CN104854697A - 具有静电放电(esd)兼容的驱动水平限幅器的晶体振荡器 - Google Patents
具有静电放电(esd)兼容的驱动水平限幅器的晶体振荡器 Download PDFInfo
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Abstract
一种晶体振荡器可以被配置为通过经由二极管-电阻支路对施加至该晶体振荡器的漏极焊盘的电压进行箝位来限幅该晶体振荡器中的晶体驱动水平。该晶体振荡器可包含基于皮尔斯晶体振荡器的实现方式。该晶体振荡器可包括：片上主支路，其包括至少一个晶体管原件；片上漏极支路，其将片上主支路连接至漏极焊盘；片上栅极支路，其将片上主支路连接至栅极焊盘。二极管-电阻支路可连接至漏极支路，并且可包括至少一个二极管和至少一个电阻元件。所述至少一个二极管和所述至少一个电阻元件在二极管-电阻支路中串联连接。可通过漏极焊盘从片外漏极节点施加箝位电压。
Description
技术领域
本发明的各方面涉及使用电子装置中的本地振荡器。更具体地，本发明的特定实现涉及具有静电放电(ESD)兼容的驱动水平限幅器的晶体振荡器。
背景技术
如今通常使用各种类型的电子装置。在这方面，电子装置可以由一个或多个使用者针对各种目的(商业和个人这两者)来使用。电子装置可以是移动式的或非移动式的；可以支持通信(有线和/或无线)；以及/或者可以是通用装置或专用装置。电子装置的示例可以包括手持移动装置(例如，便携式电话、智能手机、和/或平板电脑)、计算机(例如，笔记本电脑、台式电脑、和/或服务器)、和/或其它类似装置。
在某些情况下，时钟信号可以用于电子装置，诸如驱动和/或控制电子装置的特定组件或子***的操作(或定时)等。电子装置可以包括诸如晶体振荡器等的可用于生成时钟信号的专用组件。在这方面，晶体振荡器可以被配置为基于振荡晶体的机械谐振来生成具有精确频率的电气信号。电气信号的频率可以用于记录时间，诸如使得能够提供精确和稳定的时钟信号等。确保晶体振荡器中所使用的晶体不会由于晶体振荡器的工作而损坏或劣化是重要的。
通过参考附图将常规的传统方法与本发明的其余部分所述的方法和设备的一些方面进行比较，这些常规的传统方法的其它限制和缺点对于本领域技术人员而言将变得明显。
发明内容
针对具有静电放电(ESD)兼容的驱动水平限幅器的晶体振荡器，提供一种***和/或方法，其基本如至少一个附图中所示和/或如与至少一个附图相关联所描述的，在权利要求书中更完整地阐述。
通过以下说明和附图，将会更加全面地理解本申请公开的这些以及其它优势、方面和特征，以及示出的实施方式的细节。
附图说明
图1是示出包含实现皮尔斯拓扑结构的晶体振荡器的电子装置的示例的框图。
图2是示出实现具有基于箝位的驱动水平限幅的变形皮尔斯拓扑结构的晶体振荡器的示例的框图。
图3是示出正静电放电(ESD)事件期间为了晶体驱动水平限幅而配置的变形皮尔斯晶体振荡器中的电流流动的示例的框图。
图4A是示出在正常操作期间变形皮尔斯晶体振荡器中限幅晶体驱动水平的箝位示例的流程图。
图4B是示出在正静电放电(ESD)事件期间变形皮尔斯晶体振荡器中限幅晶体驱动水平的箝位示例的流程图。
具体实施方式
本发明涉及一种具有静电放电(ESD)兼容的驱动水平限幅器的晶体振荡器的方法和***。在各种示例实现中，晶体振荡器可被配置为诸如通过利用片上箝位对从晶体振荡器的片上电路施加到片外组件的电压进行箝位等，来对晶体的驱动水平进行限幅。对此，晶体振荡器可以包括片上电路和片外组件，该片外组件可包括外部晶体以及一个或多个相关无源元件，这可以构成栅极节点和片外漏极节点，其中栅极节点可通过栅极焊盘连接到片上电路，片外漏极节点可通过漏极焊盘连接到片上电路。晶体振荡器的片上电路可包括：主支路，其包含至少一个晶体管元件；漏极支路，其可将主支路连接至漏极焊盘；栅极支路，其可将主支路连接至栅极焊盘；以及箝位支路，其可与漏极支路耦合。该箝位支路可包括箝位二极管和箝位电阻。对此，晶体的驱动水平可以通过经由箝位支路对施加至晶体振荡器的漏极焊盘的电压进行箝位来限幅。该电压可从片外漏极节点施加到漏极焊盘。箝位支路的箝位二极管和箝位电阻可串联连接。诸如在静电放电(ESD)事件等期间，箝位支路的箝位电阻可以对流经一个二极管的电流进行限幅。
这里所使用的术语“电路”和“线路”是指物理电子组件(即，硬件)以及可以配置硬件、通过硬件执行和/或除此以外与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。如这里所使用的，“和/或”是指列表中通过“和/或”连接的项的任何一个或者多个。作为示例，“x和/或y”是指三元素集合{(x)，(y)，(x，y)}中的任何元素。作为另一个示例，“x、y和/或z”是指七元素集合{(x)，(y)，(z)，(x，y)，(x，z),(y，z)，(x，y，z)}中的任何元素。如这里所使用的，术语“块”和“模块”是指可以通过一个或多个电路进行的功能。如这里所使用的，术语“例如”提出了一个或者多个非限制性的示例、实例或者说明的列表。
