CN104950139A - 物理量检测传感器、电子设备、移动体以及电子电路 - Google Patents

物理量检测传感器、电子设备、移动体以及电子电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种物理量检测传感器、电子设备、移动体以及电子电路,其能够以电力消耗较少的模式对加速度进行计测。所涉及的物理量检测传感器具有物理量检测传感器元件以及与所述物理量检测传感器元件相连接的IC，所述IC包括：逻辑电路；模拟电路；第一调压器，其将基于电源电压而生成的逻辑电源电压供给至所述逻辑电路；第二调压器，其被切换为开启或禁用，并在被设定为所述开启时将基于所述电源电压而生成的模拟电源电压供给至所述模拟电路；开关，其在所述第二调压器被设定为所述禁用时，将所述逻辑电源电压供给至所述模拟电路。

Description

物理量检测传感器、电子设备、移动体以及电子电路
技术领域
本发明涉及物理量检测传感器、电子设备、移动体以及电子电路等。
背景技术
在专利文献1中，设置有在不实施电源切断的内部电源Vint0和实施电源切断的内部电源Vint1之间进行连接的电源开关SW。
在专利文件2中，设置有向第一逻辑电路供给第一电源电压的第一调压器、和向第二逻辑电路供给第二电源电压的第二调压器。在低电力消耗工作模式下，第二调压器被关断。
在专利文献3中，设置有主调压器和休眠用的子调压器。在休眠状态下，主调压器被关断。
专利文献1的开关SW为，在内部电源Vint1的电源切断时被断开的部件。在专利文献1中设置开关SW的理由在于，精度较高地使内部电源Vint0、Vint1等电位。
在专利文献2中，即使在待机状态下，为了使BGR进行工作而也需要消耗电力。在专利文献3中，仅限于逻辑电源。
专利文献1：日本特开2011-151824号公报(摘要、0040)
专利文献2：日本特开2011-120058号公报
专利文献3：日本特开2012-108585号公报
发明内容
本发明的几种方式的目的在于，提供一种物理量检测传感器、电子设备、移动体以及电子电路，所述物理量检测传感器、电子设备、移动体以及电子电路能够在将模拟电路以及模拟电源电路设为禁用来降低电力消耗的同时，缩短使模拟电路恢复到开启状态的时间。
本发明是为了解决所述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式或应用例来实现。
(1)本发明的一个方式所涉及的物理量检测传感器的特征在于，具有：物理量检测传感器元件；IC，其与所述物理量检测传感器元件相连接，所述IC包括：逻辑电路；模拟电路；第一调压器，其将基于电源电压而生成的逻辑电源电压供给至所述逻辑电路；第二调压器，其被切换为开启或禁用，并在被设定为所述开启时，将基于所述电源电压而生成的模拟电源电压供给至所述模拟电路；开关，其在所述第二调压器被设定为所述禁用时，将所述逻辑电源电压供给至所述模拟电路。
根据本发明的一个方式，在对物理量进行检测时使模拟电路工作，从而能够在将模拟电路设成了禁用的休眠期间内降低电力消耗。为了使禁用状态的模拟电路恢复到开启状态而也需要电压。此时，当将第二调压器设成开启并向模拟电路供给模拟电源电压时需要耗费时间。在本发明的一个方式中，在模拟电路的休眠期间中，通过将来自第一调压器的逻辑电源电压经由开关而向模拟电路供给的方式，能够缩短向开启状态的恢复工作。
(2)本发明的一个方式的特征在于，根据将所述第二调压器设定为所述禁用的信号，而将所述开关切换为导通或断开。
由于开关的导通或断开与模拟电路的禁用或开启相关联，因此，基于将第二调压器设定为禁用的禁用信号，能够生成开关的导通或断开的切换信号。
(3)本发明的一个方式的特征在于，所述逻辑电源电压的电压电平与所述模拟电源电压的电压电平实质上是相等的。
若逻辑电源电压与模拟电源电压在电压电平上存在差值，则是因为在恢复工作时容易产生电压下降或瞬时振荡。但是，只要模拟电路正常地进行恢复工作，则也可以为不同的电压电平。
(4)本发明的一个方式的特征在于，在进行所述IC的检查时，所述第一调压器生成与所述逻辑电源电压相比而较高的检查电压，并经由所述开关而将所述检查电压供给至所述模拟电路。
第一调压器通过寄存器设定变更等来将例如可变电阻的电阻值设为可变等，并将第一调压器的输出电压电平变更为高电压电平，从而能够生成导致过负载的检查电压。
(5)本发明的一个方式的特征在于，所述物理量检测传感器元件为静电电容型传感器元件，所述模拟电路包括电荷-电压转换电路，所述电荷-电压转换电路将来自所述静电电容型传感器元件的电荷转换为电压，在所述第二调压器被设定为所述禁用时，所述电荷-电压转换电路被设定为禁用。
