CN106324283A

CN106324283A - 具有自测试模式的mems传感器装置

Info

Publication number: CN106324283A
Application number: CN201610479901.2A
Authority: CN
Inventors: 热罗姆·易雅尔贝; 马格丽特·莱斯莉·尼芬; 安德鲁·C·麦克尼尔
Original assignee: Freescale Semiconductor Inc
Current assignee: NXP USA Inc
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2017-01-11
Also published as: EP3112880A1; EP3112880B1; US20170003315A1

Abstract

一种微机电系统(MEMS)装置包括：微机电系统(MEMS)传感器；检测器电路；控制器电路，该控制器电路与该MEMS传感器耦合；第一连接件，该第一连接件布置在该MEMS传感器的第一输出与该检测器电路的第一输入之间；第二连接件，该第二连接件布置在该MEMS传感器的第二输出与该检测器电路的第二输入之间；以及第一开关，该第一开关布置在该第一连接件中。该控制器电路被配置成在第一测试模式期间断开该第一开关，以便连接该检测器电路的仅单个输入与该MEMS传感器的输出。可以提供另一开关以将该MEMS传感器的两个输出连接到该检测器电路的单个输入。

Description

具有自测试模式的MEMS传感器装置

技术领域

本发明涉及具有自测试模式的微机电系统(MEMS)装置，例如，紧凑型MEMS加速度计装置。

背景技术

MEMS装置典型地包括大小在1微米到100微米(即，0.001mm到0.1mm)之间并且一般来说大小在从20微米(0.02mm)到1毫米范围内的组件。MEMS装置可以由与周围环境相互作用的若干组件构成，例如，微传感器。此类微传感器的例子是加速度传感器，加速度传感器典型地包括质量块，该质量块可在加速度影响下相对于装置的主体移动。MEMS加速度传感器典型地包括由几对配合的表面构成的电容器，每对中的一个表面位于可移动主体上并且每对中的另一个表面位于传感器的主体上。取决于加速度方向，因加速度引起的移动可以致使电容器的电容值发生变化。在一些类型的加速度传感器中，可以通过将激励电压施加到电容器并且测量流入可移动质量块中的任何电流来确定电容值的此变化。

MEMS传感器正日益小型化。为节省空间，传感器的端可以具有双重用途，同时用作激励端以及用作测试端。激励端用来向传感器提供激励电压，从而允许感测或测量所要参数。测试端用来提供测试电压以测试传感器。在一些传感器中，例如，在多对可移动主体能够在相同方向上以及在相反方向上移动的差分加速度传感器中，这些端因传感器布置的对称性而不可能具有直接的双重用途，典型地，当可移动主体在测试期间在相反方向上移动时不产生输出信号。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种微机电系统(MEMS)装置，包括

MEMS传感器；

检测器电路；

控制器电路，所述控制器电路与所述MEMS传感器耦合；

第一连接件，所述第一连接件耦合到所述MEMS传感器的第一输出和所述检测器电路的第一输入；

第二连接件，所述第二连接件耦合到所述MEMS传感器的第二输出和所述检测器电路的第二输入；以及

第一开关，所述第一开关布置在所述第一连接件中，并且被配置成由所述控制器电路控制，

其中所述控制器电路被配置成在第一测试模式期间断开所述第一开关，以便连接所述检测器电路的仅单个输入与所述MEMS传感器的输出。

根据本发明的另一个方面，提供一种操作微机电系统(MEMS)装置的方法，包括

在第一测试模式期间，断开在MEMS传感器的第一输出与检测器电路的第一输入之间的第一开关，以便连接所述检测器电路的仅单个输入与所述MEMS传感器的输出；

在所述第一测试模式期间，向所述MEMS传感器的激励端提供测试激励信号；以及

在所述第一测试模式期间，检测流过所述检测器电路的所述单个输入的任何电流。

附图说明

将参考图式仅借助于例子描述本发明的另外的细节、方面和实施例。为简单和清晰起见示出各图中的元件，并且这些元件未必按比例绘制。在各图中，与已经描述的元件相对应的元件可以具有相同的附图标记。

