfilm, og dennes variable temperaturkompensasjonsmotstand kan være en variabel MOS-motstand.

Videre kan den faste kondensator for ekstern frekvenskontroll som er innlemmet i anordningen for ekstern frekvenskontroll, være en fast kondensator av en tolags polykrystallinsk silisiumfilm, og dennes variable motstand for ekstern frekvenskontroll kan være en variabel MOS-motstand.

Videre benyttes fortrinnsvis en konfigurasjon hvor temperaturkompensasjonsspenningen som genereres av den temperaturkompensasjonsspenningsgenererende anordning, tilføres til styreklemmen til den variable temperaturkompensasjons-MOS-motstand, og spenning som innmates via den eksterne spenningsinngangsklemme, tilføres til styreklemmen til den variable MOS-motstand for ekstern frekvenskontroll.

Den faste temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, kan for øvrig være en fast temperaturkompensasjons-MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, og dennes variable temperaturkompensasjonsmotstand kan være en variabel MOS-motstand. Den faste kondensator for ekstern frekvenskontroll som er innlemmet i anordningen for ekstern frekvenskontroll, kan videre være en fast MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, og dennes variable motstand for ekstern frekvenskontroll kan være en variabel MOS-motstand.

Det kan dessuten benyttes en konfigurasjon hvor temperaturkompensasjonsspenningen som genereres av den temperaturkompensasjonsspenningsgenererende anordning, tilføres til styreklemmen til den variable MOS-motstand for temperaturkompensasjon, og spenning som innmates via den eksterne spenningsinngangsklemme, tilføres til styreklemmen til den variable MOS-motstand for ekstern frekvenskontroll.

I den forannevnte temperaturkompenserte kvartsoscilla tor kan temperaturkompensasjonsstyreanordningen også dannes ved å innkople en variabel temperaturkompensasjonskondensator og en variabel motstand for spenningsstyrt temperaturkompensasjon i serie mellom den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, og anordningen for ekstern frekvenskontroll kan dannes ved å kople en fast kondensator for ekstern frekvenskontroll og en variabel motstand for spenningsstyrt, ekstern frekvenskontroll i serie mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen.

I dette tilfelle benyttes en konfigurasjon hvor temperaturkompensasjonsspennings-genereringsanordningen er en anordning som utmater utgangsspenningen fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som en temperaturkompensasjonsspenning og tilfører temperaturkompensasjonsspenningen til styreklemmen på en variabel temperaturkompensasjonsmotstand, og spenningen som innmates via den eksterne spenningsinngangsklemme, tilføres til styreklemmen på den variable motstand for ekstern frekvenskontroll.

I denne temperaturkompenserte kvartsoscillator er den variable temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, fortrinnsvis en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator, og den variable temperaturkompensas jonsmotstand som er innlemmet i temperaturkompensas jonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-motstand, og den variable motstand for ekstern frekvenskontroll som er innlemmet i anordningen for ekstern frekvenskontroll, er en variabel MOS-motstand.

Dessuten benyttes fortrinnsvis en konfigurasjon hvor temperaturkompensas jonsspenningen som genereres av temperaturkompensas jonsspennings-genereringsanordningen, tilføres til styreklemmen på den variable temperaturkompensasjons-MOS-motstand, og spenning som innmates via den eksterne spenningsinngangsklemme, tilføres til styreklemmen på den variable MOS-motstand for ekstern frekvenskontroll.

I den forannevnte temperaturkompenserte kvartsoscillator kan for øvrig temperaturkompensasjonsstyreanordningen utgjøres ved å innkople en variabel kondensator for temperaturkompensasjon og en spenningsstyrt, variabel motstand for temperaturkompensasjon i serie mellom den ene klemme av kvarts oscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, og anordningen for ekstern frekvenskontroll kan utgjøres ved å innkople en variabel kondensator for ekstern frekvenskontroll og en spenningsstyrt, variabel motstand for ekstern frekvenskontroll i serie mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen.

I dette tilfelle benyttes en konfigurasjon hvor temperaturkompensasjonsspennings-genereringsanordningen er en anordning som utmater utgangsspenningen fra en D/A-omformer av spenningsutgangstypen som en temperaturkompensasjonsspenning, og tilfører temperaturkompensasjonsspenningen til styreklemmen på den variable temperaturkompensasjonsmotstand, og spenningen som innmates via den eksterne spenningsinngangsklemme, tilføres til styreklemmen på den variable motstand for ekstern frekvenskontroll .

I denne temperaturkompenserte kvartsoscillator kan den variable temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, være en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator, og dennes variable motstand for temperaturkompensasjon kan være en variabel temperaturkompensasjons-MOS-motstand.

Den variable kondensator for ekstern frekvenskontroll som er innlemmet i anordningen for ekstern frekvenskontroll, kan videre være en variabel MOS-kondensator, og dens variable motstand for ekstern frekvenskontroll kan være en variabel MOS-motstand.

Det benyttes dessuten fortrinnsvis en konfigurasjon hvor temperaturkompensasjonsspenningen som genereres av temperaturkompensas jonsspennings-genereringsanordningen, tilføres til styreklemmen på den variable temperaturkompensasjons-MOS-motstand, og spenning som innmates via den eksterne spenningsinngangsklemme, tilføres til styreklemmen på den variable MOS-motstand for ekstern frekvenskontroll.

Den temperaturkompenserte kvartsoscillator kan også utgjøres av en kvartsoscillasjonsanordning, en temperaturkompensas jonsstyreanordning som er dannet ved å kople en likestrøms-blokkerende temperaturkompensasjonskondensator og en variabel temperaturkompensas jonskondensator i serie mellom den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen<q>g en kraftforsyning, en ytre frekvensstyreanordning som er dannet ved å kople en likestrøms-blokkerende kondensator for ekstern frekvenskontroll og en variabel kondensator for ekstern frekvenskontroll i serie mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, en temperaturkompensasjonsspenningsgenererende anordning som utmater utgangsspenningen fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som en temperaturkompensasjonsspenning og har sin utgangsklemme koplet via en fast temperaturkompensas jonsmotstand til et forbindelsespunkt mellom den likestrømsblokkerende temperaturkompensas jonskondensator og den variable temperaturkompensas jonskondensator, og en ytre spenningsinngangsklemme som er koplet via en fast motstand for ekstern frekvenskontroll til et forbindelsespunkt mellom den likestrømsblokkerende kondensator for ekstern frekvenskontroll og den variable kondensator for ekstern frekvenskontroll.

I denne temperaturkompenserte kvartsoscillator er den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, fortrinnsvis en likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder en forurensning eller urenhet med høy konsentrasjon, og dennes variable temperaturkompensasjonskondensator er en variabel MOS-kondensator.

Den likestrømsblokkerende kondensator for ekstern frekvenskontroll som er innlemmet i den ytre frekvensstyreanordning, er videre fortrinnsvis en likestrømsblokkerende kondensator for ekstern frekvenskontroll som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder en forurensning eller urenhet med høy konsentrasjon, og den variable kondensator for ekstern frekvenskontroll som er innlemmet i den ytre frekvensstyreanordning, er en variabel MOS-kondensator.

Den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, kan for øvrig være en likestrømsblokkerende temperaturkompensas jonskondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, og den variable temperaturkompensas jonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensas jonsstyreanordningen, kan være en variabel MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med lav konsentrasjon.

Den likestrømsblokkerende kondensator for ekstern frekvenskontroll som er innlemmet i den ytre frekvensstyreanordning, kan videre være en likestrømsblokkerende kondensator for ekstern frekvenskontroll hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, og den variable kondensator for ekstern frekvenskontroll kan være en variabel MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med lav konsentrasjon.

Den temperaturkompenserte kvartsoscillator kan også utgjøres av en kvartsoscillasjonsanordning, en temperaturkompensas jonsstyreanordning som er innkoplet mellom den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og en kraftforsyning, en fast kondensator som er innkoplet mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, og en temperaturkompensas jonsspenningsgenereringsanordning som er koplet til en styreklemme av temperaturkompensasjonsstyreanordningen.

I denne temperaturkompenserte kvartsoscillator er temperaturkompensasjonsstyreanordningen fortrinnsvis dannet ved å innkople en fast temperaturkompensasjonskondensator og en variabel, spenningsstyrt temperaturkompensas jonsmotstand i serie, og temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen er en anordning som utmater utgangsspenningen fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som en temperaturkompensasjonsspenning, og tilfører temperaturkompensasjonsspenningen til styreklemmen på den variable temperaturkompensasjonsmotstand.

Den faste temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er videre fortrinnsvis en fast temperaturkompensasjonskondensator av en tolags polykrystallinsk silisiumfilm, dens variable temperaturkompensas jonsmotstand er en variabel MOS-motstand, og den faste kondensator som er innkoplet mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, er en fast kondensator av en tolags polykrystallinsk silisiumfilm.

I dette tilfelle benyttes en konfigurasjon hvor temperaturkompensasjonsspenningen som genereres av temperaturkompensas jonsspenningsgenereringsanordningen, tilføres til styreklemmen på den variable MOS-temperaturkompensasjonsmotstand.

Den faste temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, kan for øvrig være en fast temperaturkompensasjons-MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, den variable temperaturkompensasjonsmotstand kan være en variabel temperaturkompensasjons-MOS-motstand, og den faste kondensator som er innkoplet mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, kan være en fast MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon.

I dette tilfelle benyttes en konfigurasjon hvor temperaturkompensas jonsspenningen som genereres av temperaturkompensas jonsspenningsgenereringsanordningen, tilføres til styreklemmen på den variable MOS-temperaturkompensasjonsmotstand.

I den forannevnte temperaturkompenserte kvartsoscillator er det også mulig å danne temperaturkompensasjonsstyreanordningen ved å kople en variabel temperaturkompensas jonskondensator og en spenningsstyrt, variabel temperaturkompensasjonsmotstand i serie, og danne temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen som en anordning som utmater utgangsspenningen fra en D/A-omformer av utgangsspenningstype som en temperaturkompensas jonsspenning, og tilfører temperaturkompensasjonsspenningen til styreklemmen på den variable temperaturkompensasjonsmotstand.

Som en ytterligere variasjon av den temperaturkompenserte kvartsoscillator er det tilveiebrakt en kvartsoscillator som omfatter en kvartsoscillasjonsanordning, en temperaturkompensas jonsstyreanordning som er dannet ved å kople en likestrøms-blokkerende temperaturkompensasjonskondensator og en variabel temperaturkompensas jonskondensator i serie mellom den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og en kraftforsyning, en fast kondensator som er innkoplet mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, og en temperaturkompensas jonsspenningsgenereringsanordning som utmater utgangsspenningen fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som en temperaturkompensasjonsspenning, og har sin utgangsklemme koplet via en fast temperaturkompensasjonsmotstand til et forbindelsespunkt mellom den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator og den variable temperaturkompensasjonskondensator.

I denne temperaturkompenserte kvartsoscillator er den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, fortrinnsvis en likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator som er dannet av to lag av en polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder en forurensning eller urenhet med høy konsentrasjon, dens variable temperaturkompensasjonskondensator er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator, og den faste kondensator som er innkoplet mellom kvartsoscillasjonsanordningens andre klemme og kraftforsyningen, er en fast kondensator som er dannet av to lag av en polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder en urenhet med høy konsentrasjon.

Den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, kan for øvrig være en likestrømsblokkerende temperaturkompensas jonskondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, dens variable temperaturkompensas jonskondensator kan være en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med lav konsentrasjon, og den faste kondensator som er innkoplet mellom kvartsoscillasjonsanordningens andre klemme og kraftforsyningen, kan være en fast MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon.

I de av de temperaturkompenserte kvartsoscillatorer ifølge oppfinnelsen i hvilke kondensatoren i hver av temperaturkompensas jonsstyreanordningen og den ytre frekvensstyreanordning er en fast kondensator, og en spenningsstyrt, variabel motstand er koplet i serie med den faste kondensator, kan belastningskapasitansen varieres ved å variere motstandsverdien av den spenningsstyrte, variable motstand, uten å variere selve kapasitansverdien.

I de oscillatorer i hvilke kondensatoren i hver av temperaturkompensasjonsstyreanordningen og den ytre frekvensstyreanordning er en MOS-kondensator med en variabel kapasitansverdi, og en spenningsstyrt, variabel motstand er koplet i serie med den variable MOS-kondensator, kan belastningskapasitansen varieres ved å variere motstandsverdien av den spenningsstyrte, variable motstand og samtidig variere spenningen over den variable MOS-kondensators klemme for å overlagre kapasitansverdivariasjon.

Belastningskapasitansen kan dessuten varieres ved på passende måte å velge måten for å kombinere portelektrodemate-riale med et halvledersubstrat for å bli MOS-kondensatorens motelektrode, og dermed danne en variabel MOS-kondensator med stor kapasitansverdi-variabilitet i et ønsket spenningsområde, og erstatte den konvensjonelle, variable kapasitansdiode med denne variable MOS-kondensator.

Grunnen til at kvartsoscillasjonsanordningens belastningskapasitans kan varieres ved direkte innkopling av en fast kondensator og en spenningsstyrt, variabel motstand slik som beskrevet i det foregående, er som følger.

Når spesielt en kondensator med en viss kapasitansverdi innkoples mellom kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen uten noen motstand, er ikke noe til stede for å hindre oppladning/utladning av kondensatoren, slik at kondensatoren opplades/utlades fullstendig innenfor kvartsoscillasjonsanordningens oscillasjonsperiode, dvs. den tilkoplede kondensator fungerer i overensstemmelse med sin kapasitansverdi.

Når en motstand koples i serie med kondensatoren, hindrer motstanden oppladning/utladning, slik at utladning starter før oppladningen er fullstendig avsluttet, og oppladning starter før utladningen er fullstendig avsluttet.

Denne tilstand betyr at graden av oppladning/utladning under kvartsoscillatorens oscillasjonsperiode avtar og er elektrisk ekvivalent med innkopling av en kondensator med mindre kapasitansverdi uten noe motstand.

Oppladnings/utladnings-hastigheten er bestemt av produktet av motstandsverdien til den innkoplede motstand og kapasitansverdien til den innkoplede kondensator. Selv om kapasitansverdien er fast, kan derfor graden av oppladning/- utladning varieres ved å benytte en spenningsstyrt, variabel motstand som den innkoplede motstand, og regulere motstandsverdien ved benyttelse av en ytre spenning.

Tilkopling av en seriekopling av en fast kondensator og en spenningsstyrt, variabel motstand til kvartsoscillasjonsanordningen er med andre ord elektrisk ekvivalent med tilkopling av en variabel kondensator til kvartsoscillasjonsanordningen. Dette er grunnen til at kvartsoscillasjonsanordningens belastningskapasitans kan varieres.

Motstandsverdien til den spenningsstyrte, variable motstand trenger ikke å være konstant gjennom hele oppladnings/- utladnings-perioden. Selv om motstandsverdien til den spenningsstyrte, variable motstand varierer når spenningen over dennes klemmer varierer under oppladning/utladning, kan graden av oppladning/utladning varieres ved å benytte en ytre spenning for så vidt som senterverdien av spenningsendringen kan styres ved hjelp av en ytre spenning.

Området for variabilitet av belastningskapasitansen ved hjelp av en spenningsstyrt, variabel motstand kan dessuten utvides ved å endre den faste kondensator til en variabel MOS-kondensator og innkople den variable MOS-kondensator i den retning som forårsaker at kapasitansverdien øker med større potensialforskjell mellom klemmene.

Når belastningskapasitansen skal økes, reduseres med andre ord motstandsverdien av den spenningsstyrte, variable motstand. I denne tilstand virker mesteparten av den spenning som virker på seriekoplingen av den spenningsstyrte, variable motstand og den variable MOS-kondensator, på den variable MOS-kondensator, slik at spenningsforskjellen over den variable MOS-kondensators klemmer øker.

Dersom koplingen, når dette er tilstanden, gjøres slik at kapasitansverdien av den variable MOS-kondensator øker til omtrent samme størrelse som en fast kondensator, kan belastningskapasitansen gjøres til den samme som i det tilfelle hvor en fast kondensator og en spenningsstyrt, variabel motstand er koplet i serie.

Når belastningskapasitansen skal reduseres, økes på den annen side motstandsverdien av den spenningsstyrte, variable motstand. I denne tilstand virker mesteparten av den spenning som virker på seriekoplingen av den spenningsstyrte, variable motstand og den variable MOS-kondensator, på den spenningsstyrte, variable motstand, slik at spenningsforskjellen over den variable MOS-kondensators klemmer avtar.

Dersom den variable MOS-kondensator, når dette er tilstanden, innkoples i den retning i hvilken kapasitansverdien til den variable MOS-kondensator avtar, kan belastningskapasitansen gjøres mindre enn i det tilfelle hvor en fast kondensator og en spenningsstyrt, variabel motstand er koplet i serie.

