东芝开发出了利用标准CMOS电路制作标准时钟电路且误差非常小的CMOS振荡器。可以取代传统的晶体振荡器,有利于电子产品实现小型化。
现在广泛采用的晶体振荡器虽然频率精度高,但振荡频率取决于水晶的物理尺寸,因此封装尺寸比较大。而CMOS振荡器容易减小尺寸,但问题是振荡频率对温度的依赖性强,频率精度低。
为此,东芝开发出了对CMOS振荡器振荡频率的温度特性进行逐个校正的技术,从而实现了高精度的CMOS振荡器,可将频率误差降至接近晶体振荡器的±100ppm(0.01%)以下。另外,传统晶体振荡器只输出固定频率,而CMOS振荡器可利用CMOS的数字运算能力,从很大的频率范围(2M~40MHz)内,以40Hz为单位,设定输出频率。
温度特性的校正是采用内置的加热器和温度计在芯片内自律进行的。在改变芯片温度的同时自动测量振荡频率,通过数字运算处理求出各温度所需要的校正量。然后利用热设计技术,对校正时振荡器周围温度进行了平均化操作,从而减小了误差。在实际使用的时候,CMOS振荡器采用与芯片温度相应的校正量,因此能够维持高频率精度。
东芝计划2~3年后开始生产这种CMOS振荡器。产品尺寸只有传统晶体振荡器的1/3左右。东芝还将把振荡器嵌入到MCU及ASIC等产品中。另外,东芝在2014年6月10日~12日于美国举行的“2014 Symposium on VLSI Technology”上公布了此次开发的成果。(记者:赤坂 麻实,NikkeiTechnology)
|