图1示意性地示出在操作中的差分MEMS加速度传感器装置的例子。

图2示意性地示出用于差分MEMS加速度传感器的激励电压的例子。

图3示意性地示出在测试模式中的差分MEMS加速度传感器装置的例子。

图4示意性地示出根据本发明的MEMS传感器装置的第一实施例。

图5示意性地示出根据本发明的MEMS传感器装置的第二实施例。

图6示意性地示出根据本发明的MEMS传感器装置的第三实施例。

图7示意性地示出根据本发明的MEMS传感器装置的第四实施例。

图8示意性地示出根据本发明的MEMS传感器装置的第五实施例。

图9示意性地示出根据本发明的MEMS装置的操作方法的第一实施例。

图10示意性地示出根据本发明的MEMS装置操作方法的第二实施例。

具体实施方式

如上所述，MEMS传感器的端可以具有双重用途，同时用作激励端以及用作测试端，但是传感器的对称性会阻止在测试期间产生输出信号。在本发明的实施例中，通过以不对称方式读取传感器值，可能实现差分MEMS传感器的端的双重用途。为此目的，在本发明的实施例中，可以使用开关，这些开关在测试模式中连接检测器电路的仅单个输入与MEMS传感器的输出。在本发明的实施例中，可以使用交叉连接的至少一个另外的开关来连接检测器电路的仅单个输入与MEMS传感器的两个输出，以便提高MEMS装置的灵敏度。

在下文中，为了便于理解，描述在操作中的电路。然而，很明显，对应的元件被布置成执行被描述为通过这些元件执行的功能。

图1中示意性地示出了根据现有技术的MEMS传感器装置。图1的装置包括传感器单元10和检测器单元20。传感器单元10包括标记为质量块1的第一可移动质量块和标记为质量块2的第二可移动质量块。每个可移动质量块布置在两个静止的板之间：第一质量块在板S11与S12之间，并且第二质量块在板S21与S22之间。每个板与质量块的表面间隔开并且面向该表面，以便分别构成电容器C11、C12、C21和C22。由于电容器的电容随电容器的表面之间的距离而变化，因此电容的变化可以表示质量块的移动以及因此表示加速度。

质量块能够在加速度影响下沿着至少一个轴线移动。在图1中示出的例子中，归因于加速度，两个质量块分别在方向D1和D2上移动。可见，在当前的例子中，这些方向相同。应注意，图1中示出的布置是配置用于检测或测量在仅一个维度中的加速度，例如竖直方向(Y轴)。利用两个这种布置，可以在两个维度中检测或测量加速度，例如水平和竖直方向(X轴和Y轴)。另外的第三布置(该第三布置不必与前两个布置相同)允许在全部三个维度中检测加速度。

内板S12和S21连接到第一激励端ET1，而外板S11和S22电连接到第二激励端ET2。如图2A中所示，可以向这些端施加激励电压。激励电压用来产生与因电容变化引起的任何电荷位移相对应的电流。这些电流(与图1中的电荷Q1和Q2的位移对应)可以通过检测器单元20检测到，并被转换成指示加速度的输出电压Vout。

在图2A的例子中，等于参考电压Vref的激励电压EV1和EV2通常分别被施加到激励或输入端ET1和ET2。在一些应用中，电压Vref可以是0.8V或1.0V，但是这将取决于特定的MEMS传感器。质量块1和质量块2这两个可移动质量块通常还因它们与检测器单元20连接而处于参考电压Vref下。在一些实施例中，检测器单元20可以包括另外组件，例如电阻器，使得检测器的输入端以及因此质量块通常处于等于参考电压Vref的电压下。

