WF5091A 周波数調整機能内蔵 32kHz 出力水晶発振器用 IC ■概要 WF5091A は EEPROM を内蔵した周波数調整機能付き出力周波数 32.768kHz の水晶発振器用 IC です。WF5091A を 使用することにより、広範囲な動作電源電圧、低消費電流、低ジッタの水晶発振モジュールを実現できます。 ■特長 ・発振・出力周波数： 32.768kHz ・幅広い動作電源電圧： 1.2～5.5V ・動作温度範囲： -40～+85℃ ・低消費電流： 1A typ. (VDD=3.3V, 無負荷時) ・入出力レベル： CMOS ・出力ドライバビリティ： ±0.4mA (VDD=3.3V) ・内蔵 EEPROM による f0 調整機能（3 線式シリアルインターフェース）搭載 ・出力ディセーブル機能搭載 ■オーダーインフォメーション Device Package WF5091A Wafer form SEIKO NPC CORPORATION - 1 WF5091A ■PAD 配置図 (Unit: m) (950,880) VDD 1 XT 2 XTN INHN 7 Q 3 6 VPP 4 5 VSS Y (0,0) X チップサイズ: 0.95mm × 0.88mm ウェーハ厚: 130±15m PAD 開口部: 85m ウェーハ裏面: VSS 電位 ■端子説明・PAD 座標 No. 端子名 I/O*1 PAD 座標 [m] 機能説明 X Y 1 VDD - (+) 電源端子 112.5 648.8 2 XT I 水晶振動子入力接続端子 112.5 514.8 3 XTN O 水晶振動子出力接続端子 112.5 332.2 112.5 120.5 837.5 120.5 837.5 332.2 837.5 596.5 4 INHN (SCLK) I 5 VSS - 6 VPP - 出力状態制御入力端子(Low で出力 Hi-Z, High で 32.768kHz 出力, Open は禁止) シリアルインターフェースモード時はクロック入力端子(SCLK) (-) 電源端子 シリアルインターフェースイネーブル端子(高電圧を印加するとシリアルインター フェースモードになり、EEPROM の読み書きが可能) 通常時はオープンまたは VSS でご使用ください。プルダウン抵抗内蔵。 7 Q (SDATA) *1. I/O：入出力端子 I/O I：入力端子 ■ブロックダイアグラム 32.768kHz 出力端子 シリアルインターフェースモード時はデータ入出力端子(SDATA) O：出力端子 XT XTN VDD Q INHN VSS C6-0 SCLK Serial interface EEPROM SDATA VPP SEIKO NPC CORPORATION - 2 WF5091A ■絶対最大定格 VSS=0V 項目 記号 電源電圧*1 *1 プログラム電源電圧 条件 定格 単位 VDD VDD-VSS 端子間 -0.3～+6.5 V -0.3～+22.0 V -0.3～VDD+0.3 V -0.3～+6.5 V VPP VPP-VSS 端子間 *1*2 VIN Q 端子 *1 VIN2 INHN 端子 出力電圧 VOUT Q 端子 -0.3～VDD+0.3 V 出力電流*3 IOUT Q 端子 ±3 mA 入力電圧 1 入力電圧 2 *1*2 接合温度*3 *3 EEPROM 書換え回数 *4 保存温度 Tj - +125 ℃ NEW - 100 回 TSTG - -65～+150 ℃ *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 規格 条件 MIN TYP 単位 MAX 動作電源電圧 VDD VDD-VSS 間*1 1.2 5.5 V 入力電圧 VIN 入力端子 VSS VDD V 19.0 20.0 VPPW プログラム電源電圧 VPPR 動作温度 Ta VPP 端子、EEPROM 書き込み時 Ta=25℃、VDD=3.0～3.6V VPP 端子、EEPROM 読み出し時、 Ta=25℃、VDD=3.0～3.6V 結露無きこと V 1.8VDD 7.0 -40 +85 ℃ *1. WF5091A を安定に動作させるため、VDD-VSS 間には 0.1F 以上のセラミックチップコンデンサを IC の直近に実装して下さい。 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 WF5091A ■電気的特性 ●DC 特性 特記なき場合、VDD=1.2～5.5V, VSS=0V, Ta=-40～+85℃, CLOUT=15pF 項目 記号 IDD1 動作時消費電流 IDD2 ブート時消費電流 IBOOT ディセーブル時電流 IDIS “H”レベル出力電圧 VOH “L”レベル出力電圧 VOL “H”レベル入力電圧 1 VIH1 “L”レベル入力電圧 1 VIL1 “H”レベル入力電圧 2 VIH2 “L”レベル入力電圧 2 VIL2 VPP プルダウン抵抗 Rpd 条件 規格 MIN 単位 TYP MAX 測定回路 1, CLOUT=0pF, INHN=“H”, VDD=3.3V 1.0 2.0 測定回路 