5059H_ND12033J01

5059H series
32kHz 出力水晶発振器モジュール用 IC
■概要
5059H series は、AT カット水晶振動子 16.777216MHz(または 33.554432MHz)向けの発振回路を内蔵しており、512 分
周（または 1024 分周）した 32.768kHz を出力する、125℃動作対応の水晶発振モジュール IC です。AT カットの水晶を使
用することにより、温度特性に優れた 32.768kHz 出力の水晶発振器を実現することができます。PAD 配置は、パッケージ
構造、実装方法に合わせて 3 種類のタイプから選択できますので小型発振器に最適です。
■特長
・幅広い動作電源電圧範囲: 1.6～5.5V
・発振部容量 CG 、CD 内蔵
・発振周波数（基本波発振）: 16.777216MHz または 33.554432MHz
・スタンバイ機能内蔵
・出力周波数: 512 分周または 1024 分周した 32.768kHz
スタンバイ時発振停止、出力 Hi-Z
・動作温度範囲: -40～+125℃
・パワーセーブプルアップ抵抗内蔵
・定電圧駆動の発振回路により、消費電流と水晶電流を低減
・出力ドライバビリティ: ±1mA（Ta=-40～+85℃）
・実装方法に合わせて 3 種類の PAD 配置を選択可
±0.8mA（Ta=-40～+125℃）
5059HAx: Flip Chip Bonding 向け
・出力 DUTY: 50±5%（1/2VDD）
5059HBx: Wire Bonding 向け TypeⅠ
・ウェーハフォーム(WF5059Hxx)
5059HCx: Wire Bonding 向け TypeⅡ
・チップフォーム(CF5059Hxx)
■アプリケーション
・32.768kHz 出力水晶発振モジュール
■シリーズ構成
バージョン名*1
発振周波数 [MHz]
（基本波発振）
発振部容量*2 [pF]
CG
出力周波数 [kHz]
5059HAA
5059HBA
16.777216
3
2
2
Wire Bonding TypeⅠ
(fOSC/512)
5059HAB
33.554432
Flip Chip Bonding
32.768
5059HCA
5059HBB
PAD 配置
CD
Wire Bonding TypeⅡ
Flip Chip Bonding
32.768
1
Wire Bonding TypeⅠ
(fOSC/1024)
5059HCB
Wire Bonding TypeⅡ
*1. ウェーハフォームの場合WF5059Hxx、チップフォームの場合CF5059Hxxとなります。
*2. 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
Device
Package
WF5059Hxx-4
Wafer form
バージョン名称
WF5059H□□-4
形態 WF:Wafer form
CF:Chip(Die) form
発振周波数 A:16.777216MHz
B:33.554432MHz
PAD 配置
CF5059Hxx-4
Chip form
A:Flip Chip Bonding 向け
B:Wire Bonding 向けTypeⅠ
C:Wire Bonding 向けTypeⅡ
SEIKO NPC CORPORATION - 1
5059H series
■PAD 配置図
●WF5059HAx
●CF5059HBx
(Flip Chip Bonding 向け)
●CF5059HCx
(Wire Bonding 向け TypeⅠ)
(375,345)
VSS
Y
INHN
5
4
(0,0)
6
1
3
(375,345)
(375,345)
Q
5
Q
Y
VDD
4
(0,0)
6
VDD
2
(-375,-345) XT
(Wire Bonding 向け TypeⅡ)
1
INHN
Y
4
(0,0)
6
INHN
2
(-375,-345) XTN
XTN
X
3
5
VDD
VSS
1
XTN
X
X
チップサイズ: 0.75×0.69mm
チップサイズ: 0.75×0.69mm
チップサイズ: 0.75×0.69mm
チップ厚: 130m
チップ厚: 130m
チップ厚: 130m
PAD 開口部: 80m
PAD 開口部: 80m
PAD 開口部: 80m
チップ裏面: Vss レベル
チップ裏面: Vss レベル
チップ裏面: Vss レベル
■PAD 座標
VSS
2
(-375,-345) XT
XT
3
Q
■端子説明
PAD
PAD 座標 [m]
PAD No.
