CN111734874A - 半导体器件 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及半导体器件。半导体器件控制第一电路，该第一电路用于向由线圈和可动铁芯构成的闭锁螺线管和永磁体提供/停止由直流电源提供的电流，该电流基于来自电流检测电路的输入来测量。该半导体器件包括控制电路，该控制电路具有低功耗模式和正常操作模式，在该低功耗模式中泄漏电流减小。当没有电流流过线圈时，控制电路保持低功耗模式，而当电流流过线圈时，保持正常操作模式。所述控制电路进一步被配置成在可动铁芯与永磁体分离时检测由电流检测电路检测到的电流的拐点。

Description

半导体器件
相关申请的交叉引用
这里通过参考并入2019年3月25日提交的第2019-056603号日 本专利申请的全部公开内容，包括说明书、附图和摘要。
技术领域
本公开涉及半导体器件，并且适用于控制例如闭锁螺线管的半导 体器件。
背景技术
螺线管阀(电磁阀)是一种电驱动阀。它具有通过利用电磁体的 磁力移动被称为柱塞的铁件来打开和关闭阀(阀门)的机构，并且被 用于流体(液压、气压、水压等)通过的管道中的流量的打开和关闭 控制。
虽然螺线管在狭义上是指线圈，但在工程领域中，可动铁芯、固 定芯通常是指由线圈组成的操作机构，它是指操作机构规格。闭锁螺 线管是在螺线管的固定芯中使用永磁体的自保持型，因为使用永磁体 的吸引力的保持是低功率的。
闭锁螺线管型的螺线管阀，例如，阀门通过可动铁芯移向永磁体 侧而被打开，并且阀门通过可动铁芯移与永磁体分离而被关闭。闭锁 螺线管型的螺线管阀，如专利文献1所示，当可动铁芯移到永磁体侧 时，由于螺线管(线圈)电流的快速变化而出现底部，因此终点检测 容易。
下面列出了公开的技术。
[专利文献1]日本未审查专利申请公开号：Sho 59(1984)-171803
发明内容
另一方面，闭锁螺线管型的螺线管阀，当可动铁芯远离永磁体时， 不进行终点检测。其他目的和新颖特征将从本公开和附图的描述中变 得明显。
下面简要说明本公开中的典型实施例的概述。也就是，半导体器 件控制第一电路，第一电路用于停止/提供由直流电源向由线圈和可动 铁芯组成的闭锁螺线管和永磁体供应的电流，该电流基于来自电流检 测电路的输入来测量。半导体器件包括具有低功耗模式和正常操作模 式的控制电路，在低功耗模式中泄漏电流被减小。当没有电流流过线 圈时，控制电路保持低功耗模式，并且当电流流过线圈时，控制电路 保持正常操作模式。此外，当可动铁芯和永磁体分离时，该控制电路 被配置成检测由电流检测电路检测到的电流的拐点。
根据上述半导体器件，可以确定闭锁螺线管的可动铁芯远离永磁 体。
附图说明
图1A和图1B是示出闭锁螺线管型螺线管阀的配置的图，图1A 是示出螺线管阀被关闭的状态的图，图1B是示出螺线管阀被打开的 状态的图。
图2A至图2G是示出感应磁场和外部磁场平行的情况的图。图 2A是表示线圈的磁场的图，图2B是表示当线圈中没有可动铁芯时磁 场的变化的图，图2C是表示当线圈中没有可动铁芯时线圈电流的变 化的图，图2D是表示当线圈中有可动铁芯时磁场的变化的图，图2E 是示出当线圈中有可动铁芯时线圈电流的变化的图。
图3A至图3G是示出感应磁场和外部磁场是反平行的情况的图。 图3A是表示线圈的磁场的图，图3B是表示当线圈中没有可动铁芯 时磁场的变化的图，图3C是表示当线圈中没有可动铁芯时线圈电流 的变化的图，图3D是表示当线圈中有可动铁芯时磁场的变化的图， 图3E是表示当线圈中有可动铁芯时线圈电流的变化的图，图3F是 表示当线圈中没有可动铁芯时磁场的变化的图，图3G是表示当线圈 中没有可动铁芯时线圈电流的变化的图。
图4是示出本实施例的闭锁螺线管的控制系统的配置的图。