在激励阶段期间，第一激励电压EV1(由连续线指示)初始地升高到2×Vref，而第二激励电压EV2(由中断线指示)降低为零，因此跨输入端ET1和ET2形成2×Vref的电压差。此电压差将对电容器C11、C12、C21和C22充电。在没有加速度的情况下，例如，电容器C11和C12的电容将大致相等，并且流过电容器C11的电流将大致等于流过电容器C12的电流。然而，在存在加速度的情况下，第一可移动质量块将(例如)在图1中指示的方向D1上移动。由于此移动，电容器C11的电容将升高(由板S11与质量块1之间的较小距离引起)，而电容器C12的电容将下降(由板S12与质量块1之间的较大距离引起)。因此，通过电容器C11的电流将大于通过电容器C12的电流。电流中的此差值将通过从检测器20流入质量块1中的电流补偿，因此使电荷Q1发生位移。当第二可移动质量块在经历加速度时在方向D2(方向D2在图1的例子中等于方向D1)上移动时，与电荷Q2对应的电流将流入质量块2这个第二可移动质量块中。

在图2A的例子中，激励阶段包括第一激励周期Exc1，在该第一激励周期Exc1中，施加到第一激励端ET1的第一激励电压EV1等于2Vref，而施加到第二激励端ET2的第二激励电压EV2等于零。激励阶段可以另外包括第二激励周期Exc2，在该第二激励周期Exc2中激励电压被反向，第一激励电压EV1等于零且第二激励电压EV2等于2Vref。在此第二激励周期中，同样，在存在加速度的情况下，电流将因电容器的充电和放电而流动。激励电压的反向有助于去除测量偏差。

应注意，图2A中示出的激励阶段前面是空闲阶段，在空闲阶段中激励电压恒定且等于Vref。在典型实施例中，每个激励周期可以花费大致10μs(微秒)，但是也可以使用更长或更短的激励周期。

可以通过检测器电路20检测到电流朝向质量块(或从质量块)的任何流动，检测器电路20在当前的例子中包括差分放大器DA，该差分放大器DA具有双重输出：高输出和低输出。这些输出之间的任何电压差构成表示加速度的输出电压Vout。在没有加速度的情况下，每一对电容器(S11和S12；S21和S22)的电容的变化为零，从而导致零输出信号Vout。

激励端ET1和ET2还可以用作测试电极，以向传感器施加测试信号。电极的此双重用途消除了对单独的测试电极的需要，并且由此节省了MEMS传感器中的空间。为了测试MEMS传感器，可以测试序列使用激励电压EV1和EV2，图2B中示意性地示出了测试序列的例子。

在图2B的测试序列中，激励周期Exc1和Exc2前面是测试周期。第一激励周期Exc1与测试周期间隔开中间周期，在该中间周期中，激励电压EV1和EV2等于参考电压Vref。此中间周期的持续时间t可以例如是4μs(微秒)。在测试周期期间，在当前的例子中，第二激励电压EV2等于参考电压的两倍，而第一激励电压EV1等于Vref。这使得跨输入端ET1和ET2以及因此跨板对S11-S12和S22-S21的电压差等于Vref，板S11和S22的电压(2.Vref)比板S12和S21的电压(Vref)更高。这将使质量块被吸引到板S11和S22。由于质量块具有与连接到第一输入端ET1的内板S12和S21相同的电压(Vref)，因此质量块将既不被吸引到这些内板也不被这些内板排斥。因此，由于至连接到第二输入端ET2的外板S11和S22的吸引力，质量块将朝向这些外板移动。在图3的现有技术布置中示出了这种情况，在图3中示出板在相反方向D1和D2′上移动。

质量块的移动将引起电荷Q1和Q2的位移并且将因此使电流流动，该电流流动应通过检测器电路检测到。然而，由于在测试阶段质量块在相反方向上移动，因此流入每个质量块中的电流将相等。因此，差分放大器DA将无法检测到在测试阶段的激励周期期间的任何变化。因此，通过将激励端用作测试电极来测试差分MEMS传感器装置不会得到有意义的结果，除非采取另外的措施。

图4中示意性地示出了根据本发明的实施例的MEMS传感器装置。图4的示例性MEMS传感器装置1包括MEMS传感器10、检测器电路20和控制器30。装置1可以含有另外的组件，然而，为图示的清楚起见，图4中未示出另外的组件。