No.
X
Y
5059HAx
5059HBx
5059HCx
1
-146
-235
1
2
1
XT
2
146
-235
2
1
2
XTN
XT,XTN の間に水晶振動子を接続
3
265
-41
3
6
5
VDD
(+)電源端子
4
265
186
4
5
4
Q
5
-265
186
5
4
3
VSS
6
-265
-41
6
3
6
INHN
端子名
機能
水晶振動子接続端子
出力端子(32.768kHz を出力)
(-)電源端子
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
■ブロックダイアグラム
INHN
VRG
RF
XT
DIVIDER
1/512
or
1/1024
RD
CG
CD
CMOS
Q
VDD
VSS
XTN
SEIKO NPC CORPORATION - 2
5059H series
■絶対最大定格
VSS=0V
項目
記号
電源電圧範囲*1
条件
定格
単位
-0.3～+7.0
V
VDD
VDD-VSS 端子間
*1*2
VIN
入力端子
-0.3～VDD+0.3
V
*1*2
-0.3～VDD+0.3
V
±3
mA
150
℃
-55～+150
℃
入力電圧範囲
出力電圧範囲
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
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
規格
条件
MIN
発振周波数
出力周波数
5059HxA ver.
16.777216
5059HxB ver.
33.554432
fOSC
VDD=1.6～5.5V
fOUT
VDD=1.6～5.5V, CLOUT=15pF
*1
TYP
単位
MAX
MHz
32.768
kHz
動作電源電圧
VDD
VDD-VSS 端子間
1.6
5.5
V
入力電圧
VIN
入力端子
VSS
VDD
V
動作温度
Ta
-40
+125
℃
15
pF
出力負荷容量
CLOUT
Q 端子
*1. 5059H series を安定に動作させるため、VDD-VSS 間には 0.01F 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
5059H series
■電気的特性
●DC 特性
特記なき場合、VDD=1.6～5.5V,VSS=0V,Ta=-40～+125℃
項目
記号
VOH
Q 端子
“Low”レベル出力電圧
VOL
INHN 端子
“High”レベル入力電圧
VIH
測定回路 4
INHN 端子
“Low”レベル入力電圧
VIL
測定回路 4
消費電流
(HxA ver.：512 分周出力)
IZ
測定回路 3, IOH=-0.8mA, Ta=-40～+125℃
測定回路 3, IOL=1mA, Ta=-40～+85℃
測定回路 3, IOL=0.8mA, Ta=-40～+125℃
測定回路 5,
INHN=“Low”
IDD1_5.0V 測定回路 1, INHN=“OPEN”,
IDD1_3.3V 出力負荷 15pF,
fOSC=16.777216MHz,
IDD1_2.5V fOUT=32.768kHz,
IDD1_1.8V Ta=-40～+125℃
IDD2_5.0V 測定回路 1, INHN=“OPEN”,
IDD2_3.3V 出力負荷 15pF,
fOSC=16.777216MHz,
IDD2_2.5V fOUT=32.768kHz,
IDD2_1.8V Ta=-40～+85℃
IDD3_5.0V 測定回路 1, INHN=“OPEN”,
IDD3_3.3V 出力負荷 15pF,
fOSC=33.554432MHz,
IDD3_2.5V fOUT=32.768kHz,
IDD3_1.8V Ta=-40～+125℃
消費電流
(HxB ver.：1024 分周出力) I _5.0V
DD4
測定回路 1, INHN=“OPEN”,
IDD4_3.3V 出力負荷 15pF,
fOSC=33.554432MHz,
IDD4_2.5V fOUT=32.768kHz,
IDD4_1.8V Ta=-40～+85℃
スタンバイ電 流
INHN 端子
プルアップ抵抗
IST
MIN
測定回路 3, IOH=-1mA, Ta=-40～+85℃
Q 端子
“High”レベル出力電圧
Q 端子
出力リーク電流
規格
条件
TYP
MAX
VDD-0.4
VDD
V
0
0.4
V
0.7VDD
V
0.3VDD
Q=VDD
Q=VSS
単位
10
-10
VDD=5.0V
70
175
VDD=3.3V
65
163
VDD=2.5V
63
158
VDD=1.8V
60
150
VDD=5.0V
70
140
VDD=3.3V
65
130
VDD=2.5V
63
126
VDD=1.8V
60
120
VDD=5.0V
140
280
VDD=3.3V
130
260
VDD=2.5V
126
252
VDD=1.8V
120
240
VDD=5.0V
140
245
VDD=3.3V