在第二调压器为禁用时，将电荷-电压转换电路设为禁用从而降低电力消耗，另一方面，由于在模拟电路亦即电荷-电压转换电路上经由开关而供给有来自第一调压器的逻辑电源电压，因此，能够缩短向开启状态的恢复工作。
(6)本发明的一个方式的特征在于，所述模拟电路还具有可编程增益放大器，所述可编程增益放大器以所设定的增益对来自所述电荷-电压转换电路的输出信号进行放大，在所述第二调压器被设定为所述禁用时，所述可编程增益放大器被设定为禁用。
在第二调压器为禁用时，将可编程增益放大器设成禁用从而降低电力消耗，另一方面，由于在模拟电路亦即可编程增益放大器上经由开关而供给有来自第一调压器的逻辑电源电压，因此，能够缩短向开启状态的恢复工作。
(7)本发明的一个方式的特征在于，所述模拟电路还具有模拟-数字转换器，所述模拟-数字转换器对来自所述可编程增益放大器的输出信号进行模拟-数字转换，在所述第二调压器被设定为所述禁用时，所述模拟-数字转换器被设定为禁用。
在第二调压器为禁用时，将模拟-数字转换器设成禁用从而降低电力消耗，另一方面，由于在模拟电路即模拟-数字转换器上经由开关而供给有来自第一调压器的逻辑电源电压，因此，能够缩短向开启状态的恢复工作。
(8)本发明的一个方式的特征在于，设定有处理期间，所述处理期间为所述模拟电路根据外部触发而对来自所述物理量检测传感器的信号进行处理的期间，在所述处理期间内，所述第二调压器被设定为所述开启，在所述处理期间外，所述模拟电路被设定为禁用，
所述可编程增益放大器以及所述模拟-数字转换电器中的至少一方在所述处理期间内所设定的休眠期间内，被设定为禁用。
在处理期间外，模拟电路被设为禁用，由于在处理期间内，也使可编程增益放大器或模拟-数字转换器在休眠期间内被设为禁用，因此能够降低电力消耗，另一方面，即使在模拟电路的禁用中第二调压器成为禁用的情况下，但由于来自第一调压器的逻辑电源电压经由开关而被供给至模拟电路，因此也能够缩短向开启状态的恢复工作。
(9)本发明的一个方式的特征在于，所述第一调压器包括：差动型的放大电路，其在非反相输入端子与反相输入端子之间具有因功函数差电压而产生的偏置电压；第一电阻以及第二电阻，所述第一电阻以及第二电阻被串联地设置于所述放大电路的输出节点与第一电源节点之间；相位补偿用电容器，其一端与所述第一电阻和所述第二电阻的连接节点相连接；所述连接节点的信号被反馈至所述放大电路的所述非反相输入端子，所述输出节点的信号被反馈至所述放大电路的所述反相输入端子。
根据该第一调压器而生成固定电压，所述定电压由放大电路的非反相输入端子与反相输入端子之间的偏置电压以及第一、第二电阻的电阻比来决定。在第一、第二电阻的连接节点处设置有相位补偿用电容器，该连接节点的信号被反馈至放大电路的非反相输入端子，并且放大电路的输出节点的信号被反馈至反相输入端子。由此，能够构筑能够通过稳定的电路工作而生成固定电压的第一调压器。
(10)本发明的一个方式的特征在于，所述第一调压器还具有：电流源，其在所述第一调压器启动时和所述第二调压器为开启亦即过负载时，生成电流；电流镜电路，其使所述第一调压器增加与所述电流源中流通的电流相等的电流。
如此，通过电流镜电路的工作，从而能够提高特别是负载较大的第一调压器的启动时以及第二调压器为开启即过负载时的能力。
(11)本发明的一个方式的特征在于，所述第二调压器具有：带隙基准电路；放大器，其对来自所述带隙基准电路的带隙基准电压进行放大；分压电路，其被设置于所述放大器的负反馈路径上，将所述带隙基准电压作为基准电压，以使所述分压电路的电压与所述带隙基准电压的电位一致的方式，通过所述放大器而进行负反馈控制。
如此,能够对带隙基准电压进行放大，从而生成模拟电源电压。
(12)本发明的其他的方式涉及一种电子设备，所述电子设备具有上述的物理量检测传感器。
(13)本发明的另一个其他方式涉及一种移动体，所述移动体具有上述的物理量检测传感器。
(14)本发明的另一个其他方式涉及一种电子电路，所述电子电路与物理量检测传感器元件相连接，并且具有上述的IC所具备的结构。
附图说明
图1为表示作为本发明的一个实施方式所涉及的物理量检测传感器的一个示例的加速度传感器的图。
图2(A)、(B)为表示作为加速度传感器元件的一个示例的差动电容型传感器元件的图。
图3为加速度传感器的框图。
图4为IC的电源系统的框图。
图5为表示连续计测时的模式推移的图。
图6为表示间歇(一次)计测时的模式推移的图。
图7为表示将外部触发作为硬件触发而向IC输入的示例的框图。
图8为表示将外部触发作为软件触发而向IC输入的示例的框图。
图9为加速度传感器的工作时序图。
图10为用于对外部触发的双重(重复)输入的禁用进行说明的时序图。
图11为表示一次测量模式下的计测顺序的图。
