5021_nc9903d

SM5021 series
水晶発振モジュール用 IC
■概要
SM5021 series は、NPC が独自に開発したモリゲート  CMOS 技術を採用した水晶発振モジュール用 IC です。
高周波および低消費電流で動作する発振回路と出力バッファから構成されています。また、高精度な薄膜抵抗
による帰還抵抗と周波数特性の優れた発振容量を内蔵していますので、外付け部品をつけることなく、安定し
た 3 次オーバートーン発振が可能です。
■特長
• 3 倍波用
• 出力トライステート機能
• 発振容量：CG, CD 内蔵
• 動作電源電圧範囲：2.7 ∼ 5.5V (A×, K× シリーズ )
4.5 ∼ 5.5V (B×, L× シリーズ )
• インバータアンプ部帰還抵抗内蔵
• 出力周波数：fo ( 発振周波数 )
(A×, B× シリーズ )
• 入力レベル：TTL
• 6 ピン SOT (SM5021××H)
• 出力ドライバビリティ：4mA (VDD = 2.7V)
• チップフォーム (CF5021××)
8mA (VDD = 4.5V)
■シリーズ構成
バージョン名*1
動作電源電圧範囲
[V]
Chip
SM5021AAH
SOT
4.5 ∼ 5.5 4.5 ∼ 5.5
SM5021ABH
SM5021ACH
2.7 ∼ 5.5 2.7 ∼ 5.5
SM5021ADH
SM5021AEH
2.7 ∼ 3.6
×
推奨動作周波数範囲 *2
[MHz]
3V 動作
5V 動作
×
22 ∼ 30
22 ∼ 30
30 ∼ 43
30 ∼ 40
43 ∼ 55
40 ∼ 50
55 ∼ 70
50 ∼ 70
×
SM5021BAH
SM5021BBH
内蔵容量
[pF]
CG
×
30 ∼ 43
15
8
12
8
Rf
[kΩ]]
1
6.0
1
3.3
2
3.9
3
2.7
4
2.7
1
6.0
1
3.3
CD
22 ∼ 30
4.5 ∼ 5.5 4.5 ∼ 5.5
gm 比
15
CMOS
Hi−Z
fo
TTL
Hi−Z
無
fo
CMOS
Hi−Z
無
fo
TTL
Hi−Z
43 ∼ 55
2
3.9
SM5021BDH
55 ∼ 70
3
2.7
2.7 ∼ 5.5 2.7 ∼ 5.5 22 ∼ 50*3
SM5021KEH
2.7 ∼ 3.6 2.7 ∼ 3.6 50 ∼ 70*3
SM5021LDH
4.5 ∼ 5.5 4.5 ∼ 5.5
×
22 ∼ 70*3
×
22 ∼ 70*3
15
3
12
4
15
3
8
8
スタン
バイ時
出力状態
fo
SM5021BCH
SM5021KDH
出力
出力
周波数 レベル
*1.チップフォームの場合、CF5021×× となります。
*2.推奨動作周波数は、NPC 特性確認用水晶からの目安であり、発振周波数帯を保証するものではありません。
水晶振動子の特性や実装条件により特性が大幅に変動しますので、発振特性の十分な評価のもとご使用下さい。
*3.外付け抵抗によりカットオフ周波数を設定し、3 倍波発振が可能な周波数範囲です。
■オーダーインフォメーション
Device
Package
SM5021 ××H
SOT23-6
CF5021××−2
Chip form
※モリゲート  はセイコー NPC ( 株 ) の登録商標です。
SEIKO NPC CORPORATION —1
SM5021 series
■パッド配置図
■端子配置図
(Unit：µm)
(Top view)
Q
XTN (1000,800)
HA5021
VDD
(0,0) VSS
XT INHN
INHN
1
6
XTN
XT
2
5
VDD
VSS
3
4
Q
チップサイズ ：1.00 × 0.80mm
チップ厚
：220 ± 30µm
チップ裏面 ：V DD レベル
■端子説明・パッド座標
端子
i/o
名称
INHN
i
出力状態制御入力端子
XT
i
アンプ入力端子
XTN
o
アンプ出力端子
VSS
−
( − ) 電源端子
Q
o
出力端子
VDD
−
( + ) 電源端子
説明
"L" で出力 Hi-Z
プルアップ抵抗内蔵
水晶振動子接続端子
XT, XTN の間に水晶振動子を接続
fo (XT 端子入力周波数 )
パッド座標
m)
(Unit : µm
X
Y
771
150
553
150
836
636
150
140
150
649
796
409
SEIKO NPC CORPORATION —2
SM5021 series