1, CLOUT=0pF, INHN=“H”, VDD=5.5V 1.7 3.2 測定回路 2, CLOUT=15pF, INHN=“H” ,VDD=3.3V 2.7 3.7 測定回路 2, CLOUT=15pF, INHN=“H”, VDD=5.5V 4.4 5.9 測定回路 1, ブート時 , CLOUT=0pF, VDD=3.3V 1.5 2.5 A 測定回路 1, INHN=“L”, VDD=3.3V 0.9 1.5 A *1 測定回路 4, IOH=-0.4mA, 1.5V≦VDD≦5.5V VDD-0.4 測定回路 4, IOH=-0.1mA, 1.2V≦VDD＜1.5V VDD-0.4 V 測定回路 4, IOL=0.4mA, 1.5V≦VDD≦5.5V 0.4 測定回路 4, IOL=0.1mA, 1.2V≦VDD＜1.5V 0.4 測定回路 5, INHN 端子, 1.2V≦VDD＜1.5V 0.8VDD 測定回路 5, INHN 端子, 1.5V≦VDD≦5.5V 0.7VDD 0.2VDD 測定回路 5, INHN 端子, 1.5V≦VDD≦5.5V 0.3VDD VDD=3.0～3.6V V V 測定回路 5, INHN 端子, 1.2V≦VDD＜1.5V 測定回路 5, VPP 端子, Ta=25℃, A V V 1.8VDD 測定回路 5, VPP 端子, Ta=25℃, 1.3VDD VDD=3.0～3.6V 100 V kΩ *1. 電源投入後、発振開始から 0.5s の間(tsta+0.5sec)だけブートがかかります。 SEIKO NPC CORPORATION - 4 WF5091A ●AC 特性 1（クロック出力特性） 特記なき場合、VDD=1.2～5.5V, VSS=0V, Ta=-40～+85℃, CLOUT=15pF 項目 記号 出力 Duty サイクル DUTY 条件 測定回路 2, 1.2V≦VDD≦5.5V Vth=0.5VDD 規格 単位 MIN TYP MAX 45 50 55 % 立ち上がり時間 tr 測定回路 2, 0.2VDD→0.8VDD 200 ns 立ち下がり時間 tf 測定回路 2, 0.8VDD→0.2VDD 200 ns 出力イネーブル遅延時間 tOE 測定回路 3, INHN=“L”→“H” 16 s 出力ディセーブル遅延時間 tOD 測定回路 3, INHN=“H”→“L” 16 s Q 0.8VDD 0.8VDD 0.2VDD 0.2VDD DUTY measurement voltage 0.5VDD TW DUTY=TW /T×100(%) T tr tf 出力スイッチング波形 SEIKO NPC CORPORATION - 5 WF5091A ●AC 特性 2（シリアルインターフェース特性） 特記なき場合、VDD=3.0～3.6V, VSS=0V, Ta=25℃, CLOUT=5pF 項目 記号 規格 条件 MIN TYP 単位 MAX VPP セットアップ時間 tSS 1 s VPP ホールド時間 tSH 1 s VPP ディセレクト時間 tSDS 1 s SCLK セットアップ時間 tCS 1 s SCLK “H”パルス幅 tWH EEPROM 書き込み時 20 ms EEPROM 読み出し時 2 s SCLK “L”パルス幅 tWL EEPROM 書き込み時 2 s EEPROM 読み出し時 2 s SCLK 立ち上がり・立ち下がり時間 tRF 書き込みデータセットアップ時間 tDS 1 s 書き込みデータホールド時間 tDH 1 s 読み出しデータ遅延時間 tRD 0.1VDD-0.9VDD, 0.9VDD-0.1VDD 100 CLOUT=5pF ns s 1 VPPW, VPPR VPP INHN VIL2 tCS tSDS tSS tSH tDS tWH 0.5VDD (SCLK) tDH tWL 0.9VDD tRF Q (SDATA) WRITE 0.5VDD 0.1VDD tRF DATA DATA Q (SDATA) READ DATA DATA tRD シリアルインターフェースタイミングチャート Note. シリアルインターフェースを使用した EEPROM の書き込み/読み出しは、VDD=3.0～3.6V の場合に限定します。 SEIKO NPC CORPORATION - 6 WF5091A ■機能説明 ●INHN 端子機能 INHN 端子を High レベルにすることにより、Q 端子に 32.768kHz が出力されます。INHN 端子を Low レベルにすること により、Q 端子がハイ・インピーダンスになります。発振回路は停止しません。動作中に INHN 端子には必ず入力電圧規 定（VIH1, VIL1）に従った電圧を入力してください。 INHN 端子 Q 端子 発振部状態 備考 High 32.768kHz 出力 動作 - Low Hi-Z 動作 - OPEN - - 使用禁止 ●EEPROM プログラム仕様 ○EEPROM プログラム専用シリアルインターフェース WF5091A には EEPROM 専用に 3 線式のシリアルインターフェースが用意されています。このシリアルインターフェ ースを使用して発振部の容量を設定することにより発振周波数を調整することができます。 