MEMS传感器10可以是如图1和3中所示的差分双质量块加速度传感器，但是本发明不限于此。更具体地说，例如，MEMS传感器可以是具有四个或六个质量块的加速度传感器，或是差压传感器。MEMS传感器包括第一激励(或输入)端ET1、第二激励(或输入)端ET2、第一质量块(或输出)端MT1和第二质量块(或输出)端MT2。当MEMS传感器是如图1和3中所示的加速度传感器时，质量块端可以连接到可移动质量块。应注意，图1和3中示出的加速度传感器可以在较小集成电路中实现，因为该加速度传感器具有仅两个激励端(图1和3中的ET1和ET2)并且因此仅需要集成电路上的两个连接垫。相较于具有大量的激励端的加速度传感器，此类加速度传感器减少了电连接件的数目以及集成电路的表面积两者。

图4的检测器电路10包括第一检测器输入端DI1、第二检测器输入端DI2、第一检测器输出端DO1和第二检测器输出端DO2。检测器电路20可以包括差分放大器DA，该差分放大器DA具有分别连接到第一检测器输入端和第二检测器输入端的正输入和负输入。差分放大器DA具有双输出：与第一检测器输出DO1相连接并且提供正输出电压Vop的正输出，以及与第二检测器输出DO2相连接并且提供负输出电压Von的负输出。正输出电压Vop与负输出电压Von之间的差可以构成检测器输出电压Vout。检测器电路另外包括布置在差分放大器DA的正输入与正输出之间的第一反馈电容器Cf1，以及布置在差分放大器DA的负输入与负输出之间的第二反馈电容器Cf2。除了提供反馈回路以外，这些电容器(不与传感器的电容器相混淆)还提供可以馈送到传感器10的电荷Q1和Q2。应注意，与电荷Q1和Q2相对应的电流可以朝向传感器10并且因此远离检测器20而流动，或在相反方向上流动。另外，端DI1和DI2标记为检测器输入，因为从电压视角来看它们构成输入端。

在示出的实施例中，控制器30向传感器10的激励(或输入)端ET1和ET2提供激励信号ES。这些激励信号可以对应于图2A和2B中示出的那些激励信号。另外，在示出的实施例中，控制器向开关S1提供控制信号，这将在下文进行阐述(为图示的清楚起见，仅借助于箭头指示控制器30与开关S1之间的连接)。在一些实施例中，可以提供两个单独的控制器，一个用于提供激励信号且一个用于提供开关控制信号。在图4中示出的实施例中，示出单个集成控制器。

第一连接件C1示出为连接MEMS传感器10的第一质量块(或输出)端MT1与第一检测器输入DI1。类似地，第二连接件C2示出为连接MEMS传感器10的第二质量块(或输出)端MT2与第二检测器输入DI2。如参考图3所解释，将测试序列的激励电压施加到连接到差分检测器的对称传感器将典型地不产生非零输出电压。因此，在本发明的实施例中，仅检测器电路的一个输入连接到传感器。为此目的，在图4的实施例中，在第一连接件C1中提供(第一)开关S1，以在测试阶段期间断开检测器20的第一输入DI1与传感器10的连接。当开关S1断开时，如图所示，电流可以仅流过第二连接件C2。因此，仅一个输入(在当前的例子中：DI2)连接到MEMS传感器10，更具体地说，连接到MEMS传感器的第二输出端子MT2。以此方式，检测器10接收不对称输入。电荷(Q2)的任何位移将仅可在第二检测器输入DI2处检测到，因为在第一检测器输入DI1处将没有电流流动。响应于如图2B中所示的测试序列，检测器20将因此产生非零输出信号Vout。与现有技术相比，本发明的不对称布置允许激励端ET1和ET2被用作测试端，例如，用于测试具有偶数个质量块的加速度传感器。

