5020_nc0305e

CF5020 series
高周波対応 3 倍波水晶発振モジュール用 IC
■概要
CF5020 series は、高周波の3倍波発振に対応した水晶発振器用 ICです。高周波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。発振回路にはダンピング抵抗 R D を内蔵した CMOS インバータによる発振回路を
採用し、
従来品に比べ水晶電流を低減しています。ダンピング抵抗 R D に NPC 独自の高精度薄膜抵抗 (TFR) を採
用 した こと に より、
抵抗素子の製造バラツキや温度、
電圧による発振特性の変動を最小限に抑えています。
CF5020 series を使用することにより、高周波の 3 倍波発振を安定して実現することが可能になります。
■特長
• 低スタンバイ電流
パワーセーブプルアップ抵抗内蔵
• 発振検出機能内蔵
• 出力 DUTY レベル：CMOS レベル (1/2VDD)
• 出力 DUTY：50 ± 5% @1/2VDD
• 出力負荷：CL = 30pF (3.3V 動作時 )
• モリゲート  CMOS プロセス
• チップフォーム (CF5020AL×)
• RD 内蔵により水晶電流を低減した発振回路
• 動作電源電圧範囲：2.25 ∼ 3.6V
• 推奨動作周波数範囲 ( バージョンにより分割 )
2.5V 動作：60 ∼ 155MHz
3.0V 動作：60 ∼ 170MHz
• 動作温度範囲：− 40 ∼ 85°C
• 周波数特性の優れた発振容量内蔵
• 温度特性の良い帰還抵抗内蔵
• スタンバイ機能内蔵
スタンバイ時出力 Hi-Z、発振停止
■アプリケーション
• 水晶発振モジュール (3 倍波発振 )
■シリーズ構成
バージョン名
スタンバイモード
発振部設定
推奨動作周波数範囲 *1
[MHz]
内蔵容量 [pF]
gm 比
帰還
ダンピング
抵抗
抵抗
RD [Ω]]
Rf [kΩ]]
CG
CD
0.6
4
7
2.5
200
80 ∼ 125
0.8
3
3
4.5
57
105 ∼ 135
115 ∼ 145
1.0
1
3
3.3
57
CF5020ALD
110 ∼ 155
135 ∼ 170
1.0
1
5
2.2
57
CF5020ALE
90 ∼ 125
95 ∼ 135
0.8
2
7
3.3
57
2.5V 動作
3.0V 動作
CF5020ALA
60 ∼ 80
60 ∼ 90
CF5020ALB
70 ∼ 115
CF5020ALC
INHN
入力
レベル
CMOS
発振停止
出力状態
機能
有り
Hi-Z
*1. 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。
特に高周波用途の場合、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。
■オーダーインフォメーション
Device
Package
CF5020AL×−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
CF5020 series
■パッド配置図
(Unit：µm)
(900,1050)
VDD
Q
Y
VSS
HA5020
NPC
INHN
(0,0)
XT XTN
X
チップサイズ：0.9 × 1.05mm
チップ厚：220 µm ± 30µm
PAD 開口部：90µm
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
パッド座標
(Unit: µm
m)
説明
"L" で出力 Hi-Z ( 発振停止 )
パワーセーブプルアップ抵抗内蔵
X
Y
144.6
190.6
347.8
171
560.6
171
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
755.4
497.8
Q
o
出力端子
755.4
905.4
VDD
−
(+) 電源端子
151.4
918.2
水晶振動子接続端子
XT, XTN の間に水晶振動子を接続
■ブロックダイアグラム
VDD VSS
XTN
CG
Rf 1
CD
Cf
RD
XT
Rf 2
Q
INHN
INHN = Low active
SEIKO NPC CORPORATION —2
CF5020 series
■絶対最大定格
VSS = 0V
項目
記号
電源電圧範囲
条件
定格
単位
VDD
− 0.5 ∼ + 7.0
V
入力電圧範囲
V IN
