5056_ND13023J00

5056 series
水晶発振モジュール用 IC
■概要
5056 series は、発振周波数 70~135MHz、C0 が 2~4pF の大型 3rd オーバートーン水晶発振器向けの水晶発振モジュ
ール用 IC です。C0 キャンセル回路を搭載することで高周波でも高い発振特性を実現した発振回路をもち、出力負荷
30pF でも駆動する CMOS 出力バッファから構成されています。
■特長
・動作電源電圧範囲: 2.25~3.63V
・推奨発振周波数範囲(3rd オーバートーン)
70~125MHz (2.5V±10%)
75~135MHz (3.3V±10%)
・出力負荷 30pF 対応 (VDD: 3.3V±10%、 出力周波数: 75~125MHz)
・大型 3rd オーバートーン水晶振動子に最適な発振回路 (2pF≤C0≤4pF)
・動作温度範囲: -40℃~+85℃
・出力レベル: CMOS
・出力ドライバビリティ: ±8mA
・スタンバイ機能内蔵:スタンバイ時発振停止、出力 Hi-Z
・パワーセーブプルアップ抵抗内蔵 (INHN 端子)
・ウェーハフォーム(WF5056xx)
・チップフォーム(CF5056xx)
■アプリケーション
・7.0×5.0, 5.0×3.2 水晶発振器
■シリーズ構成
バージョン名*1
推奨発振周波数範囲*2[MHz]
5056CC
70~85
5056CE
100~135
発振部容量*3[pF]
推奨 C0 値[pF]
2≤C0≤4
CG
CD
1
3
0
1
*1. ウェーハフォームの場合 WF5056xx、チップフォームの場合、CF5056xx となります。
*2. 推奨発振周波数は、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. 発振部容量は寄生容量を含みません。
■オーダーインフォメーション
商品名
形態
バージョン名称
WF5056C□-4
WF5056Cx-4
ウェーハフォーム
形態 WF:Wafer form
CF:Chip(Die) form
CF5056Cx-4
発振周波数範囲
PAD 配置
C:Wire Bonding 向け
チップフォーム
SEIKO NPC CORPORATION - 1
5056 series
■PAD 配置図
(Unit: μm)
(300,285)
5
VDD
Y
INHN
4
(0,0)
6
VSS
2
1
(-300,-285)
3
Q
XT
XTN
X
チップサイズ: 0.60×0.57mm
チップ厚: 130μm
PAD 開口部: 80μm
チップ裏面: Vss レベル
・チップセンターの座標を(0,0)とします。
■端子説明・PAD 座標
No.
端子名
I/O*1
1
XT
I
水晶振動子接続端子
2
XTN
O
3
VSS
4
PAD 座標 [μm]
機能説明
X
Y
-145.2
-193.5
XT, XTN の間に水晶振動子を接続
145.2
-193.5
-
(-) 電源端子
208.5
-1.1
Q
O
出力端子
208.5
193.5
5
VDD
-
(+) 電源端子
-208.5
193.5
6
INHN
I
-208.5
-1.1
*1. I: 入力端子
出力状態制御入力端子(Low で発振停止)
パワーセーブプルアップ抵抗内蔵
O: 出力端子
■ブロックダイアグラム
RPU
INHN
C0 Cancel
RF
CMOS
XT
CG
RD
CD
Q
VDD
VSS
XTN
SEIKO NPC CORPORATION - 2
5056 series
■絶対最大定格
Vss=0V
項
目
記号
電源電圧範囲*1
条
VDD
VDD-VSS 間
*1*2
VIN
*1*2
入力電圧範囲
出力電圧範囲
定
格
単位
-0.3~+4.0
V
入力端子
-0.3~VDD+0.3
V
-0.3~VDD+0.3
V
±20
mA
125
℃
-55~+125
℃
VOUT
出力端子
*3
IOUT
Q 端子
*3
接合温度
Tj
保存温度範囲*4
TSTG
出力電流
件
チップ、ウェーハ単体
*1. 一瞬たりとも超えてはならない値です。万一、定格を超えた場合は、電気的特性、信頼性などに影響を与える恐れがあります。
*2. 定格に記載の“VDD”は、推奨動作条件に定める動作電源電圧(VDD)の規格値を示します。
*3. 超えないようにご使用ください。万一超えた場合は、特性劣化、信頼性低下の懸念があります。
*4. N2 または真空雰囲気で、梱包材を含まない単体保存の場合です。
■推奨動作条件
Vss=0V
項
目
記号
条
CC ver.