图1是示出包含实现皮尔斯拓扑结构的晶体振荡器的电子装置的实例的框图。参照图1，示出了电子装置100。
电子装置100可包括适合的电路、界面、逻辑、和/或代码，其可用于执行各种功能或操作以及/或者运行各种应用程序和/或程序。对此，电子装置100所支持的操作、功能、应用程序和/或程序都可以基于用户指令和/或预先配置的指令来进行、执行和/或运行。在有些情况下，电子装置100可以使得能够诸如经由根据一个或多个所支持的无线和/或有线协议或标准所配置的有线和/或无线连接等来进行数据或消息的通信。电子装置的实例可以包括手持式移动装置(例如蜂窝电话、智能手机、和/或平板电脑)、计算机(例如笔记本电脑、台式电脑或个人计算机、和/或服务器)、专用多媒体装置(例如电视、DVD或蓝光播放器等)、和/或其它类似装置。然而，本发明不局限于任一特定类型的电子装置。
在一些情况下，电子装置100的某些组件或子***可能需要时钟信号，该时钟信号可用于控制这些组件或子***的操作(或其定时)。对此，电子装置100可被配置为生成可用于对这些组件或子***进行计时的时钟信号。例如，电子装置100可包括可用于生成时钟信号的诸如晶体振荡器等的专用组件。晶体振荡器(110)可包括合适的电路、界面、逻辑和/或代码，并且用于基于振荡晶体(例如压电材料)的机械谐振来产生具有精确频率的电子信号。该电子信号的频率可以保持追踪时间、诸如使得能够提供精确和稳定的时钟信号。
晶体振荡器110可以使用多种拓扑结构和/或方法得以实现。在一些情况下，如图1所示，晶体振荡器110可以使用基于皮尔斯晶体振荡器的拓扑结构(120)来实现。对此，皮尔斯晶体振荡器拓扑结构120可包括与片外晶体150相连接的片上部分130。片上部分130可包括偏置电流(IBias)源132、偏置电阻(RBias)134和晶体管(M1)136(例如场效应晶体管(FET))。在作为非限制性示例所给出的图1所示的实施方式中，晶体管M1136的漏极可通过IBias源132耦合到漏极电压(VDD)上，且晶体管M1136的源极可接地(GND)。偏置电阻(RBias)134可连接在晶体管M1136的漏极(IBias源132前方)和栅极之间。对此，RBias134可用作使晶体管M1136偏置的反馈电阻。
片外晶体150可包括例如石英晶体，并且可以基于特定的谐振频率来具体选择。对此，片外晶体150的谐振(或更具体地，谐振频率)可用于驱动皮尔斯晶体振荡器拓扑结构120中的时钟的生成。片外晶体150可连接到片上部分130的(片外的)漏极和栅极节点。对此，片外晶体150可通过漏极和栅极的芯片焊盘(分别为142和144)耦合到片上部分130，这些芯片焊盘(在片上部分130内部)依次连接至晶体管M1136的漏极和栅极。此外，片外漏极和栅极节点可分别连接至外部负载电容器C1和C2，其中电容器C1和C2接地(GND)。对此，当片外晶体150按照此处描述的实施方式与电容器C1和C2组合配置时，片外晶体150可用作带通滤波电路，这样可能在近似片外晶体150的谐振频率处提供从输出到输入的相位偏移和电压增益。对此，在振荡频率处，片外晶体150可呈感性，从而可被视为较大的高电感器。因此，晶体150和电容器C1和C2形成的带通滤波电路所引起的相位偏移(例如反向增益)与反向所引起的负增益的组合可能导致正环路增益(或‘正反馈’)，这可能使得偏置电阻(RBias134)设置的偏置点不稳定，由此导致振荡，因此造成时钟信号(在特定的频率处)呈周期性。
在操作中，可包含皮尔斯晶体振荡器拓扑结构120的晶体振荡器110可生成可用于驱动和/或控制电子装置100的至少一些组件和子***的操作的时钟信号。在晶体振荡器110的操作期间，例如在生成时钟信号时，可能由晶体振荡器110作为整体和/或由晶体振荡器110的各种组件来耗散功率。对此，片外晶体150中耗散的功率可称为晶体驱动水平。晶体(例如片外晶体150)的功率耗散可能是不期望的，这是因为在不对其加以限制时，可能导致晶体的损坏，从而使晶体振荡器无法工作。因此，为了避免晶体的老化或损坏，晶体驱动水平可能需要维持在正使用的晶体可承受的最大驱动水平以下，该最大驱动水平可以是(例如在晶体振荡器的设计、制造和/或测试期间)预先确定的。
另一个与晶体振荡器电路的设计和/或使用相关的考虑可为晶体振荡器反馈增益。对此，可能期望设计具有较高正反馈增益的晶体振荡器，以确保相对于进程、电压、温度和/或晶体参数偏斜的鲁棒性启动。然而，尽管提高电路增益可提供更高的启动鲁棒性，但也可提高晶体驱动水平。尽管外部电阻(即，与漏极和/或栅极节点耦合的片外)可以用来对晶体驱动水平进行限幅，但使用这种外部电阻可能降低整体环路增益，这反而会降低晶体振荡器整体的启动鲁棒性。因此，在很多情况下，设计在晶体驱动水平维持在可适用的最大驱动水平以下的同时相对于进程、电压、温度和/或晶体偏斜可提供足够增益的晶体振荡器，这可能是一种挑战。
