도시바가 더 작으면서 효율은 높은 CMOS 발진기를 개발했다.

도시바 코퍼레이션이 온칩 히터를 적용해 정확성을 높인 표준형 CMOS 기술의 원형 레퍼런스 클록 발진기(prototype reference clock oscillator)를 12일 발표했다.

기존의 수정(crystal) 발진기를 대체할 목적으로 개발된 이 디바이스는 전자기기 소형화에 기여할 전망이다.

도시바는 6월 13일 하와이 호놀룰루에서 개최되는 ‘2014 심포지아 온 VLSI 테크놀로지&서킷’에서 새 발진기 기술을 선보였다.

최근 몇 년간 복잡한 전자제품 기능의 진원인 전자부품 소형화 수요가 발진기 분야로 확대돼 초소형 발진기에 대한 관심이 증폭됐다.

전통적인 수정 발진기는 우수한 발진 진동 정확성을 제공하지만, 수정의 사이즈 때문에 상대적으로 패키지 크기가 크다. 더 작은 CMOS 발진기가 설계됐지만, 온도 의존도가 커서 발진 주파가 훨씬 낮았다.

도시바는 CMOS 발진기의 발진 주파의 온도의존을 정확하게 측정할 수 있는 교정기술을 개발했다. 이 어플리케이션은 수정 발진기 대비 ±100ppm (0.01%) 미만의 정확성으로 고정밀 CMOS 발진기를 보장한다.

이외에도, CMOS 디지털 컴퓨팅능력의 장점을 취함으로써 40Hz 스텝으로 광범위한 주파수 아웃풋(2-40MHz) 을 달성했다. 기존의 수정 발진기는 고정된 주파수를 생산한다.

초기 테스트에서 CMOS 발진기의 발진 주파수가 다양한 온도에서 측정 및 검정됐다. 이는 높은 정확성을 구현하기 위한 것이다. 온칩(on-chip) 히터에 의해 연결 온도가 신속하게 변경될 수 있어 저비용 검사를 구현하고 고정밀 검정을 가능하게 했다.

그 결과 도시바는 온칩 히터를 사용한 열 디자인으로 높은 정확성을 자랑하는 발진기를 개발했으며 교정을 위해 발진기 부근 온도를 안정화할 수 있었다. 검사 시 측정, 저장된 디지털 교정은 실제 운영에서 자동 적용된다.

도시바는 2-3년 내로 새로운 CMOS 발진기를 상용화할 계획이며 기존 수정 발진기보다 부피를 1/3로 축소시킬 계획이다. 또한 도시바는 MCU 및 ASIC과 같은 시스템 LSI에 이 발진기를 통합할 예정이다.