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公開番号2019134280
公報種別公開特許公報(A)
公開日20190808
出願番号2018014566
出願日20180131
発明の名称CR発振回路、半導体集積回路およびリモコン装置
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人全 4 件を表示,個人,個人
主分類H03B 5/04 20060101AFI20190712BHJP(基本電子回路)
要約【課題】短い検査時間と低い検査コストで、電源電圧や環境温度の変動、回路定数のばらつきに依らず高精度な周波数を得るCR発振回路を提供する。
【解決手段】CR発振回路100は、電源電圧を変圧して電源電圧に依らず一定の動作電圧を供給する定電圧供給部10と、動作電圧の供給を受けて発振動作するCR発振部20と、動作電圧の供給を受けて環境温度を検出する温度検出部50と、環境温度に対してCR発振部20内の抵抗24の抵抗値が対応付けられたデータテーブルを書き込み可能な記憶手段61と、温度検出部50から取得した検出温度と記憶手段61に記憶されたデータテーブルから読み出した抵抗値に、抵抗24の抵抗値を変更する制御部60と、を備える。抵抗24は、抵抗素子とスイッチとの並列回路を複数直列接続しており、制御部60は、読み出した抵抗値に応じてスイッチを切り替える。
【選択図】図1
特許請求の範囲約 1,900 文字を表示【請求項1】
コンデンサーと抵抗とを備え、電源電圧の供給を受けて前記コンデンサーの容量値と前記抵抗の抵抗値とに基づいて定まる周波数で発振するCR発振回路であって、
前記抵抗は、相異なる複数の抵抗値の中から指定された値に変更可能に構成されており、
前記電源電圧を変圧して前記電源電圧に依らず一定の動作電圧を供給する定電圧供給部と、
前記動作電圧の供給を受けて発振動作するCR発振部と、
前記動作電圧の供給を受けて環境温度を検出する温度検出部と、
発振動作の環境温度に対して前記抵抗の抵抗値が対応付けられたデータテーブルを書き込み可能な不揮発性の記憶手段と、
所定の制御周期で前記温度検出部からそれぞれ検出温度を取得し、前記記憶手段に予め記憶された前記データテーブルから当該検出温度に対応した前記抵抗の抵抗値を読み出し、前記抵抗の抵抗値が当該読み出した指定値に等しくなるように制御する制御部と、を備え、
前記抵抗は、抵抗素子とスイッチとの並列回路を複数直列接続して構成されており、
前記制御部は、前記記憶手段のデータテーブルから読み出した抵抗値に応じて前記スイッチを切り替えることを特徴とするCR発振回路。
【請求項2】
コンデンサーと抵抗とを備え、電源電圧の供給を受けて前記コンデンサーの容量値と前記抵抗の抵抗値とに基づいて定まる周波数で発振するCR発振回路であって、
前記コンデンサーは、相異なる複数の容量値の中から指定された値に変更可能に構成されており、
前記電源電圧を変圧して前記電源電圧に依らず一定の動作電圧を供給する定電圧供給部と、
前記動作電圧の供給を受けて発振動作するCR発振部と、
前記動作電圧の供給を受けて環境温度を検出する温度検出部と、
発振動作の環境温度に対して前記コンデンサーの容量値が対応付けられたデータテーブルを書き込み可能な不揮発性の記憶手段と、
所定の制御周期で前記温度検出部からそれぞれ検出温度を取得し、前記記憶手段に予め記憶された前記データテーブルから当該検出温度に対応した前記コンデンサーの容量値を読み出し、前記コンデンサーの容量値が当該読み出した指定値に等しくなるように制御する制御部と、を備え、
前記コンデンサーは、コンデンサー素子とスイッチとの直列回路を複数並列接続して構成されており、
前記制御部は、前記記憶手段のデータテーブルから読み出した容量値に応じて前記スイッチを切り替えることを特徴とするCR発振回路。
【請求項3】
コンデンサーと抵抗とを備え、電源電圧の供給を受けて前記コンデンサーの容量値と前記抵抗の抵抗値とに基づいて定まる周波数で発振するCR発振回路であって、
前記コンデンサーは、相異なる複数の容量値の中から指定された値に変更可能に構成されており、
前記抵抗は、相異なる複数の抵抗値の中から指定された値に変更可能に構成されており、
前記電源電圧を変圧して前記電源電圧に依らず一定の動作電圧を供給する定電圧供給部と、
前記動作電圧の供給を受けて発振動作するCR発振部と、
前記動作電圧の供給を受けて環境温度を検出する温度検出部と、
発振動作の環境温度に対して前記コンデンサーの容量値および前記抵抗の抵抗値が対応付けられたデータテーブルを書き込み可能な不揮発性の記憶手段と、
所定の制御周期で前記温度検出部からそれぞれ検出温度を取得し、前記記憶手段に予め記憶された前記データテーブルから当該検出温度に対応した前記コンデンサーの容量値および前記抵抗の抵抗値を読み出し、前記コンデンサーの容量値および前記抵抗の抵抗値が当該読み出した指定値に等しくなるように制御する制御部と、を備え、
前記コンデンサーは、コンデンサー素子とスイッチとの直列回路を複数並列接続して構成されており、
前記抵抗は、抵抗素子とスイッチとの並列回路を複数直列接続して構成されており、
前記制御部は、前記記憶手段のデータテーブルから読み出した容量値および抵抗値に応じて前記スイッチを切り替えることを特徴とするCR発振回路。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか一項に記載のCR発振回路を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項5】