130
228
VDD=2.5V
126
221
VDD=1.8V
120
210
測定回路 1, INHN=“Low”, Ta=-40～+85℃
10
測定回路 1, INHN=“Low”, Ta=-40～+125℃
20
V
A
A
A
A
A
A
RPU1
測定回路 6
0.6
2
20
M
RPU2
測定回路 6
50
100
200
k
150
300
600
k
ウェーハ内モニターパターンにて抜き取り検査。
設計値。寄生容量は除く。
2.25
3.00
3.75
1.50
2.00
2.50
ウェーハ内モニターパターンにて抜き取り検査。
設計値。寄生容量は除く。
1.50
2.00
2.50
0.75
1.00
1.25
発振部帰還抵抗
Rf
発振部容量
(HxA ver.：512 分周出力)
CG
発振部容量
(HxB ver.：1024 分周出力)
CG
CD
CD
pF
pF
SEIKO NPC CORPORATION - 4
5059H series
●AC 特性
特記なき場合、VDD=1.6～5.5V,VSS=0V,Ta=-40～+125℃
項
目
記号
条
規格
件
MIN
TYP
MAX
単位
Q 端子
出力立ち上がり時間
tr
測定回路 1, CLOUT=15pF
0.1VDD→0.9VDD
50
200
ns
Q 端子
出力立ち下がり時間
tf
測定回路 1, CLOUT=15pF
0.9VDD→0.1VDD
50
200
ns
Q 端子
出力 DUTY サイクル
DUTY
50
55
%
1
s
Q 端子
出力ディセーブル遅延時間
測定回路 1, Ta=25℃,
CLOUT=15pF
45
測定回路 2, Ta=25℃, CLOUT15pF
tOD
●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
図 1. 出力スイッチング波形
VDD
VIH
INHN
VIL
VSS
tOD
VDD
0.1V
0.5VDD
Q
VSS
0.1V
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。
図 2. 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
5059H 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 端子出力がハイ・インピーダンスになり、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 or 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。これは発振回路が安定的に出力するまではディセーブル状態にな
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。
SEIKO NPC CORPORATION - 6
5059H series
■測定回路
●測定回路 1
測定項目:IDD, IST, DUTY, tr, tf
*AC 特性は Q 端子をオシロスコープで
測定する。
A
IDD,IST
VDD
0.1μF
XT
X'tal
SW1
測定項目
SW1
SW2
IDD
ON
OFF
IST
ON or OFF
ON
DUTY, tr, tf
ON
OFF
Q
XTN
INHN
VSS
CLOUT
(Including probe capacitance)
SW2
●測定回路 2
測定項目:tOD
0.1μF
VDD
X'tal
RL1=1kΩ
XT
Q
XTN
INHN
CLOUT
VSS
Function
Generator
入力信号 :VDD→VSS
RL2=1kΩ
(Including probe capacitance)
50Ω
●測定回路 3
測定項目:VOH, VOL
0.1μF
VDD
Signal
Generator
0.001μF
2kΩ
Q
XTN
50Ω
VOH
VOL
VSS
0.1μF
V
VS
XTN 入力信号 :1Vp-p, サイン波
Q
ΔV
VOH
VS
ΔV=2k×IOH となるように VS を調整
Q
ΔV
VS
VOL
ΔV=2k×IOL となるように VS を調整
SEIKO NPC CORPORATION - 7
5059H series
●測定回路 4
測定項目:VIH, VIL
VDD
XT
X'tal
0.1μF
Q
XTN
INHN
VIH
VIL
VSS
V
VIH:VSS→VDD で出力開始する電圧
VIL:VDD→VSS で出力停止する電圧
●測定回路 5
測定項目:IZ
VDD
0.1μF
Q
INHN
VSS
VDD
A
及び
VSS
IZ
●測定回路 6
測定項目:RPU1, RPU2
VDD
0.1μF
INHN
VIN
V
A
VSS
IPU
VDD
RPU1 = I
PU
VDD−0.7VDD
RPU2 =
IPU
※VIN=0V
※VIN=0.7VDD
SEIKO NPC CORPORATION - 8