在各种示例实现中，在确保这里使用的晶体不会因为过高的晶体驱动水平(超过晶体的最大驱动水平)所造成的不利影响而受到损坏或劣化的同时，可以对晶体振荡器拓扑结构进行修改或补充以允许提高反馈增益。例如，在实施基于皮尔斯晶体振荡器的拓扑结构(例如皮尔斯晶体振荡器拓扑结构120)的晶体振荡器中，可添加在片上(片上部分130内)以限幅电流的箝位支路可能会在晶体驱动水平过高的情况下造成不利影响。参考图2更加详细地对包括箝位支路的变形皮尔斯晶体振荡器拓扑结构的实现示例进行描述。在一些情况下，以该方式(即，使用片上支路)进行的箝位也可配置为与用于针对其它可能引起晶体振荡器150发生损坏的情况提供(或维持)保护的其它方式相结合来进行工作和/或操作。例如，以该方式(即，使用片上支路)来限幅电流也可以用来保护不受静电放电(ESD)事件的影响，该事件的发生可能是由于(例如芯片的处理期间)物体之间的电位差所引起的两个物体之间的突然电流流动。对晶体振荡器而言，例如当施加在一个或多个芯片焊盘(142和144)的电压过高且不采取任何方法进行片上部分(130)内的放电(无论是否受控)时，由于这种突然电流流动或放电可能会例如损坏片上部分130，因而ESD事件可能是不期望的。因此，可以将专用ESD结构(例如支路)内置于晶体振荡器拓扑结构中，以有助于在ESD事件期间防止片上电路(130)受到损坏，从而确保ESD兼容性。这种ESD结构可例如包括箝位组件，箝位组件可被添加至晶体振荡器拓扑结构(例如片上部分130内)，并且可以被选择并配置为确保ESD事件期间足够的电流流经片上部分(130)并且确保片上电路(130)免受任何突然电流放电或流动而可能会造成的损坏。在一些情况下，可在这种ESD结构中同时进行箝位，并且添加新的箝位结构来防止晶体驱动水平过高。
图2是示出实现具有基于箝位的驱动水平限幅的变形皮尔斯拓扑结构的晶体振荡器的实例的框图。参照图2，示出了变形皮尔斯晶体振荡器200。
皮尔斯晶体振荡器200例如可实现与图1的皮尔斯晶体振荡器拓扑结构120大致相似的拓扑结构。然而，皮尔斯晶体振荡器200可相对于图1进行修改，以提供同样不会对振荡器中的整体环路增益产生影响的驱动水平限幅。例如，皮尔斯晶体振荡器200可包括与片外晶体250连接的片上部分210。片上部分210可包括与图1的拓扑结构120的片上部分130的相应组件IBias源212、RBias214、晶体管(M1)216相似的偏置电流(IBias)源212、偏置电阻(RBias)214和晶体管(M1)216，并且这些组件可以按照与针对例如图1所描述的方式相同的方式进行连接和/或耦合。
片外晶体250可例如类似于图1的晶体150，并且类似地，其可用于驱动皮尔斯晶体振荡器200中的时钟信号的生成。与图1的皮尔斯晶体振荡器拓扑结构120相同，片外晶体250也可连接至片上部分210的(片外)漏极和栅极节点上。对此，片外晶体250可分别经由与图1的芯片焊盘142和144类似的漏极和栅极芯片焊盘242和244与片上部分210耦合，而芯片焊盘242和244依次(在片上部分210内)连接至晶体管M1216的漏极和栅极。此外，与图1的皮尔斯晶体振荡器拓扑结构120相同，片外漏极和栅极节点可分别连接至外部负载电容器C1和C2，其中电容器C1和C2各自接地(GND)。
皮尔斯晶体振荡器200也可包括静电放电(ESD)支路220A和220B，静电放电(ESD)支路220A和220B可以被配置为在静电放电(ESD)事件中允许电流流动。对此，ESD支路220A和220B可与漏极支路(连接漏极焊盘242和电阻器M1216的漏极)和栅极支路(连接栅极焊盘244和电阻器M1216的栅极)分别相耦合。ESD支路220A和220B各自可包括与VDD耦合的第一二极管(分别为222A和222B)以及与接地端(GND)耦合的第二二极管(分别为224A和224B)。
另外，皮尔斯晶体振荡器200可包括驱动水平限幅器箝位支路230。对此，箝位支路230可包括适合的电路、界面、逻辑和/或代码来对电压进行箝位，因此可以以对漏极振荡幅度进行限制的方式来对皮尔斯晶体振荡器200中的电流流动进行限幅，从而在不会降低晶体振荡器的整体环路增益、启动或ESD鲁棒性的情况下对晶体驱动水平进行限幅。例如，箝位支路230可包括与箝位电阻234串联连接的箝位二极管232，箝位电阻234的另一端接地(GND)。对此，箝位电阻234可使得对静电放电(ESD)事件期间流经箝位二极管232的电流进行限幅。