請求項4に記載の半導体集積回路を備えたことを特徴とするリモコン装置。

発明の詳細な説明約 17,000 文字を表示【技術分野】
【0001】
本発明は、コンデンサーの容量値と抵抗の抵抗値とに基づいて定まる周波数で発振するCR発振回路、該CR発振回路を備えた半導体集積回路およびリモコン装置に関する。
【背景技術】
【0002】
CR発振回路が動作する環境温度が変化すると、回路内部のコンデンサーの容量値および抵抗の抵抗値が変化するため、CR発振回路の発振周波数は温度特性を持つ。また、発振回路を動作させている電源電圧が変動しても、例えばコンデンサーへの充電電流が影響を受けるので発振周波数が変動する。そこで、従来、例えば特許文献1に記載されているように、電源電圧検出回路と環境温度検出回路を備えるCR発振回路において、異なる電源電圧と異なる環境温度に対応した容量値または抵抗値あるいはその両方をデータテーブルとして作成し、予め回路内の記憶手段に記憶しておき、回路動作中は検出された電源電圧と環境温度からデータテーブルを参照して定められる容量値や抵抗値に変更することで周波数を補正する方法が知られている。この方法により、電源電圧や環境温度が変動した際も変動後の電源電圧や環境温度に対応した容量値や抵抗値に変更されるため高精度な周波数を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第5573781号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載のCR発振回路は、製品製造時または出荷時の検査において異なる電源電圧と異なる環境温度に対応する容量値や抵抗値を測定し、データテーブルを作成する必要がある。周波数の変動要素が電源電圧と環境温度の二つあるため、この組み合わせに応じたデータテーブルを作成するために多くのデータを測定する必要があり、検査時間が増えることでコストが上がるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【0006】
[適用例1]本適用例に係るCR発振回路は、コンデンサーと抵抗とを備え、電源電圧の供給を受けて前記コンデンサーの容量値と前記抵抗の抵抗値とに基づいて定まる周波数で発振するCR発振回路であって、前記抵抗は、相異なる複数の抵抗値の中から指定された値に変更可能に構成されており、前記電源電圧を変圧して前記電源電圧に依らず一定の動作電圧を供給する定電圧供給部と、前記動作電圧の供給を受けて発振動作するCR発振部と、前記動作電圧の供給を受けて環境温度を検出する温度検出部と、発振動作の環境温度に対して前記抵抗の抵抗値が対応付けられたデータテーブルを書き込み可能な不揮発性の記憶手段と、所定の制御周期で前記温度検出部からそれぞれ検出温度を取得し、前記記憶手段に予め記憶された前記データテーブルから当該検出温度に対応した前記抵抗の抵抗値を読み出し、前記抵抗の抵抗値が当該読み出した指定値に等しくなるように制御する制御部と、を備え、前記抵抗は、抵抗素子とスイッチとの並列回路を複数直列接続して構成されており、前記制御部は、前記記憶手段のデータテーブルから読み出した抵抗値に応じて前記スイッチを切り替えることを特徴とする。
【0007】
本適用例によれば、CR発振回路内のCR発振部および温度検出部は定電圧供給部によって供給される電源電圧に依らない一定の動作電圧により動作するため、出力周波数は電源電圧に依存しなくなり、電源電圧と環境温度の組み合わせに対してではなく、環境温度に対応した抵抗値のデータテーブルのみを作成するだけでよくなる。これによって、検査時の測定データ量が減り検査時間が短縮されることで、従来技術に比べてコストを下げることができる。
【0008】
[適用例2]本適用例に係るCR発振回路は、コンデンサーと抵抗とを備え、電源電圧の供給を受けて前記コンデンサーの容量値と前記抵抗の抵抗値とに基づいて定まる周波数で発振するCR発振回路であって、前記コンデンサーは、相異なる複数の容量値の中から指定された値に変更可能に構成されており、前記電源電圧を変圧して前記電源電圧に依らず一定の動作電圧を供給する定電圧供給部と、前記動作電圧の供給を受けて発振動作するCR発振部と、前記動作電圧の供給を受けて環境温度を検出する温度検出部と、発振動作の環境温度に対して前記コンデンサーの容量値が対応付けられたデータテーブルを書き込み可能な不揮発性の記憶手段と、所定の制御周期で前記温度検出部からそれぞれ検出温度を取得し、前記記憶手段に予め記憶された前記データテーブルから当該検出温度に対応した前記コンデンサーの容量値を読み出し、前記コンデンサーの容量値が当該読み出した指定値に等しくなるように制御する制御部と、を備え、前記コンデンサーは、コンデンサー素子とスイッチとの直列回路を複数並列接続して構成されており、前記制御部は、前記記憶手段のデータテーブルから読み出した容量値に応じて前記スイッチを切り替えることを特徴とする。
【0009】
本適用例によれば、CR発振回路内のCR発振部および温度検出部は定電圧供給部によって供給される電源電圧に依らない一定の動作電圧により動作するため、出力周波数は電源電圧に依存しなくなり、電源電圧と環境温度の組み合わせに対してではなく、環境温度に対応した容量値のデータテーブルのみを作成するだけでよくなる。これによって、検査時の測定データ量が減り検査時間が短縮されることで、従来技術に比べてコストを下げることができる。