シリアルインターフェースを使用した EEPROM の書き込み/読み出しは、VDD=3.0～3.6V の場合に限定します。 ○シリアルインターフェースのタイミングチャート Serial I/F 19～20V VPP INHN (SCLK) Q (SDATA) WE MC D1 D0 X C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 EEPROM 書き込みタイミングチャート Serial I/F 1.8VDD～7V VPP INHN (SCLK) Q (SDATA) WE MC D1 D0 HiZ C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 EEPROM data output EEPROM 読み出しタイミングチャート VPP 端子の電圧を VIH2 以上に設定した時シリアルインターフェースモードに移り、INHN 端子がクロック入力端子(SCLK)、 Q 端子がデータ入出力端子(SDATA)となります。 EEPROM 書き込み時は VPP 端子に 19～20V の高電圧印加し、SCLK の H レベル区間でデータを取り込みます。 EEPROM 読み出し時は、SCLK の 5 クロック目立ち下がりエッジから内部 EEPROM データを出力します。 VPP を VIH2 以下またはオープンにすると通常動作に戻ります。*1 *1. 読み出し時、VPP 端子に 7V を越える電圧が印加されていると、データが書き換えられてしまう場合があります。 SEIKO NPC CORPORATION - 7 WF5091A ○シリアルインターフェースのビット説明 (1)WE, MC 動作モードの設定をします。 WE MC 動作モード 備考 0 0 EEPROM リードモード 内部 EEPROM のデータを読み出します。EEPROM 書き込み実施後 の書き込み状態チェックに使用します。 内部 EEPROM にデータを書き込みます。 1 0 EEPROM ライトモード VPP 端子に 19～20V の高電圧を印加しないと、内部EEPROM に正常 な書き込みができません。 0 1 1 1 テストモード テストモードに入ります。IC テスト用ですので使用禁止です。 Note. EEPROM 書き込み時は、MC bit 以降の SCLK の”H”パルス幅(tWH)を必ず 20ms 以上にして書き込みを行ってください。 (2)D1, D0 D1, D0 は”0”を設定してください。 (3)X X は不使用ビットで、Don’t care です。”0”もしくは”1”を設定してください。 (4)C6～C0 (C[6:0]) f0 調整用容量素子の切り替えです。 コードが 1LSB ずつ増加する毎に CLOSC 容量が増加します。設定は下表を参照してください。 Bit 機能 容量値 (pF) “1” “0” XT 端子 XTN 端子 C0 ON OFF 0.14 0.14 C1 ON OFF 0.28 0.28 C2 ON OFF 0.56 0.56 C3 ON OFF 1.12 1.12 C4 ON OFF 2.24 2.24 C5 ON OFF 4.48 4.48 C6 ON OFF 8.96 8.96 CLOSC ：設定負荷容量 この他、XT-XTN 間には発振最小負荷容量 6.0pF (Max)がつきます。 SEIKO NPC CORPORATION - 8 WF5091A ○EEPROM（周波数調整）データ設定タイミング EEPROM のデータは内部で下記のタイミングで読み出されます。 (1)起動時 VDD 発振開始から8195クロック目の立ち下がりでEEPROMデータが出力される (FO=32.768kHzで発振開始から約0.2 (Q=32.768kHz で発振開始から約0.25s) 5s) FQO 発振部容量設定 C[6:0] ALL 0 EEPROMデータ EEPROM データ出力タイミングチャート（起動時） (2)通常動作時 32768クロック (FO=32.768kHzで1s (Q=32.768kHz で 1s) ) FO Q 発振部容量設定 C[6:0] EEPROMデータ EEPROMデータ EEPROMデータ 32768クロック毎に 読み出しが行われる EEPROM データ出力タイミングチャート（通常動作時） (3)EEPROM プログラム動作後 VPP INHN 3クロック FO Q 発振部容量設定 C[6:0] EEPROMデータ EEPROMデータ EEPROMリードモード後 発振部容量設定 C[6:0] ALL 0 EEPROMライトモード後 EEPROMデータ INHN=”L”→”H”から Q の 3 クロック目の立ち下がりで りで INHN="L"→"H"からFOの3クロック目の立ち下が 読読み出しが行われる。 み出しが行われる EEPROM データ出力タイミングチャート（EEPROM プログラム動作後） ●Power On Clear (POC)の機能 WF5091A はパワーオンクリア機能を搭載しています。 