− 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
Topr
− 40 ∼ + 85
°C
保存温度範囲
TSTG
− 65 ∼ + 150
°C
出力電流
IOUT
25
mA
■推奨動作条件
● CF5020ALA, CF5020ALB
○ 3V 動作
V SS = 0V
項目
記号
規格
条件
MIN
CL ≤ 15pF
動作電源電圧範囲
VDD
f ≤ 125MHz
CL ≤ 30pF
TYP
単位
MAX
2.7
3.6
V
3.0
3.6
V
2.7*1
3.6 *1
V
入力電圧範囲
V IN
V SS
V DD
V
動作温度範囲
TOPR
− 40
+ 85
°C
*1. 出力 DUTY サイクルの変動量は他の条件の場合よりも大きくなります。
○ 2.5V 動作
V SS = 0V
規格
項目
動作電源電圧範囲
記号
VDD
条件
MIN
TYP
MAX
単位
f ≤ 106MHz
CL ≤ 15pF
2.25
2.75
V
f ≤ 70MHz
CL ≤ 30pF
2.25
2.75
V
f ≤ 125MHz
CL ≤ 15pF
2.25 *1
2.75 *1
V
入力電圧範囲
V IN
V SS
V DD
V
動作温度範囲
TOPR
− 40
+ 85
°C
*1. 出力 DUTY サイクルの変動量は他の条件の場合よりも大きくなります。
SEIKO NPC CORPORATION —3
CF5020 series
● CF5020ALC, CF5020ALD, CF5020ALE
○ 3V 動作
V SS = 0V
規格
項目
動作電源電圧範囲
記号
VDD
条件
MIN
TYP
MAX
単位
f ≤ 170MHz
CL ≤ 15pF
2.7
3.6
V
f ≤ 125MHz
CL ≤ 30pF
2.7
3.6
V
入力電圧範囲
V IN
V SS
V DD
V
動作温度範囲
TOPR
− 40
+ 85
°C
○ 2.5V 動作
V SS = 0V
項目
記号
規格
条件
MIN
動作電源電圧範囲
VDD
入力電圧範囲
動作温度範囲
f ≤ 155MHz
CL ≤ 15pF
TYP
単位
MAX
2.25
2.75
V
V IN
V SS
V DD
V
TOPR
− 40
+ 85
°C
SEIKO NPC CORPORATION —4
CF5020 series
■電気的特性
● 2.5V 動作
特記なき場合 VDD = 2.25 ∼ 2.75V, VSS = 0V, Ta = − 40 ∼ + 85°C
項目
記号
条件
"H" レベル出力電圧
V OH
Q 端子 , 測定回路 1, VDD = 2.25V, IOH = 8mA
"L" レベル出力電圧
VOL
Q 端子 , 測定回路 2, VDD = 2.25V, IOL = 8mA
"H" レベル入力電圧
VIH
"L" レベル入力電圧
VIL
出力リーク電流
IZ
スタンバイ電流
INHN 端子
PULL UP 抵抗
AC 帰還抵抗
DC 帰還抵抗
発振部アンプ出力抵抗
AC 帰還容量
IDD
IST
RUP1
RUP2
Rf1
Rf2
RD
Cf
CG
内蔵容量
CD
規格
TYP
1.75
1.95
0.3
INHN 端子
Q 端子 , 測定回路 2, INHN = "L"
単位
V
0.4
V
V
0.3VDD
V
VOH = VDD
10
µA
VOL = VSS
10
µA
INHN 端子
測定回路 3 ,
負荷回路 1,
INHN = "OPEN"
MAX
0.7V DD
CL = 15pF
f = 80MHz
15
40
mA
CL = 30pF
f = 70MHz
20
50
mA
CL = 15pF
f = 106MHz
20
50
mA
CL = 30pF
f = 70MHz
20
50
mA
CF5020ALC
CL = 15pF
f = 135MHz
25
60
mA
CF5020ALD
CL = 15pF
f = 155MHz
30
70
mA
CF5020ALE
CL = 15pF
f = 125MHz
22
55
mA
CF5020ALA
消費電流
MIN
CF5020ALB
測定回路 3, INHN = "L"
3
µA
2
6
12
MΩ
50
100
150
kΩ
CF5020ALA
2.12
2.5
2.88
kΩ
CF5020ALB
設計値
( ウェハー内モニターパターンに CF5020ALC
て保証 )
CF5020ALD
3.82
4.5
5.18
kΩ
2.80
3.3
3.80
kΩ
1.87
2.2
2.53
kΩ
CF5020ALE
2.80
3.3
3.80
kΩ
測定回路 4