【0010】
[適用例3]本適用例に係るCR発振回路は、コンデンサーと抵抗とを備え、電源電圧の供給を受けて前記コンデンサーの容量値と前記抵抗の抵抗値とに基づいて定まる周波数で発振するCR発振回路であって、前記コンデンサーは、相異なる複数の容量値の中から指定された値に変更可能に構成されており、前記抵抗は、相異なる複数の抵抗値の中から指定された値に変更可能に構成されており、前記電源電圧を変圧して前記電源電圧に依らず一定の動作電圧を供給する定電圧供給部と、前記動作電圧の供給を受けて発振動作するCR発振部と、前記動作電圧の供給を受けて環境温度を検出する温度検出部と、発振動作の環境温度に対して前記コンデンサーの容量値および前記抵抗の抵抗値が対応付けられたデータテーブルを書き込み可能な不揮発性の記憶手段と、所定の制御周期で前記温度検出部からそれぞれ検出温度を取得し、前記記憶手段に予め記憶された前記データテーブルから当該検出温度に対応した前記コンデンサーの容量値および前記抵抗の抵抗値を読み出し、前記コンデンサーの容量値および前記抵抗の抵抗値が当該読み出した指定値に等しくなるように制御する制御部と、を備え、前記コンデンサーは、コンデンサー素子とスイッチとの直列回路を複数並列接続して構成されており、前記抵抗は、抵抗素子とスイッチとの並列回路を複数直列接続して構成されており、前記制御部は、前記記憶手段のデータテーブルから読み出した容量値および抵抗値に応じて前記スイッチを切り替えることを特徴とする。
【0011】
本適用例によれば、CR発振回路内のCR発振部および温度検出部は定電圧供給部によって供給される電源電圧に依らない一定の動作電圧により動作するため、出力周波数は電源電圧に依存しなくなり、電源電圧と環境温度の組み合わせに対してではなく、環境温度に対応した容量値と抵抗値のデータテーブルのみを作成するだけでよくなる。これによって、検査時の測定データ量が減り検査時間が短縮されることで、従来技術に比べてコストを下げることができる。
【0012】
[適用例4]本適用例に係る半導体集積回路は、上記適用例に記載のCR発振回路を備えたことを特徴とする。
【0013】
本適用例によれば、半導体集積回路内のCR発振回路の検査時間が短縮されコストが下がることによって、半導体集積回路全体の検査時間を短縮することができる。また、検査時間の短縮に伴い検査コストが下がることによって、半導体集積回路の製品コストを下げることができる。
【0014】
[適用例5]本適用例に係るリモコン装置は、上記適用例に記載の半導体集積回路を備えたことを特徴とする。
【0015】
本適用例によれば、検査コストの削減により価格の下がった半導体集積回路を使用することが可能となり、リモコン装置の製品コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
実施形態1に係るCR発振回路の構成図
定電圧供給部の構成図
コンデンサー電圧Vcの波形図
抵抗値の選択に用いるデータテーブル
実施形態2に係るCR発振回路の構成図
容量値の選択に用いるデータテーブル
実施形態3に係るCR発振回路の構成図
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【0018】
(実施形態1)
図1は実施形態1に係るCR発振回路100の構成図である。まず、実施形態1に係るCR発振回路100の概略構成について説明する。
【0019】
CR発振回路100は定電圧供給部10、CR発振部20、温度検出部50、制御部60から構成されている。
【0020】
定電圧供給部10は電源線1、2に電源電圧Vccの供給を受けて動作する。電源線1が電源電圧Vcc、電源線2がGNDである。電源線1と2の間にはMOSトランジスター4、抵抗5、抵抗6が直列に接続されている。オペアンプ3の反転入力端子には電源電圧Vccに依存しない基準電圧Vref1が印加されており、非反転入力端子は抵抗5と抵抗6の間のノードNaと接続されている。また、オペアンプ3の出力はMOSトランジスター4のゲート端子と接続されている。この構成により抵抗5、6の抵抗比に応じた一定の電圧を出力することができる。
【0021】
CR発振部20は、定電圧供給部10のMOSトランジスター4のドレイン端子と抵抗5の間のノードNbに出力される一定の動作電圧V1を電源線2との間に受けて動作する。ノードNbと電源線2の間には、MOSトランジスター22、23と抵抗24が直列に接続されている。抵抗24は抵抗素子25aとスイッチ26aとの並列回路、抵抗素子25bとスイッチ26bとの並列回路、抵抗素子25cとスイッチ26cとの並列回路、および抵抗素子25dを直列接続して構成されている。ここで、抵抗素子25a、25b、25cの抵抗値は、2のべき乗に従ってr、2r、4rに設定されている。並列にスイッチを持たない抵抗素子25dは抵抗24に必ず残るため、抵抗素子25dの抵抗値は発振周波数の上限値を決定する。スイッチ26a〜26cのオンオフ状態により8通りの異なる抵抗値が生成される。
【0022】
オペアンプ21は、上記MOSトランジスター22および抵抗24とともに定電流回路を構成している。非反転入力端子には電源電圧Vccに依存しない基準電圧Vref2が入力され、反転入力端子はMOSトランジスター22のソース(ノードNc)に接続されている。オペアンプ21の作用により抵抗24には基準電圧Vr2(≒Vref2)が印加される。このためスイッチ26a〜26cを切り替えて抵抗24の抵抗値Rを変更するとMOSトランジスター22に流れる電流は抵抗値Rに反比例して変化する。