图12为第一调压器的电路图。
图13为对图12的第一调压器进行改良后的电路图。
图14为第二调压器的电路图。
图15为简要地表示作为电子设备的一个具体示例的智能手机的结构的示意图。
图16为简要地表示作为电子设备的其他的具体示例的数码相机的结构的示意图。
图17为简要地表示作为移动体的一个具体示例的汽车的结构的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。另外，以下所说明的本实施方式并非对权利要求书中所记载的本发明的内容进行不当地限定，本实施方式中所说明的结构并非全是作为本发明的解决方法所必须的机构。
(1)加速度传感器(物理量检测传感器)
图1表示作为本发明的一个实施方式所涉及的物理量检测传感器的一个示例的加速度传感器。加速度传感器1例如具有：插入基板2、形成于插入基板2上的玻璃基板3、通过在玻璃基板3使用了例如Si(硅)等半导体材料的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微型机电系统)而形成的加速度传感器元件10、MEMS盖4、作为被形成于MEMS盖4上的加速度检测电路(电子电路)上的集成电路(IC)100。IC100以例如引线接合的方式而与被形成于插入基板2以及玻璃基板3上的电极部连接。在插入基板2上，搭载物3、10、4、100被组件5所密封。
(2)加速度传感器元件
图2(A)为对作为图1的加速度传感器元件10而被使用的例如差动电容型传感器元件的结构进行例示的图。差动电容型加速度传感器元件10具有固定部20和可动部30。固定部20为被固定于基板(省略图示)上的部件。可动部30为根据加速度来进行位移的结构体的一个示例，并具有锤部31和弹簧部32。弹簧部32的一端被固定于基板上，另一端与锤部31连接。锤部31通过弹簧部32而被支承。如图2(B)所示，当向差动电容型加速度传感器元件10施加加速度a时，F＝ma的力将会作用于质量m的锤部31上。通过该力，弹簧部32将会发生变形，从而使锤部31相对于固定部20进行相对的位移。
锤部31具有可动电极31A以及可动电极31B。固定部20具有固定电极21～24。可动电极31A被配置于固定电极21、22之间，可动电极31B被配置于固定电极23、24之间。差动电容型加速度传感器元件10通过例如Si(硅)等的半导体材料和使用了半导体加工技术的MEMS(Micro ElectroMechanical Systems)而形成。
在此，将可动电极31A与固定电极21所构成的电极对、以及可动电极31B与固定电极23所构成的电极对，称为第一电容形成部41。同样地，将可动电极31A与固定电极22所构成的电极对、以及可动电极31B与固定电极24所构成的电极对，称为第二电容形成部42。差动电容型加速度传感器元件10包括：第一电容形成部41的一端11、第二电容形成部42的一端12、第一、第二电容形成部41、42的公共端13。在作用有图2(B)所示的加速度a时，第一电容形成部41的电容值减少，另一方面，第二电容形成部42的电容值增大。因此，当加速度a在向公共端13供给电荷的状态下作用于锤部31时，分别从第一、第二电容形成部41、42的一端11、12输出的电荷(信号)将变成绝对值相等而符号相反的差动信号对。
(3)加速度传感器的电路图
图2(B)为对检测加速度a发生作用的一个轴方向上的加速度的示例进行说明的图。在图3所示的加速度传感器1中，将检测轴设为N轴(N为2以上的整数)，例如将作为N＝3的情况下的正交三轴(广义上的交叉N轴)的X轴、Y轴以及Z轴分别设为检测轴的第一～第三差动电容型加速度传感器元件10X、10Y、10Z。
各个第一～第三差动电容型加速度传感器元件10X、10Y、10Z，均具有如图2(A)所示的第一、第二电容形成部41、42，在第一、第二电容形成部41、42的各自固定电容之间存在针对每个轴而有所不同的偏置。当存在偏置而就此对加速度进行检测时，即使加速度没有作用也将会输出加速度存在的值。因此，需要进行偏置调节(校准)。
IC100设置有作为可变电容的偏置调节电容120。偏置调节电容120针对每个轴而被复位为基于第一电容形成部41以及第二电容形成部42的各自的固定电容之间的偏置量的电容值。在IC100上以时间分割的方式从第一～第三差动电容型加速度传感器元件10X、10Y、10Z输入有电荷。此时为了分割驱动，设置有开关驱动的多路转换器(MUX)110。
