5091_ND13013J01

WF5091A
周波数調整機能内蔵 32kHz 出力水晶発振器用 IC
■概要
WF5091A は EEPROM を内蔵した周波数調整機能付き出力周波数 32.768kHz の水晶発振器用 IC です。WF5091A を
使用することにより、広範囲な動作電源電圧、低消費電流、低ジッタの水晶発振モジュールを実現できます。
■特長
・発振・出力周波数： 32.768kHz
・幅広い動作電源電圧： 1.2～5.5V
・動作温度範囲： -40～+85℃
・低消費電流： 1A typ. (VDD=3.3V, 無負荷時)
・入出力レベル： CMOS
・出力ドライバビリティ： ±0.4mA (VDD=3.3V)
・内蔵 EEPROM による f0 調整機能（3 線式シリアルインターフェース）搭載
・出力ディセーブル機能搭載
■オーダーインフォメーション
Device
Package
WF5091A
Wafer form
SEIKO NPC CORPORATION - 1
WF5091A
■PAD 配置図
(Unit: m)
(950,880)
VDD
1
XT
2
XTN
INHN
7
Q
3
6
VPP
4
5
VSS
Y
(0,0)
X
チップサイズ: 0.95mm × 0.88mm
ウェーハ厚: 130±15m
PAD 開口部: 85m
ウェーハ裏面: VSS 電位
■端子説明・PAD 座標
No.
端子名
I/O*1
PAD 座標 [m]
機能説明
X
Y
1
VDD
-
(+) 電源端子
112.5
648.8
2
XT
I
水晶振動子入力接続端子
112.5
514.8
3
XTN
O
水晶振動子出力接続端子
112.5
332.2
112.5
120.5
837.5
120.5
837.5
332.2
837.5
596.5
4
INHN
(SCLK)
I
5
VSS
-
6
VPP
-
出力状態制御入力端子(Low で出力 Hi-Z, High で 32.768kHz 出力, Open は禁止)
シリアルインターフェースモード時はクロック入力端子(SCLK)
(-) 電源端子
シリアルインターフェースイネーブル端子(高電圧を印加するとシリアルインター
フェースモードになり、EEPROM の読み書きが可能)
通常時はオープンまたは VSS でご使用ください。プルダウン抵抗内蔵。
7
Q
(SDATA)
*1. I/O：入出力端子
I/O
I：入力端子
■ブロックダイアグラム
32.768kHz 出力端子
シリアルインターフェースモード時はデータ入出力端子(SDATA)
O：出力端子
XT
XTN
VDD
Q
INHN
VSS
C6-0
SCLK
Serial interface
EEPROM
SDATA
VPP
SEIKO NPC CORPORATION - 2
WF5091A
■絶対最大定格
VSS=0V
項目
記号
電源電圧*1
*1
プログラム電源電圧
条件
定格
単位
VDD
VDD-VSS 端子間
-0.3～+6.5
V
-0.3～+22.0
V
-0.3～VDD+0.3
V
-0.3～+6.5
V
VPP
VPP-VSS 端子間
*1*2
VIN
Q 端子
*1
VIN2
INHN 端子
出力電圧
VOUT
Q 端子
-0.3～VDD+0.3
V
出力電流*3
IOUT
Q 端子
±3
mA
入力電圧 1
入力電圧 2
*1*2
接合温度*3
*3
EEPROM 書換え回数
*4
保存温度
Tj
-
+125
℃
NEW
-
100
回
TSTG
-
-65～+150
℃
*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
TYP
単位
MAX
動作電源電圧
VDD
VDD-VSS 間*1
1.2
5.5
V
入力電圧
VIN
入力端子
VSS
VDD
V
19.0
20.0
VPPW
プログラム電源電圧
VPPR
動作温度
Ta
VPP 端子、EEPROM 書き込み時
Ta=25℃、VDD=3.0～3.6V
VPP 端子、EEPROM 読み出し時、
Ta=25℃、VDD=3.0～3.6V
結露無きこと
V
1.8VDD
7.0
-40
+85
℃
*1. WF5091A を安定に動作させるため、VDD-VSS 間には 0.1F 以上のセラミックチップコンデンサを IC の直近に実装して下さい。
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
WF5091A
■電気的特性
●DC 特性
特記なき場合、VDD=1.2～5.5V, VSS=0V, Ta=-40～+85℃, CLOUT=15pF
項目
記号
IDD1
動作時消費電流
IDD2
ブート時消費電流
IBOOT
ディセーブル時電流
IDIS
