5075 series バリキャップ内蔵 VCXO 用 IC ■概要 5075 series は、幅広い周波数可変範囲の確保が困難な小型の水晶振動子でも広可変を可能にし、これを小さ なチップサイズに集積した小型 VCXO 用 IC です。新開発のバリキャップダイオード搭載プロセスを採用した ことにより、外付け部品なしで幅広い周波数可変幅と良好な直線性を得ることができます。さらに、定電圧駆 動の発振回路を採用したことにより、消費電流、水晶電流および、発振特性の電源電圧依存性を大幅に低減し ています。5075 series を使用することにより、小型、広可変、低消費電力の VCXO モジュールを実現できます。 ■特長 • 新開発のバリキャップダイオード内蔵VCXO用IC • 寄生容量を大幅に削減した新構造プロセス採用 により、小型水晶振動子でも広可変を実現 • 定電圧駆動の発振回路により、消費電流、水晶電 流、発振特性の電源電圧依存性を低減 • 幅広い周波数可変範囲 • 低消費電流：1.0mA (B1 バージョン , f = 27MHz, 無負荷 , VDD = 3.3V) • 分周回路内蔵：1.3MHz ∼の低周波出力が可能 バージョンにより出力周波数を fo, fo/2, fo/4, fo/8, fo/16 から一つ選択 • VC 端子入力抵抗：10MΩ (min) ± 190ppm (B1 バージョン , f = 27MHz) • 出力形式：CMOS 出力 ( 水晶振動子： γ = 300, C0 = 1.5pF) • 実装方法に合せて 2 種類の PAD 配置を選択可能 • 動作電源電圧範囲：2.25V ∼ 3.63V A× バージョン：Flip Chip Bonding 向け • 発振周波数範囲 ( 基本波発振 )：20MHz ∼ 55MHz B× バージョン：Wire Bonding 向け • パッケージ：ウェハフォーム (WF5075××) ( バージョンにより分割 ) チップフォーム (CF5075××) ■アプリケーション • ワンセグ用チューナ、ディジタル TV (PDP, LCD)、PND 用などの 2.5 × 2.0, 3.2 × 2.5mm サイズ小型 VCXO ■オーダーインフォメーション Device Package WF5075 ××−4 Wafer form CF5075××−4 Chip form SEIKO NPC CORPORATION —1 5075 series ■シリーズ構成 ■バージョン名称 ××− ××− WF5075 −4 CF：Chip (Die) form SEIKO NPC CORPORATION —2 5075 series ■パッド配置図 (Unit：µm) ● 5075A× (Flip Chip Bonding 向け ) ● 5075B× (Wire Bonding 向け ) (420, 345) Y VSS 5 VC 6 (−420, −345) (0,0) 1 2 XT XTN 4 Q 3 VDD (420, 345) Q 5 Y VDD 6 (−420, −345) (0,0) 1 2 XTN XT X パッド 番号 VSS 3 VC X チップサイズ：0.84 × 0.69mm チップ厚：130µm ± 15µm PAD 開口部：90µm × 90µm チップ裏面：VSS レベル ■パッド座標 4 チップサイズ：0.84 × 0.69mm チップ厚：130 µm ± 15 µm PAD 開口部：90µm × 90 µm チップ裏面：V SS レベル ■端子説明 パッド座標 m) (Unit：µm パッド番号 端子名 i/o 機能説明 X Y 5075A× 5075B× 1 −189 −240 1 2 XT i 水晶振動子接続端子 ( アンプ入力側 ) 2 189 −240 2 1 XTN o 水晶振動子接続端子 ( アンプ出力側 ) 3 315 −21 3 6 VDD − ( +) 電源端子 4 315 225 4 5 Q o クロック出力端子 5 −315 225 5 4 VSS − ( −) 電源端子 6 −315 −21 6 3 VC i 発振周波数制御電圧入力端子 ( 正極性 ) ( 印加電圧増加で発振周波数が高くなります ) ■ブロックダイアグラム Voltage Regulator Rf VDD CIN Oscillation Detector XT RD COUT XTN RVC2 VC 1 N *1 RVC1 CVC1 Level Shifter CMOS ouput Buffer Q CVC2 VSS *1. N = 1, 2, 4, 8, 16 SEIKO NPC CORPORATION —3 5075 series ■絶対最大定格 VSS = 0V 項目 記号 条件 定格 単位 電源電圧範囲 VDD VDD − VSS 端子間 − 0.5 ∼ + 5.0 V 入力電圧範囲*1 VIN 入力端子 − 0.5 ∼ V DD + 0.5 V 出力電圧範囲 *1 V OUT 出力端子 − 0.5 ∼ V DD + 0.5 V 保存温度範囲 T STG ウェハ、チップ形態 − 65 ∼ + 150 °C 出力電流 IOUT Q 端子 ± 20 mA *1. 