在多路转换器110的后段，作为模拟电路即电容检测电路(广义上的信号处理部)130，而具有例如电荷-电压转换(QV)放大器131、可编程增益放大器(PGA)132以及模拟-数字转换器(ADC)133等。QV放大器131将以时间分割的方式从差动电容型加速度传感器元件10X、10Y、10Z输入的电荷转换为电压。由于来自差动电容型加速度传感器元件10X、10Y、10Z的输出为差动信号，因此QV放大器131作为差动放大电路而发挥功能。PGA132以针对每个轴而设定的增益而对QV放大器131的输出进行放大。ADC133对PGA132的输出进行模拟-数字转换。
在ADC133的后段，设置有数字滤波器140、寄存器150、串行-并行接口电路(SPI)160。基于由电容检测电路130检测出的电容的加速度信号经由SPI160而被输出。
另外，能够在IC100中设置有温度传感器190。由温度传感器190输出的温度信号，在PGA132中被放大之后，在ADC133中被转换成数字信号。
IC100具有控制电路170。在控制电路170上连接有振荡电路(OSC)181、FAMOS(浮栅型雪崩/注入金属氧化物半导体)等的非易失性存储器182、通电复位电路183、电平位移器184、测试电路185、驱动电路186和上述的数字滤波器140及寄存器150等。对被预先测量出的偏置电容值进行设定的数据经由SPI160而从外部被输入，并通过控制电路170而被收纳于非易失性存储器182中。在加速度传感器1的启动时，通过控制电路170而从非易失性存储器182读取出的偏置电容值设定用的数据被收纳于寄存器150中。寄存器150能够根据所设定的数据，而将例如电压控制型的偏置调节电容120设定为电压，并将各个轴的偏置调节电容120设定为各轴的偏置电容值。
在IC100上从外部输入有电源电压VDD、GND。在IC100上，设置有将电源电压VDD(例如3V)降压而生成逻辑电源电压VDDL(例如1.8V)的第一调压器REG1、和将电源电压VDD降压而生成模拟电源电压VDDA(例如1.8V)的第二调压器REG2。另外，第一调压器REG1为，通过加速度传感器1的启动而变成开启，并在加速度传感器1进行工作的整个期间(包括待机、休眠期间等)内生成逻辑电源电压VDDL的逻辑电源电路。另一方面，第二调压器REG2为能够切换成开启或禁用的模拟电源电路，但仅在开启期间内生成模拟电源电压。
IC100除了电源端子(VDD、VPP、VDDIO、GND)、输入输出端子(SCL/SPC、SDA/SDI、SDO/SAO、CS)、测试端子(TES1-3)之外，还能够具有中断端子(INT1、INT2)。
(4)IC的电源电路系统
图4为表示图3所示的IC100的电源电路系统的方框图。另外，在图4中，作为电压供给对象，而将通过数字电源电压而被驱动的电路统称为逻辑电路180。另外，作为其他的电路，对OSC181和非易失性存储器(FAMOS)182进行图示。
在图4中，根据开启信号REG1_EN而变成开启的第一调压器REG1，将对电源电压VDD进行降压之后的逻辑电源电压VDDL供给至I/O160、逻辑电路180、OSC181以及非易失性存储器(FAMOS)182。根据开启信号REG2_EN而变成开启的第二调压器REG2，将对电源电压VDD进行降压之后的模拟电源电压VDDA供给至模拟电路130。
在此，在逻辑电源电压VDDL的电源线与模拟电源电压VDDA的电源线之间，设置有开关SW。如后述的图6所示，设定有休眠期间(休眠模式)。在待机模式和休眠模式下，第二调压器REG2根据开启信号REG2_EN而变成禁用，从而使模拟电源电压VDDA的供给被截断。能够在对加速度进行检测时使模拟电路130工作，并在休眠期间内将模拟电路130变为禁用，从而降低电力消耗。
在休眠期间内，通过在REG2_EN为禁用时变成开启的REG2_XTHR，而使开关SW导通，从而使逻辑电源电压VDDL的电源线与模拟电源电压VDDA的电源线连接。由此，在没有生成模拟电源电压的待机期间和休眠期间内，逻辑电源电压VDDL从第一调压器REG1经由开关SW而被供给至模拟电路130。
在此，使禁用状态的模拟电路130恢复到开启状态也需要电压。此时，当将第二调压器REG2设为开启而向模拟电路130供给模拟电源电压VDDA时，将需要时间。在本实施方式中，在待机模式和休眠模式下，通过将来自第一调压器REG1的逻辑电源电压VDDL经由开关SW而供给至模拟电路130，从而能够将根据开启信号而以较短期间使模拟电路130向开启状态恢复的工作缩短。
另外，虽然在本实施方式中将逻辑电源电压VDDL与模拟电源电压VDDA的电压电平均设为相等的(例如1.8V)，但只要模拟电路130正常地进行恢复工作，也可以将两者变成不同的电压电平。但是，由于当在逻辑电源电压VDDL与模拟电源电压VDDA的电压电平之间存在差时，将容易在进行恢复工作时发生电压下降或阻尼振荡的情况，因此，优选为，逻辑电源电压VDDL与模拟电源电压VDDA之间的电压电平实质上是相等的。