■外形寸法図
+ 0.2
2.8 − 0.3
+ 0.2
1.6 − 0.1
0.20MIN
(Unit : mm)
+ 0.1
0.15 − 0.05
1.9 ± 0.2
2.9 ± 0.2
0 to 0.15
0.12 M
1.1 ± 0.1
0.4 ± 0.1
0.95
0.1
■ブロックダイアグラム
VDD VSS
XTN
X'tal
Rfo
CG
CD
Rf
Q
XT
INHN
SEIKO NPC CORPORATION —3
SM5021 series
■絶対最大定格
特記なき場合 VSS = 0V
項目
記号
電源電圧範囲
定格
単位
V DD
− 0.5 ∼ + 7.0
V
入力電圧範囲
VIN
− 0.5 ∼ V DD + 0.5
V
出力電圧範囲
VOUT
− 0.5 ∼ V DD + 0.5
V
動作温度範囲
T opr
− 40 ∼ + 85
°C
T STG
チップフォーム
保存温度範囲
− 65 ∼ + 150
°C
SOT23-6
− 55 ∼ + 125
°C
13
mA
250
mW
出力電流
IOUT
消費電力
PW
条件
SOT23-6
■推奨動作条件
特記なき場合 VSS = 0V, f ≤ 70MHz, CL ≤ 15pF
項目
記号
規格
条件
MIN
TYP
単位
MAX
電源電圧
V DD
2.7
5.5
V
入力電圧
VIN
V SS
V DD
V
動作温度
TOPR
− 20
+ 80
°C
注 ) 推奨動作条件は、周波数、負荷容量、消費電力により異なります。
SEIKO NPC CORPORATION —4
SM5021 series
■電気的特性
● 3V 動作 (AA, AB, AC, AD, AE, KD, KE シリーズ )
特記なき場合 V DD = 2.7 ∼ 3.6V, VSS = 0V, Ta = − 20 ∼ + 80°C
規格
項目
"H" レベル出力電圧
"L" レベル出力電圧
記号
VOH
V OL
条件
Q 端子 , 測定回路 1,
VDD = 2.7V, I OH = 4mA
SM5021×AH, CF5021×A
SM5021×BH, CF5021×B
SM5021×CH, CF5021×C
SM5021×DH, CF5021×D
Q 端子 , 測定回路 1,
VDD = 2.7V, I OH = 8mA
SM5021×EH, CF5021×E
Q 端子 , 測定回路 2,
VDD = 2.7V, I OL = 4mA
SM5021×AH, CF5021×A
SM5021×BH, CF5021×B
SM5021×CH, CF5021×C
SM5021×DH, CF5021×D
Q 端子 , 測定回路 2,
VDD = 2.7V, I OL = 8mA
SM5021×EH, CF5021×E
"H" レベル入力電圧
V IH
INHN 端子
"L" レベル入力電圧
VIL
INHN 端子
出力リーク電流
TYP
2.1
2.4
0.3
MAX
単位
V
0.4
2.0
V
V
0.5
V
VOH = VDD
10
µA
VOL = VSS
10
µA
13
25
mA
25
100
250
kΩ
SM5021×AH, CF5021×A
5.1
6.0
6.9
SM5021×BH, CF5021×B
2.8
3.3
3.8
SM5021×CH, CF5021×C
3.3
3.9
4.5
SM5021×DH, CF5021×D
SM5021×EH, CF5021×E
2.3
2.7
3.1
CG
設計値 ( ウェハー内モニターパターンにて保証。
本パターン全数測定はしておりません。)
7.44
8
8.56
CD
SM5021×AH, CF5021×A
設計値 ( ウェハー内モ
SM5021×BH, CF5021×B
ニターパターンにて保 SM5021×CH, CF5021×C
証。本パターン全数測 SM5021×DH, CF5021×D
定はしておりません。)
SM5021×EH, CF5021×E
13.95
15
16.05
IZ
Q 端子 , 測定回路 2, INHN = "L",
VDD = 3.3V
消費電流
IDD
70MHz 水晶発振 ,
測定回路 3, 負荷回路 1,
INHN = OPEN,
CL = 15pF
INHN 端子 PULL UP 抵抗
RUP
測定回路 4
帰還抵抗
(A× シリーズのみ )
MIN
Rf
内蔵容量
測定回路 5
SM5021A×H, CF5021A ×
SM5021K×H, CF5021K ×