开关S1仅在测试阶段期间断开，例如，当施加如图2B中所示的测试电压序列时。在装置的正常操作(也可以称为感测模式)期间，开关S1闭合，使得检测器电路20的每个输入连接到传感器10的对应输出。控制器30被配置用于在正常操作期间闭合开关S1，并且用于在测试传感器时断开该开关。另外，控制器30在正常操作期间产生规则激励信号ES，并且在测试阶段期间产生测试激励信号(例如，如图2B中所示，在规则激励信号之前具有测试信号)。控制器另外被配置用于使开关的断开和闭合与适当的激励信号的产生同步。

在图4的实施例中，第一连接件C1具有开关，以便在传感器与检测器之间提供可中断的连接。应理解，单个开关(图4中的S1)可以替换地容纳在第二连接件C2中，第一连接件C1是永久性的。

在图5的实施例中，连接件C1和C2均具有开关。第一开关S1设置在第一连接件C1中，而第二开关S2设置在第二连接件C2中。此布置允许交替地在测试阶段期间断开开关中的一个开关，而在正常操作期间闭合这两个开关。在图5中示出的状态中，开关1闭合，因此连接传感器的第一输出MT1与检测器电路的第一输入DI1，而开关2断开，因此断开第二输出MT2与第二输入DI2的连接。

应注意，通过闭合第一开关S1，可以测试第一可移动质量块(例如，图1和3中的质量块1)，而通过闭合第二开关S2，可以测试第二可移动质量块(例如，图1和3中的质量块2)。这允许独立地测试两个质量块。

在图6的实施例中，在传感器10的第一输出(或MEMS端)MT1与检测器20的第二输入(或检测器输入)DI2之间设置另外的连接件C3。具有第三开关S3的此跨接连接件C3允许检测器电路的单个输入与传感器的两个输出相连接。以此方式，两个质量块均与单个检测器输入相连接，因此使能够在测试阶段期间流动的电流加倍，并且由此提高测试的灵敏度和精确性。在图6中示出的测试状态中，第一开关S1断开以便断开第一检测器输入DI1，而第二开关S2和第三开关S3被闭合，从而连接两个传感器输出MT1和MT2与第二检测器输入DI2。第三连接件C3的添加允许另外的电荷Q2′到达传感器。应理解，在图6的布置的正常(非测试)操作期间，开关S1和S2将闭合而开关S3将断开。可以通过控制器30操作开关S1、S2和S3。

在图7的实施例中，第四连接件C4布置在第二传感器输出MT2与第一检测器输入DI1之间。此第四连接件C4具有第四开关S4，该第四开关S4在正常操作期间断开，但是可以被闭合以允许另外的电荷到达传感器。典型地，S4将仅在测试阶段期间在S1保持闭合时闭合。类似地，S3和S4中的仅一个开关将在测试阶段期间闭合。如在先前实施例中，开关可以全部由控制器30控制。

可见，交叉连接件C3和C4以及它们相关联的开关S3和S4还可以用于在正常操作期间反转传感器10与检测器30之间的连接：通过断开第一开关S1和第二开关S2并且闭合第三开关S3和第四开关S4，第一传感器输出MT1被连接到第二检测器输入DI2，且反之亦然。这允许双重测量，使得能够去除检测器电路的任何偏移。

在图8的实施例中，将平衡电容器Cb添加到图6的配置，以便使反馈系数不匹配和共模噪声转换最小化。平衡电容器布置在参考端RT与另一连接件C5之间，该连接件C5又布置在检测器输入端DI1与DI2之间。该另外的连接件C5具有串联布置的两个开关S5和S6，开关S5和S6中的至少一个开关正常应断开以防止使检测器输入短路。通过交替地闭合开关S5和S6中的一个开关，检测器输入端DI1和DI2中的一个输入端可以与电容器Cb相连接。可以将参考电压Vref施加到参考端RT。

可以用并联布置的两个或更多个电容器替换单个平衡电容器Cb，并且可以使用连接件C5中的另外的开关来连接这些并联电容器中的一个或多个电容器与检测器输入端中的任一个或两个输入端。