定格内の "VDD " は、推奨動作条件に記載した動作電源電圧 (VDD ) の規格値を示します。 注 ) 絶対最大定 格は、一瞬たりとも超えて はならない値です。いずれか の項目のうち、ひとつでも 定格値を超えた 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。 加えて、推奨動作条件以外での動作、特性については保証していません。 ■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 CLOUT ≤ 15pF 2.25 3.63 V 入力電圧 VIN VC 端子 V SS VDD V 動作温度 T OPR − 40 + 85 °C 5075×1 ∼ 5075×5 20 40 MHz 5075×J ∼ 5075×N 40 55 MHz 5075×1 ∼ 5075×5 1.25 40 MHz 5075×J ∼ 5075×N 2.5 55 MHz 発振周波数*1 出力周波数 fo fOUT CLOUT ≤ 15pF *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。 注 ) 5075 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、できるだけ太いパターン で使用下さい。 SEIKO NPC CORPORATION —4 5075 series ■電気的特性 ● 5075×1 ∼ 5075×5 特記なき場合 VDD = 2.25 ∼ 3.63V, VC = 0.5V DD, VSS = 0V, Ta = − 40 ∼ + 85°C 項目 記号 規格 条件 MIN 5075 ×1 (fo), 測定回路 1 , 無負荷 , fo = 27MHz, fOUT = 27MHz 5075 ×2 (fo/2), 測定回路 1 , 無負荷 , fo = 27MHz, fOUT = 13.5MHz 消費電流 IDD 5075 ×3 (fo/4), 測定回路 1 , 無負荷 , fo = 27MHz, fOUT = 6.75MHz 5075 ×4 (fo/8), 測定回路 1 , 無負荷 , fo = 27MHz, fOUT = 3.38MHz 5075 ×5 (fo/16), 測定回路 1, 無負荷 , fo = 27MHz, fOUT = 1.69MHz MAX V DD = 2.5V 0.7 1.4 mA V DD = 3.3V 1.0 2.0 mA V DD = 2.5V 0.6 1.2 mA V DD = 3.3V 0.8 1.6 mA V DD = 2.5V 0.5 1.0 mA V DD = 3.3V 0.7 1.4 mA V DD = 2.5V 0.5 1.0 mA V DD = 3.3V 0.6 1.2 mA V DD = 2.5V 0.4 0.8 mA V DD = 3.3V 0.6 1.2 mA "High" レベル出力電圧 V OH Q 端子 , 測定回路 2, IOH = − 2.8mA "Low" レベル出力電圧 V OL Q 端子 , 測定回路 2, IOL = 2.8mA 発振部内蔵抵抗 RVC1 CVC1 変調特性*1 RVIN fm V 0.4 V 210 420 840 kΩ 210 420 840 kΩ V C = 0.3V 5.6 pF V C = 1.65V 3.1 pF 1.5 pF 8.4 pF V C = 1.65V 4.7 pF V C = 3.0V 2.3 pF 設計値 ( ウェハー内モニター V C = 3.0V パターンにて確認 ) V C = 0.3V 寄生容量は除く CVC2 VC 端子入力抵抗 V DD − 0.4 測定回路 3 RVC2 発振部内蔵容量 単位 TYP 測定回路 4, Ta = 25°C 測定回路 5, − 3dB 周波数 , VDD = 3.3V, V C = 3.3Vp-p, Ta = 25°C, fo = 27MHz MΩ 10 25 kHz *1. 変調特性は、使用する水晶によって変化します。 