在操作中，ESD支路220A和220B与箝位支路230一并使得能够对皮尔斯晶体振荡器200中的晶体驱动水平进行限幅。对此，在正常操作期间(即无ESD事件)，(由片外晶体250的谐振所引起的)振荡信号可能累积在漏极侧。对此，漏极侧的最大电压(即从栅极节点施加在栅极焊盘242的电压)可被箝位支路230箝位，因而限制了片外晶体250中耗散的功率。同时，时钟信号可从栅极侧得到。对此，漏极侧的振荡电压由于施加在漏极侧的箝位而失真。然而，由于流入电容器C1的振荡电流可被片外晶体250滤波，因此栅极侧的振荡电压可具有近似理想正弦波的波形。因此，皮尔斯晶体振荡器200生成的时钟信号的占空比可以非常接近50％。在ESD事件期间，ESD支路220A和220B可以用于对由于静电放电而产生的电流流动进行限幅。图3更加详细地示出了这种操作的实例。
图3是示出正静电放电(ESD)事件期间为了晶体驱动水平限幅而配置的变形皮尔斯晶体振荡器中的电流流动的示例的框图。参照图3，示出了图2的变形皮尔斯晶体振荡器200。
皮尔斯晶体振荡器200可被配置为应对静电放电(ESD)事件。例如，在漏极侧上的正ESD事件期间(例如在ESD事件期间将正向电压施加至漏极焊盘242时)，ESD支路220A和/或箝位支路230可用来对片上部分210内由于ESD事件所引起的电流流动进行限幅，因此保护了片外晶体250。对此，基于ESD的电流可流经(300)芯片焊盘(例如漏极焊盘242)处的ESD箝位二极管(例如二极管222A和224A)。ESD电流也可流经(310)漏极侧的电阻-二极管箝位支路230。对此，箝位电阻234可被配置为对流经驱动水平限幅二极管(232)的电流流动进行限幅以避免在这种ESD事件期间产生损坏。
图4A是示出在正常操作期间变形皮尔斯晶体振荡器限幅晶体驱动水平的箝位实例的流程图。参照图4B，示出了包括变形皮尔斯晶体振荡器在正常操作期间所执行的多个步骤的流程图400。
在步骤402中，振荡信号在晶体振荡器(200)的漏极(242)处累积。在步骤404中，二极管-电阻支路(箝位支路230)可对漏极(242)处的最大电压进行箝位。在步骤406中，栅极(244)处的振荡电压可被配置为近似理想正弦波，由此使得振荡器所生成的时钟信号的占空比(由于漏极侧的箝位)非常接近50％。
图4B是示出在正静电放电(ESD)事件期间变形皮尔斯晶体振荡器限幅晶体驱动水平的箝位实例的流程图。参照图4B，示出了包括变形皮尔斯晶体振荡器在ESD事件期间所执行的多个步骤的流程图450。
在步骤452中，晶体振荡器(200)中可能发生静电放电(ESD)事件。例如，在漏极侧处，(例如在ESD事件期间将正向电压施加至漏极管脚时)可能发生正ESD事件。在步骤454中，ESD电流可流经ESD箝位二极管(例如漏极侧箝位支路220A的二极管222A和224A)。在步骤456中，ESD电流也可流经晶体振荡器(200)的漏极侧的电阻-二极管箝位支路(230)。
其它实施可以提供非易失性计算机可读介质和/或存储介质，和/或非易失性机器可读介质和/或存储介质，其上存储有具有通过机器和/或计算机可执行的至少一个代码段的机器代码和/或计算机程序，由此使得机器和/或计算机进行如这里所说明的用于具有ESD兼容的驱动水平限幅器的晶体振荡器的步骤。
因而，本方法和/或***可以实现为硬件、软件或者硬件和软件的组合。本方法和/或***可以以集中的方式实现在至少一个计算机***中，或者以分布式的方式实现，其中不同的元素分布在若干互联的计算机***中。适于执行这里描述的方法的任何种类的计算机***或者其它***都是适合的。硬件和软件的典型组合可以是具有硬件处理器、存储器和计算机程序的通用计算机***，其中在加载并且执行计算机程序的情况下，控制计算机***以使得其执行这里说明的方法。
本方法和/或***还可以嵌入在计算机程序产品中，其包括使得能够实现这里描述的方法的全部特征，并且其在被加载到计算机***中的情况下能够执行这些方法。在本上下文中的计算机程序是指意在使得具有信息处理能力的***直接或者在以下两种情况中的任何一种或者两种之后进行特定功能的采用任何语言、代码或者符号的一组指示的任何表达：a)转换成其它语言、代码或者符号；b)以不同的物质形式再现。
尽管已经参考某些实现说明了本方法和/或设备，但是本领域的技术人员将会理解，可以在不偏离本方法和/或设备的范围的情况下进行各种变化和替代等价物。此外，可以在不偏离范围的情况下进行许多修改以使特定的情况或者材料适应于本申请公开的启示。因此，本发明和/或设备并不意在限于所公开的特定实现，而本方法和/或设备将包括处于所附权利要求书的范围内的全部实现。
Claims (21)
1.一种方法，包括以下步骤：