(5)由外部触发而触发的间歇(一次)计测模式
在本实施方式中，能够设定为由内部触发实施的连续计测模式以及由外部触发实施的间歇(一次)计测模式下的任意一个模式。图5为表示连续计测时的模式推移的图。图6为表示间歇(一次)计测时的模式推移的图。在图5中图示了待机模式和计测模式。在图5中还增加了低功率模式，在图6中，在待机模式与计测模式之间作为休眠模式而设定有等待触发的状态。
“待机模式”是指，从电源投入起到初始启动顺序被实施后所设定的待机模式。当实施初始启动顺序时，寄存器150被复位，存储于一次可编程ROM中的控制数据等被将被传送到寄存器150中。在待机模式下，第一调压器REG1变成开启而第二调压器REG2变成禁用，如上所述，图4的开关SW导通从而在模拟电路130上供给有逻辑电源电压VDDL。
作为计测模式，能够根据信号而选择加速度信号的数字变换分辨率有所不同的三种模式(例如12位、10位以及8位)。在计测模式下，第一调压器REG1及第二调压器REG2都变成开启，如上所述，图4的开关SW断开从而向模拟电路130供给模拟电源电压VDDA。
图5的“低功率模式”是指，通过对在未检测出加速度时所设定的休眠状态进行检测从而被设定,并持续至检测出休眠已被解除状态的唤醒检测时为止。低功率模式与8位被固定而选择出10位或12位的情况相比，电力消耗较低。通过相对于计测模式而将输出数据的频率(例如在图7及图8的SR寄存器中被设定的采样频率)设为较低，从而能够获得更低的电力消耗。
在图6的间歇(一次)计测时，在测量模式下仅实施预定次数例如一次X轴、Y轴以及Z轴的加速度计测预定。间歇(一次)计测模式结束时则成为休眠模式，从而等待下次的外部触发。由此，间歇性地实施测量模式。在休眠模式(休眠期间)下，与待机模式相同，第一调压器REG1成为开启而第二调压器REG2成为为禁用，如上所述，图4的开关SW导通从而向模拟电路130供给逻辑电源电压VDDL。
图7及图8图示了对间歇(一次)计测模式进行设定的两种方式。另外，在图7及图8中，图示了被设置于图3所示的控制电路170中的时序控制电路170A。另外，在图7及图8中，将图3所示的寄存器150按功能分别表示为寄存器150A～150F。也就是说，图3所示的寄存器150包括图7或图8所示的X轴计测寄存器150A、Y轴计测寄存器150B、Z轴计测寄存器150C、忙碌标识用寄存器150D、SR(采样频率)设定寄存器150E、外部触发寄存器150F。而且，在图7及图8中，在图4所示的数字滤波器140与寄存器150之间追加有运算处理部187。
图7表示硬件触发的方式，而图8表示软件触发的方式。作为对硬件触发进行设定的端子，使用了IC100A的例如中断端子INT1等的外部端子。与图7的加速度传感器1A相连接的CPU200，将外部触发从例如计时器等输出到中断端子INT1。在图8中，根据预定的通信协议而从CPU200发送的外部触发，被输入到IC100B的串行-并行接口160，并存储于外部触发寄存器150F中。
控制电路170也可以根据信号设定来选择图7的硬件触发方式以及图8的软件触发方式。图7的硬件触发方式在CPU200的负担较小这一点上有优势。图8的软件触发方式，在使兼用的中断端子INT1用于其他用途的机会减少这一点上有优势。
控制电路170通过标记来识别图5所示的连续计测模式还是图6所示的间歇(一次)计测模式。图9为通过间歇(一次)计测模式下的控制电路170的控制而被设定的各部分的时序图。虽然在启动的同时第一调压器REG1成为开启从而生成逻辑电源电压VDDL，但第二调压器REG2仅在工作模式(计测模式)激活时生成模拟电源电压VDDA。在工作模式(计测模式)为非激活的待机模式及休眠模式下，开关SW导通，从而向模拟电路130供给逻辑电源电压VDDL。
图7及图8所示的SR寄存器为对设定数据分辨率的采样频率进行设定的部件。在图7及图8所示的忙碌标识用寄存器150D中，例如在休眠期间内，有效的标记通过时序控制电路170A而被设定。如图10所示，在外部触发有效时，休眠期间在时钟的上升沿而开始。休眠期间以统计预定的时钟周期数(例如156个时钟周期)的方式而结束。在整个休眠期间中，忙碌标识均为激活。在忙碌标识激活的期间内所输入的外部触发，被时序控制电路170A忽略。由此，能够防止在间歇(一次)计测模式的中途再次启动同一模式。
(6)模拟电路的开启/禁用
图11为间歇(一次)测量模式下的时序图。通过上述的外部触发而开始间歇(一次)测量模式。在一次测量模式的情况下，计测工作期间为时钟的例如156个时钟周期。当被设定为一次测量模式时，第二调压器REG2将被启动。之后，可以根据需要而将QV电路131设为开启。偏置调节电容120被复位。