【0023】
ノードNbと電源線2の間には、充電用のMOSトランジスター26とスイッチ27とコンデンサー28が直列に接続されている。MOSトランジスター23と26のゲートとソースはそれぞれ共通に接続されていてカレントミラー回路を構成している。MOSトランジスター26には、MOSトランジスター23と26のサイズW/Lの比に応じてMOSトランジスター23(MOSトランジスター22)に流れる電流に比例した電流が流れる。コンデンサー28には放電用のMOSトランジスター29が並列に接続されている。
【0024】
コンパレーター30は、コンデンサー28の電圧VcとノードNcの電圧Vr2とを比較して発振信号である出力電圧VOUT2を出力する。この出力電圧VOUT2はMOSトランジスター29のゲートに与えられるとともに、インバーター31を介してスイッチ27のオンオフを制御する。スイッチ27は、放電用のMOSトランジスター29がオンしている期間、インバーター31からLレベルの信号により充電用のMOSトランジスター26からの電流を遮断するために設けられている。
【0025】
温度検出部50は、定電圧供給部10からノードNbに出力される一定の動作電圧V1を電源線2との間に受けて動作する。温度検出部50は、ノードNbと電源線2の間に直列に接続された抵抗51、ダイオード52a、52b、52cから構成されており、環境温度によって変化するダイオード52a〜52cの順方向電圧Vaを出力する。
【0026】
制御部60は、CR発振部20から入力される発振信号(出力電圧VOUT2)を波形形成し、それをクロック信号として動作する。制御部60は不揮発性のメモリー61(記憶手段)とA/D変換回路62を備えている。
【0027】
次に、図2を参照して定電圧供給部10の動作について説明する。オペアンプ3の作用によりノードNaの電圧Vr1は基準電圧Vref1と等しくなる。また電圧Vr1はMOSトランジスター4のドレイン端子と抵抗5の間のノードNbの電圧V1を抵抗5と抵抗6で分圧した電圧となる。したがって、抵抗5と抵抗6の抵抗値をそれぞれr1、r2とするとその関係性は(1)式で表される。また、(1)式よりV1は(2)式と表すことができる。
Vr1=V1・{r2/(r1+r2)} ・・・(1)
V1={(r1+r2)/r2}・Vr1 ・・・(2)
(2)式のVr1は基準電圧Vref1と等しくなり一定電圧であるため、V1は抵抗5と抵抗6の抵抗値によって定められる。例えば、抵抗6の抵抗値は固定しておき、抵抗5の抵抗値を変更できるような構成をとることで、V1の電圧値は抵抗5の抵抗値の可変範囲内で任意の値へと調整することが可能となる。また、抵抗5の抵抗値は固定しておき、抵抗6の抵抗値を変更できる構成や、抵抗5と抵抗6の両方の抵抗値を変更できる構成を取ってもよい。(2)式で表せるV1には電源電圧Vccの項がないため、電源電圧Vccに依存することなく、一定の電圧値を出力することができる。すなわち、定電圧供給部10は、電源電圧Vccを変圧して電源電圧Vccに依らず一定の動作電圧V1を供給する。
【0028】
続いて、図3を参照しながらCR発振部20の発振動作を説明する。図3はコンデンサー28の電圧Vcの波形を示している。例えばMOSトランジスター23と26に流れる電流が等しい場合、コンデンサー28は(3)式の定電流で充電される。
Ic=Vr2/R ・・・(3)
コンデンサー28の容量値をCとすると、充電期間中、コンデンサー28の電圧Vcは定数1/Cに応じた一定の傾きで増大する。やがて、電圧Vcが電圧Vr2に達すると、コンパレーター30の出力電圧VOUT2がHレベルに変化し、スイッチ27がオフ、MOSトランジスター29がオンする。これにより、コンデンサー28の電圧Vcは0Vまで低下する。この電圧低下により、コンパレーター30の出力電圧VOUT2が再びLレベルに変化し、MOSトランジスター29がオフ、スイッチ27がオンする。その結果、周期Tで幅狭のHパルスを持つ発振信号が得られる。
【0029】
続いて、図4を参照しながら図1のCR発振回路100の周波数補正方法について説明する。CR発振回路100が組み込まれた半導体装置の製造時または出荷時の検査工程において、半導体装置を恒温槽に入れ、検査装置から電源電圧Vccを供給する。また、基準電圧Vref1とVref2については、CR発振回路100の実際の使用状態での基準電圧を供給する必要がある。よって、基準電圧Vref1とVref2は、実際の使用状態と等しい電圧を検査装置から供給する。あるいは、実際の使用状態で用いる基準電圧回路などから供給してもよい。検査装置は、CR発振回路100の出力電圧VOUT2をモニターするとともに、制御部60に対してスイッチ26a〜26cのオンオフを指令することができる。
【0030】
検査装置はCR発振回路100の実際の使用状態で生じ得る範囲内で、恒温槽の温度を複数ポイント順次変化させ、それぞれの温度が与えられた状態で発振周波数が目標周波数に最も近づくように制御部60を介してスイッチ26a〜26cを切り替える。
【0031】
このとき、発振周波数が目標周波数よりも高い場合には抵抗24の抵抗値を高めるように切り替え、発振周波数が目標周波数よりも低い場合には抵抗24の抵抗値を低下させるように切り替える。発振周波数が目標周波数に最も近づいた切替状態で、そのときの温度に対し当該抵抗値を対応付ける。温度は制御部60による電圧VaのA/D変換値である。