在包括片上主支路、片上漏极支路、片上栅极支路和二极管-电阻支路的晶体振荡器中，通过经由所述二极管-电阻支路对施加至所述晶体振荡器的漏极焊盘的电压进行箝位，来对所述晶体振荡器中的晶体驱动水平进行限幅，其中所述片上主支路包括至少一个晶体管元件，所述片上漏极支路将所述片上主支路连接至所述漏极焊盘，所述片上栅极支路将所述片上主支路连接至栅极焊盘，所述二极管-电阻支路连接至所述片上漏极支路，所述二极管-电阻支路包括至少一个二极管和至少一个电阻元件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括以下步骤：从片外漏极节点施加所述电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个二极管和所述至少一个电阻元件在所述二极管-电阻支路中串联连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括以下步骤：经由所述二极管-电阻支路的所述至少一个电阻元件来对流经所述至少一个二极管的电流进行限幅。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，还包括以下步骤：在静电放电事件即ESD事件期间对流经所述至少一个二极管的电流进行限幅。
6.一种方法，包括以下步骤：
通过经由二极管-电阻的组合对施加至晶体振荡器的漏极焊盘的电压进行箝位，来对所述晶体振荡器中的晶体驱动水平进行限幅。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，从片外漏极节点施加所述电压。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述二极管-电阻的组合包括串联连接的二极管和电阻元件。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，还包括以下步骤：经由所述电阻元件来对流经所述二极管的电流进行限幅。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，还包括以下步骤：在静电放电事件即ESD事件期间对流经所述二极管的电流进行限幅。
11.一种晶体振荡器，包括：
片外漏极节点，其经由漏极焊盘连接至片上电路；
片外栅极节点，其经由栅极焊盘连接至所述片上电路，
其中，所述片上电路包括：
主支路，其包括至少一个晶体管元件；
漏极支路，其位于所述主支路和所述漏极焊盘之间；
栅极支路，其位于所述主支路和所述栅极焊盘之间；以及
二极管-电阻支路，其连接至所述漏极支路，所述二极管-电阻支路包括至少一个二极管和至少一个电阻元件。
12.根据权利要求11所述的晶体振荡器，其中，所述二极管-电阻支路被配置为通过对施加至所述晶体振荡器的所述漏极焊盘的电压进行箝位来对所述晶体振荡器中的晶体驱动水平进行限幅。
13.根据权利要求11所述的晶体振荡器，其中，所述电压是从所述片外漏极节点所施加的。
14.根据权利要求11所述的晶体振荡器，其中，所述至少一个二极管和所述至少一个电阻元件在所述二极管-电阻支路中串联连接。
15.根据权利要求11所述的晶体振荡器，其中，所述二极管-电阻支路的所述至少一个电阻元件用于对流经所述至少一个二极管的电流进行限幅。
16.根据权利要求15所述的晶体振荡器，其中，所述至少一个电阻元件用于在静电放电事件即ESD事件期间对流经所述至少一个二极管的电流进行限幅。
17.一种电路，包括：
二极管-电阻支路，其包括至少一个二极管和至少一个电阻元件，其中，所述二极管-电阻支路连接至晶体振荡器的漏极焊盘，所述二极管-电阻支路被配置为通过经由所述二极管-电阻支路对施加至所述晶体振荡器的所述漏极焊盘的电压进行箝位，来对所述晶体振荡器中的晶体驱动水平进行限幅。
18.根据权利要求17所述的电路，其中，所述电压是从片外漏极节点所施加的。
19.根据权利要求17所述的电路，其中，所述至少一个二极管和所述至少一个电阻元件在所述二极管-电阻支路中串联连接。
20.根据权利要求17所述的电路，其中，所述二极管-电阻支路的所述至少一个电阻元件用于对流经所述至少一个二极管的电流进行限幅。
21.根据权利要求20所述的电路，其中，所述二极管-电阻支路的所述至少一个电阻元件用于在静电放电事件即ESD事件期间对流经所述至少一个二极管的电流进行限幅。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111313392A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-19 | 浙江朗帝科技有限公司 | 一种晶体震荡器的自动限流保护***与方法 |
| CN113131867A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-16 | 广州安凯微电子股份有限公司 | 一种双向幅值限制的单管脚晶体振荡器电路 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9071194B1 (en) * | 2013-06-04 | 2015-06-30 | Pmc-Sierra Us, Inc. | Electro-mechanical oscillator and method for generating a signal |