kΩ
pF
pF
11.16
12
12.84
SEIKO NPC CORPORATION —5
SM5021 series
● 5V 動作 (AA, AB, AC, AD, BA, BB, BC, BD, KD, LD シリーズ )
特記なき場合 V DD = 4.5 ∼ 5.5V, VSS = 0V, Ta = − 20 ∼ + 80°C
規格
項目
記号
条件
"H" レベル出力電圧
VOH
Q 端子 , 測定回路 1, VDD = 4.5V, IOH = 8mA
"L" レベル出力電圧
V OL
Q 端子 , 測定回路 2, VDD = 4.5V, IOL = 8mA
"H" レベル入力電圧
V IH
INHN 端子
"L" レベル入力電圧
VIL
INHN 端子
出力リーク電流
消費電流
INHN 端子 PULL UP 抵抗
帰還抵抗
(A×, B× シリーズのみ )
IZ
IDD
RUP
Rf
CG
内蔵容量
CD
MIN
TYP
3.9
4.2
0.3
MAX
V
0.4
2.0
Q 端子 , 測定回路 2, INHN = "L",
VDD = 5.5V
単位
V
V
0.8
V
VOH = VDD
10
µA
VOL = VSS
10
µA
70MHz 水晶発振 ,
測定回路 3, 負荷回路 1,
INHN = OPEN,
CL = 15pF
SM5021AAH, CF5021AA
SM5021ABH, CF5021AB
SM5021ACH, CF5021AC
SM5021ADH, CF5021AD
SM5021KDH, CF5021KD
18
70MHz 水晶発振 ,
測定回路 3, 負荷回路 2,
INHN = OPEN,
CL = 15pF
SM5021B×H, CF5021B×
SM5021L×H, CF5021L ×
18
35
25
100
250
SM5021×AH, CF5021×A
5.1
6.0
6.9
SM5021×BH, CF5021×B
2.8
3.3
3.8
SM5021×CH, CF5021×C
3.3
3.9
4.5
SM5021×DH, CF5021×D
2.3
2.7
3.1
SM5021×AH, CF5021×A
設計値 ( ウェハー内モ
ニターパターンにて保 SM5021×BH, CF5021×B
証。本パターン全数測 SM5021×CH, CF5021×C
定はしておりません。) SM5021×DH, CF5021×D
7.44
8
8.56
pF
13.95
15
16.05
pF
測定回路 4
測定回路 5
35
mA
kΩ
kΩ
SEIKO NPC CORPORATION —6
SM5021 series
■スイッチング特性
●出力レベル：COMS 品
○ 3V 動作 (AA, AB, AC, AD, AE, KD, KE シリーズ )
特記なき場合 VDD = 2.7 ∼ 3.6V, VSS = 0V, Ta = − 20 ∼ + 80°C
項目
出力立ち上がり時間
記号
tr1
条件
TYP
MAX
SM5021AAH, CF5021AA
SM5021ABH, CF5021AB
SM5021ACH, CF5021AC
SM5021ADH, CF5021AD
SM5021KDH, CF5021KD
5
10
SM5021AEH, CF5021AE
SM5021KEH, CF5021KE
3.5
7
3.5
7
CL = 15pF
SM5021AAH, CF5021AA
SM5021ABH, CF5021AB
SM5021ACH, CF5021AC
SM5021ADH, CF5021AD
SM5021KDH, CF5021KD
測定回路 6,
負荷回路 1,
0.9VDD → 0.1VDD,
SM5021AAH, CF5021AA
SM5021ABH, CF5021AB
SM5021ACH, CF5021AC
SM5021ADH, CF5021AD
SM5021KDH, CF5021KD
5
10
SM5021AEH, CF5021AE
SM5021KEH, CF5021KE
3.5
7
SM5021AAH, CF5021AA
SM5021ABH, CF5021AB
SM5021ACH, CF5021AC
SM5021ADH, CF5021AD
SM5021KDH, CF5021KD
3.5
7
測定回路 6,
負荷回路 1,
0.1VD D → 0.9VDD,
CL = 15pF
測定回路 6,
負荷回路 1,
0.2VD D → 0.8VDD,
出力立ち下がり時間