tVDD<10ms/V (VDD(MIN)に到達するまで) 電源再投入間隔MIN1s VDD POC POC="H" : ブート状態に設定 容量設定=ALL 0 電源再投入間隔は 1s 以上でご使用ください。 SEIKO NPC CORPORATION - 9 WF5091A ■測定回路 ●測定回路 1 測定項目: IDD1, IBOOT, IDIS A IDD VDD Crystal Q XT 0.1μF XTN INHN VSS A B A: IDD1, IBOOT B: IDIS ●測定回路 2 測定項目: IDD2, DUTY, tr, tf A *AC characteristic monitors Q terminal with an oscilloscope. IDD, IDIS VDD Crystal Q XT 0.1μF XTN INHN VSS CLOUT=15pF (Including probe capacitance) ●測定回路 3 測定項目: tOE, tOD Signal Generator VDD 0.001μF XT 50Ω Q 0.1μF INHN VSS CLOUT=15pF RL=10kΩ Signal Generator XT input signal:1Vp-p,sine wave tOE: INHN L→H tOD: INHN H→L SEIKO NPC CORPORATION - 10 WF5091A ●測定回路 4 測定項目: VOH, VOL Signal Generator VDD 0.001μF 2kΩ Q XT 50Ω 0.1μF VSS V VOH VOL 0.1μF VS XT input signal:1Vp-p,sine wave VOH VS ΔV ΔV=VQ-VS VS adjusted so that ΔV=2kΩ×IOH ΔV VS VOL ΔV=VQ-VS VS adjusted so that ΔV=2kΩ×IOL ●測定回路 5 測定項目: VIH, VIL INHN, Q, VPP *Apply a voltage to input pins to monitor the change in state. VDD Input pins V 0.1μF VSS ●測定回路 6 測定項目: CLOSC VDD Impedance Analyzer (Agilent4396B etc.) XT 0.1μF XTN VSS SEIKO NPC CORPORATION - 11 WF5091A ■出荷時 EEPROM 書き込みコード 弊社出荷時に下記のコードを書き込んで出荷致しますが、コードデータを保証するものではございません。また、 EEPROM のデータは紫外線・熱・プラズマなどにより劣化しますので、後述の「■使用上の注意」を厳守してお使いくだ さい。 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 0 1 1 0 0 1 1 ■使用上の注意 ●EEPROM 全ビットへの書き込み 弊社出荷時のEEPROM書き込みコードデータをそのまま使用する場合も含め、いかなる場合も必ず貴社にて所定の 条件でEEPROMの全アドレス全ビットへの書き込みを行ってください。 SEIKO NPC CORPORATION - 12 WF5091A ※この資料に記載されている商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.この資料に記載されている商品は、パーソナル機器・工作機器・計測機器などの一般的な信頼性を必要とする電子機器および電気機器に使用 されることを目的として設計・製造されたものであり、航空宇宙機器・原子力制御機器・医療機器・輸送機器・防災機器・防犯機器などの極めて高 い信頼性・安全性を必要とする機器に使用されることを想定したものではありません。また、その故障または誤動作が直接人命に関わる商品に 使用されることを想定したものではありません。本資料の商品をこのような機器に使用するご希望がありましたら、必ず事前に当社営業部までお 問い合わせください。 なお、事前のご相談無しに本資料の商品をそのような機器に使用され、そのことによって発生した損害等については、当社では一切の責任を 負いかねますのでご了承ください。 2.この資料に記載されている内容は、商品の特性や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。 セ イ コ － Ｎ Ｐ Ｃ 株 式 会 社 本社・東京営業所 〒104-0032 東京都中央区八丁堀 1-9-9 TEL 03-5541-6501 FAX 03-5541-6510 那須塩原事業所 〒329-2811 栃木県那須塩原市下田野 531-1 TEL 0287-35-3111(代) FAX 0287-35-3120 関 西 営 業 所 〒550-0004 大阪市西区靭本町 2-3-2 TEL 06-6444-6631(代) FAX 06-6444-6680 http://www.npc.co.jp/ Email: [email protected] ND13013-J-01 2013.04 SEIKO NPC CORPORATION - 13