如图11所示，在一次计测模式下，温度计测、X轴加速度计测、Y轴加速度计测以及Z轴加速度计测依次被实施。在四次计测期间中的各个期间内，仅在计测所需的期间内将PGA132及ADC133设置为开启。另外，在图1所示的示例中，ADC133转换为分辨率为10位的数字信号。分辨率越低则计测期间越被缩短，分辨率越高则计测期间越被增大。PGA132及ADC133在检测出温度、X轴加速度、Y轴加速度以及Z轴加速度这样的不同的物理量之后，暂时被设为禁用。由此，降低了电力消耗。
另外，PGA132的开启期间被均分为采样A期间和采样B期间。同样地，ADC133的工作期间被均分为采样期间和比较期间。PGA132的采样B期间能够以在时间轴上与ADC133的采样期间重复的方式而设定。另外，ADC133的比较期间能够以在时间轴上与PGA132的采样A期间重复的方式而设定。由此，能够缩短温度计测、X轴加速度计测、Y轴加速度计测以及Z轴加速度计测的各个期间，从而使整体的一次计测期间也被缩短。
在X轴加速度计测之前，QV放大器131变成开启而被启动。如图11所示，QV放大器131在贯穿时钟的例如95个采样周期的期间内被维持为开启状态。另外，在QV放大器131的启动之后，且X轴加速度计测、Y轴加速度计测以及Z轴加速度计测被开始之前，偏置调节电容120根据各轴的偏置调节电容值而被复位。偏置调节电容120的复位期间利用PGA132的禁用期间而被设定。
(7)第一调压器REG1
在图12中图示了第一调压器REG1的一个示例。第一调压器REG1包括：差动型的放大电路AM，其在非反相输入端子和反相输入端子之间具有因功函数差电压而产生的偏置电压VOFF；第一电阻RB1及第二电阻RB2，所述第一电阻RB1及第二电阻RB2被串联地设置于放大电路AM的输出节点NQ1与第一电源节点VSS之间；相位补偿用电容器CO，其一端被连接于第一电阻RB1与第二电阻RB2的连接节点NQ2处。第一电阻RB1、第二电阻RB2的连接节点NQ2的信号被反馈至放大电路AM的非反相输入端子，放大电路AM的输出节点NQ1的信号被反馈至放大电路AM的反相输入端子。
根据该第一调压器REG1而生成定电压，该定电压由放大电路AM的非反相输入端子与反相输入端子之间的偏置电压以及第一电阻RB1、第二电阻RB2的电阻比来决定。在第一电阻RB1、第二电阻RB2的连接节点处设置有相位补偿用电容器CO，该连接节点的信号被反馈至放大电路AM的非反相输入端子，并且放大电路AM的输出节点的信号被反馈至反相输入端子。由此，能够构成第一调压器REG1，该第一调压器REG1能够通过稳定的工作而生成定电压。
另外，能够将图12所示的第一电阻RB1设为可变电阻。在加速度传感器元件10以及IC100的检查工序等中，对1.8V系统施加例如3V左右的高电压(检查电压)。能够通过变更寄存器设定而将第一电阻RB1的电阻值设为可变，从而将第一调压器REG1的输出电压电平变更为高电压电平。
在图13所示的第一调压器REG1中，在图12的放大电路AM的由虚线包围的位置处增设元件或电路，并在启动时和激活时使放大电路AM中流通的工作电流IOP增大，从而使放大能力增加。如图13所示，以与放大电路AM的输出部QB的接地端侧上所设置的输出晶体管T1并联的方式追加了晶体管T2。通过放大电路AM的差动部DF上增设的的晶体管T3、和施加有与晶体管T3相同的栅极电压的晶体管T4，构成了电流镜电路CM。作为电流镜电路CM的电流源，追加有在启动时进行工作的第一电流源IS1及在激活时进行工作的第二电流源IS2。在启动时进行工作的第一电流源IS1中，通过启动而使启动开关STSTR导通，从而使电流在电流镜电路CM中流通。
在待机时，在电流镜电路CM中没有电流流通，放大电路AM在弱反相区域中进行工作，在差动部DF中例如流通有150nA的电流，在输出部QB中例如流通有550nA的电流，作为工作电流流通有700nA的电流工作。当在启动时导通启动开关STSTR时，通过电流镜电路CM的工作，能够在所增设的晶体管T2以及T3中如虚线的箭头所示流通有20μA的电流，并使工作电流IOP增大至50μA。另外，启动开关STSTR使用电源接通复位信号，并在启动后经过预定时间之后被设为断开。在第二调压器REG2成为开启的激活时，能够使第二电流源IS2代替第一电流源IS1而导通，并使工作电流IOP增大至例如30μA。如此，能够提高第一调压器REG1的启动时及激活时(过负载时)的能力。
(8)第二调压器REG2