tf1
CL = 15pF
測定回路 6,
負荷回路 1,
0.8VDD → 0.2VDD,
CL = 15pF
出力 DUTY サイクル*1
DUTY
出力ディスエーブル遅延時間
t PLZ
出力イネーブル遅延時間
t PZL
規格
測定回路 6, 負荷回路 1, V DD = 3V, Ta = 25°C,
CL = 15pF, f ≤ 70MHz
MIN
45
測定回路 6, 負荷回路 1, V DD = 3V, Ta = 25°C,
CL = 15pF
単位
ns
ns
55
％
100
ns
100
ns
*1.ロットモニターにて確認
○ 5V 動作 (AA, AB, AC, AD, KD シリーズ )
特記なき場合 VDD = 4.5 ∼ 5.5V, VSS = 0V, Ta = − 20 ∼ + 80°C
項目
記号
出力立ち上がり時間
tr1
出力立ち下がり時間
tf1
出力 DUTY サイクル*1
DUTY
出力ディスエーブル遅延時間
t PLZ
出力イネーブル遅延時間
t PZL
条件
規格
MIN
測定回路 6, 負荷回路 1, 0.1VDD → 0.9VDD ,
CL = 15pF
測定回路 6, 負荷回路 1, 0.9VDD → 0.1V DD,
CL = 15pF
測定回路 6, 負荷回路 1, V DD = 5V, Ta = 25°C,
CL = 15pF, f ≤ 70MHz
測定回路 6, 負荷回路 1, V DD = 5V, Ta = 25°C,
CL = 15pF
45
単位
TYP
MAX
3.5
7
ns
3.5
7
ns
55
％
100
ns
100
ns
*1.ロットモニターにて確認
SEIKO NPC CORPORATION —7
SM5021 series
●出力レベル：TTL 品
○ 5V 動作 (BA, BB, BC, BD, LD シリーズ )
特記なき場合 VDD = 4.5 ∼ 5.5V, VSS = 0V, Ta = − 20 ∼ + 80°C
規格
項目
記号
条件
MIN
TYP
MAX
単位
出力立ち上がり時間
tr2
測定回路 6, 負荷回路 2, 0.4V → 2.4V,
CL = 15pF
2.5
7
ns
出力立ち下がり時間
tf2
測定回路 6, 負荷回路 2, 2.4V → 0.4V,
CL = 15pF
2.5
7
ns
55
％
出力 DUTY サイクル*1
DUTY
測定回路 6, 負荷回路 2, V DD = 5V, Ta = 25°C,
CL = 15pF, f ≤ 70MHz
45
出力ディスエーブル遅延時間
t PLZ
測定回路 6, 負荷回路 2, V DD = 5V, Ta = 25°C,
100
ns
出力イネーブル遅延時間
t PZL
CL = 15pF
100
ns
*1.ロットモニターにて確認
■ NPC 特性確認用標準水晶データ
Cb
L
Ca
R
f [MHz]
R [Ω]
L [mH]
Ca [fF]
Cb [pF]
30
18.62
16.24
1.733
5.337
40
20.53
11.34
1.396
3.989
50
22.17
7.40
1.370
4.105
60
22.20
5.05
1.388
4.226
70
25.42
4.18
1.254
5.170
■機能説明
●スタンバイ機能
INHN 端子を Low レベルにすることで、Q 端子がハイインピーダンスになります。
INHN
Q
発振部
High (open)
fo
動作
Low
Hi−Z
動作
SEIKO NPC CORPORATION —8
SM5021 series
■測定回路
●測定回路 1
●測定回路 4
VDD
C1
Signal
Generator
XT
R1
5.0V
Q
VDD
R2
R3
XTN
VSS
VDD
IPR
RUP =
INHN
VSS
VOH
Q output
0V
A
IPR
入力信号 : 2.0Vp-p, 10MHz, サイン波 (3V 動作 )
3.5Vp-p, 10MHz, サイン波 (5V 動作 )
C1 : 0.001µF
R1 : 50Ω
R2 : 525Ω (3V 動作 / ×A, ×B, ×C, ×D シリーズ )
263Ω (3V 動作 /×E シリーズ )
490Ω (5V 動作 )
R3 : 100kΩ (K×, L× シリーズ )
●測定回路 2
●測定回路 5
IOL, IZ
VDD
IZ
INHN VSS
VDD
XT
A
Q
Rf =
XTN
V VOL
VDD