発振周波数*1
fOSC
CE ver.
CC ver.
出力周波数
fOUT
CE ver.
規
件
MIN
格
TYP
MAX
VDD=2.97~3.63V
75
85
VDD=2.25~2.75V
70
80
VDD=2.97~3.63V
100
135
VDD=2.25~2.75V
100
125
VDD=2.97~3.63V
CLOUT≤30pF
75
85
VDD=2.25~2.75V
CLOUT≤15pF
70
80
CLOUT≤15pF
100
135
CLOUT≤30pF
100
125
CLOUT≤15pF
100
125
VDD=2.97~3.63V
VDD=2.25~2.75V
*2
単位
MHz
MHz
動作電源電圧
VDD
VDD-VSS 端子間
2.25
3.63
V
入力電圧
VIN
入力端子
VSS
VDD
V
動作周囲温度
Ta
-40
+85
℃
CC ver.
出力負荷容量
(Q 端子)
CLOUT
CE ver.
VDD=2.97~3.63V
かつ 75MHz≤fOUT≤85MHz
VDD=2.97~3.63V
かつ 100MHz≤fOUT≤125MHz
上記以外の条件
30
30
pF
15
*1. 発振周波数は、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。
*2. 5056 series を安定に動作させるため、VDD-VSS 間には 0.01μF 以上のセラミックチップコンデンサを IC の直近(3mm 以内程度)に実装
して下さい。また IC からコンデンサまでの配線パターンは、できるだけ太い配線パターンでご使用下さい。
Note. 推奨動作条件範囲外で使用すると信頼性に影響を与える場合がありますので、この範囲内で使用して下さい。
SEIKO NPC CORPORATION - 3
5056 series
■電気的特性
●DC 特性
特記なき場合、VDD=2.25~3.63V, VSS=0V, Ta=-40~+85℃
項
目
“H”レベル出力電圧
条
VOH
Q 端子, 測定回路 3, IOH=-8mA
VDD-0.4
VDD
V
Q 端子, 測定回路 3, IOL=8mA
0
0.4
V
“L”レベル出力電圧
件
規 格
TYP
記号
MIN
MAX
“H”レベル入力電圧
VIH
INHN 端子, 測定回路 4
“L”レベル入力電圧
VIL
INHN 端子, 測定回路 4
出力リーク電流
IZ
Q 端子, 測定回路 5
INHN=“Low”
Q=VDD
測定回路 1, 無負荷
INHN=“OPEN”, fOSC=80MHz
VDD=3.3V
15
30
VDD=2.5V
8
16
VDD=3.3V
17
34
VDD=2.5V
10
20
CC ver.
消費電流*1
CE ver.
スタンバイ電 流
IDD_2.5V
IDD_3.3V
IDD_2.5V
IST
測定回路 1, 無負荷
INHN=“OPEN”, fOSC=125MHz
0.7VDD
V
0.3VDD
Q=VSS
10
-10
測定回路 1, INHN=VSS
V
μA
mA
10
μA
RPU1
測定回路 6
0.8
3
24
MΩ
RPU2
測定回路 6
30
70
150
kΩ
CC ver.
RF
設計値
2.7
4.9
7.1
CE ver.
RF
設計値
2.0
3.8
5.5
CG
ウェーハ内モニターパターンにて確認。
設計値。寄生容量は除く。
0.8
1
1.2
2.4
3
3.6
0
0
0
0.8
1
1.2
INHN 端子
プルアップ抵抗
発振部
帰還抵抗
IDD_3.3V
単位
CC ver.