50
100
150
kΩ
CF5020ALA
170
200
230
Ω
CF5020ALB
48.4
57
65.6
Ω
CF5020ALC
48.4
57
65.6
Ω
CF5020ALD
48.4
57
65.6
Ω
CF5020ALE
48.4
57
65.6
Ω
測定回路 5
設計値
( ウェハー内モニターパターンに
て保証 )
設計値 ( ウェハー内モニターパターンにて保証 )
8.5
10
11.5
pF
CF5020ALA
3.40
4
4.60
pF
CF5020ALB
CF5020ALC
2.55
0.85
3
1
3.45
1.15
pF
pF
CF5020ALD
設計値
CF5020ALE
( ウェハー内モニターパターンに
CF5020ALA
て保証 )
CF5020ALB
0.85
1.70
1
2
1.15
2.30
pF
pF
5.95
2.55
7
3
8.05
3.45
pF
pF
CF5020ALC
CF5020ALD
2.55
4.25
3
5
3.45
5.75
pF
pF
CF5020ALE
5.95
7
8.05
pF
SEIKO NPC CORPORATION —5
CF5020 series
● 3V 動作
特記なき場合 VDD = 2.7 ∼ 3.6V, VSS = 0V, Ta = − 40 ∼ + 85°C
項目
記号
条件
"H" レベル出力電圧
V OH
Q 端子 , 測定回路 1, VDD = 2.7V, I OH = 8mA
"L" レベル出力電圧
VOL
Q 端子 , 測定回路 2, VDD = 2.7V, I OL = 8mA
"H" レベル入力電圧
VIH
INHN 端子
"L" レベル入力電圧
VIL
INHN 端子
出力リーク電流
IZ
Q 端子 , 測定回路 2, INHN = "L"
INHN 端子
PULL UP 抵抗
AC 帰還抵抗
DC 帰還抵抗
発振部アンプ出力抵抗
AC 帰還容量
RUP1
RUP2
Rf1
Rf2
RD
Cf
CG
内蔵容量
CD
0.3
V
0.4
V
V
0.3VDD
V
VOH = VDD
10
µA
VOL = VSS
10
µA
50
mA
CL = 30pF
f = 90MHz
25
60
mA
CL = 15pF
f = 125MHz
25
60
mA
CL = 30pF
f = 125MHz
40
100
mA
CL = 15pF
f = 135MHz
30
70
mA
CL = 30pF
f = 125MHz
40
100
mA
CF5020ALD
CL = 15pF
f = 170MHz
40
100
mA
CF5020ALE
CL = 15pF
f = 135MHz
30
70
mA
5
µA
負荷回路 1,
INHN = "OPEN"
CF5020ALC
IST
2.4
単位
20
CF5020ALB
スタンバイ電流
2.2
MAX
CL = 15pF
f = 90MHz
測定回路 3 ,
IDD
規格
TYP
0.7V DD
CF5020ALA
消費電流
MIN
測定回路 3, INHN = "L"
2
4
8
MΩ
50
100
150
kΩ
CF5020ALA
2.12
2.5
2.88
kΩ
CF5020ALB
設計値
( ウェハー内モニターパターンに CF5020ALC
て保証 )
CF5020ALD
3.82
4.5
5.18
kΩ
2.80
3.3
3.80
kΩ
1.87
2.2
2.53
kΩ
CF5020ALE
2.80
3.3
3.80
kΩ
測定回路 4
50
100
150
kΩ
CF5020ALA
170
200
230
Ω
CF5020ALB
48.4
57
65.6
Ω
CF5020ALC
48.4
57
65.6
Ω
CF5020ALD
48.4
57
65.6
Ω
CF5020ALE
48.4
57
65.6
Ω
測定回路 5
設計値
( ウェハー内モニターパターンに
て保証 )
設計値 ( ウェハー内モニターパターンにて保証 )
8.5
10
11.5
pF
CF5020ALA
3.40
4
4.60
pF
CF5020ALB
CF5020ALC
CF5020ALD
2.55
0.85
0.85
3
1
1
3.45
1.15
1.15
pF
pF
pF
設計値
CF5020ALE
( ウェハー内モニターパターンに
CF5020ALA
て保証 )
CF5020ALB
CF5020ALC
1.70
5.95
2.55
2.55
2
7
3
3
2.30
8.05
3.45
3.45
pF
pF
pF
pF
CF5020ALD
CF5020ALE
4.25