IRf
VSS
A
IRf
●測定回路 3
●測定回路 6
IDD
IDD
IST
A
VDD
C1
Signal
Generator
XT
R1
XT
Q
Rfo
R3
XTN
VSS
入力信号 : 2.0Vp-p, 70MHz, サイン波 (3V 動作 )
3.5Vp-p, 70MHz, サイン波 (5V 動作 )
C1 : 0.001µF
R1 : 50Ω
R3 : 100kΩ (K×, L× シリーズ )
VDD
X'tal
Q
XTN
INHN
VSS
Rfo : 2.7kΩ (K×, L× シリーズ )
SEIKO NPC CORPORATION —9
SM5021 series
●負荷回路 1
●負荷回路 2
Q output
R
CL
Q output
(Including probe capacitance)
CL
(Including probe capacitance)
CL = 15pF：tr1, tf1
CL = 15pF：tr2 , tf2
R = 800Ω
●スイッチング時間測定波形
○出力 DUTY レベル (CMOS)
0.9VDD
Q output
0.9VDD
0.1VDD
0.1VDD
DUTY measurement
voltage (0.5V DD )
TW
tr
tf
○出力 DUTY レベル (TTL)
Q output
2.4V
2.4V
0.4V
0.4V
DUTY measurement
voltage (1.4V )
TW
tr
tf
○出力 DUTY サイクル (CMOS)
DUTY measurement
voltage (0.5V DD)
Q output
TW
T
DUTY= TW/ T 100 (%)
○出力 DUTY サイクル (TTL)
DUTY measurement
voltage (1.4V )
Q output
TW
T
DUTY= TW/ T 100 (%)
SEIKO NPC CORPORATION —10
SM5021 series
●出力ディスエーブル遅延時間・出力イネーブル遅延時間
INHN
VIH
VIL
tPLZ
tPZL
Q output
INHN input waveform tr = tf 10ns
SEIKO NPC CORPORATION —11
SM5021 series
※このカタログに記載されている製品のご使用に際しては、次の点にご注意くださいますようお願い申し上げます。
1. このカタログに記載されている製品は、
その故障または誤作動が直接人命に関わる製品に使用されることを意図しておりません。
このような使用をご検討の場合には、
必ず事前に当社営業部までご相談ください。
なお、
事前の ご相談なく使用され、そのことに よって発生した損害 等については、当社では一切責 任を負いかねますの でご了承
ください。
2. このカタログに記載されている内容は、
特性、信頼性等の改善のため予告なしに変更されることがありますので予めご了承ください。
3. このカタログに記載されている内容は、第三者の知的財産権その他の権利を侵害していないことを保証するものではありません。
したがって、
その使用に起因する第三者の権利に対する侵害について当社は責任を負いかねますのでご了承ください。
4. このカタログに記載されている回路等の定数は一例を示すものであり、
量産に際しての設計を保証するものではありません。
5. このカタログに記載 されている製品の全 部または一部が、外国為替及び外国 貿易法その他の関係 法令に定める物資に 該当する
場合は、
それ らの法令に基づく輸 出の承認、
許 可が必要になります ので、
お客様 の方でその申請手 続きをお取りくださ るようお
願いいたします。
セ イ コ ー Ｎ Ｐ Ｃ 株 式 会 社
本社・東京営業所
〒 104­0032 東京都中央区八丁堀 1­9­9
TEL 03­5541­6501 FAX 03­5541­6510
那須塩原事業所
〒 329­2811 栃木県那須塩原市下田野 531­1
TEL 0287­35­3111( 代 ) FAX 0287­35­3120
関 西 営 業 所
〒 550­0004 大阪市西区靭本町 2­3­2
TEL 06­6444­6631( 代 ) FAX 06­6444­6680
http://www.npc.co.jp/
Email: [email protected]
NC9903D
2008.10
SEIKO NPC CORPORATION —12