発振部
容量
CE ver.
CD
CG
CD
ウェーハ内モニターパターンにて確認。
設計値。寄生容量は除く。
kΩ
pF
pF
*1. Q 端子に容量(CLOUT)を負荷した場合の消費電流 IDD(CLOUT)は、無負荷時の消費電流(IDD)、出力周波数(fOUT)と次式で算出することが
出来ます。
IDD(CLOUT)[mA] = IDD[mA]+CLOUT[pF]×VDD[V]×fOUT[MHz]・10-3
SEIKO NPC CORPORATION - 4
5056 series
●AC 特性
特記なき場合、VDD=2.25~3.63V, VSS=0V, Ta=-40~+85℃
項
目
記号
条
MAX
2.0
測定回路 1, CLOUT=15pF
0.1VDD→0.9VDD, VDD=2.25~3.63V
1.0
tr2
測定回路 1, CLOUT=30pF
0.1VDD→0.9VDD, VDD=2.97~3.63V
1.5
3.0
tf1
測定回路 1, CLOUT=15pF
0.9VDD→0.1VDD, VDD=2.25~3.63V
1.0
2.0
tf2
測定回路 1, CLOUT=30pF
0.9VDD→0.1VDD, VDD=2.97~3.63V
1.5
3.0
50
55
出力立ち下がり時間
DUTY
出力ディセーブル遅延時間
MIN
規 格
TYP
tr1
出力立ち上がり時間
出力 DUTY サイクル
件
ns
ns
測定回路 1, Ta=25℃,
CLOUT=15pF, VDD=2.25~3.63V
45
測定回路 1, Ta=25℃,
CLOUT=30pF, VDD=2.97~3.63V
40
%
50
測定回路 2, Ta=25℃, CLOUT≤15pF
tOD
単位
60
200
ns
Note. 上記規格値は、弊社評価用の標準振動子、標準治具を使用して測定した場合の値です。振動子の特性によってバラツキを持つ場合があ
りますので十分な評価のもとご使用下さい。
●タイミングチャート
0.9VD D
0.9VDD
Q
0.1VD D
DUTY measurement
voltage 0.5VDD
DUTY = Tw/T×100 (%)
0.1VD D
Tw
T
tr
tf
出力スイッチング波形
VDD
VIH
INHN
VIL
VSS
tOD
VDD
0.1V
VSS
0.1V
Q
fOUT
Hi-Z
Low
fOUT
・INHN 端子 High→Low の場合: Q 端子出力はハイ・インピーダンスになります。
・INHN 端子 Low→High の場合: Q 端子は一度 Low となり、発振信号を検出した後、クロック信号出力状態に移行します。
出力ディセーブル時間、発振開始時間・タイミングチャート
SEIKO NPC CORPORATION - 5
5056 series
■機能説明
●INHN 端子の機能
INHN端子を Lowレベルにすることにより Q 端子出力を停止させてハイ・インピーダンスにして、IC の動作をディセーブ
ル状態にすることができます。
INHN 端子
Q 端子
発振部
High(Open)
fOUT
動作
Low
Hi-Z
停止
●パワーセーブプルアップ抵抗
INHN 端子のプルアップ抵抗は入力レベル(High or Low)に応じて RPU1 または RPU2 に切り換わります。
INHN 端子を Low レベルに固定にしたときは INHN 端子に内蔵しているプルアップ抵抗値が大きくなり(RPU1)、ディセー
ブル時にプルアップ抵抗で消費する電流を小さくすることができます。
INHN 端子を High または Open で使うときはプルアップ抵抗値が小さくなり(RPU2)、外来ノイズによる影響を受けにくくなり
ます。これにより、INHN 端子内部は High レベルに固定された状態となりますので、不意に出力が停止するといった問題
を回避できます。
●発振検出機能
本製品には発振検出回路が搭載されています。
発振検出回路は水晶振動が起動し、安定するまでは出力回路が Low レベルとなる機能です。この機能により、電源投
入時や INHN 端子による発振再起動時における異常発振の危険性を軽減することができます。
●C0 キャンセル回路
C0 キャンセル回路を搭載した発振回路は、振動子の C0 をキャンセルすることで発振回路の等価的な C0 を小さくし、振
動子の C0 値増加による負性抵抗の低下を抑制することができます。この効果によって、C0 の大きな高周波の振動子を使
用した発振器でも発振余裕を確保しやすくなります。
SEIKO NPC CORPORATION - 6
5056 series
■測定回路
●測定回路 1
測定項目: IDD, IST, DUTY, tr, tf
*AC characteristics observed on the Q pin
using an oscilloscope.