图5是示出图4的控制系统的操作的时序图。
图6是示出比较示例的控制系统的操作的时序图。
图7是示出本实施例的闭锁螺线管型螺线管阀的控制系统的配置 的图。
图8是示出图7的控制系统的操作的时序图。
图9是示出图7的控制系统的操作的时序图。
图10A是示出实施例的终点检测算法的流程图。
图10B是描述实施例的用于检测终点的算法的流程图。
图11A和图11B是示出图10A和图10B的终点检测算法的图。 图11A是示出线圈电流的时间变化的图，图11B是示出线圈电流/时 间的时间变化的图。
图12是示出第一修改示例的终点检测算法的流程图。
图13A和图13B是示出图11A和图11B的终点检测算法的图。 图13A是示出线圈电流的时间变化的图，图13B是示出ΔI的时间变 化的图。
图14是示意性地示出第一修改示例的算法的图。
图15A和图15B是示出噪声小时线圈电流的特性的图。图15A 是表示线圈电流的时间变化的图，图15B是表示ΔI的时间变化的图。
图16A和图16B是示出噪声大时线圈电流的特性的图。图16A 是表示线圈电流的时间变化的图，图16B是表示ΔI的时间变化的图。
图17是示出第二修改示例的闭锁螺线管型螺线管阀的控制系统 的配置的图。
图18是示出图17的控制系统的操作的时序图。
图19是示出图17的控制系统的操作的时序图。
图20是微控制器的横截面图。
图21是SOTB结构的N沟道MOSFET的横截面图。
图22是SOTB结构的CMOSFET的横截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述实施方式、实施例和修改示例。但是， 在下面的描述中，相同的部件用相同的附图标记表示且可以省略重复 的描述。
首先，将参照附图描述闭锁螺旋管的螺线管阀。图1A和图1B 是示出刻蚀螺线管类型的螺线管阀的配置的图，图1A是示出螺线管 阀被关闭的状态的图，图1B是示出螺线管阀被打开的状态的图。
闭锁螺线管形的螺线管阀10包括作为柱塞的可动铁芯(MC)11、 线圈12、闭锁螺线管15、阀部分19，闭锁螺线管15是由作为固定芯 的弹簧14和永磁体(PM)13构成的操作机构，阀部分19由作为阀 16的开口的节流孔18和整体形成于可动铁芯11的下部的壁17构成。如图1A所示，如果通过使电流流向线圈12而产生的可动铁芯11和 永磁体13的磁力(Fm)小于弹簧14的弹簧力(Fs)(该弹簧力是试 图将可动铁芯11与永磁体13分离的力)(Fm<Fs)，则可动铁芯11 远离永磁体13，阀16关闭节流孔18，螺线管阀处于关闭状态(第一 状态)。如图1B所示，如果通过使电流流向线圈12(Fm)而产生的 可动铁芯11和永磁体13的磁力大于弹簧14的弹簧力(Fs)(Fm>Fs)， 则可动铁芯11被吸附在永磁体13上，阀16远离节流孔18，螺线管 阀处于打开状态(第二状态)。从第二状态过渡到第一状态的情况下 流过线圈12的电流方向与从第一状态过渡到第二状态的情况下流过 线圈12的电流方向是相反的。作为阀，其取决于节流孔、阀、壁等 的硬件配置而被打开或关闭。
这里描述闭锁螺线管中的线圈电流的变化的原理。首先，当感应 磁场和外磁场平行时，即，将参照图2A至图2G描述图1B的螺线管 阀从图1A的螺线管阀被关闭的第一状态过渡到被打开的第二状态的 情况，图2A至图2G是示出感应磁场和外部磁场平行的情况的图。图2A是示出线圈的磁场的图，图2B是示出当线圈中没有可动铁芯 时磁场的变化的图，图2C是示出当线圈中没有可动铁芯时线圈电流 的变化的图。图2D是表示当可动铁芯从线圈稍微突出时感应磁场的 分布的图，图2E是表示在可动铁芯在线圈中心的情况下感应磁场的分布的图，图2F是表示在可动铁芯在线圈中的情况下磁场的变化的 图，图2G是表示在可动铁芯在线圈中的情况下线圈电流的变化的图。