【0032】
図4は、このようにして作成した補正用のデータテーブルである。図中のR1〜R8は、組み合わせに係る上記8通りの抵抗値の何れかである。抵抗値に替えてスイッチ26a〜26cのオンオフ情報を例えば3ビットデータとして対応づけてもよい。この温度(電圧VaのA/D変換値)に対して抵抗値(またはスイッチ26a〜26cのオンオフ状態)を対応づけたデータテーブルは、検査装置からの指令により不揮発性のメモリー61に書き込まれる。
【0033】
半導体装置が出荷された後の実際の使用状態において、制御部60は、所定の制御周期ごとに温度検出部50から電圧Vaが入力されA/D変換する。上述したように、電圧VaのA/D変換値は検出温度に相当する。続いて、メモリー61に予め記憶された補正用のデータテーブルから電圧Vaに対応した抵抗24の抵抗値を読み出し、抵抗24の抵抗値Rが当該読み出した指定値に等しくなるようにスイッチ26a〜26cを切り替える。
【0034】
この制御により、CR発振回路100の環境温度の変化に対する周波数誤差を補正することができる。また、本実施形態によればCR発振部20と温度検出部50は定電圧供給部10によって生成される電源電圧Vccに依らない一定の動作電圧V1を受けて動作している。従来は電源電圧Vccの変動によって出力周波数が変化していたが、CR発振部20の動作電圧V1が電源電圧Vccに依らず一定となったことで、電源電圧Vccの変動による出力周波数の変化が起きなくなっている。また、温度検出部50についても、動作電圧V1は電源電圧Vccに依らず一定のため、電源電圧Vccの変動による検出温度に相当する電圧Vaの変化は起きない。さらに、CR発振回路100内には基準電圧としてVref1とVref2が入力されるが、これらも電源電圧Vccには依存しない一定の電圧となっている。そのため、データテーブル作成時に電源電圧Vccの影響を考慮する必要がない。したがって、本実施形態においては、従来は行っていた電源電圧Vccに対する周波数誤差の補正が不要となり、上述した環境温度に対する周波数誤差の補正のみで高精度な周波数を得ることができる。
【0035】
以上の説明した実施形態によれば、検査工程においてCR発振回路100を実際に発振動作させて発振周波数を合わせこみながら、環境温度に対する抵抗24の抵抗値をテーブル化している。また、CR発振回路100の発振周波数や供給される基準電圧Vref1、Vref2、環境温度に対する抵抗24の抵抗値のテーブル化に関して、電源電圧Vccが変動しても影響を与えない。したがって、CR発振回路100の実際の使用状態で環境温度と電源電圧Vccが変動しても、コンデンサー28、抵抗24その他の回路部品の定数ばらつきまで含めて、発振周波数を目標周波数に高精度に一致させることができる。この場合、従来は必要であった電源電圧Vccの変動に対する周波数誤差の補正が必要ないため、環境温度に対する周波数誤差の補正のみで高精度な周波数を得ることができる。よって、検査工程において電源電圧Vccに対する周波数補正用のデータテーブルを作成する必要がなく、測定データ量を減らすことができ、検査時間を短縮することが可能である。また、検査時間の短縮に伴い、検査コストの削減にも期待できる。
【0036】
抵抗24はスイッチ26a〜26cに対しそれぞれ並列接続された抵抗素子25a〜25cを直列に備え、抵抗素子25a〜25cは2のべき乗により重み付けされた抵抗値r、2r、4rを有している。これにより、抵抗値rごとの8通りの抵抗値を少ない抵抗素子を用いて面積効率よく作り出すことができる。
【0037】
(実施形態2)
図5は実施形態2に係るCR発振回路200の構成図である。本実施形態に係るCR発振回路200について図5を参照して説明する。なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。図5に示すCR発振回路200は、実施形態1における、コンデンサー28の代わりにコンデンサー40を、抵抗24の代わりに抵抗43をそれぞれ備えている。CR発振回路200はコンデンサー40の容量値を変更可能に構成することで周波数誤差を補正する。なお、抵抗43は一定の抵抗値を有している。
【0038】
コンデンサー40はコンデンサー素子41aとスイッチ42aとの直列回路、コンデンサー素子41bとスイッチ42bとの直列回路、コンデンサー素子41cとスイッチ42cとの直列回路を並列に接続して構成されている。ここで、コンデンサー素子41a、41b、41cの容量値は2のべき乗に従ってそれぞれc、2c、4cに設定されている。直列にスイッチを持たないコンデンサー素子41dはコンデンサー40の構成に必ず残るため、コンデンサー素子41dの容量値は発振周波数の上限値を決定する。コンデンサー40の容量値は、スイッチ42a〜42cのオンオフの状態により8通りの異なる容量値に決まる。
【0039】
続いて、図6を参照しながら図5のCR発振回路200の周波数補正方法について説明する。CR発振回路200が組み込まれた半導体装置の製造時または出荷時の検査工程において、半導体装置を恒温槽に入れ、検査装置から電源電圧Vccを供給する。また、基準電圧Vref1とVref2については、CR発振回路200の実際の使用状態での基準電圧を供給する必要がある。よって、基準電圧Vref1とVref2は、実際の使用状態と等しい電圧を検査装置から供給する。あるいは、実際の使用状態で用いる基準電圧回路などから供給してもよい。検査装置は、CR発振回路200の出力電圧VOUT2をモニターするとともに、制御部60に対してスイッチ42a〜42cのオンオフを指令することができる。