| US20170257066A1 (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for compensating for variation in an amplitude-regulated oscillator |
| US10291180B2 (en) * | 2017-10-06 | 2019-05-14 | Realtek Semiconductor Corp. | Crystal oscillator circuit and method thereof |
| GB201801161D0 (en) * | 2018-01-24 | 2018-03-07 | Eosemi Ltd | Oscillator circuits |
| US11449175B2 (en) | 2020-03-31 | 2022-09-20 | Apple Inc. | System and method for multi-frequency projection scan for input device detection |
| US11342884B2 (en) | 2020-08-26 | 2022-05-24 | Mediatek Inc. | Crystal oscillator and phase noise reduction method thereof |
| US11309835B2 (en) * | 2020-08-26 | 2022-04-19 | Mediatek Inc. | Crystal oscillator and phase noise reduction method thereof |
| US11460933B2 (en) | 2020-09-24 | 2022-10-04 | Apple Inc. | Shield electrode for input device |
| US11997777B2 (en) | 2020-09-24 | 2024-05-28 | Apple Inc. | Electrostatic discharge robust design for input device |
| US11287926B1 (en) | 2020-09-25 | 2022-03-29 | Apple Inc. | System and machine learning method for detecting input device distance from touch sensitive surfaces |
| US11526240B1 (en) | 2020-09-25 | 2022-12-13 | Apple Inc. | Reducing sensitivity to leakage variation for passive stylus |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4060772A (en) * | 1975-02-06 | 1977-11-29 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. | Oscillator |
| JPS6034051A (ja) * | 1983-08-05 | 1985-02-21 | Nec Corp | 半導体集積回路 |
| US6320473B1 (en) * | 1999-09-30 | 2001-11-20 | Stmicroelectronics, Inc. | Integrated oscillator circuit apparatus with capacitive coupling for reducing start-up voltage |
| CN1395759A (zh) * | 2000-09-26 | 2003-02-05 | 精工爱普生株式会社 | 振荡电路、电子电路及设有这些电路的半导体装置、钟表与电子设备 |
| US20070214740A1 (en) * | 2003-12-23 | 2007-09-20 | The Australian Steel Company (Operations) Pty Ltd | Cavity Former |
| US20080116984A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-05-22 | Masato Maede | Oscillation circuit |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3555374A (en) | 1967-03-03 | 1971-01-12 | Hitachi Ltd | Field effect semiconductor device having a protective diode |