外部磁场(E)是永磁体产生的磁场，并且感应磁场(磁通量： LI)是线圈产生的磁场。其中L是线圈的电感，I是线圈的电流。线 圈具有响应于穿过线圈的磁场之和而产生反电动势(V)的特性，即 总磁通量
Figure BDA0002417763240000051
的时间变化。也就是，
Figure BDA0002417763240000052
在图2A中，当第一开关(SW)接通时，电流(I)开始在线圈 (COIL)中流动，感应磁场增加。因为它会增加完全通过线圈的磁 通量，所以会在线圈中产生反电动势。因此，如图2A所示，在电压 为V的直流电源电压、R的电阻值和L的线圈组成的串联电路中，如 图2C所示，电流(I)不会突然增大到V/R，而是逐渐增大。在足够 长的时间后，由于磁场稳定，反电动势变为零，并且电流(I)稳定 在V/R。这对应于线圈中没有铁芯的情况。
另一方面，闭锁螺线管具有可动铁芯。由于铁具有较高的磁导率 和集中磁场的作用，当可动铁芯(MC)稍微从线圈(COIL)突出时， 如图2D所示的感应磁场偏心地分布在可动铁芯侧。在这种状态下， 当在与永磁体相同的磁场方向上增大线圈的电流(I)时，可动铁芯的磁化强度增强，同时可动铁芯被吸附在永磁体上。此时，可动铁芯 到达线圈的中心侧。结果，如图2E所示，感应磁场分布在线圈中心 周围，并且如图2F所示，完全通过线圈的磁通量
Figure BDA0002417763240000053
增加。因此， 在一瞬间，线圈的反电动势增大，并且如图2G所示，电流(I)迅速 减小。此后，电流(I)再次向V/R增大。结果，电流的时间变化出 现底部。
接下来，当感应磁场和外部磁场是反平行时，即，将参照图3来 描述图1A的螺线管阀从图1B的螺线管阀被打开的第二状态变为关 闭的第一状态的情况。图3A至图3G是示出感应磁场和外部磁场平 行的情况的图，图3A是示出线圈的磁场的图，图3B是示出当线圈中存在可动铁芯时磁场的变化的图，图3C是示出当线圈中存在可动 铁芯时线圈电流的变化的图。图3D是表示当可动铁芯在线圈中心时 感应磁场的分布的图，图3E是表示当可动铁芯从线圈稍微突出时感 应磁场的分布的图，图3F是示出当线圈中没有可动铁芯时磁场的变 化的图，图3G是示出当线圈中没有可动铁芯时线圈电流的变化的图。
在图3A中，当第一开关(SW)接通时，电流(I)开始在线圈 (COIL)中流动，感应磁场增加。现在，与图2A至图2G不同，感 应磁场抵消了外部磁场，因此如图3B所示，通过线圈的总磁通量
Figure BDA0002417763240000061
逐渐减小。另外，总磁通量的时间变化，即从时间导数来看，因为只 有感应磁场的分量，类似于图2A至图2G，在抑制电流(I)增加的 方向上发生反电动势，所以如图3C所示，电流(I)不会突然增加到 V/R而是逐渐增加。在足够长的时间后，由于磁场稳定，反电动势变 为零，并且电流(I)稳定在V/R。这是当线圈中没有铁芯时的情况。
另一方面，闭锁螺线管有可动铁芯。如果可动铁芯(MC)如图 3D所示位于线圈中心侧，则感应磁场被分布成穿透整个线圈。在这 种状态下，当在与永磁体相反的磁场方向上增大线圈的电流(I)时， 永磁体和可动铁芯的吸引力被减弱，这时弹簧14的排斥力不变，可动铁芯与永磁体分离，有些从线圈突出。结果，如图3E所示的感应 磁场也部分地从线圈突出，穿透线圈的感应磁场减小。然而，如图3F 所示，通过线圈的总电通量反而增加。这是因为，如图3G所示，电 流(I)的增加率降低，抵消外部磁场的分量(感应磁场)减小。结 果，如图3G所示，电流(I)的增加率增加，从而减小完全通过线圈 的电通量的时间变化，即增强减小的感应场。然而，电流(I)的变 化在电流(I)的增加率降低后增加是很难理解的，传统上是没有意 识到的。发明人发现了这种电流(I)的变化，并阐明了这种现象可 以用物理现象来解释。