SEIKO NPC CORPORATION —5 5075 series ● 5075×J ∼ 5075×N 特記なき場合 VDD = 2.25 ∼ 3.63V, VC = 0.5V DD, VSS = 0V, Ta = − 40 ∼ + 85°C 項目 記号 規格 条件 MIN 5075 ×J (fo), 測定回路 1 , 無負荷 , fo = 48MHz, fOUT = 48MHz 5075 ×K (fo/2), 測定回路 1 , 無負荷 , fo = 48MHz, fOUT = 24MHz 消費電流 IDD 5075 ×L (fo/4), 測定回路 1 , 無負荷 , fo = 48MHz, fOUT = 12MHz 5075 ×M (fo/8), 測定回路 1, 無負荷 , fo = 48MHz, fOUT = 6MHz 5075 ×N (fo/16), 測定回路 1, 無負荷 , fo = 48MHz, fOUT = 3MHz MAX V DD = 2.5V 1.2 2.4 mA V DD = 3.3V 1.6 3.2 mA V DD = 2.5V 0.9 1.8 mA V DD = 3.3V 1.3 2.6 mA V DD = 2.5V 0.8 1.6 mA V DD = 3.3V 1.0 2.0 mA V DD = 2.5V 0.7 1.4 mA V DD = 3.3V 0.9 1.8 mA V DD = 2.5V 0.7 1.4 mA V DD = 3.3V 0.9 1.8 mA "High" レベル出力電圧 V OH Q 端子 , 測定回路 2, IOH = − 2.8mA "Low" レベル出力電圧 V OL Q 端子 , 測定回路 2, IOL = 2.8mA 発振部内蔵抵抗 RVC1 CVC1 変調特性*1 RVIN fm V 0.4 V 210 420 840 kΩ 210 420 840 kΩ V C = 0.3V 5.6 pF V C = 1.65V 3.1 pF 1.5 pF 8.4 pF V C = 1.65V 4.7 pF V C = 3.0V 2.3 pF 設計値 ( ウェハー内モニター V C = 3.0V パターンにて確認 ) V C = 0.3V 寄生容量は除く CVC2 VC 端子入力抵抗 V DD − 0.4 測定回路 3 RVC2 発振部内蔵容量 単位 TYP 測定回路 4, Ta = 25°C 測定回路 5, − 3dB 周波数 , VDD = 3.3V, V C = 3.3Vp-p, Ta = 25°C, fo = 48MHz MΩ 10 23 kHz *1. 変調特性は、使用する水晶によって変化します。 SEIKO NPC CORPORATION —6 5075 series ■スイッチング特性 特記なき場合 VDD = 2.25 ∼ 3.63V, VC = 0.5VDD, VSS = 0V, Ta = − 40 ∼ + 85°C 規格 項目 記号 条件 MIN TYP MAX 単位 出力立ち上がり時間 tr 測定回路 6, 0.2VDD → 0.8VDD , CLOUT = 15pF 2.1 4.0 ns 出力立ち下がり時間 tf 測定回路 6, 0.8VDD → 0.2VDD , CLOUT = 15pF 2.1 4.0 ns 出力 DUTY サイクル DUTY 50 55 ％ 測定回路 6, Ta = 25 °C, C LOUT = 15pF, V DD = 3.3V 45 ●スイッチング時間測定波形 0.8VDD TW 0.2VDD 0.2VDD DUTY measurement voltage (0.5VDD) DUTY= TW/ T T tr Q 0.8VDD 100 (%) tf SEIKO NPC CORPORATION —7 5075 series ■測定回路 ●測定回路 1 ●測定回路 4 測定項目：IDD 測定項目：R VIN IDD A VDD XT IVIN A VDD XT Crystal RVIN = XTN XTN Q IVIN VC VSS VC 0.1µF VDD VSS ●測定回路 5 測定項目：fm ●測定回路 2 測定項目：VOH, VOL VDD Crystal Signal Generator VDD 0.001µF XT 0.1µF Gain-phase Analyzer (HP 4194A) 50Ω XTN 50Ω Q VOH VOL V VC VSS 0.1µF VS 0.1µF XTN Modulation signal Modulaiton Analyzer (HP 8901B) XT Q R1 C1 VC VSS R2 CLOUT = 15pF Demodulation signal ∆V VOH VS VS VOL ∆V = 50 × I OH となるように V S を調整 ∆V ∆V = 50 × IOL となるように V S を調整 C1 = 33µF, R1 = R2 = 1M Ω VC 変調信号：100Hz ∼ 100kHz, 0 ∼ V DDp-p ●測定回路 6 測定項目：DUTY, tr, tf XT 入力信号：1Vp-p, サイン波 ●測定回路 3 VDD 測定項目：R VC1, R VC2 Crystal XT XTN Q VC IXT A VDD 0.1µF IXTN A VDD XT XT XTN XTN VC VSS CLOUT = 15pF (Including probe capacitance) VC VSS RVC1 = VSS VDD IXT RVC2 = VDD IXTN SEIKO NPC CORPORATION —8 5075 series ■機能説明 ●発振開始検出機能 発振開始検出回路が搭載されています。