Ved å avpasse retningen av den variable MOS-kondensators spenningsendring med endringen i belastningskapasitansen frembrakt av den spenningsstyrte, variable motstand og overlagre den på denne, kan med andre ord området av belastningskapasitans- variasjon gjøres større enn i tilfellet med sammenkopling av en fast kondensator og en spenningsstyrt, variabel motstand i serie.

Typen av spenningsstyrt, variabel motstand er ikke spesielt begrenset i noen av disse tilfeller. En MOS-motstand er imidlertid ytterligere fordelaktig sett fra de synspunkter at den lettvint kan innlemmes i en integrert halvlederkrets, at den setter temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen som benyttes i den konvensjonelle, digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator, i stand til å benyttes med liten modifikasjon, og at den også kan tilkoples uten modifikasjon til den eksterne spenningsinngangsklemme for innstilling av oscillasjonsfrekvensen på referansefrekvensen til en basisstasjon.

Selv om kretsanordningen i den sistnevnte, temperaturkompenserte kvartsoscillator er den samme som i den kjente teknikk, setter dens utskiftning av den variable kapasitansdiode med den variable MOS-kondensator den i stand til å oppnå innlemmelse av nesten alle andre komponenter enn kvartsoscillatoren i en integrert halvlederkrets.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er et koplingsskjema som viser oppbygningen av en temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge en første utførelse av oppfinnelsen,

fig. 2 er en kurve som viser karakteristikken til en kvartsoscillasjonsanordning i en temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge en utførelse av oppfinnelsen,

fig. 3 er en kurve som viser C-V-karakteristikken til en MOS-kondensator i en utførelse av oppfinnelsen,

fig. 4 er en kurve som viser C-V-karakteristikken til en MOS-kondensator i en annen utførelse av oppfinnelsen,

fig. 5 er et koplingsskjerna som viser oppbygningen av en temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge en andre utførelse av oppfinnelsen,

fig. 6 er et koplingsskjerna som viser oppbygningen av en temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge en tredje utførelse av oppfinnelsen,

fig. 7 er en kurve som viser C-V-karakteristikken til en MOS-kondensator i enda en annen utførelse av oppfinnelsen,

fig. 8 er et koplingsskjerna som viser oppbygningen av

en temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge en fjerde utførelse av oppfinnelsen,

fig. 9 er et koplingsskjema som viser oppbygningen av en temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge en femte utførelse av oppfinnelsen,

fig. 10 er et koplingsskjema som viser oppbygningen av en temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge en sjette utførelse av oppfinnelsen, og

fig. 11 er et koplingsskjema som viser oppbygningen av en konvensjonell, digital, temperaturkompensert kvartsoscillator.

Beste måte for utførelse av oppfinnelsen

Utførelser av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives under henvisning til tegningene.

[Første utførelse]

Fig. 1 er et koplingsskjema som viser oppbygningen av en temperaturkompensert kvartsoscillator som er en første utførelse av oppfinnelsen. På fig. 1 er oscillasjonsinverteren og liknende betegnet ved benyttelse av kretssymboler, og temperaturinformasjonsgenereringsseksjonen og liknende ved benyttelse av blokker.

Denne temperaturkompenserte kvartsoscillator er en digital kvartsoscillator av temperaturkompensasjonstypen med en kvartsoscillasjonsanordning 2 som er dannet ved å kople i parallell en kvartsoscillator 1, en oscillasjonsinverter 3 og en tilbakekoplingsmotstand 5. I tillegg er en temperaturkompensasjonsstyreanordning 6 dannet ved å kople i serie en fast temperaturkompensas jonskondensator 15 som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder en urenhet med høy konsentrasjon, og en temperaturkompensasjons-MOS-motstand 17 av p-kanal MOS-motstandstype. Temperaturkompensasjonsstyreanordningen 6 er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, som utgjør den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen 2, og høyspenningsside-kraftforsyningen +Vcc, slik at temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 ligger på kraftforsyningssiden.

En anordning 8 for ekstern eller ytre frekvenskontroll er dannet ved å kople i serie en fast kondensator 19 for ytre frekvenskontroll som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, og en MOS-motstand 21 for ytre frekvenskontroll av p-kanal MOS-motstandstype. Anordningen 8 for ytre frekvenskontroll er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme og høyspenningsside-kraftforsyningen +Vcc, slik at MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll ligger på kraftforsyningssiden. En temperaturkompensasj onsspenningsgenereringsanordning 4 utgjøres av en temperaturinformasjonsgenereringsseksjon 7 for generering av digital temperaturkompensas jonsinf ormas jon, en D/A-omformer 9 av spenningsutgangstype for omforming av denne digitale temperaturkompensasjonsinformasjon til en analog spenning, og en integrator 11 for å hindre en plutselig endring i utgangssignalet fra D/A-omformeren 9 av spenningsutgangstype.

Denne temperaturkompensasj onsspenningsgenereringsanordning 4 utmater utgangsspenningen fra D/A-omformeren 9 som en spenning for temperaturkompensasjonsdrift, og dennes utgangsklemme, dvs. integratorens 11 utgangsklemme, er koplet til porten, dvs. styreklemmen, på temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17.

Porten, dvs. styreklemmen, på MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll er koplet til en inngangsklemme 13 for ytre spenning.

En MOS-motstand er en spenningsstyrt, variabel motstand hvis motstandsverdi varierer med portspenningen. Da temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 er en p-kanal MOS-motstand, er dens kilde og substrat koplet til høyspenningsside-kraftforsyningen +Vcc, slik at dens motstandsverdi øker når portspenningen øker, og potensialforskjellen mellom porten og kilden avtar og dens motstandsverdi avtar når portspenningen avtar og potensial-forskj ellen mellom porten og kilden øker.

Når motstandsverdien av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 er lav, er oppladning/utladning av den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 i det vesentlige uhindret, og oppladning/utladning er derfor fullstendig avsluttet innenfor kvartsoscillatorens 1 oscillasjonsperiode, dvs. den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 fungerer i overensstemmelse med sin kapasitansverdi.

Når motstandsverdien av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 er høy, hindrer denne motstand oppladning/utladning av den faste temperaturkompensasjonskondensator 15, slik at utladning starter før oppladning er fullstendig avsluttet, og oppladning starter før utladning er fullstendig avsluttet.

Denne tilstand betyr at graden av oppladning/utladning under kvartsoscillatorens 1 oscillasjonsperiode avtar og er elektrisk ekvivalent med tilkopling av en fast temperaturkompensas jonskondensator 15 med mindre kapasitansverdi direkte til høyspenningssiden.

Oppladnings/utladnings-hastigheten av den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 er bestemt av produktet av motstandsverdien av temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 og kapasitansverdien av den faste temperaturkompensas jonskondensator 15. Selv om kapasitansverdien av den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 er fast, kan derfor graden av oppladning/utladning varieres ved å regulere motstandsverdien av temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17.

Innkopling av seriekoplingen av den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 og temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 mellom kvartsoscillasjonsanordningen 2 og kraftforsyningen er med andre ord elektrisk ekvivalent med innkopling av en variabel kondensator mellom kvartsoscillasjonsanordningen 2 og kraftforsyningen. Dette er grunnen til belastningskapasitansen av kvartsoscillasjonsanordningen kan varieres.

Spesielt er benyttelse av portspenningen av temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 til å variere dennes motstandsverdi elektrisk ekvivalent med å variere den kapasitansverdi som er knyttet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme og setter belastningskapasitansen i stand til å varieres for å temperatur-kompensere oscillasjonsfrekvensen.

Strengt tatt varieres motstandsverdien av temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 ved å variere spenningen mellom kilden og sluket, og da kilde-sluk-spenningen varierer fra øyeblikk til øyeblikk i løpet av oppladning/utladning av den faste temperaturkompensasjonskondensator 15, varierer også oppladningen/utladningen fra øyeblikk til øyeblikk.

Da endringen i motstandsverdien av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 frembrakt ved endring i kilde-sluk-spenningen er gradvis, frembringer den imidlertid ikke kvantum-endringer 1 oppladnings/utladnings-tidskonstanten til den faste temperaturkompensasjonskondensator 15, slik at oppladnings/utlad-nings-tidskonstanten til den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 i hovedsaken står under kontroll av portspenningen til temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17.

Benyttelse av portspenningen til MOS-motstanden 21 for ekstern frekvenskontroll til å variere dennes motstandsverdi, er på liknende måte elektrisk ekvivalent med å variere den kapasitansverdi som er koplet til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, og setter belastningskapasitansen i stand til å varieres for å innstille oscillasjonsfrekvensen på referansefrekvensen til en basisstasjon.

I den konfigurasjon av den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 1, er ingen bane som leder likestrøm, til stede i hverken temperaturkompensasjonsstyreanordningen 6 eller anordningen 8 for ytre frekvenskontroll, og bare vekselstrøm som er knyttet til oppladning og utladning, oppstår.

Denne vekselstrøm er en strøm som opptrer ikke bare i denne oppfinnelse, men uunngåelig i ethvert tilfelle hvor kvartsoscillasjonsanordningens 2 frekvens styres av en kondensator, og er ikke en strømøkning på grunn av utformingen av denne første utførelse av oppfinnelsen.

I den konfigurasjon av den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 1, utføres temperaturkompensas jonsoperas jon av temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 på utgangsklemmesiden av oscillasjonsinverteren 3, og operasjonen med innstilling av oscillasjonsfrekvensen på ref eransef rekvensen til en basisstasjon utføres av MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll på inngangsklemmesiden av oscillasjonsinverteren 3.

Dette er motsatt av konfigurasjonen av den konvensjonelle kvartsoscillator av temperaturkompensasjonstype som er vist på fig. 11. Grunnen er som følger.

I en digital, temperaturkompensert kvartsoscillator er det frekvensreguleringsområde som kreves for temperaturkompensasjonsdrift, vanligvis rundt 20 - 40 ppm (part pr. million), mens det frekvensreguleringsområde som kreves for operasjonen med innstilling av oscillasjonsfrekvensen på referansefrekvensen til basisstasjonen, ikke er mer enn 10 ppm.

I tilfellet med benyttelse av den samme frekvensregu-leringsanordning på begge klemmer av oscillasjonsinverteren 3, har derfor den vanlige praksis vært å benytte siden med stor frekvensendring for temperaturkompensasjonsoperasjonen, og å benytte siden med liten frekvensendring for operasjonen med innstilling av oscillasjonsfrekvensen på basisstasjonens referansefrekvens.

I en konfigurasjon som direkte varierer kapasitansverdien ved å benytte en variabel kapasitansdiode eller et annet slikt element med variabel kapasitans, slik som i tilfellet med den konvensjonelle, digitale temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 11, benyttes oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside for temperaturkompensasjonen, da det er generelt kjent at oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside har omtrent det dobbelte av frekvensvariabilitetsområdet til utgangsklemmesiden.

I konfigurasjonen av den første utførelse av denne oppfinnelse som benytter en seriekopling av en fast kondensator og en MOS-motstand, er derimot frekvensvariabilitetsområdet på oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside omtrent dobbelt så stort som på inngangsklemmesiden. Dette er vist ved testdata nedenfor.

Fig. 2 er en grafisk fremstilling som viser sammenhengen mellom absoluttverdi av portspenning og hastighet av oscillasjonsf rekvensendring for p-kanal-temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 og MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll i den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 1.

Kapasitansverdiene for den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 19 for ytre frekvenskontroll var begge 30 pF, kanallengdene og kanalbreddene av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 og MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll var alle 30 um, absoluttverdiene av terskelspenningene for temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 og MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll var begge 0,7 V, og kvartsoscillatorens 1 grunnfrekvens var 12,8 MHz.

Som vist på fig. 2, oppviser endringshastigheten a av oscillasjonsfrekvensen på oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside og endringshastigheten b av oscillasjonsfrekvensen på oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside begge en skarp endring i frekvens fra det område hvor absoluttverdien av portspenningen overskrider terskelspenningsverdien på 0,7 V, og det er en felles tendens for oscillasjonsfrekvensendringen å gå noe i metning fra nærheten av en absolutt portspenningsverdi på 2 V. Absoluttverdien av frekvensendringshastigheten på oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside er imidlertid omtrent det dobbelte av endringshastigheten på oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside.

Grunnen til forekomsten av dette fenomen menes å være relatert til det faktum at den store amplitude på oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside forårsaker at potensialet på den faste temperaturkompensasjonskondensators 15 motelektrode overskrider kraftforsyningsspenningen som følge av spennings-økningskretsprinsippet, og således anbringer eller forspenner temperaturkompensasjons-MOS-motstandens 17 slukelektrode i fremoverretningen i forhold til substratet.

På denne måte, som vist på fig. 1, benyttes oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside for temperaturkompensasjonsoperasjon, og dens inngangsklemmeside benyttes for operasjonen med innstilling av oscillasjonsfrekvensen på basisstasjonens referansefrekvens.

Det er imidlertid også mulig, selv om det er noe ufordelaktig, å benytte oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside for temperaturkompensasjonsoperasjon, og dens utgangsklemmeside for operasjonen med innstilling av oscillasjonsfrekvensen på basisstasjonens referansefrekvens.

Kapasitansverdien av den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 på fig. 1 må være av en størrelse som muliggjør kompensasjon for endring i kvartsoscillatorens 1 oscillasjonsfrekvens med temperaturen. Beregninger og tester viser at i det omfang en ordinær AT-skåret kvartsoscillator benyttes som kvartsoscillator 1, er en kapasitet på rundt 30-50 pF eller lavere tilstrekkelig.

En kondensator av en tolags polykrystallinsk silisiumfilm med en kapasitansverdi av en størrelse på dette nivå kan fremstilles slik at den opptar ikke mer enn 200 pm x 300 um overflateareal i en integrert halvlederkrets, selv om dette vil øke eller avta noe avhengig av drivbarhetsinnstillingen av oscillasjonsinverteren 3. Den kan derfor lettvint innlemmes i en integrert halvlederkrets.

Selv om motstandsverdiene av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 og MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll er direkte proporsjonale med kanallengde og omvendt proporsjonale med kanalbredde, og også selvsagt varierer med kilde-sluk-spenningen, er deres avhengighet av den påtrykte portspenning fremherskende, slik at variasjon med portspenning er mulig fra store verdier på 1 GCl og høyere til små verdier på 100 fi og lavere.

Når motstandsverdien av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 er 1 GCl eller større, blir oppladnings/utladnings-tidskonstanten for en fast temperaturkompensasjonskondensator 15 på rundt 30 - 50 pF ikke mindre enn 30 - 50 ms. Da oscillasjonsperioden til en vanlig, digital temperaturkompensert kvartsoscillator er ca. 50 - 100 ns, forekommer nesten ingen oppladning/utladning innenfor oscillasjonsperioden. Dette er i hovedsaken ekvivalent med den tilstand da ingen fast temperaturkompensasjonskondensator 15 er koplet til oscillasjonsinverteren 3.

Når på den annen side motstandsverdien av temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 er 100 ohm eller mindre, blir oppladnings/utladnings-tidskonstanten for en fast temperaturkompensas jonskondensator 15 på ca. 30-50 pF ikke større enn 3 - 5 ns, slik at oppladning/utladning er i hovedsaken fullført innenfor oscillasjonsperioden. Dette er i hovedsaken ekvivalent med den tilstand da den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 er koplet til kraftforsyningen direkte, ikke via temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17.

Ved å benytte portspenning til å variere motstandsverdien av temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17, kan derfor den kapasitansverdi som er forbundet med oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside, varieres i det vesentlige 30 - 50 pF.

Da denne grad av kapasitansverdivariasjon setter oscillasjonsfrekvensen i stand til å varieres ca. 30 - 40 ppm, er det da tilstrekkelig å utforme temperaturinformasjonsgenereringsseksjonen 7 for å generere data som er tilpasset til kvartsoscillatorens 1 temperaturkarakteristikk for å kompensere denne. For eksempel er det tilstrekkelig med en anordning for innskriving av temperaturkompensasjonsdata i et ikke-flyktig lager som er innlemmet i temperaturinformasjonsgenereringsseksjonen 7.

Da operasjonen med innstilling av oscillasjonsfrekvensen på basisstasjonens ref eransef rekvens vanligvis er underkastet eller avhengig av en angivelse om at frekvensendringen må være positiv i polaritet i forhold til den eksterne inngangsspenning, må den spenningsstyrte, variable motstand som benyttes, være en motstand hvis motstandsverdi øker som reaksjon på økende ytre inngangsspenning.