A
IDD, IST
VDD
0.1μF
SW1
XT
X'tal
Q
測定項目
SW1
SW2
IDD
OFF
OFF
IST
ON or OFF
ON
DUTY, tr, tf
ON
OFF
XTN
INHN
VSS
CLOUT=15pF or 30pF
(Including probe capacitance)
SW2
●測定回路 2
測定項目: tOD
Input signal : 1Vp-p, sine wave
0.1μF
VDD
0.001μF
Signal
Generator
RL1=1kΩ
XTN
Q
50Ω
INHN
15pF
VSS
RL2=1kΩ
Input signal : VDD→VSS
Function
Generator
50Ω
●測定回路 3
測定項目: VOH, VOL
Input signal : 1Vp-p, sine wave
0.1μF
VDD
0.001μF
Signal
Generator
XTN
50Ω
Q
50Ω
VOH
VOL
VSS
Q
ΔV
VS adjusted so that ΔV=50×IOH
VOH
VS
Q
0.1μF
V
ΔV
VS
VS
VOL
VS adjusted so that ΔV=50×IOL
SEIKO NPC CORPORATION - 7
5056 series
●測定回路 4
測定項目: VIH, VIL
VDD
0.1μF
XT
Q
X'tal
XTN
VSS
INHN
VIH,
VIL
V
VIH: VSS→VDD voltage that changes output state
VIL: VDD→VSS voltage that changes output state
INHN has an oscillation stop function.
●測定回路 5
測定項目: IZ
VDD
0.1μF
IZ
VSS
INHN
VDD
or
VSS
A
Q
●測定回路 6
測定項目: RPU1, RPU2
VDD
0.1μF
VSS
INHN
VIN
V
A
IPU
RPU1 =
RPU2 =
VDD
(VIN = 0V)
IPU
VDD
0.7VDD
IPU
(VIN = 0.7VDD)
SEIKO NPC CORPORATION - 8
5056 series
■参考特性例
以下の特性は、下記の水晶振動子を使用した時の数値です。使用する水晶振動子や測定環境により、特性は異なりま
すのでご注意下さい。
使用水晶振動子
振動子パラメータ
Parameter
80MHz
125MHz
C0(pF)
2.4
2.0
R1(Ω)
42
33
C1
L1
R1
C0
30
.
.