5.95
5
7
5.75
8.05
pF
pF
SEIKO NPC CORPORATION —6
CF5020 series
■スイッチング特性
● CF5020ALA, CF5020ALB
○ 2.5V 動作
特記なき場合 VDD = 2.25 ∼ 2.75V, VSS = 0V, Ta = − 40 ∼ + 85 °C
項目
記号
tr1
出力立ち上がり時間
tr2
tf1
出力立ち下がり時間
tf2
規格
条件
測定回路 3, 負荷回路 1,
0.1VDD → 0.9VDD
測定回路 3, 負荷回路 1,
0.9VDD → 0.1VDD
MIN
MAX
CL = 15pF
1
3
ns
CL = 30pF
2
5.5
ns
CL = 15pF
1
3
ns
CL = 30pF
2
5.5
ns
45
55
%
40
60
%
45
55
%
100
ns
100
ns
CL = 15pF
f = 106MHz
DUTY1
出力 DUTY サイクル
測定回路 3, 負荷回路 1,
VDD = 2.5V, Ta = 25°C
*1
出力ディスエーブル遅延時間*2
t PLZ
出力イネーブル遅延時間 *2
t PZL
CL = 15pF
f = 125MHz
CL = 30pF
DUTY2
単位
TYP
f = 70MHz
測定回路 6, 負荷回路 1, V DD = 2.5V,
Ta = 25°C, CL = 15pF
*1.ロットモニターにて確認
*2.発振停止機能を内蔵しているため、INHN を "H" にしても即時に正規の出力はでません。
発振開始時間を経た後、正規の信号が出力されます。
○ 3V 動作
特記なき場合 VDD = 2.7 ∼ 3.6V, VSS = 0V, Ta = − 40 ∼ + 85 °C
項目
記号
tr1
出力立ち上がり時間
tr2
tf1
出力立ち下がり時間
tf2
出力 DUTY サイクル*1
DUTY2
出力ディスエーブル遅延時間*2
t PLZ
出力イネーブル遅延時間 *2
t PZL
条件
測定回路 3,
負荷回路 1,
0.1VDD → 0.9VDD
測定回路 3,
負荷回路 1,
0.9VDD → 0.1VDD
規格
MIN
単位
TYP
MAX
1
2.5
ns
CL = 30pF
1.5
3
ns
CL = 15pF
1
2.5
ns
1.5
3
ns
55
%
100
ns
100
ns
CL = 15pF
VDD = 3.0 ∼ 3.6V
VDD = 3.0 ∼ 3.6V
CL = 30pF
測定回路 3, 負荷回路 1, V DD = 3.0V,
Ta = 25°C, CL = 30pF, f = 125MHz
45
測定回路 6, 負荷回路 1, V DD = 3.0V,
Ta = 25°C, CL = 15pF
*1.ロットモニターにて確認
*2.発振停止機能を内蔵しているため、INHN を "H" にしても即時に正規の出力はでません。
発振開始時間を経た後、正規の信号が出力されます。
SEIKO NPC CORPORATION —7
CF5020 series
● CF5020ALC, CF5020ALD, CF5020ALE
○ 2.5V 動作
特記なき場合 VDD = 2.25 ∼ 2.75V, VSS = 0V, Ta = − 40 ∼ + 85 °C
項目
記号
規格
条件
MIN
TYP
MAX
単位
出力立ち上がり時間
tr1
測定回路 3, 負荷回路 1,
0.1VDD → 0.9VDD, C L = 15pF
1
3
ns
出力立ち下がり時間
tf1
測定回路 3, 負荷回路 1,
0.9VDD → 0.1VDD, C L = 15pF
1
3
ns
55
%
100
ns
100
ns
出力 DUTY サイクル*1
DUTY1
出力ディスエーブル遅延時間*2
t PLZ
出力イネーブル遅延時間 *2
t PZL
測定回路 3, 負荷回路 1, V DD = 2.5V,
Ta = 25°C, C L = 15pF, f = 155MHz
45
測定回路 6, 負荷回路 1, V DD = 2.5V,
Ta = 25°C, CL = 15pF
*1.ロットモニターにて確認
*2.発振停止機能を内蔵しているため、INHN を "H" にしても即時に正規の出力はでません。
発振開始時間を経た後、正規の信号が出力されます。
○ 3V 動作
特記なき場合 VDD = 2.7 ∼ 3.6V, VSS = 0V, Ta = − 40 ∼ + 85 °C
項目
記号
tr1
出力立ち上がり時間
tr2
tf1
出力立ち下がり時間
tf2
DUTY1
出力 DUTY サイクル