在图14中图示了利用了带隙基准电路的第二调压器REG2。在图14中，在第二调压器REG2的放大器AMP的负端子上输入有带隙基准电路BGR所产生的带隙基准电压VBGR(例如1.21V)调压器。在放大器AMP的正端子上输入有电压VDV，所述电压VDV为放大器AMP的输出电压VDDA通过由分压电阻R1、R2构成的分压电路而被分压后的电压。放大器AMP将带隙基准电压VBGR设为基准电压，并以使分压电路R1、R2的电压VDV与带隙基准电压VBGR的电位相一致的方式来进行负反馈控制。如此，能够对带隙基准电压VBGR进行放大，从而生成例如1.8V的模拟电源电压VDDA。
(9)电子设备及移动体
图15简要地图示了作为电子设备的一个具体示例的智能手机401。在智能手机401中除了图3所示的三轴加速度传感器1以外，还安装有具备三轴陀螺传感器以及与其相连接的检测电路的物理量检测装置500智能手机。
物理量检测装置500能够对智能手机401的姿态进行检测。实施所谓的运动传感。物理量检测装置500的检测信号能够被供给至例如微处理器芯片(MPU)402。MPU402能够根据运动传感而执行各种各样的处理。除此之外，这样的运动传感能够在便携式电话机、便携式游戏机、游戏控制器、汽车导航系统、指示设备、头戴式投显示器、平板电脑等电子设备中被利用。能够在运动传感的实现时安装物理量检测装置500。
图16简要地图示了作为电子设备的其他的具体示例的数码相机(以下称为“相机”)403。在相机403中安装有物理量检测装置500。物理量检测装置500能够对相机403的姿态进行检测。物理量检测装置500的检测信号能够被供给至相机抖动校正装置404。相机抖动校正装置404能够根据物理量检测装置500的检测信号而使例如镜片组405内的特定的镜片进行移动。如此，能够对相机抖动进行相机抖动校正。除此之外，相机抖动校正还能够在数码摄像机中被利用。能够在相机抖动校正实现时安装物理量检测装置500。
图17简要地图示了作为移动体的一个具体示例的汽车406。在汽车406上安装有物理量检测装置500。物理量检测装置500能够对车身407的姿态进行检测。物理量检测装置500的信号能够被供给至车身姿态控制装置408。车身姿态控制装置408能够根据例如车身407的姿态而对悬架的软硬进行控制并对各个车轮409的制动进行控制。除此之外，这样的姿态控制能够在两足步行机器人、航空飞机、直升飞机等的各种移动体中而被利用。能够在姿态控制的实现时安装物理量检测装置500。
虽然对本实施方式进行了详细说明，但是能够进行实质上不脱离本发明的新内容以及效果的多种变形，这对本领域的技术人员而言是能够容易理解的。因此，这种改变例均被包括在本发明的范围之内。例如，说明书或附图中，至少一次与更为广义或同义的不同的用语一起被记载的用语，在说明书或附图的所有位置，都能够被替换为该不同的用语。此外，例如，模拟电路130、逻辑电路180、第一调压器REG1、第二调压器REG2等的结构以及工作均不限于本实施方式所说明的范围，能够进行各种变形。此外，应用了本发明的电子电路或IC(物理量检测电路)并不仅限于适用于数字输出，还能够适用于不具有ADC133的模拟输出。作为物理量检测传感器，除了加速度传感器以外，还能够应用于例如角速度传感器、压力传感器等对物理量进行检测的各种传感器中。
符号说明
1…物理量检测传感器(加速度传感器)；10…物理量检测传感器元件(加速度传感器元件)；100IC…(电子电路)；130…模拟电路；131…QV放大器(电荷-电压转换电路)；132…可编程放大器(PGM)；133…模拟-数字转换器(ADC)；180…逻辑电路；AM…放大电路；AMP…放大器；BGR…带隙基准电路；CO…相位补偿用电容器；CM…电流镜电路；IS1、IS2…电流源；R1、R2…分压电路；RB1、RB2…第一、第二电阻；REG1…逻辑电源电路(第一调压器)；REG2…模拟电源电路(第二调压器)；SW…开关；VDDA…模拟电源电压；VDDL…逻辑电源电压。

Claims (20)

1.一种物理量检测传感器，其特征在于，具有：
物理量检测传感器元件；
IC，其与所述物理量检测传感器元件相连接，
所述IC包括：
逻辑电路；
模拟电路；
第一调压器，其将基于电源电压而生成的逻辑电源电压供给至所述逻辑电路；
第二调压器，其被切换为开启或禁用，并在被设定为所述开启时，将基于所述电源电压而生成的模拟电源电压供给至所述模拟电路；
开关，其在所述第二调压器被设定为所述禁用时，将所述逻辑电源电压供给至所述模拟电路。
2.如权利要求1所述的物理量检测传感器，其特征在于，
根据将所述第二调压器设定为所述禁用的信号，而将所述开关切换为导通或断开。
3.如权利要求1所述的物理量检测传感器，其特征在于，
所述逻辑电源电压的电压电平与所述模拟电源电压的电压电平实质上是相等的。
4.如权利要求1所述的物理量检测传感器，其特征在于，
在进行所述IC的检查时，所述第一调压器生成与所述逻辑电源电压相比而较高的检查电压，并经由所述开关而将所述检查电压供给至所述模拟电路。