【0040】
検査装置はCR発振回路200の実際の使用状態で生じ得る範囲内で、恒温槽の温度を複数ポイント順次変化させ、それぞれの温度が与えられた状態で発振周波数が目標周波数に最も近づくように制御部60を介してスイッチ42a〜42cを切り替える。
【0041】
このとき、発振周波数が目標周波数よりも高い場合にはコンデンサー40の容量値を高めるように切り替え、発振周波数が目標周波数よりも低い場合にはコンデンサー40の容量値を低下させるように切り替える。発振周波数が目標周波数に最も近づいた切替状態で、そのときの温度に対し当該容量値を対応付ける。温度は制御部60による電圧VaのA/D変換値である。
【0042】
図6は、このようにして作成した補正用のデータテーブルである。図中のC1〜C8は、組み合わせに係る上記8通りの容量値の何れかである。容量値に替えてスイッチ42a〜42cのオンオフ情報を例えば3ビットデータとして対応づけてもよい。この温度(電圧VaのA/D変換値)に対して容量値(またはスイッチ42a〜42cのオンオフ状態)を対応づけたデータテーブルは、検査装置からの指令により不揮発性のメモリー61に書き込まれる。
【0043】
半導体装置が出荷された後の実際の使用状態において、制御部60は、所定の制御周期ごとに温度検出部50から電圧Vaが入力されA/D変換する。上述したように、電圧VaのA/D変換値は検出温度に相当する。続いて、メモリー61に予め記憶された補正用のデータテーブルから電圧Vaに対応したコンデンサー40の容量値を読み出し、コンデンサー40の容量値Cが当該読み出した指定値に等しくなるようにスイッチ42a〜42cを切り替える。
【0044】
この制御により、CR発振回路200の環境温度の変化に対する周波数誤差を補正することができる。また、本実施形態によればCR発振部20と温度検出部50は定電圧供給部10によって生成される電源電圧Vccに依らない一定の動作電圧V1を受けて動作している。従来は電源電圧Vccの変動によって出力周波数が変化していたが、CR発振部20の動作電圧V1が電源電圧Vccに依らず一定となったことで、電源電圧Vccの変動による出力周波数の変化が起きなくなっている。また、温度検出部50についても、動作電圧V1は電源電圧Vccに依らず一定のため、電源電圧Vccの変動による検出温度に相当する電圧Vaの変化は起きない。さらに、CR発振回路200内には基準電圧としてVref1とVref2が入力されるが、これらも電源電圧Vccには依存しない一定の電圧となっている。そのため、データテーブル作成時に電源電圧Vccの影響を考慮する必要がない。したがって、本実施形態においては、従来は行っていた電源電圧Vccに対する周波数誤差の補正が不要となり、上述した環境温度に対する周波数誤差の補正のみで高精度な周波数を得ることができる。
【0045】
以上の説明した実施形態によれば、検査工程においてCR発振回路200を実際に発振動作させて発振周波数を合わせこみながら、環境温度に対するコンデンサー40の容量値をテーブル化している。また、CR発振回路200の発振周波数や供給される基準電圧Vref1、Vref2、環境温度に対するコンデンサー40の容量値のテーブル化に関して、電源電圧Vccが変動しても影響を与えない。したがって、CR発振回路200の実際の使用状態で環境温度と電源電圧Vccが変動しても、コンデンサー40、抵抗43その他の回路部品の定数ばらつきまで含めて、発振周波数を目標周波数に高精度に一致させることができる。この場合、従来は必要であった電源電圧Vccの変動に対する周波数誤差の補正が必要ないため、環境温度に対する周波数誤差の補正のみで高精度な周波数を得ることができる。よって、検査工程において電源電圧Vccに対する周波数補正用のデータテーブルを作成する必要がなく、測定データ量を減らすことができ、検査時間を短縮することが可能である。また、検査時間の短縮に伴い、検査コストの削減にも期待できる。
【0046】
コンデンサー40はスイッチ42a〜42cに対しそれぞれ直列接続されたコンデンサー素子41a〜41cを並列に備え、コンデンサー素子41a〜41cは2のべき乗により重み付けされた容量値c、2c、4cを有している。これにより、容量値cごとの8通りの容量値を少ないコンデンサー素子を用いて面積効率よく作り出すことができる。
【0047】
(実施形態3)
図7は実施形態3に係るCR発振回路300の構成図である。このCR発振回路300は実施形態1に係るCR発振回路100が備える抵抗24と、実施形態2に係るCR発振回路200が備えるコンデンサー40とを組み合わせた構成を有している。
【0048】
続いて、図7のCR発振回路300の周波数補正方法について説明する。CR発振回路300が組み込まれた半導体装置の製造時または出荷時の検査工程において、半導体装置を恒温槽に入れ、検査装置から電源電圧Vccを供給する。また、基準電圧Vref1とVref2については、CR発振回路300の実際の使用状態での基準電圧を供給する必要がある。よって、基準電圧Vref1とVref2は、実際の使用状態と等しい電圧を検査装置から供給する。あるいは、実際の使用状態で用いる基準電圧回路などから供給してもよい。検査装置は、CR発振回路300の出力電圧VOUT2をモニターするとともに、制御部60に対してスイッチ26a〜26cとスイッチ42a〜42cのオンオフを指令することができる。