For så vidt som en MOS-motstand benyttes som den spenningsstyrte, variable motstand, må derfor MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll på oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside, som vist på fig. 1, være en p-kanal-MOS-motstand, og kan ikke være en n-kanal-MOS-motstand. Dersom det er en p-kanal-MOS-motstand, øker motstandsverdien og den effektive belastningskapasitans avtar med økende ytre inngangsspenning. Da oscillasjonsf rekvensen derfor stiger, er polariteten av operasjonen positiv. På den annen side, når det dreier seg om temperaturkompensas jonsoperas jon, da det ikke gjør noen forskjell om polariteten av oscillasjonsf rekvensendring er positiv eller negativ med hensyn til endring i utgangsspenningen fra temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen 4, kan den variable motstand som er koplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside, være en n-kanal-MOS-motstand.

I dette tilfelle er det imidlertid fordelaktig å utføre forbindelsen med kraftforsyningen på lavspenningssiden for å eliminere innvirkningen av bakporteffekten (the back gate effeet).

Ved operasjonen med innstilling av oscillasjonsf rekvensen på basisstasjonens referansefrekvens er det nødvendige frekvensvariasjonsområde stort sett ikke mer enn 10 ppm, og mer spesielt ca. 3 - 5 ppm pr. IV endring i ytre spenningsendring.

Da kapasitansverdien av den faste kondensator 19 for ytre frekvenskontroll som er nødvendig for frembringelse av denne grad av frekvensendring, ved virkelig måling er blitt funnet å være vanligvis ikke mer enn 15 - 30 pF, er det areal som opptas innenfor den integrerte halvlederkrets, ikke mer enn 100 um x 300 pm.

Da den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 1, muliggjør alt annet enn at kvartsoscillatoren 1 kan innlemmes lettvint i en integrert halvlederkrets, er den åpenbart i stand til å oppnå både mer kompakt størrelse på grunn av reduksjon av antall komponenter, og lavere pris.

I den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator ifølge den første utførelse av oppfinnelsen som er vist på fig. 1, er den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 19 for ytre frekvenskontroll tilkoplet til oscillasjonsinverteren 3, og temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 og MOS-motstanden 21 for ekstern frekvenskontroll er tilkoplet til høyspenningsside-kraftforsyningen.

Dette kan imidlertid modifiseres ved å tilkople temperaturkompensasjons-MOS-motstandens 17 sluk til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, å tilkople sluket i MOS-motstanden 21 for ekstern frekvenskontroll til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, å tilkople den ene klemme av den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 til sluket i temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17, å tilkople den ene klemme av den faste kondensator 19 for ekstern frekvenskontroll til sluket i MOS-motstanden 21 for ekstern frekvenskontroll, og å tilkople den andre klemme av den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den andre klemme av den faste kondensator 19 for ekstern frekvenskontroll til høyspenningsside-kraftforsyningen.

På grunn av det faktum at slukene til temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 og MOS-motstanden 21 for ekstern frekvenskontroll omfatter fremmed, flytende kapasitans som er kjent som pn-overgangskapasitans, og også på grunn av andre faktorer, er imidlertid forringelse av oscillasjonsaktiveringsegenskapen og andre problemer mer sannsynlige når slukene til temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 og MOS-motstanden 21 for ekstern frekvenskontroll er koplet til oscillasjonsinverteren 3 enn når den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 19 for ekstern frekvenskontroll er koplet til oscillasjonsinverteren 3. Av denne grunn er det fordelaktig å tilkople den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 19 for ekstern frekvenskontroll til oscillasjonsinverteren 3 som vist på fig. 1.

Selv om den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 og den faste kondensator 19 for ekstern frekvenskontroll begge er kondensatorer som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, kan disse kondensatorer selvsagt være av hvilken som helst type i den grad deres kapasitansverdier ikke er spenningsavhengige i det benyttede spenningsområde, og videre forutsatt at de lettvint kan innlemmes i en integrert halvlederkrets.

Kondensatorer som oppfyller disse betingelser, omfatter MOS-kondensatorer som har en vilkårlig leder, så som en polykrystallinsk silisiumfilm, en metallfilm med høyt smeltepunkt, en metall-silisiumforbindelsesfilm eller liknende med høyt smeltepunkt som portelektrode, og et diffundert område med høy konsentrasjon som motelektrode.

Når motelektroden er et diffundert område med høy konsentrasjon, dannes nesten ikke noe utarmingssjikt av det elektriske felt fra portelektroden i det vanligvis benyttede kraftforsynings-spenningsområde, og kapasitansverdien avhenger derfor ikke av spenningen.

Denne type MOS-kondensator kan derfor benyttes som den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 eller den faste kondensator 19 for ekstern frekvenskontroll som er vist på fig. 1.

Motelektroden i den MOS-kondensator som benyttes som den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 eller den faste kondensator 19 for ekstern frekvenskontroll, må imidlertid være elektrisk isolert fra sine omgivelser ved benyttelse av en pn-overgang. Av denne grunn medfører tilkopling av denne motelektrode til oscillasjonsinverteren 3 ulempen med forringelse av aktiveringsegenskapen. Det er derfor bedre å tilkople portelektroden til oscillasjonsinverteren 3.

Motelektroden bestående av et diffundert område med høy konsentrasjon kan lettvint dannes ved innføring av en urenhet med høy konsentrasjon under portisolasjonsfilmen.

Når det for eksempel dreier seg om innføring av bor som høykonsentrasjons-urenhet, er det tilstrekkelig å utføre ioneimplantasjon etter dannelse av den portisolerende film, mens det, når det dreier seg om innføring av fosfor, arsen eller liknende som høykonsentrasjonsurenhet, er tilstrekkelig å utføre ioneimplantasjon før dannelse av den portisolerende film.

Også når det dreier seg om benyttelse av kondensatorer med spenningsavhengige kapasitansverdier som den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 og den faste kondensator 19 for ekstern frekvenskontroll, kan kondensatorene selvsagt betraktes som om de er faste kondensatorer så lenge deres kapasitansverdier ikke er spenningsavhengige i det benyttede spenningsområde.

Også en MOS-kondensator hvis kapasitansverdi er spenningsavhengig på grunn av at motelektroden er et diffundert område med lav konsentrasjon, kan derfor gjøres brukbar som den ene eller den andre av de faste kondensatorer på fig. 1 ved utvelgelse av arbeidsfunksjonen mellom portelektroden og substratet som utgjør dens motelektrode, og tilkoplingsmåten for denne.

Fig. 3 viser sammenhengen (den såkalte C-V-karakteristikk) mellom portspenning og kapasitansverdi, idet motelektroden benyttes som referansepotensial, i en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type. Selv om fig. 3 er et eksempel for tilfellet med en målefrekvens på 1 MHz, endrer ikke denne C-V-karakteristikk seg, selv når frekvensen ligger i 10 MHz-båndet.

Som vist på fig. 3, oppviser MOS-kondensatoren hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, nesten ingen avhengighet mellom kapasitansverdi og spenning så lenge portelektroden er på et lavere potensial enn motelektroden, og kan anses for å være i hovedsaken en fast kondensator så lenge den benyttes under betingelsen med denne potensialrelasjon.

Fig. 4 viser en C-V-karakteristikk som angir sammenhengen mellom portspenning og kapasitansverdi, idet motelektroden benyttes som referansepotensial, i en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type. Selv om fig. 4 er et eksempel for tilfellet med en målef rekvens på 1 MHz, endrer ikke denne C-V-karakteristikk seg selv når frekvensen ligger i 10 MHz-båndet.

Som vist på fig. 4, oppviser MOS-kondensatoren hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, nesten ingen avhengighet mellom kapasitansverdi og spenning så lenge port elektroden ligger på et høyere potensial enn motelektroden, og kan anses for å være i hovedsaken en fast kondensator så lenge den benyttes under betingelsen med denne potensialrelasjon.

I den konfigurasjon av den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 1, ligger oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme stadig på et lavt potensial i forhold til forbindelsespunktet mellom den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 og MOS-temperaturkompensasjonsmotstanden 17, og oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme ligger stadig på et lavt potensial i forhold til forbindelsespunktet mellom den faste kondensator 19 for ekstern frekvenskontroll og MOS-motstanden 21 for ekstern frekvenskontroll.

En MOS-kondensator kan derfor benyttes som fast kondensator ved å erstatte den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 19 for ekstern frekvenskontroll med en fast temperaturkompensasjons-MOS-kondensator og en fast MOS-kondensator for ekstern frekvenskontroll hvis portelektroder er polykrystallinske silisiumfilmer av p-type og hvis motelektroder er diffunderte områder av p-type, og tilkople portelektrodene til henholdsvis utgangsklemmen og inngangsklemmen av oscillasjonsinverteren 3.

For øvrig kan en MOS-kondensator benyttes som fast kondensator ved å erstatte den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 19 for ekstern frekvenskontroll med en fast temperaturkompensasjons-MOS-kondensator og en fast MOS-kondensator for ekstern frekvenskontroll hvis portelektroder er polykrystallinske silisiumfilmer av n-type og hvis motelektroder er diffunderte områder av n-type, og tilkople motelektrodene til henholdsvis utgangsklemmen og inngangsklemmen av oscillasjonsinverteren 3.

Ved hjelp av disse måter blir det mulig å benytte MOS-kondensatorer, som har den høyeste behandlingspresisjon blant de kondensatorer som kan innlemmes i en integrert halvlederkrets, som de faste kondensatorer i den temperaturkompenserte kvartsoscillator ifølge oppfinnelsen.

Når en MOS-kondensator som benytter motelektroden på et potensial som er forskjellig fra kraftforsyningsspenningen, dannes på et vanlig halvledersubstrat, må imidlertid motelektroden isoleres elektrisk fra sine omgivelser ved benyttelse av en pn-forbindelse (pn-overgang). Som et resultat oppstår innbefatning av fremmed, flytende kapasitans som er kjent som pn-overgangskapasitans, og andre slike problemer.

Tilkopling av motelektroden av en MOS-kondensator til oscillasjonsinverteren 3 forringer derfor oscillasjonsaktiveringsegenskapen til under egenskapen eller kvaliteten når det dreier seg om tilkopling av MOS-kondensatorens portelektrode til oscillasjonsinverteren 3, og dette og andre problemer fører til ulemper med hensyn til ytelse.

Når det dreier seg om en digital, temperaturkompensert kvartsoscillator som er sammensatt med en fast kondensator og en MOS-motstand som er koplet i serie med høyspenningsside-kraf tforsyningen som vist på fig. 1, er det derfor fordelaktig, når en MOS-kondensator benyttes som den faste kondensator, å benytte en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type.

Når MOS-kondensatoren ikke er dannet på et vanlig halvledersubstrat, men er dannet ved benyttelse av en silisium-på-isolator- eller SOI-struktur, er motelektroden altså isolert ved hjelp av isolasjon, og derfor oppstår ingen ulemper når motelektroden er koplet til oscillasjonsinverteren 3.

Slik som påpekt tidligere, er det dessuten også mulig i den første utførelse av den temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 1, å benytte en n-kanal-MOS-motstand som den variable motstand for temperaturkompensasjon og som er koplet til utgangsklemmesiden av oscillasjonsinverteren 3, og å danne forbindelsen med kraftforsyningen på lavspenningssiden.

Således er det også mulig å erstatte den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 med en fast temperaturkompensasjons-MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, og tilkople dennes portelektrode til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, å erstatte den faste kondensator 19 for ytre frekvenskontroll med en fast MOS-kondensator for ytre frekvenskontroll hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, og å tilkople dennes portelektrode til

oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme.

I et slikt tilfelle, når en MOS-kondensator som benytter motelektroden på et potensial som er forskjellig fra kraftforsyningsspenningen, dannes på et vanlig halvledersubstrat, må imidlertid motelektroden isoleres elektrisk fra sine omgivelser ved benyttelse av en pn-overgang. Når det dreier seg om benyttelse av et halvledersubstrat av n-type, er det derfor uunngåelig å benytte en dobbel diffusjonsstruktur for omslutning av omkretsen av motelektroden av den faste temperaturkompensasjons-MOS-kondensator med et diffundert område av p-type. Når det på den annen side dreier seg om benyttelse av et halvledersubstrat av p-type, er det uunngåelig å benytte en dobbel diffusjonsstruktur for omslutning av omkretsen av motelektroden av den faste MOS-kondensator for ytre frekvenskontroll med et diffundert område av n-type, hvilket er ufordelaktig ved produksjon.

Bortsett fra når det dreier seg om forming av den integrerte halvlederkrets ved benyttelse av SIO-struktur, er det derfor fordelaktig, når en spenningsavhengig MOS-kondensator benyttes som den faste kondensator, å benytte en fast temperaturkompensas jons-MOS-kondensator og en fast MOS-kondensator for ytre frekvenskontroll som er MOS-kondensatorer av samme type.

Når den integrerte halvlederkrets dannes ved benyttelse av SIO-struktur, er typen av MOS-kondensator ikke begrenset, og bare måten for tilkopling er begrenset.

En annen utførelse av oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere.

[Andre utførelse]

Fig. 5 er et koplingsskjema som viser strukturen av en temperaturkompensert kvartsoscillator som er en andre utførelse av oppfinnelsen. På fig. 5 er isolasjonsinverteren og liknende betegnet ved benyttelse av kretssymboler, og temperaturinformasjonsgenereringsseksjonen og liknende ved benyttelse av blokker.

Denne andre utførelse er også en digital, temperaturkompensert kvartsoscillator med en kvartsoscillasjonsanordning 2 som er dannet ved å kople i parallell en kvartsoscillator 1, en oscillasjonsinverter 3 og en tilbakekoplingsmotstand 5, og en temperaturkompensas jonsstyreanordning 6 som er dannet ved å kople i serie en fast temperaturkompensasjonskondensator 15 som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder en urenhet med høy konsentrasjon, og en temperaturkompensasjons-MOS-motstand 17 av n-kanal MOS-motstandstype. Temperaturkompensasjonsstyreanordningen 6 er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, som utgjør den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen 2, og lavpotensialside-kraftforsyningen -Vcc.

En temperaturkompensasj onsspenningsgenereringsanordning 4 er sammensatt av en temperaturinformasjonsgenereringsseksjon 7 for generering av digital temperaturkompensasjonsinformasjon, en D/A-omformer 9 av spenningsutgangstype for omforming av denne digitale temperaturkompensasjonsinformasjon til en analog spenning, og en integrator 11 for å hindre en plutselig endring i utgangssignalet fra D/A-omformeren 9. Denne temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordning 4 utmater utgangsspenningen fra D/A-omformeren 9 av spenningsutgangstype som en spenning for temperaturkompensasjonsoperasjon, og dennes utgangsklemme, dvs. integratorens 11 utgangsklemme, er koplet til porten, dvs. styreklemmen, i temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17.

En fast kondensator 20 som er dannet av to lag eller sjikt av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder en urenhet med høy konsentrasjon, er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, som utgjør den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen 2, og lavpotensialside-kraftforsyningen -Vcc. Ingen anordning for ytre frekvenskontroll, slik som vist med hensyn til den første utførelse, er tilveiebrakt.

Dette er på grunn av at forskriftene for de fleste bærbare telefoner utenfor Japan ikke omfatter en operasjon ved anropsstarttidspunktet for innstilling av den temperaturkompenserte kvartsoscillators oscillasjonsfrekvens på basisstasjonens referansefrekvens, og tilveiebringelsen av en anordning for ytre frekvenskontroll, slik som vist med hensyn til den første utførelse, er derfor unødvendig i slike digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillatorer for oversjøisk bruk.

Kapasitansverdien av den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 ligger rundt 30 - 50 pF eller lavere, slik som nevnt med hensyn til den første utførelse.

Kapasitansverdien av den faste kondensator 20, selv om den er avhengig av belastningskapasitansen for frekvensregulering som innstilles ved tidspunktet for fremstilling av kvartsoscilla-

toren 1, er stort sett 15 - 30 pF.

Den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 20 kan derfor lettvint innlemmes i en integrert halvlederkrets.

Selv om både den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 20 er kondensatorer som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder en urenhet med høy konsentrasjon, kan det i stedet benyttes MOS-kondensatorer som har en vilkårlig leder, så som en polykrystallinsk silisiumfilm, en metallfilm med høyt smeltepunkt, en metall-silisiumforbindelsesfilm eller liknende med høyt smeltepunkt som portelektrode, og et diffundert område med høy konsentrasjon som motelektrode.

Motelektroden i MOS-kondensatoren som benyttes som den faste temperaturkompensasjonskondensator 15, eller den faste kondensator 20 må imidlertid være elektrisk isolert fra sine omgivelser ved benyttelse av en pn-overgang. Av denne grunn medfører tilkopling av denne motelektrode til oscillasjonsinverteren 3 ulempen med forringelse av aktiveringsegenskapen. Det er derfor bedre å tilkople portelektroden til oscillasjonsinverteren 3.