5.如权利要求1所述的物理量检测传感器，其特征在于，
所述物理检测传感器元件为静电电容型传感器元件，
所述模拟电路包括电荷-电压转换电路，所述电荷-电压转换电路将来自所述静电电容型传感器元件的电荷转换为电压，
在所述第二调压器被设定为所述禁用时，所述电荷-电压转换电路被设定为禁用。
6.如权利要求5所述的物理量检测传感器，其特征在于，
所述模拟电路还具有可编程增益放大器，所述可编程增益放大器以所设定的增益而对来自所述电荷-电压转换电路的输出信号进行放大，
在所述第二调压器被设定为所述禁用时，所述可编程增益放大器被设定为禁用。
7.如权利要求6所述的物理量检测传感器，其特征在于，
所述模拟电路还具有模拟-数字转换器，所述模拟-数字转换器对来自所述可编程增益放大器的输出信号进行模拟-数字转换，
在所述第二调压器被设定为所述禁用时，所述模拟-数字转换器被设定为禁用。
8.如权利要求7所述的物理量检测传感器，其特征在于，
设定有处理期间，所述处理期间为所述模拟电路根据外部触发而对来自所述物理量检测传感器的信号进行处理的期间，在所述处理期间内，所述第二调压器被设定为所述开启，在所述处理期间外，所述模拟电路被设定为禁用，
所述可编程增益放大器以及所述模拟-数字转换电器中的至少一方在所述处理期间内所设定的休眠期间内，被设定为禁用。
9.如权利要求1所述的物理量检测传感器，其特征在于，
所述第一调压器包括：
差动型的放大电路，其在非反相输入端子与反相输入端子之间具有基于功函数差电压而产生的偏置电压；
第一电阻以及第二电阻，所述第一电阻以及第二电阻被串联地设置于所述放大电路的输出节点与第一电源节点之间；
相位补偿用电容器，其一端与所述第一电阻和所述第二电阻的连接节点相连接，
所述连接节点的信号被反馈至所述放大电路的所述非反相输入端子，所述输出节点的信号被反馈至所述放大电路的所述反相输入端子。
10.如权利要求9所述的物理量检测传感器，其特征在于，
所述第一调压器还具有：
电流源，其在所述第一调压器启动时和所述第二调压器为开启亦即过负载时，生成电流；
电流镜电路，其使所述第一调压器增加与所述电流源中流通的电流相等的电流。
11.如权利要求1所述的物理量检测传感器，其特征在于，
所述第二调压器具有：
带隙基准电路；
放大器，其对来自所述带隙基准电路的带隙基准电压进行放大；
分压电路，其被设置于所述放大器的负反馈路径上，
将所述带隙基准电压作为基准电压，以使所述分压电路的电压与所述带隙基准电压的电位一致的方式，通过所述放大器而进行负反馈控制。
12.一种电子设备，其特征在于，
具有权利要求1至11中任一项所述的物理量检测传感器。
13.一种移动体，其特征在于，
具有权利要求1至11中任一项所述的物理量检测传感器。
14.一种电子电路，其特征在于，包括：
逻辑电路；
模拟电路；
第一调压器，其将基于电源电压而被生成的逻辑电源电压供给至所述逻辑电路；
第二调压器，其被切换为开启或禁用，并在被设定为所述开启时，将基于所述电源电压而生成的模拟电源电压供给至所述模拟电路；
开关，其在所述第二调压器被设定为所述禁用时，将所述逻辑电源电压供给至所述模拟电路。
15.如权利要求14所述的电子电路，其特征在于，
根据将所述第二调压器设定为所述禁用的信号，而将所述开关切换为导通或断开。
16.如权利要求14所述的电子电路，其特征在于，
所述逻辑电源电压的电压电平与所述模拟电源电压的电压电平实质上是相等的。
17.如权利要求14所述的电子电路，其特征在于，
在所述电子电路的检查时，所述第一调压器生成与所述逻辑电源电压相比而较高的检查电压，并经由所述开关而将所述检查电压供给至所述模拟电路。
18.如权利要求14所述的电子电路，其特征在于，
所述电子电路与静电电容型传感器元件相连接，
所述模拟电路包括将来自所述静电电容型传感器元件的电荷转换为电压的电荷-电压转换电路，
在所述第二调压器被设定为所述禁用时，将所述电荷-电压转换电路设定为禁用。
19.如权利要求18所述的电子电路，其特征在于，
所述模拟电路还具有可编程增益放大器，所述可编程增益放大器以所设定的增益而对来自所述电荷-电压转换电路的输出信号进行放大，
在所述第二调压器被设定为所述禁用时，所述可编程增益放大器被设定为禁用。
20.如权利要求19所述的电子电路，其特征在于，
所述模拟电路还具有模拟-数字转换器，所述模拟-数字转换器对来自所述可编程增益放大器的输出信号进行模拟-数字转换，
在所述第二调压器被设定为所述禁用时，所述模拟-数字转换器被设定为禁用。
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