●消費電流
25
Current consumption [mA]
Current consumption [mA]
25
30
20
15
10
5
0
20
15
10
5
0
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
2.0
2.2
2.4
2.6
Supply voltage [V]
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
Supply voltage [V]
5056CC, fOSC=80MHz, Ta=25℃, 無負荷
5056CE, fOSC=125MHz, Ta=25℃, 無負荷
●負性抵抗
0
20
40
60
Frequency[MHz]
80
100 120 140
160
180
200
0
0
0
-100
-100
-200
-300
-400
-500
-600
40
60
Frequency[MHz]
80
100 120 140
160
180
100
C0=4pF
C0=3pF
C0=2pF
-700
-800
Negative Resistance [Ω]
Negative Resistance [Ω]
100
20
-200
-300
-400
-500
-600
C0=4pF
C0=3pF
C0=2pF
-700
-800
-900
-900
-1000
-1000
5056CC, VDD=3.3V, Ta=25℃
5056CC, VDD=2.5V, Ta=25℃
SEIKO NPC CORPORATION - 9
200
5056 series
0
20
40
60
Frequency[MHz]
80
100 120 140
160
180
200
0
40
60
Frequency[MHz]
80
100 120 140
160
180
200
100
0
0
-100
-100
Negative Resistance [Ω]
Negative Resistance [Ω]
100
20
-200
-300
C0=4pF
-400
C0=3pF
-500
C0=2pF
-600
-700
-800
-200
-300
C0=4pF
-400
C0=3pF
-500
C0=2pF
-600
-700
-800
-900
-900
-1000
-1000
5056CE, VDD=3.3V, Ta=25℃
5056CE, VDD=2.5V, Ta=25℃
使用測定器: インピーダンスアナライザ 4396B (Agilent 社製)
凡例は、水晶振動子の C0 相当の容量を 5056 の XT-XTN 間に並列に接続し、弊社治具を用いて
Agilent 社製 4396B で測定した結果です。測定治具、測定環境で変動する場合があります。
10
10
8
8
6
6
Frequency deviation [ppm]
Frequency deviation [ppm]
●周波数電圧偏差
4
2
0
-2
-4
-6
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-8
-10
-10
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
Supply voltage [V]
5056CC, fOSC=80MHz, Ta=25℃, 2.5V and 3.3V std.
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
Supply voltage [V]
5056CE, fOSC=125MHz, Ta=25℃, 2.5V and 3.3V std.
使用測定器: 周波数カウンタ 53132A (Agilent 社製)
SEIKO NPC CORPORATION - 10
5056 series
2.0
2.0
1.8
1.8
1.6
1.6
1.4
1.4
Drive level [mW]
Drive level [mW]
●ドライブレベル
1.2
1.0
0.8
0.6
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0.0
0.0
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
2.0
Supply voltage [V]
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
Supply voltage [V]
5056CC, fOSC=80MHz, Ta=25℃
5056CE, fOSC=125MHz, Ta=25℃
使用測定器: オシロスコープ DSO80604B (Agilent 社製)
カレントプローブ CT-6 (Tektronix 社製)
周波数カウンタ 53132A (Agilent 社製)
●位相ノイズ
-60
-60
-70
-70
-80
-80
Phase Noise [dBc/Hz]
Phase Noise [dBc/Hz]
-90
-100
-110
-120
-130
-140
-150
-90
-100
-110
-120
-130
-140
-150
-160
-160
-170
-170
-180
1.0E+01 1.0E+02 1.0E+03 1.0E+04 1.0E+05 1.0E+06 1.0E+07 1.0E+08
Offset Freqency [Hz]
-180
1.0E+01 1.0E+02 1.0E+03 1.0E+04 1.0E+05 1.0E+06 1.0E+07 1.0E+08
Offset Freqency [Hz]
5056CC, VDD=3.3V, fOSC=80MHz, Ta=25℃
5056CE, VDD=3.3V, fOSC=125MHz, Ta=25℃
使用測定器:Signal Source Analyzer E5052B(Agilent 社製)
SEIKO NPC CORPORATION - 11
5056 series
●出力波形
5056CC, VDD=3.3V, fOSC=80MHz, Ta=25℃, CLOUT=15pF
5056CC, VDD=3.3V, fOSC=80MHz, Ta=25℃, CLOUT=30pF
SEIKO NPC CORPORATION - 12
5056 series
5056CE, VDD=3.3V, fOSC=125MHz, Ta=25℃, CLOUT=15pF
5056CE, VDD=3.3V , fOSC=125MHz, Ta=25℃, CLOUT=30pF
使用測定器: Oscilloscope Agilent DSO80604B
Differential probe 1134A (Probe head E2678A)
SEIKO NPC CORPORATION - 13
5056 series
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3.この資料に記載されている内容については、その商品の使用に際して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
ではなく、また、その実施権の許諾が行われるものでもありません。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下さい。
4.この資料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.この資料に記載されている商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、お客様にてその申請手続きをお願いいたします。
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