“H”レベル出力電圧
VOH
“L”レベル出力電圧
VOL
“H”レベル入力電圧 1
VIH1
“L”レベル入力電圧 1
VIL1
“H”レベル入力電圧 2
VIH2
“L”レベル入力電圧 2
VIL2
VPP プルダウン抵抗
Rpd
条件
規格
MIN
単位
TYP
MAX
測定回路 1, CLOUT=0pF, INHN=“H”, VDD=3.3V
1.0
2.0
測定回路 1, CLOUT=0pF, INHN=“H”, VDD=5.5V
1.7
3.2
測定回路 2, CLOUT=15pF, INHN=“H” ,VDD=3.3V
2.7
3.7
測定回路 2, CLOUT=15pF, INHN=“H”, VDD=5.5V
4.4
5.9
測定回路 1, ブート時 , CLOUT=0pF, VDD=3.3V
1.5
2.5
A
測定回路 1, INHN=“L”, VDD=3.3V
0.9
1.5
A
*1
測定回路 4, IOH=-0.4mA, 1.5V≦VDD≦5.5V
VDD-0.4
測定回路 4, IOH=-0.1mA, 1.2V≦VDD＜1.5V
VDD-0.4
V
測定回路 4, IOL=0.4mA, 1.5V≦VDD≦5.5V
0.4
測定回路 4, IOL=0.1mA, 1.2V≦VDD＜1.5V
0.4
測定回路 5, INHN 端子, 1.2V≦VDD＜1.5V
0.8VDD
測定回路 5, INHN 端子, 1.5V≦VDD≦5.5V
0.7VDD
0.2VDD
測定回路 5, INHN 端子, 1.5V≦VDD≦5.5V
0.3VDD
VDD=3.0～3.6V
V
V
測定回路 5, INHN 端子, 1.2V≦VDD＜1.5V
測定回路 5, VPP 端子, Ta=25℃,
A
V
V
1.8VDD
測定回路 5, VPP 端子, Ta=25℃,
1.3VDD
VDD=3.0～3.6V
100
V
kΩ
*1. 電源投入後、発振開始から 0.5s の間(tsta+0.5sec)だけブートがかかります。
SEIKO NPC CORPORATION - 4
WF5091A
●AC 特性 1（クロック出力特性）
特記なき場合、VDD=1.2～5.5V, VSS=0V, Ta=-40～+85℃, CLOUT=15pF
項目
記号
出力 Duty サイクル
DUTY
条件
測定回路 2, 1.2V≦VDD≦5.5V
Vth=0.5VDD
規格
単位
MIN
TYP
MAX
45
50
55
%
立ち上がり時間
tr
測定回路 2, 0.2VDD→0.8VDD
200
ns
立ち下がり時間
tf
測定回路 2, 0.8VDD→0.2VDD
200
ns
出力イネーブル遅延時間
tOE
測定回路 3, INHN=“L”→“H”
16
s
出力ディセーブル遅延時間
tOD
測定回路 3, INHN=“H”→“L”
16
s
Q
0.8VDD
0.8VDD
0.2VDD
0.2VDD
DUTY measurement
voltage 0.5VDD
TW
DUTY=TW /T×100(%)
T
tr
tf
出力スイッチング波形
SEIKO NPC CORPORATION - 5
WF5091A
●AC 特性 2（シリアルインターフェース特性）
特記なき場合、VDD=3.0～3.6V, VSS=0V, Ta=25℃, CLOUT=5pF
項目
記号
規格
条件
MIN
TYP
単位
MAX
VPP セットアップ時間
tSS
1
s
VPP ホールド時間
tSH
1
s
VPP ディセレクト時間
tSDS
1
s
SCLK セットアップ時間
tCS
1
s
SCLK “H”パルス幅
tWH
EEPROM 書き込み時
20
ms
EEPROM 読み出し時
2
s
SCLK “L”パルス幅
tWL
EEPROM 書き込み時
2
s
EEPROM 読み出し時
2
s
SCLK 立ち上がり・立ち下がり時間
tRF
書き込みデータセットアップ時間
tDS
1
s
書き込みデータホールド時間
tDH
1
s
読み出しデータ遅延時間
tRD
0.1VDD-0.9VDD, 0.9VDD-0.1VDD
100
CLOUT=5pF
ns
s
1
VPPW, VPPR
VPP
INHN
VIL2
tCS
tSDS
tSS
tSH
tDS
tWH
0.5VDD
(SCLK)
tDH
tWL
0.9VDD
tRF
Q (SDATA)
WRITE
0.5VDD
0.1VDD
tRF
DATA
DATA
Q (SDATA)
READ
DATA
DATA
tRD
シリアルインターフェースタイミングチャート
Note. シリアルインターフェースを使用した EEPROM の書き込み/読み出しは、VDD=3.0～3.6V の場合に限定します。
SEIKO NPC CORPORATION - 6