Slik det ble forklart angående den første utførelse, kan den faste temperaturkompensasjonskondensator, selv når det dreier seg om benyttelse av en kondensator med en spenningsavhengig kapasitansverdi som den faste temperaturkompensasj onskondensator 15, anses for å være en fast kondensator så lenge dens kapasitansverdi ikke er spenningsavhengig i det benyttede spenningsområde. Selv en MOS-kondensator hvis kapasitansverdi er spenningsavhengig, kan derfor gjøres brukbar som den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 på fig. 5 ved utvelgelse av arbeidsfunksjonen mellom portelektroden og substratet som utgjør dens motelektrode, og tilkoplingsmåten for denne.

Som vist på fig. 4, oppviser en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, nesten ingen avhengighet mellom kapasitansverdi og spenning så lenge portelektroden ligger på et høyere potensial enn motelektroden, og kan anses for å være i hovedsaken en fast kondensator så lenge den benyttes under betingelsen med denne potensialrelasjon.

I konfigurasjonen av den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 5, ligger oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme stadig på et høyt potensial i forhold til temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17, og en MOS-kondensator kan derfor benyttes som den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 ved å erstatte den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 med en fast temperaturkompensasjons-MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, og å tilkople portelektroden til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme.

Slik det er klart ut fra fig. 3, kan for øvrig en MOS-kondensator benyttes som den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 ved å erstatte den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 med en fast temperaturkompensasjons-MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, og å tilkople dennes motelektrode til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme.

Ved hjelp av disse måter blir det mulig å benytte en MOS-kondensator, som er den høyeste i behandlingspresisjon blant de kondensatorer som kan innlemmes i en integrert halvlederkrets, som den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 i den temperaturkompenserte kvartsoscillator ifølge oppfinnelsen.

Når en MOS-kondensator som benytter motelektroden på et potensial som er forskjellig fra kraftforsyningsspenningen, er dannet på et vanlig halvledersubstrat, må imidlertid motelektroden være elektrisk isolert fra sine omgivelser ved benyttelse av en pn-overgang. Da dette for eksempel resulterer i innbefatning av fremmed, flytende kapasitans som er kjent som pn-overgangskapasitans, forringer tilkopling av motelektroden av en MOS-kondensator til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme oscillasjonsaktiveringsegenskapen til under egenskapen eller kvaliteten når det dreier seg om tilkopling av MOS-kondensatorens portelektrode til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, og dette og andre problemer fører til ulemper med hensyn til ytelse.

Når det dreier seg om en digital, temperaturkompensert kvartsoscillator som er sammensatt med den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 og temperaturkompensasjons-MOS-motstan den 17 koplet i serie med lavpotensialside-kraftforsyningen som vist på fig. 5, er det derfor fordelaktig, når en MOS-kondensator som er dannet på et vanlig halvledersubstrat, benyttes som den faste temperaturkompensajonskondensator 15, å benytte en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type.

Når den integrerte halvlederkrets er dannet ved benyttelse av SIO-struktur, er imidlertid typen av MOS-kondensator ikke begrenset. Den eneste begrensning når det dreier seg om forming av en integrert halvlederkrets ved benyttelse av SIO, er at portelektroden og motelektroden må være koplet slik at det oppnås en potensialforbindelse som setter MOS-kondensatoren i stand til å betraktes i hovedsaken som en fast kondensator.

Selv om temperaturkompensasjonsstyreanordningen 6 er koplet til utgangsklemmesiden av oscillasjonsinverteren 3 i den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 5, kan den i stedet være tilkoplet til inngangsklemmesiden av oscillasjonsinverteren 3.

Når temperaturkompensas jonsstyreanordningen 6 er koplet til inngangsklemmesiden av oscillasjonsinverteren 3, blir imidlertid variabilitetsområdet av oscillasjonsf rekvensen omtrent halvparten av området når den er tilkoplet til utgangsklemmesiden av oscillasjonsinverteren 3, som vist på fig. 2. Når den er tilkoplet til bare én side, er det derfor fordelaktig å tilkople den til utgangsklemmesiden av oscillasjonsinverteren 3 som vist på fig. 5.

I den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 5, er den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 tilkoplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, og temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 er tilkoplet til lavpotensialside-kraftforsyningen. Det er imidlertid også mulig å tilkople sluket i temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, å tilkople den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 til kilden i temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17, og å tilkople den andre klemme av den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 til lavpotensialside-kraftforsyningen.

På grunn av det faktum at sluket i temperaturkompensa sjons-MOS-motstanden 17 omfatter fremmed kapasitans som er kjent som pn-overgangskapasitans, så vel som andre faktorer, er imidlertid forringelse av oscillasjonsaktiveringsegenskapen og andre problemer mer sannsynlige når sluket i temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 er koplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme enn når den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 er koplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme.

Av denne grunn er det fordelaktig å tilkople den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, som vist på fig. 5.

Også når det dreier seg om tilkopling av temperaturkompensas jonsstyreanordningen 6 til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, er det likeledes fordelaktig å tilkople den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme.

Selv om temperaturkompensas jonsstyreanordningen 6 i den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 5, er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme og lavpotensialside-kraftforsyningen, kan den i stedet være innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme og høypotensialside-kraftforsyningen. I dette tilfelle er det imidlertid fordelaktig å endre temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 til en p-kanal-MOS-motstand for å eliminere innvirkningen av bakporteffekten.

Når en p-kanal-MOS-motstand benyttes og er tilkoplet til høypotensialside-kraftforsyningen, er det fordelaktig, når en MOS-kondensator som er dannet på et vanlig halvledersubstrat, benyttes som den faste temperaturkompensasjonskondensator 15, å benytte en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, og å tilkople dennes portelektrode til oscillasjonsinverteren 3.

Når den integrerte halvlederkrets er dannet ved benyttelse av SIO, er typen av MOS-kondensator ikke begrenset i den grad portelektroden og motelektroden er koplet slik at det oppnås en potensialrelasjon som setter MOS-kondensatoren i stand til å betraktes i hovedsaken som en fast kondensator.

Ikke bare kan en MOS-kondensator benyttes som den faste temperaturkompensas jonskondensator 15, men den faste kondensator 20 kan også være en MOS-kondensator med høy behandlingspresisjon.

På samme måte som det ikke gjør noen forskjell om den kraftforsyning til hvilken temperaturkompensas jonsstyreanordningen 6 er tilkoplet, befinner seg på høypotensialsiden eller lavpotensialsiden, gjør det på liknende måte ikke noen forskjell om den kraftforsyning til hvilken den faste kondensator 20 er tilkoplet, befinner seg på høypotensialsiden eller lavpotensialsiden.

To typer av MOS-kondensator kan benyttes som kondensatorer som er i hovedsaken faste, avhengig av tilkoplingstil-standen til portelektroden og motelektroden, nemlig en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, og en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type.

Et meget stort antall kombinasjoner er derfor mulig, avhengig av hvilken type MOS-kondensator som benyttes for den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 20, og hvilken kraftforsyning de er tilkoplet til.

I de kombinasjoner i hvilke den faste temperaturkompensas jonskondensator 15 og den faste kondensator 20 er forskjellige typer av MOS-kondensator og er koplet til den samme kraftforsyning, eller i hvilke den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 20 er den samme type MOS-kondensator og er koplet til forskjellige kraftforsyninger, er motelektroden til én av MOS-kondensatorene koplet til oscillasjonsinverteren 3. Slik som tidligere påpekt, fører dette til forringelse av oscillasjonsaktiveringsegenskapen og andre problemer når den integrerte halvlederkrets er fremstilt ved benyttelse av et vanlig halvledersubstrat.

Videre, når den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 20 er MOS-kondensatorer av forskjellige typer og er koplet til forskjellige kraftforsyninger, oppstår ikke problemet med forringelse av oscillasjonsaktiveringsegenskapen dersom motelektroden til den MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, er koplet til høypotensialside-kraftforsyningen, og motelektroden til den MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, er koplet til lavpotensialside-kraftforsyningen.

Når den integrerte halvlederkrets fremstilles ved benyttelse av et vanlig halvledersubstrat, er det imidlertid nødvendig, for å bibringe det ønskede potensial til motelektrodesiden, å benytte en pn-overgang for elektrisk isolasjon fra omgivelsene. En dobbel diffusjonsstruktur må derfor uunngåelig benyttes rundt motelektroden til en av MOS-kondensatorene, hvilket er ufordelaktig ved produksjon.

Mer spesielt, når den integrerte halvlederkrets er fremstilt ved benyttelse av et halvledersubstrat av p-type, er substratet tilkoplet til lavpotensialside-kraftforsyningen. Dersom motelektroden til en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, skal tilkoples til høypotensialside-kraftforsyningen, må derfor omkretsen av det diffunderte område av p-type som utgjør denne motelektrode, være omsluttet av et diffundert område av n-type, noe som uunngåelig gjør den til en dobbeltdiffusjonsstruktur.

På den annen side, dersom den integrerte halvlederkrets er fremstilt ved benyttelse av et halvledersubstrat av n-type, er substratet tilkoplet til høypotensialside-kraftforsyningen. Dersom motelektroden til en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, skal tilkoples til lavpotensialside-kraftforsyningen, må derfor omkretsen av det diffunderte område av n-type som utgjør denne motelektrode, være omsluttet av et diffundert område av p-type, noe som uunngåelig gjør den til en dobbeltdiffusjonsstruktur. Begge tilfeller er ufordelaktige i produksjon.

Således er bare to valgmuligheter tilgjengelige når det dreier seg om fremstilling av den integrerte halvlederkrets ved benyttelse av et vanlig halvledersubstrat, nemlig enten å benytte en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, både som den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 20, og å tilkople motelek trodene til høypotensialside-kraftforsyningen, eller å benytte en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, som både den faste temperaturkompensasjonskondensator 15 og den faste kondensator 20, og å tilkople motelektrodene til lavpotensialside-kraftforsyningen.

Når den integrerte halvlederkrets er fremstilt ved benyttelse av SOI-struktur, kan MOS-kondensatorene anses for å være i det vesentlige faste kondensatorer i den grad portelektrodene og motelektrodene er av samme ledningsevnetype, og portelektrodene og motelektrodene er koplet slik at ikke noe utarmingssjikt er dannet i det aktive sjikt av SIO-strukturen. Da relasjonen mellom typene og kraftforsyningstilkoplingene for MOS-kondensatorene derfor ikke er underlagt noen begrensning, er hvilken som helst vilkårlig kombinasjon mulig.

Både den første utførelse og den andre utførelse som er beskrevet i det foregående, benytter en seriekopling av en fast kondensator og en variabel motstand, og varierer belastningskapasitansen ved å variere motstandsverdien av den variable motstand uten å variere selve kapasitansverdien.

[Tredje utførelse]

En tredje utførelse av oppfinnelsen skal beskrives i det følgende. Fig. 6 er et koplingsskjema som viser oppbygningen av den tredje utførelse av den temperaturkompenserte kvartsoscillator. På fig. 6 er oscillasjonsinverteren og liknende betegnet ved benyttelse av kretssymboler, og temperaturinformasjonsgenereringsseksjonen og liknende ved benyttelse av blokker.

Denne tredje utførelse er også en digital, temperaturkompensert kvartsoscillator som, slik som de foregående utførel-ser, er utformet med en kvartsoscillasjonsanordning 2 som er sammensatt ved å kople i parallell en kvartsoscillator 1, en oscillasjonsinverter 3 og en tilbakekoplingsmotstand 5.

Dessuten er en temperaturkompensasjonsstyreanordning 6 sammensatt ved å kople i serie en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, og en temperaturkompensasjons-MOS-motstand 17 av p-kanal-MOS-motstandstype. Temperaturkompensasjonsstyreanordningen 6 er innkoplet mellom oscillasjonsinver terens 3 utgangsklemme, som utgjør den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen 2, og høypotensialside-kraftforsyningen +Vcc, slik at temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 ligger på kraftforsyningssiden.

En anordning 8 for ytre frekvenskontroll er sammensatt ved å kople i serie en variabel MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, og en MOS-motstand 21 for ytre frekvenskontroll av p-kanal-MOS-motstandstype. Anordningen 8 for ytre frekvenskontroll er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, som utgjør den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen 2, og høypotensialside-kraftforsyningen +Vcc, slik at MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll ligger på kraftforsyningssiden.

En temperaturkompensasj onsspenningsgenereringsanordning 4 utgjøres av en temperaturinformasjonsgenereringsseksjon 7 for generering av digital temperaturkompensas jonsinf ormas jon, en D/A-omformer 9 av spenningsutgangstype for omforming av denne digitale temperaturkompensasjonsinformasjon til en analog spenning, og en integrator 11 for å hindre plutselig endring i utgangssignalet fra D/A-omformeren 9 av spenningsutgangstype. Denne temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordning 4 utmater utgangsspenningen fra D/A-omformeren 9 som en spenning for temperaturkompensasjonsoperasjon, og dens utgangsklemme, dvs. integratorens utgangsklemme, er koplet til porten, dvs. styreklemmen, til temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17.

Porten, dvs. styreklemmen, til MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll er koplet til en inngangsklemme 13 for ekstern eller ytre spenning.

Slik det ble forklart med hensyn til den første utførelse, er benyttelse av temperaturkompensasjons-MOS-motstandens 17 portspenning til å variere dennes motstandsverdi, elektrisk ekvivalent med å variere den kapasitansverdi som tilkoples til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, og setter belastningskapasitansen i stand til å varieres for å temperatur-kompensere oscillasjonsfrekvensen.

Slik som i den første utførelse, er også benyttelse av portspenningen til MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll til å variere dennes motstandsverdi, elektrisk ekvivalent med å variere den kapasitansverdi som tilkoples til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, og setter belastningskapasitansen i stand til å varieres for å innstille oscillasjonsfrekvensen på referansefrekvensen til en basisstasjon.

Det punkt på hvilket denne tredje utførelse er forskjellig fra den første utførelse, er at kondensatorene som er koplet i serie med de variable motstander, ikke er faste kondensatorer, men variable kondensatorer.

Både den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll har portelektroder som er dannet av polykrystallinske silisiumfilmer av n-type, og motelektroder som er dannet av diffunderte områder av p-type, og deres portelektrodesider er koplet til henholdsvis utgangsklemmen og inngangsklemmen av oscillasjonsinverteren 3.

Motelektroden til den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 er koplet til høypotensialside-kraftforsyningen +Vcc via temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17, og motelektroden til den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll er koplet til høypotensialside-kraf tforsyningen +Vcc via MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll.

Tilkopling på denne måte setter området av belastningskapasitansvariabilitet ved hjelp av MOS-motstanden i stand til å gjøres større enn i tilfellet med benyttelse av faste kondensatorer. Dette skal forklares i det følgende ved benyttelse av de elektriske egenskaper til en MOS-kondensator.

Fig. 7 viser sammenhengen (den såkalte C-V-karakteristikk) mellom portspenning og kapasitansverdi i en MOS-kondensator, idet motelektroden benyttes som referansepotensial. Fig. 7 viser både C-V-karakteristikken c til en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, og C-V-karakteristikken d til en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type.

Selv om fig. 7 viser et eksempel for tilfellet med en målefrekvens på 1 MHz, endrer ikke disse C-V-karakteristikker seg, selv når frekvensen ligger i 10 MHz-båndet.

Slik som vist på fig. 7, oppviser den MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, en stor endring i kapasitansverdi i nærheten av en portspenning i forhold til motelektroden på minus 0,5 - 2 V. Den MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, oppviser en stor endring i kapasitansverdi i nærheten av en portspenning i forhold til motelektroden på pluss 0,5 - 2 V.

Kapasitansverdien til en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, er maksimal når spenningen på portelektroden i forhold til motelektroden er stor i den negative retning, og kapasitansverdien til en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, er maksimal når spennigen på portelektroden i forhold til motelektroden er stor i den positive retning.

Derfor, når en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, benyttes i seriekopling med en MOS-motstand og en stor belastningskapasitans ønskes, maksimeres kapasitansverdien ved å bringe en stor negativ spenning til å virke på portelektroden i forhold til motelektroden. Omvendt, når en liten belastningskapasitans ønskes, er det tilstrekkelig å redusere kapasitansverdien ved å forårsake at nesten ingen spenning virker på portelektroden i forhold til motelektroden. På denne måte er det mulig å øke belastningskapasitansens variabilitetsområde i forhold til variabilitetsområdet når det dreier seg om benyttelse av en fast kondensator.