*1
DUTY2
出力ディスエーブル遅延時間*2
t PLZ
出力イネーブル遅延時間 *2
t PZL
規格
条件
測定回路 3, 負荷回路 1,
0.1VDD → 0.9VDD
測定回路 3, 負荷回路 1,
0.9VDD → 0.1VDD
MIN
MAX
CL = 15pF
1
2.5
ns
CL = 30pF
1.5
4
ns
CL = 15pF
1
2.5
ns
CL = 30pF
1.5
4
ns
45
55
%
45
55
%
100
ns
100
ns
CL = 15pF
測定回路 3, 負荷回路 1,
VDD = 3.0V, Ta = 25°C
単位
TYP
f = 170MHz
CL = 30pF
f = 125MHz
測定回路 6, 負荷回路 1, V DD = 3.0V,
Ta = 25°C, CL = 15pF
*1.ロットモニターにて確認
*2.発振停止機能を内蔵しているため、INHN を "H" にしても即時に正規の出力はでません。
発振開始時間を経た後、正規の信号が出力されます。
SEIKO NPC CORPORATION —8
CF5020 series
■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、発振部が停止し、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
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値は入力レベル ("H" or "L") に応じて変化します。
INHN 端子を LOW レベルにし、スタンバイ状態になった時、プルアップ抵抗値が大きくなり、消費電流
を小さくすることが可能です。
SEIKO NPC CORPORATION —9
CF5020 series
■測定回路
●測定回路 1
●測定回路 4
C1
Signal
Generator
VDD
XT
XTN
INHN
XTN
INHN
VSS
R2
VSS
RUP2 = VDD VPR
IPR
(VPR = 0.7VDD)
V
VPR
IPR
VDD
VOH
0V
Q output
入力信号：2Vp-p, 10MHz, サイン波
C1 : 0.001µF
R1 : 50Ω
R2 : 219 Ω (2.5V 動作 )
275 Ω (3.0V 動作 )
VDD
IPR
(VPR = V SS)
RUP1 =
Q
Q
R1
VDD
XT
A
●測定回路 5
●測定回路 2
XT
VDD
Rf =
Q
XTN
INHN
IZ, IOL
XT
VDD
IZ
A
VSS
V
VSS
A
Q
XTN
INHN
VDD
IRf
IRf
VOH
VOL
●測定回路 6
C1
Signal
Generator
●測定回路 3
Q
R1
A
XT
VDD
XT
XTN
INHN
VSS
IDD
IST
VDD
X'tal
Q
XTN
INHN
VSS
入力信号： 2Vp-p, 10MHz, サイン波
C1 : 0.001µF
R1 : 50Ω
●負荷回路 1
Q output
CL
(Including probe
capacitance)
SEIKO NPC CORPORATION —10
CF5020 series
●スイッチング時間測定波形
○出力 DUTY レベル , tr , tf
0.9VDD
Q output
0.9VDD
0.1VDD
0.1VDD
DUTY measurement
voltage (0.5V DD )
TW
tr
tf
○出力 DUTY サイクル
DUTY measurement
voltage (0.5V DD)
Q output
TW
DUTY= TW/ T
T
100 (%)
●出力ディスエーブル遅延時間・出力イネーブル遅延時間
スタンバイ時は発振が停止していますので、
スタンバイ解除後、安定した出力が出るまで時間がかかります。
VIH
INHN
VIL
tPLZ
tPZL
INHN input waveform tr = tf
10ns
Q output
SEIKO NPC CORPORATION —11
CF5020 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
大鰹・住友生命なにわ筋本町ビル 8F
TEL 06­6444­6631( 代 ) FAX 06­6444­6680
http://www.npc.co.jp/
Email: [email protected]
NC0305E
2006.04
SEIKO NPC CORPORATION —12