应理解，可以在不脱离本发明的范围的情况下组合上述实施例。例如，具有两个交叉连接件C3和C4的图7的实施例可以与图8的电容器布置组合。类似地，图8的电容器布置也可以应用于图3的实施例。

图9中示意性地示出了根据本发明的操作MEMS装置的方法的示例性实施例。图9的实施例包括初始步骤101(“开始”)，接着是步骤102，在步骤102中断开MEMS装置与检测器电路之间的连接件中的第一开关。步骤102的第一开关可以对应于图4到8中示出的第一开关S1，但是也可以对应于例如图4到8的第二开关S2。在第三步骤103中，向MEMS装置的激励端(例如，图1和3中示出的激励端ET1和ET2)提供测试模式激励信号。在第四步骤104中，通过检测器电路(例如，图4到8中示出的检测器电路20)检测流入MEMS装置或从MEMS装置流出的任何电流。在第五步骤105中该方法结束。

图10中示意性地示出了根据本发明的操作MEMS装置的方法的另一示例性实施例。图10的实施例包括初始步骤201(“开始”)，接着是步骤202，在步骤202中断开MEMS装置与检测器电路之间的连接件中的第一开关。步骤202的第一开关可以对应于图4到8中示出的第一开关S1，但是也可以对应于例如图4到8的第二开关S2。在第三步骤203中，向MEMS装置的激励端(例如，图1和3中示出的激励端ET1和ET2)提供测试模式激励信号。在第四步骤204中，通过检测器电路(例如，图4到8中示出的检测器电路20)检测流过MEMS装置的输出的任何电流。

在第五步骤205中，终止第一测试模式，闭合第一开关。在第六步骤206中，开始第二测试模式，断开第二开关。步骤206的第二开关可以对应于图4到8中示出的第二开关S2，但是也可以对应于例如图4到8的第一开关S1。在第七步骤207中，向MEMS装置的激励端(例如，图1和3中示出的激励端ET1和ET2)提供测试模式激励信号。在第八步骤208中，通过检测器电路(例如，图4到8中示出的检测器电路20)检测流过MEMS装置的输出的任何电流。在第九步骤209中该方法结束。通过使用两个测试模式，在每个测试模式中断开不同的开关，可以更准确地执行测试，因为任何偏差都可以得以补偿。

应注意，在本发明的实施例中，可以使用开关来连接一个或多个可移动质量块与检测器电路的仅一个输入。在典型实施例中，质量块保持与传感器的激励(或输入)端电隔离。以此方式，与质量块相关联的每一对板中的两个板均可以用来吸引或排斥质量块。

在本发明的实施例中，MEMS传感器10可以是加速度传感器，例如图1和3中示出的加速度传感器。这种类型的加速度传感器具有仅包括两个激励端的优点，因此减少了用于连接垫所需的表面积和电连接件的数目。另外，对称设计使得自测试期间的传感器输出基本上对物理加速度不敏感。

在本发明的其它实施例中，可以使用MEMS加速度传感器，或具有超过两个激励端(例如，四个或八个激励端)的其它MEMS传感器。

本发明的实施例可以描述为一种微机电系统(MEMS)装置，包括：微机电系统(MEMS)传感器；检测器电路；控制器电路，该控制器电路与MEMS传感器耦合；第一连接件，该第一连接件布置在MEMS传感器的第一输出与检测器电路的第一输入之间；第二连接件，该第二连接件布置在MEMS传感器的第二输出与检测器电路的第二输入之间；以及第一开关，该第一开关布置在第一连接件中，其中控制器电路被配置成在第一测试模式期间断开第一开关，以便连接检测器电路的仅单个输入与MEMS传感器的输出。

本发明的另外实施例可以描述为一种MEMS装置，该MEMS装置另外包括布置在第二连接件中的第二开关，其中控制器电路另外被配置成在第一测试模式期间闭合第二开关。控制器电路可以另外被配置成在第一测试模式期间断开第一开关并闭合第二开关，并且在第二测试模式期间闭合第一开关并断开第二开关，以便交替地连接检测器电路的仅单个输入与MEMS传感器的输出。