【0049】
検査装置はCR発振回路300の実際の使用状態で生じ得る範囲内で、恒温槽の温度を複数ポイント順次変化させ、それぞれの温度が与えられた状態で発振周波数が目標周波数に最も近づくように制御部60を介してスイッチ26a〜26cとスイッチ42a〜42cを切り替える。
【0050】
このとき、発振周波数が目標周波数よりも高い場合には、抵抗24の抵抗値を高める、または、コンデンサー40の容量値を高める、あるいは抵抗24の抵抗値とコンデンサー40の容量値の両方を高めるように切り替え、発振周波数が目標周波数よりも低い場合には、抵抗24の抵抗値を低下させる、または、コンデンサー40の容量値を低下させる、あるいは、抵抗24の抵抗値とコンデンサー40の容量値の両方を下げるように切り替える。発振周波数が目標周波数に最も近づいた切替状態で、そのときの温度に対し当該抵抗値と容量値を対応付ける。温度は制御部60による電圧VaのA/D変換値である。
【0051】
このようにして補正用のデータテーブルを作成する。抵抗値と容量値に替えてスイッチ26a〜26cとスイッチ42a〜42cのオンオフ情報を例えば6ビットデータとして対応づけてもよい。この温度(電圧VaのA/D変換値)に対して抵抗値(またはスイッチ26a〜26cのオンオフ状態)と容量値(またはスイッチ42a〜42cのオンオフ状態)を対応づけたデータテーブルは、検査装置からの指令により不揮発性のメモリー61に書き込まれる。
【0052】
半導体装置が出荷された後の実際の使用状態において、制御部60は、所定の制御周期ごとに温度検出部50から電圧Vaが入力されA/D変換する。上述したように、電圧VaのA/D変換値は検出温度に相当する。続いて、メモリー61に予め記憶された補正用のデータテーブルから電圧Vaに対応した抵抗24の抵抗値とコンデンサー40の容量値を読み出し、抵抗24の抵抗値Rとコンデンサー40の容量値Cが当該読み出した指定値に等しくなるようにスイッチ26a〜26cとスイッチ42a〜42cを切り替える。
【0053】
この制御により、CR発振回路300の環境温度の変化に対する周波数誤差を補正することができる。また、本実施形態によればCR発振部20と温度検出部50は定電圧供給部10によって生成される電源電圧Vccに依らない一定の動作電圧V1を受けて動作している。従来は電源電圧Vccの変動によって出力周波数が変化していたが、CR発振部20の動作電圧V1が電源電圧Vccに依らず一定となったことで、電源電圧Vccの変動による出力周波数の変化が起きなくなっている。また、温度検出部50についても、動作電圧V1は電源電圧Vccに依らず一定のため、電源電圧Vccの変動による検出温度に相当する電圧Vaの変化は起きない。さらに、CR発振回路300内には基準電圧としてVref1とVref2が入力されるが、これらも電源電圧Vccには依存しない一定の電圧となっている。そのため、データテーブル作成時に電源電圧Vccの影響を考慮する必要がない。したがって、本実施形態においては、従来は行っていた電源電圧Vccに対する周波数誤差の補正が不要となり、上述した環境温度に対する周波数誤差の補正のみで高精度な周波数を得ることができる。
【0054】
以上の説明した実施形態によれば、検査工程においてCR発振回路300を実際に発振動作させて発振周波数を合わせこみながら、環境温度に対する抵抗24の抵抗値とコンデンサー40の容量値をテーブル化している。また、CR発振回路300の発振周波数や供給される基準電圧Vref1、Vref2、環境温度に対する抵抗24の抵抗値とコンデンサー40の容量値のテーブル化に関して、電源電圧Vccが変動しても影響を与えない。したがって、CR発振回路300の実際の使用状態で環境温度と電源電圧Vccが変動しても、抵抗24、コンデンサー40、その他の回路部品の定数ばらつきまで含めて、発振周波数を目標周波数に高精度に一致させることができる。また、本実施形態では、抵抗24とコンデンサー40の両方を制御するため、上記各実施形態に比べ補正の自由度が増し、発振周波数を目標周波数に一層高精度に一致させることができる。本実施形態によれば、従来は必要であった電源電圧Vccの変動に対する周波数誤差の補正が必要ないため、環境温度に対する周波数誤差の補正のみで高精度な周波数を得ることができる。よって、検査工程において電源電圧Vccに対する周波数補正用のデータテーブルを作成する必要がなく、測定データ量を減らすことができ、検査時間を短縮することが可能である。また、検査時間の短縮に伴い、検査コストの削減にも期待できる。
【0055】
抵抗24はスイッチ26a〜26cに対しそれぞれ並列接続された抵抗素子25a〜25cを直列に備え、抵抗素子25a〜25cは2のべき乗により重み付けされた抵抗値r、2r、4rを有している。これにより、抵抗値rごとの8通りの抵抗値を少ない抵抗素子を用いて面積効率よく作り出すことができる。
【0056】
コンデンサー40はスイッチ42a〜42cに対しそれぞれ直列接続されたコンデンサー素子41a〜41cを並列に備え、コンデンサー素子41a〜41cは2のべき乗により重み付けされた容量値c、2c、4cを有している。これにより、容量値cごとの8通りの容量値を少ないコンデンサー素子を用いて面積効率よく作り出すことができる。