På liknende måte, når en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, benyttes i seriekopling med en MOS-motstand og en stor belastningskapasitans ønskes, maksimeres kapasitansverdien ved å bringe en stor positiv spenning til å virke på portelektroden i forhold til motelektroden. Omvendt, når en liten belastningskapasitans ønskes, er det tilstrekkelig å redusere kapasitansverdien ved å forårsake at nesten ingen spenning virker på portelektroden i forhold til motelektroden. Også på denne måte er det mulig å øke belastningskapasitansens variabilitetsområde i forhold til variabilitetsområdet i tilfellet med benyttelse av en fast kondensator.

Ved tidspunktet for variasjon av belastningskapasitansen med en MOS-motstand kan med andre ord belastningskapasitansens variabilitetsområde økes i forhold til variabilitetsområdet i tilfelle med kopling av en fast kondensator og en MOS-motstand i serie, ved samtidig å variere spenningen over MOS-kondensatorens to elektroder og også sammenpasse endringsretningen i kapasitansverdi for MOS-kondensatoren forårsaket av denne spenningsendring, med endringsretningen i belastningskapasitansen.

Dette er redusert til et konkret eksempel i den tredje utførelse av den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 6.

Da spesielt den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 er en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type, hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, hvis portelektrode er koplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme og hvis motelektrode er koplet til høypotensialside-kraf tforsyningen +Vcc via temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17, er potensialet på portelektroden til den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 aldri høyere enn potensialet på motelektroden.

Av denne grunn ligger endringen av dens kapasitansverdi med spenningen på den negative portspenningsside av C-V-karakteristikk-kurven c som er vist på fig. 7, for en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, idet koplingen er slik at kapasitansverdien øker med økende potensialforskjell mellom portelektroden og motelektroden.

Når belastningskapasitansen skal økes, reduseres motstandsverdien av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17. I dette tilfelle, da potensialforskjellen over temperaturkompensas jons-MOS-motstandens 17 klemmer nesten forsvinner, virker nesten hele spenningen på oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme på den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35, hvilket forårsaker at kapasitansverdien av den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator blir maksimal.

Omvendt, når belastningskapasitansen skal reduseres, økes motstandsverdien av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17. I dette tilfelle, da nesten hele spenningen på oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme virker over temperaturkompensasjons-MOS-motstandens 17 klemmer, forsvinner nesten potensialforskjellen over den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensators 35 to elektroder, og kapasitansverdien blir minimal.

Med andre ord, når belastningskapasitansen varieres ved hjelp av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17, varieres samtidig kapasitansverdien av den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35, og variasjonene bringes dessuten til å falle sammen i retning. Som et resultat kan området for belastningskapasitans-variabilitet ved hjelp av temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 gjøres større enn i tilfellet med benyttelse av en fast kondensator.

Den foregående forklaring angående den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 gjelder også på liknende måte for den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll, og området for belastningskapasitans-variabilitet ved hjelp av MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll kan gjøres større enn i tilfellet med benyttelse av en fast kondensator.

Da benyttelse av en variabel MOS-kondensator kan oppnå det samme område av belastningskapasitans-variabilitet som benyttelse av en fast kondensator samtidig som den opptar et mindre område av den integrerte halvlederkrets, muliggjør derfor den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 6, alt annet enn at kvartsoscillatoren 1 kan innlemmes lettvint i en integrert halvlederkrets, og er som sådan åpenbart i stand til å oppnå både mer kompakt størrelse og lavere pris ved å redusere antallet av komponenter.

I den utforming av den tredje utførelse av den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 6, utføres temperaturkompensasjonsoperasjon ved hjelp av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 på oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside, og operasjonen med innstilling av oscillasjonsfrekvensen på referansefrekvensen til en basisstasjon utføres ved hjelp av MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll på oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside.

Slik som påpekt angående den første utførelse, er grunnen til dette at når en seriekopling av en variabel MOS-kondensator og en variabel MOS-motstand benyttes til å utføre frekvenskontroll, har oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside et bredere område av frekvensvariabilitet, og benyttes derfor for temperaturkompensasjonsoperasjonen som krever et bredt frekvens-variasj onsområde.

Det er imidlertid også mulig, selv om det er noe ufordelaktig, å benytte oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside for temperaturkompensasjonsoperasjon, og dennes utgangsklemmeside for operasjonen med innstilling av oscillasjonsfrekvensen på basisstasjonens referansefrekvens.

Både den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll i den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 6, er MOS-kondensatorer med portelektroder som er dannet av polykrystallinske silisiumfilmer av n-type, og motelektroder som er dannet av diffunderte områder av p-type, og som har sine portelektroder tilkoplet til henholdsvis utgangsklemmen og inngangsklemmen av kvartsoscillasjonsanordningen 2. Slik det er klart ut fra fig. 7, kan imidlertid begge være MOS-kondensatorer med portelektroder som er dannet av polykrystallinske silisiumfilmer av p-type, og motelektroder som er dannet av diffunderte områder av n-type, og som har sine motelektroder tilkoplet til henholdsvis utgangsklemmen og inngangsklemmen av kvartsoscillasjonsanordningen 2.

Selv om fremmedkapasitans som er kjent som pn-overgangskapasitans, er knyttet til kvartsoscillasjonsanordningen 2 i dette tilfelle, og denne og andre faktorer forårsaker en viss grad av ulempe med hensyn til oscillasjonsaktiveringsegenskap, er en konfigurasjon av denne type mulig.

Da operasjonen med innstilling av oscillasjonsfrekvensen på basisstasjonens referansefrekvens, slik som påpekt angående den første utførelse, vanligvis er underlagt en angivelse av at f rekvensendringen må være positiv i polaritet med hensyn til den ytre inngangsspenning, må den spenningsstyrte, variable motstand som benyttes, være en motstand hvis motstandsverdi øker med økende ytre inngangsspenning.

I det omfang en MOS-motstand benyttes som den spen ningsstyrte, variable motstand, må derfor MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll på oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside, som vist på fig. 6, være en p-kanal-MOS-motstand, og kan ikke være en n-kanal-MOS-motstand. Dersom den er en p-kanal-MOS-motstand, øker motstandsverdien og den effektive belastningskapasitans avtar med økende ytre inngangsspenning. Da oscillasjonsf rekvensen derfor stiger, er polariteten av operasjonen positiv. På den annen side, når det dreier seg om temperaturkompensas jonsoperas jon, da retningen av oscillasjonsfrekvensendring med hensyn til endring av temperaturkompensasjonsspenningsgenere-ringsanordningens 4 utgangsspenning kan innstilles vilkårlig, kan den variable motstand som er tilkoplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside, være en n-kanal-MOS-motstand.

I dette tilfelle er det imidlertid fordelaktig å danne forbindelsen med kraftforsyningen på lavpotensialsiden for å eliminere innvirkningen av bakporteffekten.

Med andre ord er en konfigurasjon mulig i hvilken temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 er en n-kanal-MOS-motstand som er koplet til lavpotensialside-kraftforsyningen, og MOS-motstanden for ytre frekvenskontroll er en p-kanal-MOS-motstand som er koplet til høypotensialside-kraftforsyningen.

Når kraftforsyningstilkoplingen ligger på lavpotensialsiden, er det klart ut fra fig. 7 at det er nødvendig at den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 enten er en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type, hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, og hvis motelektrode er koplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, eller at den er en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type, hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, og hvis portelektrode er koplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme.

Den ene eller den andre konfigurasjon er mulig uttrykt i driftsprinsipp. Når imidlertid MOS-kondensatorer av forskjellig type skal benyttes for den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll, blir motelektroden til en av MOS-kondensatorene uunngåelig et diffundert område med samme ledningsevnetype som halvledersubstratet, og da denne motelektrode må gis et potensial som er forskjellig fra halvledersubstratets potensial, er det nødvendig å ha en dobbel diffusjonsstruktur for elektrisk isolasjon, hvilket er ufordelaktig ved produksjon.

Når det på den annen side skal benyttes samme type MOS-kondensator for den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll, med kraftforsyningstilkoplingen av den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 utført til lavpotensialsiden, og kraftforsyningstilkoplingen for den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll utført til høypotensial-siden, må motelektroden til den ene av MOS-kondensatorene være tilkoplet til kvartsoscillasjonsanordningen 2. Selv om dette forårsaker en viss grad av ulempe med hensyn til oscillasjonsaktiveringsegenskap, er det fra den praktiske synsvinkel overlegent i forhold til å benytte forskjellige typer av MOS-kondensatorer.

I den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 6, er den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll tilkoplet til oscillasjonsinverteren 3, og temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 og MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll er tilkoplet til høypotensialside-kraf tforsyningen +Vcc.

Det er imidlertid også mulig å tilkople sluket i temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, å kople sluket i MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, å kople den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 til kilden i temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17, å kople den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll til kilden i MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll, og å tilkople den andre klemme av den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den andre klemme av den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll til høypotensialsidekraftforsyningen +Vcc.

Slukene i temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 og MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll omfatter imidlertid fremmed, flytende kapasitans som er kjent som pn-overgangskapasitans. Forringelse av oscillasjonsaktiveringsegenskapen og andre problemer er derfor mer sannsynlige når slukene i temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 og MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll er koplet til oscillasjonsinverteren 3, enn når den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll er tilkoplet til oscillasjonsinverteren 3. Av denne grunn er det fordelaktig å tilkople den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll til oscillasjonsinverteren 3 som vist på fig. 6.

Selv om de kondensatorer som er tilkoplet til oscillasjonsinverteren 3 i den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 6, begge er variable MOS-kondensatorer hvis portelektroder er polykrystallinske silisiumfilmer av n-type og hvis motelektroder er diffunderte områder av p-type, forårskes ikke noe problem ved å erstatte den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll, som er tilkoplet til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, med en fast kondensator for ytre frekvenskontroll som er dannet av to lag eller sjikt av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, da området for den frekvensendring som kreves for operasjonen med innstilling av oscillasjonsfrekvensen på basisstasjonens referansefrekvens, ikke er så stort.

Det er heller ikke noe problem med å erstatte den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll med en fast MOS-kondensator for ytre frekvenskontroll hvis portelektrode er en vilkårlig leder, så som en polykrystallinsk silisiumfilm, en metallfilm med høyt smeltepunkt, en metall-silisiumforbindelsesfilm med høyt smeltepunkt eller liknende, og hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, og å tilkople dennes portelektrode til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme og dens motelektrode til høypotensialside-kraftforsyningen +Vcc via MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll.

Slik det er klart ut fra C-V-karakteristikken som er vist på fig. 3, er det for øvrig heller ikke noe problem med å erstatte den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll med en fast MOS-kondensator for ytre frekvenskontroll hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av av p-type, og å tilkople dennes portelektrode til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme og dens motelektrode til høypotensialside- kraftforsyningen via MOS-motstanden 21 for ytre frekvenskontroll.

[Fjerde utførelse]

En fjerde utførelse av oppfinnelsen skal beskrives i det følgende. Fig. 8 er et koplingsskjema som viser oppbygningen av den temperaturkompenserte kvartsoscillator. På fig. 8 er oscillasjonsinverteren og liknende betegnet ved benyttelse av kretssymboler, og temperaturkompensasjonsgenereringsseksjonen og liknende ved benyttelse av blokker.

Den fjerde utførelse som er vist på fig. 8, er også en digital, temperaturkompensert kvartsoscillator som er utformet med en kvartsoscillasjonsanordning 2 som er sammensatt ved å kople i parallell en kvartsoscillator 1, en oscillasjonsinverter 3 og en tilbakekoplingsmotstand 5.

Dessuten er en temperaturkompensasjonsstyreanordning 6 dannet ved å kople motelektroden av en variabel temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, til sluket i en temperaturkompensasjons-MOS-motstand 17 av n-kanal-MOS-motstandstypen.

Portelektroden i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 er koplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, som utgjør den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen 2, og kilden i temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 og substratet er koplet til lavpotensialside-kraftforsyningen

-Vcc.

Temperaturkompensas jonsspenningsgenereringsanordningen 4 er dannet på liknende måte som i de tidligere beskrevne utførelser, og dennes utgangsklemme, dvs. utgangsklemmen av integratoren 11, er koplet til porten, dvs. styreklemmen, i temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17.

En fast kondensator 20 som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, som utgjør den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen 2, og lavpotensialside-kraftforsyningen -Vcc.

Slik som påpekt angående den første utførelse, ville den kapasitansverdi som kreves for temperaturkompensasjon, være rundt 30 - 50 pF eller lavere dersom den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 skulle være en fast kondensator. Den opptar derfor ikke mer enn stort sett 200 pm x 300 pm overflateareal i den integrerte halvlederkrets.

Slik det ble forklart angående den tredje utførelse med hensyn til de C-V-karakteristikker som er vist på fig. 7, da retningen av endringen i belastningskapasitans ved hjelp av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 og retningen av endringen i kapasitansverdi av den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 er den samme, kan området for belast-ningskapasitansvariasjon ved hjelp av temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 gjøres større enn i tilfellet med benyttelse av en fast kondensator, slik at det samme område av belastningskapasitansvariabilitet som i tilfellet med en fast kondensator, kan oppnås med en kondensator med mindre areal.

Kapasitansverdien av den faste kondensator 20, selv om den avhenger av belastningskapasitansen for frekvensregulering innstilt ved tidspunktet for fremstilling av kvartsoscillatoren 1, er grovt angitt 15 - 30 pF.

Den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 og den faste kondensator 20 kan derfor lettvint innlemmes i en integrert halvlederkrets.

Selv om temperaturkompensas jonsstyreanordningen 6 er tilkoplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside i den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som vist på fig. 8, kan den i stedet være tilkoplet til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside.

Når temperaturkompensajonsstyreanordningen 6 er tilkoplet til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside, blir imidlertid variabilitetsområdet for oscillasjonsfrekvensen omtrent halvparten av variabilitetsområdet når den er tilkoplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside, som vist på fig. 2. Når den er tilkoplet til bare én side, er det derfor fordelaktig å tilkople den til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside, som vist på fig. 8.

I den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 8, er den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 tilkoplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, og temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 er tilkoplet til lavpotensialside-kraftforsyningen. Det er imidlertid også mulig å tilkople sluket i temperaturkompensasjons-MOS- motstanden 17 til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, og tilkople portelektroden i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 til kilden i temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17, og å tilkople motelektroden i den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 til lavpotensialside-kraf tforsyningen.

Som følge av det faktum at sluket i temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 omfatter fremmed kapasitans som er kjent som pn-overgangskapasitans, så vel som av andre faktorer, er imidlertid forringelse av oscillasjonsaktiveringsegenskapen og andre problemer mer sannsynlige når sluket i temperaturkompensas jons-MOS-motstanden 17 er koplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, enn når den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 er koplet til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme.

Av denne grunn er det fordelaktig å tilkople den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, som vist på fig. 8.

Også i tilfellet med tilkopling av temperaturkompensasjonsstyreanordningen 6 til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, er det likeledes fordelaktig å tilkople portelektroden i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 til oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme.

Selv om temperaturkompensasjonsstyreanordningen 6 i denne digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme og lavpotensialside-kraftforsyningen, kan den i stedet være innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme og høypotensialside-kraftforsyningen. I dette tilfelle er det imidlertid fordelaktig å endre temperaturkompensasjons-MOS-motstanden 17 til en p-kanal-MOS-motstand for å eliminere innvirkningen av bakporteffekten.

Når en p-kanal-MOS-motstand benyttes og er tilkoplet til høypotensialside-kraftforsyningen, er det mer fordelaktig å benytte en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, og å tilkople dennes portelektrode til oscillasjonsinverteren 3, enn det er å benytte en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, og å tilkople dennes portelektrode til oscillasjonsinverteren 3.

Dette er på grunn av at motelektrodesiden av en MOS-kondensator omfatter fremmed kapasitans som er kjent som pn-overgangskapasitans, og at forringelse av oscillasjonsaktiveringsegenskapen og andre ulemper på grunn av denne og andre faktorer er mer sannsynlige når MOS-kondensatorens portelektrode er koplet til oscillasjonsinverterens 3 enn når motelektroden er tilkoplet til denne.

Selv om den fjerde utførelse som er vist på fig. 8, benytter en kondensator som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, som den faste kondensator 20, er det også mulig, slik som påpekt angående den andre utførelse, å benytte en MOS-kondensator med høy behandlingspresisjon som den faste kondensator 20.

Blant slike MOS-kondensatorer fremstilles den MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, ved benyttelse av et produksjonstrinn for dennes motelektrode som er uavhengig av produksjonstrinnet for motelektroden til den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35. Da disse produksjonstrinn derfor ikke påvirker hverandre, krever MOS-kondensatoren ingen omtanke med hensyn til kombinasjon med den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35, og bortsett fra behovet for å tilkople dens portelektrode til oscillasjonsinverteren 3 for ikke å forringe oscillasjonsaktiveringsegenskapen, kan den behandles på samme måte som en kondensator som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon.

