新技術・新製品
東芝、周波数精度「水晶」並みのシリコン半導体発振器を開発
掲載日 2014年06月12日
東芝は水晶発振器に匹敵する精度を持つシリコン半導体製の発振器を開発した。水晶発振器に比べて約３分の１の小型化が見込めるうえ、ほかの部品との一体集積化が可能になる。開発したのは、既存の半導体プロセスで作れる相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）発振器。素子の温度をテストするためのオンチップヒーター、発振器内の温度を測る温度計、周波数特性を補正するためのデジタル回路を加えた回路を構成した。
４個のＣＭＯＳ発振器を搭載した試作チップ
（５ミリ×５ミリメートル、東芝提供）
素子の出荷時に、内蔵したオンチップヒーターを使って室温から７０度Ｃ程度まで徐々に温度を上げながら周波数特性のズレを測り、必要な補正量を求めておく。その上で、出荷後の実動作時に温度計で温度を測りながら、デジタル回路で０・１秒ごとに周波数特性のズレを補正する。
温度領域ごとに細かく特性を補正することで、水晶発振器並みの１００ｐｐｍ以下の周波数精度を持つＣＭＯＳ発振器を実現した。さらに、２メガ―４０メガヘルツの広周波数領域に対応しており、デジタル回路を使って４０ヘルツ刻みで出力する周波数を細かく設定できるようにした。
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