本发明的实施例提供一种消费者装置，例如安全气囊，该消费者装置具有如上所述的MEMS传感器装置。本发明的另外的实施例提供一种操作微机电系统(MEMS)装置的方法，包括在第一测试模式期间断开在MEMS传感器的第一输出与检测器电路的第一输入之间的第一开关，以便连接检测器电路的仅单个输入与MEMS传感器的输出。

本发明的实施例的控制器功能可以实施于在计算机系统上运行的计算机程序中，该计算机程序至少包括代码部分，这些代码部分当在可编程设备(例如，计算机系统)上运行时用于执行根据本发明的方法的步骤，或使可编程设备能够执行根据本发明的装置或系统的功能。举例来说，计算机程序可以包括以下各项中的一种或多种：子例程、函数、程序、目标方法、目标实施方案、可执行应用程序、小程序、服务器小程序、源代码、目标代码、共享库/动载库和/或设计用于在计算机系统上执行的其它指令序列。计算机程序可以提供在数据载体上，例如CD ROM或磁盘，数据载体存储有可加载在计算机系统的存储器中的数据，数据表示计算机程序。数据载体可以另外是数据连接，例如电话线缆或无线连接。

在前述说明书中，已经参考本发明的实施例的特定例子描述了本发明。然而，将显而易见，在不脱离如所附权利要求书中阐述的本发明的范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。例如，连接可以是适合于例如经由中间装置从对应的节点、单元或装置传送信号或将信号传送到对应的节点、单元或装置的任何类型的连接。因此，除非另外暗示或陈述，否则连接可以是例如直接连接或间接连接。

功能上形成单独装置的装置可以在单个物理装置中整合。另外，单元和电路可以在一个或多个半导体装置中适当地组合。

然而，其它修改、变化和替代方案也是可能的。因此，说明书和图式应被视为具有示意性意义而非限制性意义。

在权利要求书中，放置在圆括号之间的任何附图标记不应被解释为限制该权利要求。词语‘包括’不排除除了权利要求中所列的那些元件或步骤之外的其它元件或步骤的存在。此外，如本文中所使用，术语“一”被定义为一个或一个以上。而且，权利要求书中例如“至少一个”和“一个或多个”等介绍性短语的使用不应解释为暗示由不定冠词“一”引出的另一权利要求要素将含有此引出的权利要求要素的任何特定权利要求限制为仅含有一个此要素的发明，甚至是在同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和例如“一”等不定冠词时。对于定冠词的使用也是如此。除非另外说明，否则例如“第一”和“第二”等术语用于任意地区分此类术语所描述的元件。因此，这些术语不一定意图指示此类元件的时间或其它优先级。在彼此不同的权利要求中叙述某些措施这一单纯事实并不表示不能使用这些措施的组合来获得优势。