これは、発振が開始するまで出力がディセーブルとなる機能です。 この機能により、電源投入による発振起動時における異常発振が出力されるという問題を回避できます。 ■参考特性例 (5075B1) 以下の特性は、下記、水晶振動子を使用した時の値です。使用する水晶振動子や測定環境により、特性が異 なりますのでご注意ください。 • 使用水晶振動子 • 振動子等価回路 Paramater fo = 27MHz C0 [pF] 1.5 γ (= C0/C1) 300 C1 L1 R1 C0 250 250 200 200 150 150 Pulling range [ppm] Pulling range [ppm] ●周波数可変特性 100 50 0 −50 −100 100 50 0 −50 −100 −150 −150 −200 −200 −250 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 −250 0.00 0.30 0.60 0.90 1.20 1.50 1.65 1.80 2.10 2.40 2.70 3.00 3.30 VC [V] VC [V] V DD = 2.5V, fOUT = 27MHz, Ta = R.T. ●周波数可変感度 VDD = 3.3V, f OUT = 27MHz, Ta = R.T. ○測定回路図 250 VDD Sensitivity [ppm/V] 200 Crystal VDD = 2.5V 150 XT XTN Q VC 100 VDD = 3.3V 0.1µF VSS CLOUT = 15pF (Including probe capacitance) 50 0 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0 3.3 VC [V] V DD = 2.5V, 3.3V, fOUT = 27MHz, Ta = R.T. SEIKO NPC CORPORATION —9 5075 series 5 5 4 4 3 VC = 0V VC = 1.25V VC = 2.5V CLOUT = 15pF 2 VC = 0V VC = 1.25V VC = 2.5V 1 IDD [mA] IDD [mA] ●消費電流 3 VC = 0V VC = 1.65V VC = 3.3V CLOUT = 15pF 2 VC = 0V VC = 1.65V VC = 3.3V 1 CLOUT = No load CLOUT = No load 0 15 20 25 30 35 Frequency [MHz] 40 45 V DD = 2.5V, Ta = R.T. 0 15 20 25 30 35 Frequency [MHz] 40 45 V DD = 3.3V, Ta = R.T. ○測定回路図 IDD A VDD Crystal XT XTN Q VC 0.1µF VSS SEIKO NPC CORPORATION —10 5075 series ●発振周波数の電源電圧変動 3.0 3.0 2.0 2.0 VC = 0V VC = 2.5V VC = 1.25V 0.0 1.0 ∆f/f [ppm] ∆f/f [ppm] 1.0 −1.0 −1.0 −2.0 −2.0 −3.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 VDD [V] VC = 3.3V VC = 0V VC = 1.65V 0.0 −3.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 VDD [V] fOUT = 27MHz, ± 0ppm at V DD = 2.5V, Ta = R.T. fOUT = 27MHz, ± 0ppm at VDD = 3.3V, Ta = R.T. ○測定回路図 VDD Crystal XT XTN Q 0.1µF VC VSS CLOUT = 15pF (Including probe capacitance) SEIKO NPC CORPORATION —11 5075 series ○測定回路図 ●ドライブレベル 30 VDD Drive level [µW] 25 Crystal 20 Tektronix CT-6 Current Probe 15 0.1µF XT XTN Q IX'tal VC CLOUT = 15pF VSS 10 VDD = 3.3V 5 VDD = 2.5V DL = (I X'tal)2 × Re 0 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0 3.3 VC [V] DL：ドライブレベル IX'tal：水晶振動子に流れる電流 ( 実効値 ) Re：水晶振動子の実効抵抗 V