| US4189739A (en) | 1978-03-08 | 1980-02-19 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Semiconductor overload protection structure |
| JP2792417B2 (ja) | 1993-12-17 | 1998-09-03 | 日本電気株式会社 | 半導体回路の入力保護回路 |
| JPH0846427A (ja) | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Kyocera Corp | 電圧制御型水晶発振器 |
| JP2002135053A (ja) | 2000-10-26 | 2002-05-10 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電発振器及びその製造方法、及び圧電発振器を用いた電子装置 |
| US7193483B2 (en) * | 2005-03-24 | 2007-03-20 | Silicon Laboratories Inc. | Blocking a leakage current |
| US7187284B2 (en) | 2005-03-28 | 2007-03-06 | Martin Masciantonio | Active anti-theft device for securing property |
| JP5227394B2 (ja) * | 2008-03-13 | 2013-07-03 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 発振器 |
| JP2011199334A (ja) | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Seiko Epson Corp | 電圧制御型圧電発振器 |
-
2012
- 2012-10-12 US US13/650,956 patent/US8854147B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4060772A (en) * | 1975-02-06 | 1977-11-29 | Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. | Oscillator |
| JPS6034051A (ja) * | 1983-08-05 | 1985-02-21 | Nec Corp | 半導体集積回路 |
| US6320473B1 (en) * | 1999-09-30 | 2001-11-20 | Stmicroelectronics, Inc. | Integrated oscillator circuit apparatus with capacitive coupling for reducing start-up voltage |
| CN1395759A (zh) * | 2000-09-26 | 2003-02-05 | 精工爱普生株式会社 | 振荡电路、电子电路及设有这些电路的半导体装置、钟表与电子设备 |
| US20070214740A1 (en) * | 2003-12-23 | 2007-09-20 | The Australian Steel Company (Operations) Pty Ltd | Cavity Former |
| US20080116984A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-05-22 | Masato Maede | Oscillation circuit |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111313392A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-19 | 浙江朗帝科技有限公司 | 一种晶体震荡器的自动限流保护***与方法 |
| CN113131867A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-16 | 广州安凯微电子股份有限公司 | 一种双向幅值限制的单管脚晶体振荡器电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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