Ikke desto mindre er forsiktighet nødvendig ved kombinasjon av en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, eller en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, med den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35, på grunn av at dens motelektrode i virkelig praksis ikke kan dannes uavhengig av motelektroden i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35.

I de kombinasjoner av den variable temperaturkompensa sjons-MOS-kondensator 35 og den faste kondensator 20 i hvilke motelektrodene til den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den faste kondensator 20 er diffunderte områder av forskjellige ledningsevnetyper og er koplet til den samme kraftforsyning, eller i hvilke motelektrodene til den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den faste kondensator 20 er diffunderte områder av den samme ledningsevnetype og er koplet til forskjellige kraftforsyninger, er motelektroden i den ene av MOS-kondensatorene koplet til oscillasjonsinverteren 3. Slik som tidligere påpekt, fører dette til forringelse av oscillasjonsaktiveringsegenskapen og andre problemer når den integrerte halvlederkrets er fremstilt ved benyttelse av et vanlig halvledersubstrat.

Når videre motelektrodene i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den faste kondensator 20 er diffunderte områder av forskjellige ledningsevnetyper og er koplet til forskjellige kraftforsyninger, oppstår ikke problemet med forringelse av oscillasjonsaktiveringsegenskapen dersom motelektroden i den MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, er koplet til høypotensialside-kraf tforsyningen, og motelektroden i den MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, er koplet til lavpotensialside-kraftforsyningen.

Når den integrerte halvlederkrets er fremstilt ved benyttelse av et vanlig halvledersubstrat, er det imidlertid nødvendig for å bibringe det ønskede potensial til motelektrodesiden, å benytte et pn-sjikt for elektrisk isolasjon fra omgivelsene. En dobbeltdiffusjonsstruktur må derfor uunngåelig benyttes rundt motelektroden i den ene av MOS-kondensatorene, hvilket er ufordelaktig ved produksjon.

Mer spesielt, når den integrerte halvlederkrets er fremstilt ved benyttelse av et halvledersubstrat av p-type, er substratet tilkoplet til lavpotensialside-kraftforsyningen. Dersom motelektroden i en MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, skal tilkoples til høypotensial-side-kraf tforsyningen, må derfor omkretsen av det p-type-diffunderte område som utgjør denne motelektrode, være omsluttet av et diffundert område av n-type, hvilket uunngåelig gjør den til en dobbeltdiffusjonsstruktur.

På den annen side, når den integrerte halvlederkrets er fremstilt ved benyttelse av et halvledersubstrat av n-type, er substratet tilkoplet til høypotensialside-kraftforsyningen. Dersom motelektroden i en MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, skal tilkoples til lavpotensialside-kraf tforsyningen, må derfor omkretsen av det n-type-diffunderte område som utgjør denne motelektrode, være omsluttet av et diffundert område av p-type, hvilket uunngåelig gjør den til en dobbeltdiffusjonsstruktur. Begge tilfeller er ufordelaktige ved produksjon.

Således er bare to valgmuligheter tilgjengelige når det dreier seg om fremstilling av den integrerte halvlederkrets ved benyttelse av et vanlig halvledersubstrat. Den ene er å benytte en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type som den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35, og å benytte en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, som den faste kondensator 20, og tilkople motelektrodene til høypotensialside-kraf tforsyningen. Den andre mulighet er å benytte en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, som den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35, og å benytte en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, som den faste kondensator 20, og tilkople motelektrodene til lavpotensialside-kraftforsyningen.

Når en kondensator som er dannet av to lag eller sjikt av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, eller en MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, benyttes som den faste kondensator 20, kan kraf tforsyningstilkoplingen velges vilkårlig, og forsiktighet er derfor nødvendig bare når det gjelder typen og tilkoplingsmetoden for den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35.

Både den tredje utførelse og den fjerde utførelse som er beskrevet i det foregående, benytter en seriekopling av en variabel kondensator og en variabel motstand, og ved tidspunktet for variasjon av motstandsverdien av den variable motstand varierer de også samtidig selve kapasitansverdien, og øker derved området for belastningskapasitansvariabilitet.

[Femte utførelse]

En femte utførelse av oppfinnelsen skal beskrives i det følgende. Fig. 9 er et koplingsskjema som viser oppbygningen av femte utførelse av den temperaturkompenserte kvartsoscillator. På fig. 9 er oscillasjonsinverteren og liknende angitt ved benyttelse av kretssymboler, og temperaturinformasjonsgenereringsseksjonen og liknende ved benyttelse av blokker.

Den utførelse som er vist på fig. 9, er også en digital, temperaturkompensert kvartsoscillator som, liksom de foregående utførelser, er utformet med en kvartsoscillasjonsanordning 2 som er sammensatt ved å kople i parallell en kvartsoscillator 1, en oscillasjonsinverter 3 og en tilbakekoplingsmotstand 5.

I tillegg er en temperaturkompensasjonsstyreanordning 6 sammensatt ved å kople i serie en likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator 23 som er dannet av to sjikt av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, og en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type.

Temperaturkompensasjonsstyreanordningen 6 er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, som utgjør den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen 2, og høypotensial-side-kraf tforsyningen +Vcc, slik at den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 befinner seg på kraftforsyningssiden.

En anordning 8 for ytre frekvenskontroll er sammensatt ved å kople i serie en likestrømsblokkerende kondensator 27 for ytre frekvenskontroll som er dannet av to sjikt av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, og en variabel MOS-kondensator for ytre frekvenskontroll hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type. Anordningen 8 for ytre frekvenskontroll er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, som utgjør den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen 2, og høypotensialside-kraftforsyningen +Vcc, slik at den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll befinner seg på kraftforsyningssiden.

Temperaturkompensas j onsspenningsgenereringsanordningen 4 er sammensatt på samme måte som i de foregående utførelser, og dens utgangsklemme er koplet via en fast temperaturkompensas jonsmotstand 31 som er dannet av en polykrystallinsk silisiumfilm, til forbindelsespunktet mellom portelektroden til den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den ene klemme av den likestrømsblokkerende temperaturkompensas jonskondensator 23.

Portelektroden til den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll er koplet via en fast motstand 33 for ytre frekvenskontroll som er dannet av en polykrystallinsk silisiumfilm, til en inngangsklemme 13 for ytre spenning, for innstilling av oscillasjonsfrekvensen på referansefrekvensen til en basisstasjon.

Motelektrodene til den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll er koplet til høypotensialside-kraftforsyningen +Vcc, mens temperaturkompensas jonsspenningen som utmates av temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen 4, og den ytre inngangsspenning som tilføres fra inngangsklemmen 13 for ytre spenning, generelt har høypotensialside-kraf tf orsyningsspen-ningen som sin øvre grense og lavpotensialside-kraftforsyningsspenningen som sin nedre grense. Som et resultat overskrider ikke potensialene på portelektrodene til den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll potensialet på disses motelektroder.

For å muliggjøre effektiv variasjon av belastningskapasitansen under betingelsen med denne potensialrelasjon, har både den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll portelektroder som er dannet av polykrystallinske silisiumfilmer av n-type, og motelektroder som er dannet av diffunderte områder av p-type. Grunnen til dette er følgende.

Som vist på fig. 7, oppviser kapasitansverdien av en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, en stor endring i nærheten av en portspenning i forhold til motelektroden på minus 0,5 - 2 V.

Kvartsoscillasjonsanordningens 2 belastningskapasitans kan derfor varieres og temperaturkompensasjon oppnås ved å påtrykke en slik spenning på portelektroden til den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 via den faste temperaturkompensasjonsmotstand 31. Videre kan kvartsoscillasjonsanordningens belastningskapasitans varieres og frekvenskontroll fra utsiden oppnås ved å påtrykke en slik spenning på portelektroden til den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll via den faste motstand 33 for ytre frekvenskontroll.

Da den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll har sin motelektrode tilkoplet til høypotensialside-kraf tforsyningen +Vcc, og sin portelektrode tilkoplet til inngangsklemmen 13 for ytre spenning via den faste motstand 33 for ytre frekvenskontroll, avtar dessuten dens kapasitansverdi med økende ytre inngangsspenning, slik at frekvensen dermed økes. Da polariteten av variasjonen derfor er positiv, er den på linje med rådende spesifikasjoner.

Dette er grunnen til at den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll, som har sine motelektroder koplet til høypotensialside-kraf tforsyningen +Vcc, begge har portelektroder som er dannet av polykrystallinske silisiumfilmer av n-type, og motelektroder som er dannet av diffunderte områder av p-type.

Som vist på fig. 7, gir endringen i kapasitansverdi for denne type MOS-kondensator en minimumsverdi som er ca. 20 % av maksimumsverdien.

Når det dreier seg om en MOS-kondensator med en maksimal kapasitansverdi på for eksempel 50 pF, er derfor den minimale kapasitansverdi ca. 10 pF, hvilket gir en differanse på ca. 40 pF.

Dersom kapasitansverdien av den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator 23 er tilstrekkelig stor og den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 oppviser en kapasitansverdiendring på ca. 40 pF, kan oscillasjonsfrekvensen varieres omkring 30 - 40 ppm. I den grad en vanlig AT-skåret kvartsoscillator benyttes som kvartsoscillatoren 1, kan derfor den maksimale kapasitansverdi av den variable temperaturkompen sasjons-MOS-kondensator 35 innstilles på rundt 50 pF eller lavere.

En MOS-kondensator på rundt denne størrelse kan fremstilles slik at den opptar ikke mer enn 200 pm x 300 pm overflateareal i en integrert halvlederkrets, og kan lettvint innlemmes i en integrert halvlederkrets.

Da området for oscillasjonsfrekvensvariasjon ved hjelp av inngangsklemmen 13 for ytre spenning ligger innenfor 10 ppm, kan den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll innstilles på en maksimal kapasitansverdi på ca. 30 pF, til tross for at den er anordnet på oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside.

Den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll kan derfor altså lettvint innlemmes i en integrert halvlederkrets.

Da den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator 23 og den likestrømsblokkerende kondensator 27 for ytre frekvenskontroll begge er tilstrekkelige ved en kapasitansverdi på ca. 50 pF, kan de utgjøres av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm for å oppta ikke mer enn 200 pm x 300 pm overflateareal i en integrert halvlederkrets. Disse kan derfor også lettvint innlemmes i en integrert halvlederkrets.

Den faste temperaturkompensasjonsmotstand 31 og den faste motstand 33 for ytre frekvenskontroll er begge tilstrekkelige ved en motstandsverdi på ca. 100 kfi eller mer. En motstand på dette nivå kan lettvint dannes ved å benytte polykrystallinsk silisiumfilm.

Den faste temperaturkompensasjonsmotstand 31 og den faste motstand 33 for ytre frekvenskontroll kan altså dannes som diffunderte motstander. Da en pn-overgang (pn junction) benyttes for elementisolasjon når det dreier seg om diffunderte motstander, øker imidlertid lekkasjestrøm ved høy temperatur, noe som gir opphav til problemet med hårfin forstyrrelse av potensialet på portelektroden til den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 eller portelektroden til den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll. Motstander av polykrystallinsk silisiumfilm benyttes derfor i den femte utførelse som er vist på fig. 9.

Den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 9, benytter oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside for temperaturkompensasjonsoperasjon, og benytter oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemmeside for operasjonen med innstilling av oscillasjonsfrekvensen på basisstasj onens referansefrekvens.

Dette er på grunn av at oscillasjonsfrekvensvariasjonen er større på oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside enn på dens utgangsklemmeside som følge av det faktum at denne femte utførelse av den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator benytter metoden med variasjon av belastningskapasitansen ved direkte å variere kapasitansverdiene av kondensatorer som er tilkoplet til kvartsoscillasjonsanordningen 2. Det omvendte er imidlertid også mulig.

I det omvendte tilfelle må imidlertid den maksimale kapasitansverdi av den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og kapasitansverdien av den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator 23 ofte innstilles på rundt 100 pF for å sikre et område av oscillasjonsfrekvensvariabilitet på ca. 30 - 40 ppm. Dette er ufordelaktig da det øker det areal som opptas i den integrerte halvlederkrets.

Da portelektroden og motelektroden i en MOS-kondensator hver kan være den ene eller den andre av to ledningsevnetyper, p-type eller n-type, er fire typer av MOS-kondensator mulige ved forskjellige kombinasjoner av portelektrode-ledningsevnetype og motelektrode-ledningsevnetype. Da imidlertid polariteten av frekvensendring i forhold til endring i den ytre inngangsspenning som påtrykkes på inngangsklemmen 13 for ytre spenning, må være positiv, er hver av de fire typer av MOS-kondensator begrenset til en eneste kombinasjon når det gjelder hvilken kraftforsyning den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll er tilkoplet til, og hvilken elektrode som er tilkoplet til kraftforsyningen.

Spesielt er det klart ut fra de C-V-karakteristikker som er vist på fig. 3, 4 og 7, at en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, må ha sin motelektrode tilkoplet til høypotensialside-kraftforsyningen, mens en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, må ha sin motelektrode tilkoplet til lavpotensialside-kraf tforsyningen. Videre må en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, ha sin portelektrode koplet til høypotensialside-kraf tforsyningen, mens en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, må ha sin portelektrode tilkoplet til lavpotensialside-kraf tforsyningen.

I motsetning til dette, da det ikke gjør noen forskjell om polariteten av frekvensendring med hensyn til endring i utgangsspenningen fra temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen 4 er positiv eller negativ, er to tilkoplings-metoder tilgjengelige for hver type av MOS-kondensator.

For eksempel kan en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, eller en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, enten ha sin portelektrode tilkoplet til temperaturkompensas jonsspenningsgenereringsanordningen 4 via den faste temperaturkompensasjonsmotstand 31 og sin motelektrode tilkoplet til høypotensialside-kraftforsyningen, eller den kan ha sin motelektrode tilkoplet til temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen 4 via den faste temperaturkompensasjonsmotstand 31 og sin portelektrode tilkoplet til lavpotensialside-kraftforsyningen.

Videre kan en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, eller en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, enten ha sin motelektrode tilkoplet til temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen 4 via den faste temperaturkompensas jonsmotstand 31 og sin portelektrode tilkoplet til høypotensialside-kraftforsyningen, eller ha sin portelektrode tilkoplet til temperaturkompensas jonsspenningsgenereringsanordningen 4 via den faste temperaturkompensasjonsmotstand 31 og sin motelektrode tilkoplet til lavpotensialside-kraftforsyningen.

Typen og måten for tilkopling av den variable tempera turkompensasjons-MOS-kondensator 35 kan derfor utvelges blant åtte kombinasjoner, mens typen og måten for tilkopling av den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll kan utvelges blant fire kombinasjoner. Utvelgelse kan derfor foretas fra blant totalt 32 kombinasjoner som er gyldige med hensyn til driftsprinsipp.

Blant disse 32 kombinasjoner finnes det imidlertid 16 ved hvilke ledningsevnetypen av motelektroden til den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og ledningsevnetypen av motelektroden til den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll er forskjellig, og ved hver av disse kombinasjoner må omkretsen av den ene motelektrode være omsluttet av et diffundert område med en forskjellig ledningsevnetype, hvilket uunngåelig gjør den til en dobbeltdiffusjonsstruktur. Derfor er ingen av disse 16 kombinasjoner praktiske sett fra produksjonsom-kostningssiden.

Kombinasjoner som ikke krever en dobbeltdiffusjonsstruktur på tross av forskjellen i motelektrode-ledningsevnetype, er begrenset til kombinasjonene i tilfellet med tilkopling av motelektroden til en MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, til høypotensialside-kraf tforsyningen, og kombinasjonene i tilfellet med tilkopling av motelektroden til en MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, til lavpotensialside-kraftforsyningen.

Grunnen til dette er at i tilfellet med tilkopling av motelektroden til en MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, til høypotensialside-kraftforsyningen, oppstår det ikke noe behov for å danne et diffundert område av n-type dersom den integrerte halvlederkrets er dannet av et halvledersubstrat av n-type og halvledersubstratet av n-type benyttes som motelektroden i denne MOS-kondensator, dvs. det er tilstrekkelig å danne bare det diffunderte område av p-type som utgjør motelektroden i den andre MOS-kondensator.

I tilfellet med tilkopling av motelektroden til en MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, til lavpotensialside-kraftforsyningen, oppstår det ikke noe behov for å danne et diffundert område av p-type dersom den integrerte halvlederkrets er dannet på et halvledersubstrat av p-type og halvledersubstratet av p-type benyttes som motelektroden i denne MOS-kondensator, dvs. det er tilstrekkelig å danne bare det diffunderte område av n-type som utgjør motelektroden i den andre MOS-kondensator.