DD = 2.5V, 3.3V, fOUT = 27MHz, Ta = R.T. ●負性抵抗 15 Frequency [MHz] 25 30 35 20 40 45 15 0 0 20 Frequency [MHz] 25 30 35 40 VC = 1.25V VC = 2.5V −400 −600 VC = 0V Negative resistance [Ω] Negative resistance [Ω] VC = 0V −200 45 −200 VC = 1.65V VC = 3.3V −400 −600 −800 −800 V DD = 2.5V, C0 = 2pF, Ta = R.T. V DD = 3.3V, C0 = 2pF, Ta = R.T. ○測定回路図 Network Analyzer (Agilent 4396B) S-Parameter Test Set (Agilent 85046A) C0 = 2pF VDD 0.1µF XT XTN Q VC VSS 注 ) "C0"：水晶振動子の C0 相当の容量を 5075 series の XT−XTN 間に並列に接続して測定した結果です。当社冶具を 用い、Agilent 社製 4396B で測定した結果です。測定冶具、測定環境により変動する場合があります。 SEIKO NPC CORPORATION —12 5075 series −60 −60 −80 −80 Phase noise [dBc/Hz] Phase noise [dBc/Hz] ● Phase Noise −100 −120 −140 −160 10 VC = 2.5V VC = 1.25V VC = 0V 100 1,000 10,000 100,000 1,000,000 10,000,000 Offset Frequency [Hz] −100 −120 −140 −160 10 V DD = 2.5V, fOUT = 27MHz, Ta = R.T. VC = 3.3V VC = 1.65V VC = 0V 100 1,000 10,000 100,000 1,000,000 10,000,000 Offset Frequency [Hz] VDD = 3.3V, f OUT = 27MHz, Ta = R.T. ○測定回路図 VDD Crystal XT 0.1µF 200Ω XTN Q 0.01µF Signal Source Analyzer (Agilent E5052A) VC VSS CLOUT = 15pF SEIKO NPC CORPORATION —13 5075 series 3 3 0 0 −3 −3 fm [dB] fm [dB] ●変調特性 −6 −6 −9 −9 −12 0 1 10 Frequency [kHz] 100 −12 1000 0 V DD = 2.5V, fOUT = 27MHz, Ta = R.T. 1 10 Frequency [kHz] 100 1000 VDD = 3.3V, f OUT = 27MHz, Ta = R.T. ○測定回路図 VDD Crystal Gain-phase Analyzer (HP 4194A) Modulaiton Analyzer (HP 8901B) Modulation signal C1 XT 0.1µF XTN Q R1 VC R2 VSS CLOUT = 15pF Demodulation signal C1 = 33µF, R1 = R2 = 1MΩ VC 変調信号：100Hz ∼ 100kHz, 0 ∼ VDD p-p ●出力波形 使用測定器：オシロスコープ DSO80604B (Agilent 社製 ) ○測定回路図 VDD = 3.3V VDD = 2.5V VDD Crystal XT XTN Q VC 0.1µF VSS CLOUT = 15pF (Including probe capacitance) VDD = 2.5V, 3.3V, fOUT = 27MHz, VC = 0.5V DD , CLOUT = 15pF, Ta = R.T. SEIKO NPC CORPORATION —14 5075 series ※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 または誤作動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ください。 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、外国為替およ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 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] ND13007-J-00 2013.02 SEIKO NPC CORPORATION —15