将参考图4和图5描述本实施例的闭锁螺线管的控制系统。图4 是示出本实施例的闭锁螺线管的控制系统的配置的图。图5是示出图 4的控制系统的操作的时序图。
如图4所示，控制系统1包括闭锁螺线管15和作为控制电路的 微控制器20和电源电路30。微控制器20经由电源电路30控制闭锁 螺线管15。闭锁螺线管15的配置与图1A和图1B的螺线管阀10中 使用的闭锁螺线管15相似。
微控制器20包括中央处理设备(CPU)21、用于存储软件程序 等的存储器(ROM)22和用于临时存储数据的存储器(SRAM)23。 此外，微控制器20包括用于从外部输入数据和向外部输出数据的I/O 端口(I/O)24、用于将模拟数据转换为数字数据的A/D转换器(ADC)25、连接到CPU 21、ROM 22、SRAM 23、I/O 24和ADC 25的总线 26、以及端子27a、27b、27c和27d。
电源电路30包括直流电源31和电阻器32以及由电池等构成的 电流开关33。电阻器32是电流感测电路，并且微控制器20通过电阻 器32被供电。
电压降(端子27a和27b之间的电压)由ADC 25测量，并且电 流通过将电压转换为电流来测量。电流开关33是例如由N沟道型 MOS晶体管等构成的第一电路。当电流开关33由端子27c(CS1) 的第一控制信号接通时，来自电源电路30的电流被提供给线圈12， 当电流开关33断开时，来自电源电路30的电流被停止提供给线圈12。
如图5所示，例如，当使得向终端27d输入的中断信号(INT) 有效(激活)时，CPU 21开始由此触发的操作。
接着，CPU 21使得第一控制信号(CS1)变为高以接通电流开关 33。然后，向线圈12串联施加电压，电流(I)开始在线圈12中流 动。由于线圈12通过电感组件产生反电动势，因此电流(I)不会突 然增加而是逐渐增加。由线圈12形成的磁场的一部分也形成在可动 铁芯11中，以磁化可动铁芯11。
现在，当可动铁芯11的磁力增大时，可动铁芯11与永磁体13 之间的吸引力减弱。然后，当永磁体13和可动铁芯11的吸引力小于 可动铁芯11的排斥力时，可动铁芯11远离永磁体13。此时，通过线 圈12的总电通量，即由永磁体13产生的外部磁场和由线圈12本身 产生的感应磁场之和反而增加。这是因为一部分抵消外部磁场的感应 磁场将由于可动铁芯11的移动而从线圈12突出。结果，流过线圈12 的电流(I)增加，以试图减小这种变化。
微控制器20实时监视流过线圈12的电流(I)。尽管有多种监视 方法，但是这里，由ADC 25检测包括线圈12的串联电路的节点N1 和节点N2之间的电位差(V1-V2＝电压)，并且将其转换为电流。 CPU 21通过存储在ROM 22中的数字处理程序计算电流值。该运算 包括四则运算和差分处理。CPU 21通过该运算处理检测流过线圈12 的电流(I)的拐点，确定可动铁芯11已经移动(终点检测)。另外， 图5中将可动铁芯(MC)11吸附在永磁体(PM)13上表示为高状 态，而将可动铁芯(MC)11远离永磁体(PM)13表示为低状态。 这里的拐点是流过线圈12的电流(I)的增加率迅速增加的点。从数 学上讲，它是电流在两次时间微分后变为零的点。微控制器20在 SRAM 23中具有可变参数。可变参数具有通过程序处理调节判断准则的功能。
CPU 21在终点检测时生成终点检测信号(EPD)后，通过使第一 控制信号(CS1)为低来关断当前开关33。这样，线圈12和直流电 源31分离，来自直流电源31的电流消耗停止。
在电流开关33被关断后，由于残余感应场的反电动势，线圈12 像电池一样工作。剩余感应磁场的能量在电路中作为泄漏电流逐渐释 放。