WF5091A
■機能説明
●INHN 端子機能
INHN 端子を High レベルにすることにより、Q 端子に 32.768kHz が出力されます。INHN 端子を Low レベルにすること
により、Q 端子がハイ・インピーダンスになります。発振回路は停止しません。動作中に INHN 端子には必ず入力電圧規
定（VIH1, VIL1）に従った電圧を入力してください。
INHN 端子
Q 端子
発振部状態
備考
High
32.768kHz 出力
動作
-
Low
Hi-Z
動作
-
OPEN
-
-
使用禁止
●EEPROM プログラム仕様
○EEPROM プログラム専用シリアルインターフェース
WF5091A には EEPROM 専用に 3 線式のシリアルインターフェースが用意されています。このシリアルインターフェ
ースを使用して発振部の容量を設定することにより発振周波数を調整することができます。
シリアルインターフェースを使用した EEPROM の書き込み/読み出しは、VDD=3.0～3.6V の場合に限定します。
○シリアルインターフェースのタイミングチャート
Serial I/F
19～20V
VPP
INHN
(SCLK)
Q
(SDATA)
WE MC D1
D0
X
C6
C5
C4
C3
C2
C1
C0
EEPROM 書き込みタイミングチャート
Serial I/F
1.8VDD～7V
VPP
INHN
(SCLK)
Q
(SDATA)
WE MC D1
D0
HiZ
C6
C5
C4
C3
C2
C1
C0
EEPROM data output
EEPROM 読み出しタイミングチャート
VPP 端子の電圧を VIH2 以上に設定した時シリアルインターフェースモードに移り、INHN 端子がクロック入力端子(SCLK)、
Q 端子がデータ入出力端子(SDATA)となります。
EEPROM 書き込み時は VPP 端子に 19～20V の高電圧印加し、SCLK の H レベル区間でデータを取り込みます。
EEPROM 読み出し時は、SCLK の 5 クロック目立ち下がりエッジから内部 EEPROM データを出力します。
VPP を VIH2 以下またはオープンにすると通常動作に戻ります。*1
*1. 読み出し時、VPP 端子に 7V を越える電圧が印加されていると、データが書き換えられてしまう場合があります。
SEIKO NPC CORPORATION - 7
WF5091A
○シリアルインターフェースのビット説明
(1)WE, MC
動作モードの設定をします。
WE
MC
動作モード
備考
0
0
EEPROM リードモード
内部 EEPROM のデータを読み出します。EEPROM 書き込み実施後
の書き込み状態チェックに使用します。
内部 EEPROM にデータを書き込みます。
1
0
EEPROM ライトモード
VPP 端子に 19～20V の高電圧を印加しないと、内部EEPROM に正常
な書き込みができません。
0
1
1
1
テストモード
テストモードに入ります。IC テスト用ですので使用禁止です。
Note. EEPROM 書き込み時は、MC bit 以降の SCLK の”H”パルス幅(tWH)を必ず 20ms 以上にして書き込みを行ってください。
(2)D1, D0
D1, D0 は”0”を設定してください。
(3)X
X は不使用ビットで、Don’t care です。”0”もしくは”1”を設定してください。
(4)C6～C0 (C[6:0])
f0 調整用容量素子の切り替えです。
コードが 1LSB ずつ増加する毎に CLOSC 容量が増加します。設定は下表を参照してください。
Bit
機能
容量値 (pF)
“1”
“0”
XT 端子
XTN 端子
C0
ON
OFF
0.14
0.14
C1
ON
OFF
0.28
0.28
C2
ON
OFF
0.56
0.56
C3
ON
OFF
1.12
1.12
C4
ON
OFF
2.24
2.24
C5
ON
OFF
4.48
4.48
C6
ON
OFF
8.96
8.96
CLOSC ：設定負荷容量
この他、XT-XTN 間には発振最小負荷容量 6.0pF (Max)がつきます。
SEIKO NPC CORPORATION - 8
WF5091A
○EEPROM（周波数調整）データ設定タイミング
EEPROM のデータは内部で下記のタイミングで読み出されます。
(1)起動時
VDD
発振開始から8195クロック目の立ち下がりでEEPROMデータが出力される
(FO=32.768kHzで発振開始から約0.2
(Q=32.768kHz で発振開始から約0.25s) 5s)
FQO
発振部容量設定
C[6:0]
ALL 0
EEPROMデータ