Når de 16 kombinasjoner i hvilke ledningsevnetypen av motelektroden til den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og ledningsevnetypen av motelektroden til den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll er forskjellige, betraktes i lys av den foregående betingelse, finnes antallet av brukbare kombinasjoner som ikke krever noen dobbeltdiffusjonsstruktur, å være sju.

Når den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll er en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, oppfylles med andre ord betingelsen for å ikke kreve noen dobbeltdiffusjonsstruktur i den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll, på grunn av tilkoplingen av motelektroden til lavpotensialsiden, og da den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 ikke er utsatt for noen begrensning, er det mulig å velge blant fire kombinasjoner. Når den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll er hvilken som helst av de gjenværende tre typer av MOS-kondensator, kan imidlertid bare én kombinasjon velges for hver type, på grunn av behovet for å tilfredsstille betingelsen for ikke å kreve noen dobbeltdiffusjonsstruktur i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35.

Det totale antall brukbare kombinasjoner, innbefattet de 16 kombinasjoner i hvilke ledningsevnetypen av motelektroden til den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og ledningsevnetypen av motelektroden til den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll er den samme, er derfor 23.

Selv om den likestrømsblokkerende temperaturkompensa-sjonkondensator 23 og den likestrømsblokkerende kondensator 27 for ytre frekvenskontroll begge er kondensatorer som er dannet av to sjikt av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, kan disse kondensatorer selvsagt være av hvilken som helst type i den grad deres kapasitansverdier ikke er spenningsavhengige i det benyttede spenningsområde, og videre at de lettvint kan innlemmes i en integrert halvlederkrets.

Kondensatorer som oppfyller disse betingelser, omfatter MOS-kondensatorer som har en vilkårlig leder, så som en polykrystallinsk silisiumfilm, en metallfilm med høyt smeltepunkt, en metall-silisiumforbindelsesfilm med høyt smeltepunkt eller liknende, som portelektrode, og et diffundert område med høy konsentrasjon som motelektrode.

Denne type MOS-kondensator kan derfor benyttes som den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonkondesator 23 eller den likestrømsblokkerende kondensator 27 for ytre frekvenskontroll som er vist på fig. 9.

Motelektroden i en MOS-kondensator som benyttes som likestrømsblokkerende kondensator, må imidlertid være elektrisk isolert fra sine omgivelser ved benyttelse av en pn-overgang. Av denne grunn medfører tilkopling av denne motelektrode til oscillasjonsinverteren 3 ulempe med forringelse av aktiveringsegenskapen. Det er derfor bedre å tilkople portelektroden til oscillasj onsinverteren.

Motelektroden som består av et diffundert område med høy konsentrasjon, kan lettvint dannes ved å innføre urenhet med høy konsentrasjon under den portisolerende film.

For eksempel er det i tilfellet med innføring av bor som høykonsentrasjonsurenhet, tilstrekkelig å utføre ioneimplantasjon etter forming av den portisolerende film, mens det i tilfellet med innføring av fosfor, arsen eller liknende som høykonsentrasjonsurenhet, er tilstrekkelig å utføre ioneimplantasjon før forming av den portisolerende film.

Trinnene for fremstilling av slike motelektroder som utgjøres av diffunderte områder med høy konsentrasjon, er uavhengige av fremstillingstrinnene for motelektrodene i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll. Da disse produksjonstrinn derfor ikke påvirker hverandre, er det mulig, selv når MOS-kondensatorer hvis motelektroder er diffunderte områder med høy konsentrasjon, benyttes som de likestrømsblokker- ende kondensatorer, å danne den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll slik at de er nøyaktig de samme som i tilfellet med benyttelse av kondensatorer som er dannet av to sjikt av polykrystallinsk silisiumfilm.

Når MOS-kondensatorer hvis motelektroder er diffunderte områder med høy konsentrasjon, benyttes som den likestrømsblok-kerende temperaturkompensasjonskondensator 23 og den likestrøms-blokkerende kondensator 27 for ytre frekvenskontroll, er antallet av brukbare kombinasjoner av den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og den variable MOS-kondensator 37 for ytre frekvenskontroll, derfor også lik 23.

[Sjette utførelse]

En sjette utførelse av oppfinnelsen skal beskrives i det følgende. Fig. 10 er et kretsskjerna som viser oppbygningen av den sjette utførelse av den temperaturkompenserte kvartsoscillator ifølge oppfinnelsen. På fig. 10 er oscillasjonsinverteren og liknende angitt ved benyttelse av kretssymboler, og temperatur inf ormas jonsgenereringsseksj onen og liknende ved benyttelse av blokker.

Den sjette utførelse som er vist på fig. 10, er også en digital, temperaturkompensert kvartsoscillator som, liksom de foregående utførelser, er utformet med en kvartsoscillasjonsanordning 2 som er sammensatt ved å kople i parallell en kvartsoscillator 1, en oscillasjonsinverter 3 og en tilbakekoplingsmotstand 5.

Dessuten er en temperaturkompensasjonsstyreanordning 6 dannet ved å kople i serie en likestrømsblokkerende temperaturkompensas jonskondensator 23 som er dannet av to sjikt av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, og en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type. Temperaturkompensasjonsstyreanordningen 6 er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemme, som utgjør den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen 2, og lavpotensialside-kraftforsyningen -Vcc, slik at den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 befinner seg på kraftforsyningssiden.

En fast kondensator 20 som er dannet av to sjikt av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, er innkoplet mellom oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme, som utgjør den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen 2, og lavpotensialside-kraftforsyningen -Vcc.

Temperaturkompensas jonsspenningsgenereringsanordningen 4 utgjøres av en temperaturinformasjonsgenereringsseksjon 7 for generering av digital temperaturkompensasjonsinformasjon, og en D/A-omformer 9 av spenningsutgangstype for omforming av den digitale temperaturkompensasjonsinformasjon til en analog spenning.

Denne temperaturkompensasj onsspenningsgenereringsanordning 4 utmater utgangsspenningen fra D/A-omformeren 9 av spenningsutgangstype som en spenning for temperaturkompensas jons-operasjon, og dens utgangsklemme er tilkoplet til porten i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 via en fast temperaturkompensasjonsmotstand 31 som er dannet av en polykrystallinsk silisiumfilm.

Det faktum at den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator ikke har noen integrator mellom D/A-omformeren 9 av spenningsutgangstype og den faste temperaturkompensasjonsmotstand 31, er for å indikere at en integrator ikke er nødvendig på grunn av at D/A-omformeren 9 ifølge denne utførelse selv er langsom i drift, slik at dens utgangssignal ikke endrer seg plutselig.

Motelektroden i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 er koplet til lavpotensialside-kraftforsyningen -Vcc, mens den temperaturkompensasjonsspenning som utmates av temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen 4, generelt har høypotensialside-kraftforsyningsspenningen som sin øvre grense og lavpotensialside-kraf tforsyningsspenningen som sin nedre grense. Som et resultat ligger spenningen på portelektroden i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 på eller høyere enn spenningen på dennes motelektrode.

For å muliggjøre effektiv variasjon av belastningskapasitansen under betingelsen med denne potensialrelasjon, har den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 en portelektrode som er dannet av en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type, og en motelektrode som er dannet av et diffundert område av p-type. Grunnen til dette er slik som angitt med hensyn til den femte utførelse.

Slik som også forklart med hensyn til den femte utførelse, kan den likestrømsblokkerende temperaturkompensas jonskondensator 23 og den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 lettvint innlemmes i en integrert halvlederkrets, da de begge er tilstrekkelige med en kapasitansverdi på rundt 50 pF.

Kapasitansverdien til den faste kondensator 20, selv om den er avhengig av belastningskapasitansen for frekvensregulering som er innstilt ved tidspunktet for fremstilling av kvartsoscillatoren 1, er grovt angitt 15 - 30 pF.

Den faste kondensator 20 kan derfor lettvint innlemmes i en integrert halvlederkrets.

Den faste temperaturkompensasjonsmotstand 31 er tilstrekkelig ved ca. 100 kn eller mer. En motstand på dette nivå kan lettvint dannes ved benyttelse av en polykrystallinsk silisiumfilm.

Den faste temperaturkompensasjonmotstand 31 kan også dannes som en diffundert motstand. Da en pn-overgang benyttes for elementisolasjon når det dreier seg om en diffundert motstand, øker imidlertid lekkasjestrøm ved høy temperatur, noe som gir opphav til problemet med hårfin forstyrrelse av potensialet på portelektroden i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35. En polykrystallinsk silisiumfilm-motstand benyttes derfor i den sjette utførelse som er vist på fig. 10.

Denne sjette utførelse benytter oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside for temperaturkompensasjonsoperasjon. Dette er på grunn av at oscillasjonsfrekvensvariasjonene er større på oscillasjonsinverterens 3 inngangsklemmeside enn på dens utgangsklemmeside på grunn av det faktum at den sjette utførelse av den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 10, benytter metoden med variasjon av belastningskapasitansen ved direkte å variere kapasitansverdien av en kondensator som er koplet til kvartsoscillasjonsanordningen 2. Det omvendte er imidlertid også mulig.

I det omvendte tilfelle må imidlertid den maksimale kapasitansverdi av den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 og kapasitansverdien av den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator 23 ofte innstilles på rundt 100 pF for å sikre et område av oscillasjonsfrekvensvariabilitet på ca. 30 - 40 ppm. Dette er ufordelaktig da det øker det område som opptas i den integrerte halvlederkrets.

Da portelektroden og motelektroden i en MOS-kondensator hver kan være den ene eller den andre av to ledningsevnetyper, p-type eller n-type, er fire typer av MOS-kondensator mulige ved hjelp av forskjellige kombinasjoner av portelektrode-ledningsevnetype og motelektrode-ledningsevnetype.

Da det ikke gjør noen forskjell om polariteten av frekvensendring med hensyn til endring i utgangsspenningen fra temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen 4 er positiv eller negativ, er to metoder for tilkopling tilgjengelige for hver type av MOS-kondensator.

For eksempel kan en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, eller en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, enten ha sin portelektrode tilkoplet til temperaturkompensas jonsspenningsgenereringsanordningen 4 via den faste temperaturkompensasjonsmotstand 31 og dens motelektrode tilkoplet til høypotensialside-kraftforsyningen, eller den kan ha sin motelektrode tilkoplet til temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen 4 via den faste temperaturkompensasjonsmotstand 31 og sin portelektrode tilkoplet til lavpotensialside-kraftforsyningen.

Videre kan en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, eller en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, enten ha sin motelektrode tilkoplet til temperaturkompensasjonsspenningsgenereringsanordningen 4 via den faste temperaturkompensas jonsmotstand 31 og sin portelektrode tilkoplet til høypotensialside-kraftforsyningen, eller ha sin portelektrode tilkoplet til temperaturkompensas jonsspenningsgenereringsanordningen 4 via den faste temperaturkompensas jonsmotstand 31 og sin motelektrode tilkoplet til lavpotensialside-kraftforsyningen.

Typen og måten for tilkopling av den variable tempera turkompensasjons-MOS-kondensator 35 kan derfor utvelges blant åtte kombinasjoner.

Selv om den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator 23 og den faste kondensator 20 begge er kondensatorer som er dannet av to sjikt av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, kan disse kondensatorer selvsagt være av hvilken som helst type i den grad deres kapasitansverdier ikke er spenningsavhengige i det benyttede spenningsområde, og videre at de lettvint kan innlemmes i en integrert halvlederkrets.

Kondensatorer som oppfyller disse betingelser, omfatter MOS-kondensatorer med en vilkårlig leder, så som en polykrystallinsk silisiumfilm, en metallfilm med høyt smeltepunkt, en metall-silisiumforbindelsesfilm med høyt smeltepunkt eller liknende, som portelektrode, og et diffundert område med høy konsentrasjon som motelektrode.

Denne type MOS-kondensator kan derfor benyttes som den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator 23 eller den faste kondensator 20 som er vist på fig. 10. Motelektroden i en MOS-kondensator som benyttes som likestrømsblokkerende kondensator, må imidlertid være elektrisk isolert fra sine omgivelser ved benyttelse av en pn-overgang. Av denne grunn medfører tilkopling av denne motelektrode til oscillasjonsinverteren 3 ulempen med forringelse av aktiveringsegenskapen. Det er derfor bedre å tilkople portelektroden til oscillasjonsinverteren 3.

Selv om motelektroden i en MOS-kondensator som benyttes som den faste kondensator 20, ikke nødvendigvis må være isolert fra sine omgivelser, må motelektroden i en slik MOS-kondensator være tilkoplet til kraftforsyningen, slik at den elektrode som er tilkoplet til oscillasjonsinverteren 3, må være portelektroden.

Når en MOS-kondensator med en motelektrode som er elektrisk isolert fra sine omgivelser ved benyttelse av en pn- overgang, benyttes som den faste kondensator 20, er det selvsagt fordelaktig å benytte dennes portelektrode som den elektrode som er tilkoplet til oscillasjonsinverteren 3, for ikke å forringe oscillasjonsaktiveringsegenskapen.

Den motelektrode som består av et diffundert område med høy konsentrasjon, kan lettvint dannes ved å innføre urenhet med høy konsentrasjon under den portisolerende film.

I for eksempel tilfellet med innføring av bor som høykonsentrasjonsurenhet, er det tilstrekkelig å utføre ioneimplantasjon etter forming av den portisolerende film, mens det i tilfellet med innføring av fosfor, arsen eller liknende som høykonsentrasjonsurenhet, er tilstrekkelig å utføre ioneimplantasjon før forming av den portisolerende film.

Trinnet for fremstilling av en slik motelektrode som utgjøres av et diffundert område med høy konsentrasjon, er uavhengig av fremstillingstrinnet for motelektroden i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35. Da disse fremstillingstrinn derfor ikke påvirker hverandre, er det mulig, selv når MOS-kondensatorer med motelektroder som er diffunderte områder med høy konsentrasjon, benyttes som den likestrømsblok-kerende temperaturkompensasjonskondensator 23 eller den faste kondensator 20, å utforme den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 slik at den er nøyaktig den samme som i tilfellet med benyttelse av kondensatorer som er dannet av to sjikt av polykrystallinsk silisiumfilm.

Typen og måten for tilkopling av den variable temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 kan derfor også utvelges blant åtte kombinasjoner i det tilfelle hvor MOS-kondensatorer hvis motelektroder er diffunderte områder med høy konsentrasjon, benyttes som den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator 23 og den faste kondensator 20.

Selv i tilfellet med benyttelse av en kondensator med en spenningsavhengig kapasitansverdi som den faste kondensator 20, kan denne, slik som forklart med hensyn til den andre utførelse, anses for å være en fast kondensator så lenge dens kapasitansverdi ikke er spenningsavhengig i det benyttede spenningsområde. Selv en MOS-kondensator som er spenningsavhengig, kan derfor gjøres brukbar som den faste kondensator 20 på fig. 10 ved valg av arbeidsfunksjonen mellom portelektroden og det substrat som utgjør dens motelektrode, og måten for tilkopling av denne.

Som vist på fig. 4, oppviser en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, nesten ingen kapasitansverdi-spenningsavhengighet så lenge portelektroden er på et høyere potensial enn motelektroden, og kan anses for å være i hovedsaken en fast kondensator så lenge den benyttes under betingelsen med denne potensialrelasjon.

I den konfigurasjon av den digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillator som er vist på fig. 10, ligger oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme stadig på et høyt potensial i forhold til den faste kondensator 20, og en MOS-kondensator som oppviser spenningsavhengighet, kan derfor benyttes som den faste kondensator ved å erstatte den faste kondensator 20 med en fast MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, og tilkople dennes portelektrode til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme.

Slik det er klart ut fra fig. 3, kan for øvrig en MOS-kondensator som oppviser spenningsavhengighet, benyttes som den faste kondensator ved å erstatte den faste kondensator 20 med en fast MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, og tilkople dennes portelektrode til oscillasjonsinverterens 3 utgangsklemme og tilkople dens motelektrode til høypotensialside-kraftforsyningen.

På liknende måte som forklart med hensyn til den femte utførelse, når den ene av disse to typer av spenningsavhengige MOS-kondensatorer benyttes som fast kondensator, er imidlertid de eneste brukbare kombinasjoner blant de fire kombinasjoner i hvilke ledningsevnetypen av motelektroden til den faste kondensator og ledningsevnetypen av motelektroden til den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 er forskjellige, de kombinasjoner som ikke krever en dobbeltdiffusjonsstruktur. Derfor kan bare én kombinasjon utvelges for hver type.

Antallet av kombinasjoner blant hvilke utvelgelse er mulig for hver av de to typer, innbefattet de fire kombinasjoner for hver i hvilke ledningsevnetypen av motelektroden til den spenningsavhengige MOS-kondensator er den samme som ledningsevnetypen av motelektroden i den variable temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35, er derfor 5.