【0057】
(実施形態4)
実施形態4に係る半導体集積回路は、上記実施形態に記載したCR発振回路を備えている。半導体集積回路内のCR発振回路が出力する信号は、例えば、その他の回路で使用する動作クロックの源振信号として使用される。また、CR発振回路内の定電圧供給部と制御部はそれぞれ、半導体集積回路内の他の回路における動作電圧の生成や回路内の制御も行う構成にしてもよい。本実施形態によると、半導体集積回路内のCR発振回路部の検査時間が短縮され、結果的に半導体集積回路全体の検査時間を短縮することができる。また、検査時間の短縮に伴い、半導体集積回路の製品コストを下げることができる。
【0058】
(実施形態5)
実施形態5に係るリモコン装置は、実施形態4に記載の半導体集積回路を備えている。このリモコン装置は、例えば、エアコン装置を操作するためのものであり、リモコン装置内部の半導体集積回路は、リモコン装置の操作に伴う制御を行う。本実施形態によれば、製品コストが下がった半導体集積回路をリモコン装置に使用するため、リモコン装置の製品コストを下げることができる。
【0059】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【0060】
(変形例1)
本変形例は、実施形態1〜3に記載した周波数補正方法の変形例である。実際の使用状態において、制御部60は、抵抗値または容量値あるいはその両方の1制御周期における変動値が、所定の範囲内になるように、温度検出部50から取得した検出温度に相当する電圧Vaの1制御周期における変動可能な電圧幅を制限として設けてもよい。図4に示す場合には、例えば検出温度に相当する電圧Vaに対し1制御周期に変動可能な電圧幅を±0.02Vと制限する。その上で、メモリー61から、当該制限を加えた後の電圧Vaに対応した抵抗24の抵抗値を読み出す。前回の制御周期で読み出した抵抗値がR4であった場合、今回の制御周期で読み出し可能な抵抗値はR3、R5である。
【0061】
このように構成すれば、温度検出部50から取得した電圧Vaの急激な変化が制限され制御周期単位で徐々に発振周波数補正を行うことができるので、発振周波数の急激な変化を防止できる。また、ノイズの侵入などにより、電圧Vaが制御周期の間に通常生じ得る最大変化量を超えて変化した場合、その変化が制限されるので、発振周波数が目標周波数から大きく外れることを防止できる。
【0062】
(変形例2)
本変形例は、実施形態1〜3に記載した周波数補正方法の変形例である。予め検査工程において、相異なる複数の目標周波数(XMHz、YMHz、ZMHz、・・・)に対してそれぞれデータテーブルを作成してメモリー61に記憶し、実際の使用状態では、必要とする目標周波数に応じて読み出しに用いるデータテーブルを切り替えてもよい。これにより、1つのCR発振回路を複数の周波数で発振させることができる。
【0063】
(変形例3)
本変形例は、実施形態1〜3に記載した周波数補正方法の変形例である。検査工程等において、発振信号をクロック信号などとして利用する装置の複数の相異なる動作モードで用いる各目標発振周波数に対してそれぞれデータテーブルを作成して記憶し、実際の使用状態では各動作モードに応じて読み出しに用いるデータテーブルを切り替えてもよい。ここでの動作モードとは、例えば省電力動作モード(例えばローパワーモード、スリープモード、スタンバイモード)、通常電力動作モード(例えばノーマルモード)、起動動作モード(ウェイクアップモード)などである。これにより、1つのCR発振回路を各動作モードに適した種々の周波数で発振させることができる。
【0064】
(変形例4)
実施形態1、3では、抵抗24の抵抗値は8通りの抵抗値に切り替え可能であるが、抵抗素子とスイッチの並列回路の直列接続数nを増やせばより多くの2n通りの抵抗値を設定可能となる。同様に、実施形態2、3では、コンデンサー40の容量値は8通りの容量値に切り替え可能であるが、コンデンサー素子とスイッチの直列回路の並列接続数nを増やせばより多くの2n通りの容量値を設定可能となる。このように設定可能な値を増やすことにより、発振周波数を補正する際の精度(周波数分解能)を高めることができる。
【0065】
(変形例5)
発振周波数を決定づけるコンデンサー、抵抗として、MOSトランジスターのゲート容量、オン抵抗を使用してもよい。この場合、制御部60はメモリー61に記憶されたデータテーブルから読み出した容量値、抵抗値に基づいてMOSトランジスターのゲート・ソース間電圧を制御すればよい。
【符号の説明】
【0066】
1、2…電源線、3…オペアンプ、4…MOSトランジスター、5、6…抵抗、10…定電圧供給部、20…CR発振部、21…オペアンプ、22、23…MOSトランジスター、24…抵抗、25a,25b,25c,25d…抵抗素子、26…MOSトランジスター、26a,26b,26c…スイッチ、27…スイッチ、28…コンデンサー、29…MOSトランジスター、30…コンパレーター、31…インバーター、40…コンデンサー、41a,41b,41c,41d…コンデンサー素子、42a,42b,42c…スイッチ、43…抵抗、50…温度検出部、51…抵抗、52a,52b,52c…ダイオード、60…制御部、61…メモリー(記憶手段)、62…A/D変換回路、100,200,300…CR発振回路。

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