EEPROM データ出力タイミングチャート（起動時）
(2)通常動作時
32768クロック
(FO=32.768kHzで1s
(Q=32.768kHz で 1s) )
FO
Q
発振部容量設定
C[6:0]
EEPROMデータ
EEPROMデータ
EEPROMデータ
32768クロック毎に
読み出しが行われる
EEPROM データ出力タイミングチャート（通常動作時）
(3)EEPROM プログラム動作後
VPP
INHN
3クロック
FO
Q
発振部容量設定
C[6:0]
EEPROMデータ
EEPROMデータ
EEPROMリードモード後
発振部容量設定
C[6:0]
ALL 0
EEPROMライトモード後
EEPROMデータ
INHN=”L”→”H”から Q の 3 クロック目の立ち下がりでりで
INHN="L"→"H"からFOの3クロック目の立ち下が
読読み出しが行われる。
み出しが行われる
EEPROM データ出力タイミングチャート（EEPROM プログラム動作後）
●Power On Clear (POC)の機能
WF5091A はパワーオンクリア機能を搭載しています。
tVDD<10ms/V (VDD(MIN)に到達するまで)
電源再投入間隔MIN1s
VDD
POC
POC="H" : ブート状態に設定
容量設定=ALL 0
電源再投入間隔は 1s 以上でご使用ください。
SEIKO NPC CORPORATION - 9
WF5091A
■測定回路
●測定回路 1
測定項目: IDD1, IBOOT, IDIS
A
IDD
VDD
Crystal
Q
XT
0.1μF
XTN
INHN VSS
A
B
A: IDD1, IBOOT
B: IDIS
●測定回路 2
測定項目: IDD2, DUTY, tr, tf
A
*AC characteristic monitors Q terminal
with an oscilloscope.
IDD, IDIS
VDD
Crystal
Q
XT
0.1μF
XTN
INHN VSS
CLOUT=15pF
(Including probe capacitance)
●測定回路 3
測定項目: tOE, tOD
Signal
Generator
VDD
0.001μF
XT
50Ω
Q
0.1μF
INHN VSS
CLOUT=15pF
RL=10kΩ
Signal
Generator
XT input signal:1Vp-p,sine wave
tOE: INHN L→H
tOD: INHN H→L
SEIKO NPC CORPORATION - 10
WF5091A
●測定回路 4
測定項目: VOH, VOL
Signal
Generator
VDD
0.001μF
2kΩ
Q
XT
50Ω
0.1μF
VSS
V
VOH
VOL 0.1μF
VS
XT input signal:1Vp-p,sine wave
VOH
VS
ΔV
ΔV=VQ-VS
VS adjusted so that ΔV=2kΩ×IOH
ΔV
VS
VOL
ΔV=VQ-VS
VS adjusted so that ΔV=2kΩ×IOL
●測定回路 5
測定項目: VIH, VIL
INHN, Q, VPP
*Apply a voltage to input pins to monitor
the change in state.
VDD
Input pins
V
0.1μF
VSS
●測定回路 6
測定項目: CLOSC
VDD
Impedance Analyzer
(Agilent4396B etc.)
XT
0.1μF
XTN
VSS
SEIKO NPC CORPORATION - 11
WF5091A
■出荷時 EEPROM 書き込みコード
弊社出荷時に下記のコードを書き込んで出荷致しますが、コードデータを保証するものではございません。また、
EEPROM のデータは紫外線・熱・プラズマなどにより劣化しますので、後述の「■使用上の注意」を厳守してお使いくだ
さい。
C6
C5
C4
C3
C2
C1
C0
0
1
1
0
0
1
1
■使用上の注意
●EEPROM 全ビットへの書き込み
弊社出荷時のEEPROM書き込みコードデータをそのまま使用する場合も含め、いかなる場合も必ず貴社にて所定の
条件でEEPROMの全アドレス全ビットへの書き込みを行ってください。
SEIKO NPC CORPORATION - 12
WF5091A
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ND13013-J-01 2013.04
SEIKO NPC CORPORATION - 13

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