For å være spesifikk: De fire kombinasjoner med en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator 35 hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, som er tilgjengelige i tilfellet med benyttelse som den faste kondensator 20 av en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et diffundert område av n-type, og tilkopling av dennes motelektrode til lavpotensialside-kraftforsyningen, pluss den kombinasjon som er tilgjengelig i tilfellet med benyttelse av en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et halvledersubstrat av p-type, og tilkopling av motelektroden til lavpotensialside-kraftforsyningen, gir et totalt antall på fem kombinasjoner fra hvilke man må velge.

Videre, de fire kombinasjoner med en variabel temperaturkompensas jons-MOS-kondensator 35 hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, som er tilgjengelige i tilfellet med benyttelse som den faste kondensator 20 av en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av p-type og hvis motelektrode er et diffundert område av p-type, og tilkopling av dennes motelektrode til høypotensialside-kraftforsyningen, pluss den kombinasjon som er tilgjengelig i tilfellet med benyttelse av en MOS-kondensator hvis portelektrode er en polykrystallinsk silisiumfilm av n-type og hvis motelektrode er et halvledersubstrat av n-type, og tilkopling av motelektroden til høypotensialside-kraftforsyningen, gir et totalt antall på fem kombinasjoner fra hvilke man må velge.

Både den femte utførelse og den sjette utførelse som er beskrevet i det foregående, benytter en seriekopling av en fast, likestrømsblokkerende kondensator og en variabel kondensator, og varierer belastningskapasitansen ved å variere kapasitansverdien av den variable kondensator.

[Andre modifikasjoner]

Selv om oppfinnelsen er blitt spesielt beskrevet på grunnlag av utførelser, er oppfinnelsen ikke begrenset til de forannevnte utførelser, men kan selvsagt modifiseres på forskjel-

lige måter uten å avvike fra oppfinnelsens ramme.

For eksempel, selv om den vanlige praksis, som vist på fig. 1, 5, 6 og 8, er å benytte porten i en MOS-motstand som den motstandsregulerende klemme, kan portspenningen i stedet gjøres konstant og motstandsverdien varieres ved å benytte bakporteffekten som frembringes ved å variere substratpotensialet.

Videre, selv om en MOS-motstand ble benyttet som den spenningsstyrte, variable motstand, som vist for eksempel på fig. 1, 5, 6 og 8, kan det i stedet benyttes en kombinasjon av en sjikt-felteffekttransistor eller en bipolar transistor og en motstand.

Selv om MOS-motstandene og MOS-kondensatorene er koplet til høypotensialside-kraftforsyningen eller lavpotensialside-kraf tforsyningen i de utførelser som er angitt i det foregående, kan dessuten MOS-motstandene og MOS-kondensatorene, da en digital, temperaturkompensert kvartsoscillator vanligvis har en konstantspenningsgenereringsanordning og benytter dennes konstante utgang som kraftforsyning, i stedet være tilkoplet til konstantspenningsgenereringsanordningens konstante potensial-utgang.

Selv om kvartsoscillasjonsanordningen videre utgjøres av en kvartsoscillator, en oscillasjonsinverter og en tilbakekoplingsmotstand i de utførelser som er angitt i det foregående, kan en bipolar transistor benyttes i stedet for oscillasjonsinverteren, eller flere bipolare transistorer kan benyttes i "totempæl"-konfigurasj on.

Industriell anvendelighet

Da den temperaturkompenserte kvartsoscillator ifølge denne oppfinnelse således muliggjør at alle komponenter bortsett fra kvartsoscillatoren lettvint kan innlemmes i en integrert halvlederkrets, kan den, ved å redusere antallet av komponenter, oppnå en mindre og billigere, digital, temperaturkompensert kvartsoscillator.

Dessuten, når det benyttes en konfigurasjon i hvilken diskrete MOS-motstander benyttes som de variable motstander for temperaturkompensasjon og ytre frekvenskontroll, og disses sluk er koplet til kondensatorer, er ingen likestrømsbane til stede i hverken temperaturkompensas jonsstyreanordningen eller anordnin gen for ytre frekvenskontroll. Oscillasjonsfrekvensen kan derfor styres uten å øke strømforbruket i den ene eller den andre styreanordning.

Enn videre, når porten i temperaturkompensasjons-MOS-motstanden drives av utgangsspenningen fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype, er ingen likestrømsbane til stede mellom D/A-omformerens utgang og kraftforsyningen. Dette punkt muliggjør også kontroll av oscillasjonsfrekvensen uten en ekstra økning i strømforbruk.

Oppfinnelsen er derfor meget effektiv når den anvendes på forskjellige typer av elektronisk utstyr som har innebygde kvartsoscillatorer, og legger for dagen fremragende virkning når den anvendes på digitale, temperaturkompenserte kvartsoscillatorer som er innlemmet i bærbare telefonapparater, hvilke er underlagt særlig strenge krav til miniatyrisering.

Claims

1. Kvartsoscillator av temperaturkompensasjonstypen, KARAKTERISERT VED at den omfatter en kvartsoscillasjonsanordning, en temperaturkompensasjonsstyreanordning som er innkoplet mellom én klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og en kraftforsyning, en anordning for ytre frekvenskontroll som er innkoplet mellom en annen klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, en temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordning som er koplet til en styreklemme av temperaturkompensas jonsstyreanordningen, og en inngangsklemme for ytre spenning som er koplet til en styreklemme av anordningen for ytre frekvenskontroll.

2. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at temperaturkompensasjonsstyreanordningen er dannet ved å kople en fast kondensator for temperaturkompensasjon og en spenningsstyrt, variabel motstand for temperaturkompensasjon i serie mellom den ene klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, at anordningen for ytre frekvenskontroll er dannet ved å kople en fast kondensator for ytre frekvenskontroll og en spenningsstyrt, variabel motstand for ytre frekvenskontroll i serie mellom en annen klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, at temperaturkompensasj onsspenningsgenereringsanordningen er en anordning som utmater en utgangsspenning fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som en temperaturkompensasjonsspenning og tilfører temperaturkompensasjonsspenningen til en styreklemme av den variable temperaturkompensasjonsmotstand, og at spenningen som innmates via inngangsklemmen for ytre spenning, tilføres til en styreklemme av den variable motstand for ytre frekvenskontroll.

3. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den faste temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en fast temperaturkompensasjonskondensator av en tolags, polykrystallinsk silisiumfilm, at den variable temperaturkompensasjonsmotstand som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-motstand, at den faste kondensator for ytre frekvenskontroll som er innlemmet i styreanordningen for ytre frekvenskontroll, er en fast kondensator for ytre frekvenskontroll av en tolags, polykrystallinsk silisiumfilm, at den variable motstand for ytre frekvenskontroll som er innlemmet i styreanordningen for ytre frekvenskontroll, er en variabel MOS-motstand for ytre frekvenskontroll, at den temperaturkompensasjonsspenning som genereres av temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen, tilføres til en styreklemme av den variable temperaturkompensasjons-MOS-motstand, og at spenning som innmates via inngangsklemmen for ytre spenning, tilføres til en styreklemme av den variable MOS-motstand for ytre frekvenskontroll.

4. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den faste temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en fast temperaturkompensasjons-MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, at den variable temperaturkompensasjonsmotstand som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-motstand, at den faste kondensator for ytre frekvenskontroll som er innlemmet i styreanordningen for ytre frekvenskontroll, er en fast MOS-kondensator for ytre frekvenskontroll hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, at den variable motstand for ytre frekvenskontroll som er innlemmet i styreanordningen for ytre frekvenskontroll, er en variabel MOS-motstand for ytre frekvenskontroll, at temperaturkompensasjonsspenningen som genereres av temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen, tilføres til en styreklemme av den variable temperaturkompensasjons-MOS-motstand, og at spenning som innmates via inngangsklemmen for ytre spenning, tilføres til en styreklemme av den variable MOS-motstand for ytre frekvenskontroll.

5. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at temperaturkompensasjonsstyreanordningen er dannet ved å kople en variabel kondensator for temperaturkompensasjon og en spenningsstyrt, variabel motstand for temperaturkompensasjon i serie mellom én klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, at anordningen for ytre frekvenskontroll er dannet ved å kople en fast kondensator for ytre frekvenskontroll og en spenningsstyrt, variabel motstand for ytre frekvenskontroll i serie mellom en annen klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, at temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen er en anordning som utmater en utgangsspenning fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som en temperaturkompensasjonsspenning, og tilfører temperaturkompensasjonsspenningen til en styreklemme av den variable temperaturkompensasjonsmotstand, og at spenning som innmates via inngangsklemmen for ytre spenning, tilføres til en styreklemme av den variable motstand for ytre frekvenskontroll.

6. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at den variable temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator, at den variable temperaturkompensasjonsmotstand som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-motstand, at den variable motstand for ytre frekvenskontroll som er innlemmet i anordningen for ytre frekvenskontroll, er en variabel MOS-motstand for ytre frekvenskontroll, at den temperaturkompensasjonsspenning som genereres av temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen, tilføres til en styreklemme av den variable temperaturkompensasjons-MOS-motstand, og at spenning som innmates via inngangsklemmen for ytre spenning, tilføres til en styreklemme av den variable MOS-motstand for ytre frekvenskontroll.

7. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at temperaturkompensasjonsstyreanordningen er dannet ved å kople en variable kondensator for temperaturkompensasjon og en spenningsstyrt, variabel motstand for temperaturkompensasjon i serie mellom én klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, at anordningen for ytre frekvenskontroll er dannet ved å kople en variabel kondensator for ytre frekvenskontroll og en spenningsstyrt, variabel motstand for ytre frekvenskontroll i serie mellom en annen klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, at temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen er en anordning som utmater en utgangsspenning fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som en temperaturkompensas jons-spenning, og tilfører temperaturkompensasjonsspenningen til en styreklemme av den variable temperaturkompensasjonsmotstand, og at spenning som innmates via inngangsklemmen for ytre spenning, tilføres til en styreklemme av den variable motstand for ytre frekvenskontroll.

8. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at den variable temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator, at den variable temperaturkompensasjonsmotstand som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-motstand, at den variable kondensator for ytre frekvenskontroll som er innlemmet i anordningen for ytre frekvenskontroll, er en variabel MOS-kondensator for ytre frekvenskontroll, at den variable motstand for ytre frekvenskontroll som er innlemmet i anordningen for ytre frekvenskontroll, er en variabel MOS-motstand for ytre frekvenskontroll, at temperaturkompensasjonsspenningen som genereres av temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen, tilføres til en styreklemme av den variable temperaturkompensasjons-MOS-motstand, og at spenning som innmates via inngangsklemmen for ytre spenning, tilføres til en styreklemme av den variable MOS-motstand for ytre frekvenskontroll.

9. Temperaturkompensert kvartsoscillator, KARAKTERISERT VED at den omfatter en kvartsoscillasjonsanordning, en temperaturkompensasjonsstyreanordning som er dannet ved å kople en likestrømsblokkerende kondensator for temperaturkompensasjon og en variabel kondensator for temperaturkompensasjon i serie mellom én klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og en kraftforsyning, en anordning for ytre frekvenskontroll som er dannet ved å kople en likestrømsblokkerende kondensator for ytre frekvenskontroll og en variabel kondensator for ytre frekvenskontroll i serie mellom en annen klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, en temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordning som utmater en utgangsspenning fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som en temperaturkompensasjonsspenning, og som har sin utgangsklemme tilkoplet via en fast motstand for temperaturkompensasjon til et forbindelsespunkt mellom den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator og den variable temperaturkompensasjonskondensator, og en inngangsklemme for ytre spenning som er koplet via en fast motstand for ytre frekvenskontroll til et forbindelsespunkt mellom den likestrømsblokkerende kondensator for ytre frekvenskontroll og den variable kondensator for ytre frekvenskontroll .

10. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 9, KARAKTERISERT VED at den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskon densator som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, at den variable temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyréanordningen, er en variabel temperaturkompensasj ons-MOS-kondensator, at den likestrømsblokkerende kondensator for ytre frekvenskontroll som er innlemmet i anordningen for ytre frekvenskontroll, er en likestrømsblokkerende kondensator for ytre frekvenskontroll som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, og at den variable kondensator for ytre frekvenskontroll som er innlemmet i anordningen for ytre frekvenskontroll, er en variabel MOS-kondensator for ytre frekvenskontroll.

11. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 9, KARAKTERISERT VED at den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, at den variable temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med lav konsentrasjon, at den likestrømsblokkerende kondensator for ytre frekvenskontroll som er innlemmet i anordningen for ytre frekvenskontroll, er en likestrømsblokkerende kondensator for ytre frekvenskontroll hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, og at den variable kondensator for ytre frekvenskontroll som er innlemmet i anordningen for ytre frekvenskontroll, er en variabel MOS-kondensator for ytre frekvenskontroll hvis motelektrode er et diffundert område med lav konsentrasjon.

12. Kvartsoscillator av temperaturkompensasjonstypen, KARAKTERISERT VED at den omfatter en kvartsoscillasjonsanordning, en temperaturkompensasjonsstyreanordning som er innkoplet mellom én klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og en kraftforsyning, en fast kondensator som er innkoplet mellom en annen klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, og en temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordning som er tilkoplet til en styreklemme av temperaturkompensasj onsstyreanordningen.

13. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 12, KARAKTERISERT VED at temperaturkompensasjonsstyreanordningen er dannet ved å kople en fast kondensator for temperaturkompensasjon og en spenningsstyrt, variabel motstand for temperaturkompensasjon i serie, og at temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen er en anordning som utmater utgangsspenningen fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som en temperaturkompensasjonsspenning, og tilfører temperaturkompensasjonsspenningen til en styreklemme av den variable temperaturkompensasjohsmotstand.

14. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 13, KARAKTERISERT VED at den faste temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en fast temperaturkompensasjonskondensator av en tolags, polykrystallinsk silisiumfilm, at den variable temperaturkompensasjonsmotstand som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-motstand, at den faste kondensator som er innkoplet mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, er en fast kondensator av en tolags, polykrystallinsk silisiumfilm, og at temperaturkompensasjonsspenningen som genereres av temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen, tilføres til en styreklemme av den variable temperaturkompensasjons-MOS-motstand.

15. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 13, KARAKTERISERT VED at den faste temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en fast temperaturkompensasjons-MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, at den variable temperaturkompensasjonsmotstand som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-motstand, at den faste kondensator som er innkoplet mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, er en fast MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, og at temperaturkompensasjonsspennigen som genereres av temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen, tilføres til en styreklemme av den variable temperaturkompensasjons-MOS-motstand.

16. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 12, KARAKTERISERT VED at temperaturkompensasjonsstyreanordningen er dannet ved å kople en variabel kondensator for temperaturkompensasjon og en spenningsstyrt, variabel motstand for temperaturkompensasjon i serie, og at temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordningen er en anordning som utmater utgangsspenningen fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som en temperaturkompensasjonsspenning, og tilfører temperaturkompensasjonsspenningen til en styreklemme av den variable temperaturkompensasjonsmotstand.

17. Kvartsoscillator av temperaturkompensasjonstypen, KARAKTERISERT VED at den omfatter en kvartsoscillasjonsanordning, en temperaturkompensasjonsstyreanordning som er dannet ved å kople en likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator og en variabel temperaturkompensasjonskondensator i serie mellom én klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og en kraftforsyning, en fast kondensator som er innkoplet mellom en annen klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, og en temperaturkompensasjons-spenningsgenereringsanordning som utmater en utgangsspenning fra en D/A-omformer av spenningsutgangstype som en temperaturkompensasjonsspenning, og som har sin utgangsklemme koplet via en fast temperaturkompensasjonsmotstand til et forbindelsespunkt mellom den likestrømsblok-kerende temperaturkompensasjonskondensator og den variable temperaturkompensasj onskondensator.

18. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 17, KARAKTERISERT VED at den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en likestrømsblokkerende temperaturkompensas jonskondensator som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon, at den variable temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator, og at den faste kondensator som er innkoplet mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, er en fast kondensator som er dannet av to lag av polykrystallinsk silisiumfilm som inneholder urenhet med høy konsentrasjon.

19. Temperaturkompensert kvartsoscillator ifølge krav 17, KARAKTERISERT VED at den likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en likestrømsblokkerende temperaturkompensasjonskondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon, at den variable temperaturkompensasjonskondensator som er innlemmet i temperaturkompensasjonsstyreanordningen, er en variabel temperaturkompensasjons-MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med lav konsentrasjon, og at den faste kondensator som er innkoplet mellom den andre klemme av kvartsoscillasjonsanordningen og kraftforsyningen, er en fast MOS-kondensator hvis motelektrode er et diffundert område med høy konsentrasjon.