5059H 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
f0=16MHz
f0=32MHz
C0(pF)
1.1698
1.5927
R1(Ω)
16.824
13.476
L1
C1
R1
C0
●消費電流
5059HxA I DD
(fosc=16MHz, T a=25℃ , CLOU T=15pF)
5059HxB I DD
(fosc=32MHz, T a=25℃ , CLOU T=15pF)
175
175
150
150
125
125
I D D [uA]
200
I D D [uA]
200
100
100
75
75
50
50
25
25
0
0
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5 4.0
V D D [V]
4.5
5.0
5.5
6.0
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5 4.0
V D D [V]
4.5
5.0
5.5
6.0
●負性抵抗
C0=0pF
C0=1pF
C0=2pF
5059HxA Ne gative Resistance
(VDD=3.3V, C0=0～ 2pF, Ta=25℃ )
C0=0pF
C0=1pF
C0=2pF
0
-200
-200
-400
-400
Negative Resistance[Ω]
Negative Resistance[Ω]
0
5059HxB Negative Resistance
(V D D =3.3V, C0=0～ 2pF, T a=25℃ )
-600
-800
-1000
-1200
-1400
-1600
-1800
-600
-800
-1000
-1200
-1400
-1600
-1800
-2000
-2000
0
10
20
30
40
Freque ncy[MHz]
50
60
0
10
20
30
40
50
60
Frequency[MHz]
凡例は、水晶振動子の C0 相当の容量を 5059H の XT-XTN 間に並列に接続して測定した結果です。
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。
SEIKO NPC CORPORATION - 9
5059H series
●周波数電圧偏差
5059HxB Fre quency deviation characteristics
(fout=32kHz, VDD=3.3V std., Ta=25℃ , CLOUT=15pF)
1.0
1.0
0.8
0.8
Frequency deviation[ppm]
Frequency deviation[ppm]
5059HxA Frequency deviation characteristics
(fout=32kHz, V D D =3.3V std., T a=25℃ , CLOUT=15pF)
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1.0
0.6
0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
-1.0
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5 4.0
V DD [V]
4.5
5.0
5.5
6.0
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5 4.0
V D D [V]
4.5
5.0
5.5
6.0
4.5
5.0
5.5
6.0
●ドライブレベル
5059HxB Drive level
(fosc=32MHz, Ta=25℃ )
5.0
5.0
4.5
4.5
4.0
4.0
3.5
3.5
Drive level[uW]
Drive level[uW]
5059HxA Drive level
(fosc=16MHz, T a=25℃ )
3.0
2.5
2.0
1.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
1.0
0.5
0.5
0.0
0.0
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5 4.0
V D D [V]
4.5
5.0
5.5
6.0
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5 4.0
V DD [V]
●出力波形
5059HxA, VDD=3.3V, CLOUT=15pF, Ta=25℃
5059HxB, VDD=3.3V, CLOUT=15pF, Ta=25℃
SEIKO NPC CORPORATION - 10
5059H series
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SEIKO NPC CORPORATION - 11