Claims

1.一种微机电系统(MEMS)装置，其特征在于，包括

MEMS传感器；

检测器电路；

控制器电路，所述控制器电路与所述MEMS传感器耦合；

2.根据权利要求1所述的MEMS装置，其特征在于，另外包括

布置在所述第二连接件中的第二开关，

其中所述控制器电路另外被配置成在所述第一测试模式期间闭合所述第二开关。

3.根据权利要求2所述的MEMS装置，其特征在于，所述控制器电路另外被配置成

在第二测试模式期间，闭合所述第一开关并断开所述第二开关，其中所述第一测试模式和所述第二测试模式可以

交替地连接所述检测器电路的单个输入与所述MEMS传感器的输出。

4.根据权利要求1所述的MEMS装置，其特征在于，另外包括

第三连接件，所述第三连接件在所述MEMS装置的所述第一输出与所述检测器电路的所述第二输入之间；以及

第三开关，所述第三开关布置在所述第三连接件中，并且被配置成由所述控制器电路控制，

其中所述控制器电路被配置成在第一测试模式期间闭合所述第三开关，以便连接所述检测器电路的仅单个输入与所述MEMS传感器的两个输出。

5.根据权利要求4所述的MEMS装置，其特征在于，另外包括

第四连接件，所述第四连接件在所述MEMS传感器的所述第二输出与所述检测器电路的所述第一输入之间；以及

第四开关，所述第四开关布置在所述第四连接件中，并且被配置成由所述控制器电路控制，

其中所述控制器电路另外被配置成在所述第一测试模式期间断开所述第四开关，以便连接所述检测器电路的仅单个输入与所述MEMS传感器的两个输出。

6.根据权利要求5所述的MEMS装置，其特征在于，所述控制器电路另外被配置成

在第二测试模式期间，断开所述第三开关并闭合所述第四开关，其中所述第一测试模式和所述第二测试模式可以

交替地连接所述检测器电路的仅单个输入与所述MEMS传感器的两个输出。

7.根据权利要求1所述的MEMS装置，其特征在于，另外包括

第五开关，所述第五开关布置在所述检测器电路的所述第一输入与连接到参考电压端的第一电容器之间，所述第五开关被配置成由所述控制器电路控制；以及

第六开关，所述第六开关布置在所述检测器电路的所述第二输入与连接到所述参考电压端的第二电容器之间，所述第六开关被配置成由所述控制器电路控制，

其中所述控制器电路被配置成

在所述第一测试模式期间，断开所述第五开关并闭合所述第六开关，并且

在第二测试模式期间，闭合所述第五开关并断开所述第六开关，

以便交替地经由电容器将一个输入连接到所述参考电压端。

8.根据权利要求1所述的MEMS装置，其特征在于，所述控制器电路被配置成在感测模式期间向所述MEMS传感器提供第一组激励电压，并且在所述第一测试模式期间向所述MEMS传感器提供第二组激励电压。

9.根据权利要求1所述的MEMS装置，其特征在于，所述控制器电路被配置成

在感测模式期间向所述MEMS传感器提供第一组激励电压，并且在第二测试模式期间向所述MEMS传感器提供第二组激励电压，并且被配置成

在所述第二测试模式期间，闭合所述第一开关并断开所述第二开关，其中所述第一测试模式和所述第二测试模式可以

10.根据权利要求9所述的MEMS装置，其特征在于，所述控制器电路被配置成向相同传感器端提供所述第一组激励电压和所述第二组激励电压。

11.根据权利要求1所述的MEMS装置，其特征在于，所述检测器电路包括差分放大器。

12.根据权利要求11所述的MEMS装置，其特征在于，所述差分放大器具有双输出。

13.根据权利要求1所述的MEMS装置，其特征在于，所述MEMS传感器是加速度传感器。

14.根据权利要求13所述的MEMS装置，其特征在于，所述MEMS传感器包括偶数个可移动质量块。

15.根据权利要求14所述的MEMS装置，其特征在于，所述MEMS传感器包括每维度两个可移动质量块。

16.一种消费者装置，其特征在于，包括

微机电系统(MEMS)传感器；

检测器电路；

控制器电路，所述控制器电路与所述MEMS传感器耦合；

第二连接件，所述第二连接件布置在所述MEMS传感器的第二输出与所述检测器电路的第二输入之间；以及

第一开关，所述第一开关布置在所述第一连接件中；

17.根据权利要求16所述的消费者装置，其特征在于，另外包括安全气囊。

18.一种操作微机电系统(MEMS)装置的方法，其特征在于，包括

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，包括，

在第二测试模式期间，闭合所述第一开关；以及

在所述第二测试模式期间，断开所述第二开关；以及

在所述第二测试模式期间，向所述MEMS传感器的激励端提供测试激励信号；以及

在所述第二测试模式期间，检测流过所述检测器电路的所述单个输入的任何电流。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，另外包括

在感测模式期间，向所述MEMS传感器的所述激励端提供感测模式激励信号，在所述第一测试模式期间已经向所述激励端提供测试激励信号。