将参照图6来描述不执行本实施例中的终点检测的情况(比较示 例)。图6是示出比较示例的控制系统的操作的时序图。
由于比较示例的控制系统不执行终点检测，例如，通过并入微控 制器中的计数器测量电流流向线圈12的时间，在预定时间后电流开 关33关断。为了可靠地完成移动，使可动铁芯11从永磁体13移开， 有必要设置较长的时间。因此，过量电流流过线圈12。它们作为电阻 器的焦耳热消散，导致纯粹浪费的功耗。
因此，在本实施例中，当可动铁芯11远离永磁体13时，通过检 测电流的拐点，可以进行终点检测，从而可以减小赋能到线圈12的 电流。
将参考图7至图9来描述本实施例的闭锁螺线管型螺线管阀的控 制系统。图7是示出本实施例的闭锁螺线管型螺线管阀的控制系统的 配置的图。图8是示出图9的控制系统的操作的时序图，图9是示出 图7的控制系统的操作的时序图。
如图7所示，控制系统1A包括螺线管阀10、微控制器20A、电 源电路30和电流方向切换电路40。微控制器20A经由电源电路30 和电流方向切换电路40控制螺线管阀10。螺线管阀10的配置与图 1A和图1B中相同。
微控制器20A包括中央处理设备(CPU)21、用于存储软件程序 等的存储器(ROM)22和用于临时存储数据等的存储器(SRAM) 23。微控制器20A还具有用于向外部设备输出数据和从外部设备输入 数据的输入/输出端口(I/O)24、用于将模拟数据转换为数字数据的 A/D转换器(ADC)25、ROM 22、CPU 21、连接到SRAM 23、I/O 24 和ADC 25的总线26、以及端子27a、27c、27d和27e。微控制器20A 由一个半导体芯片组成。存储器(ROM)22由诸如闪存存储器的非 易失性存储器构成，并且存储器(SRAM)23由诸如SRAM的易失 性存储器构成。
电源电路30包括由电池等构成的直流电源31、电阻器32以及电 流开关33。电阻器32是电流感测电路，微控制器20通过ADC 25测 量由于电阻器32引起的电压降(端子27a的电压)，通过将该电压 转换为电流来测量电流。电流开关33是例如由N沟道型MOSFET等 构成的第一电路。当电流开关33由端子27c(CS1)的第一控制信号 接通时，来自电源电路30的电流被提供给线圈12，而当电流开关33 断开时来自电源电路30的电流被停止提供给线圈12。
电流方向切换电路40例如是由P沟道型MOSFET41p、42p、43p 和N沟道型MOSFET41n、42n、43n组成的第二电路。通过端子27e 的第二控制信号(CS2)变为高，使节点N3变为低，P沟道型 MOSFET43p接通，N沟道型MOSFET42n被接通，并且在电源电路30的节点N2、节点N4、线圈12、节点N5、节点N6的串联电路中， 电流沿着从节点N4到节点N5的方向流向线圈12。通过端子27e的 第二控制信号(CS2)变为低，使节点N3变为高，P沟道MOEFET42p接通，N沟道MOSFET43n接通，并且在电源电路30的节点N2、节 点N5、线圈12、节点N4、节点N6的串联电路中，电流在从节点 N5到节点N4的方向上流向线圈12。
接下来，描述控制系统1A操作的可动铁芯11与永磁体13分离 的情况。
如图8所示，微控制器20A处于第一低功耗模式(LPM1)的状 态，其中CPU 21时钟在待机状态下停止。在这种状态下，当例如通 过无线电中的命令、外部开关的手动输入或红外传感器输入，使得向 终端27d输入的中断信号(INT)有效时，微控制器20A触发时钟工作，成为能够执行高速处理的正常操作模式，并且CPU 21开始工作。
接着，CPU 21将电流方向切换电路40设置成使得线圈12的磁 场和永磁体13的磁场是反平行的方向。在图7的情况下，通过将第 二控制信号(CS2)设置为高，使得电流(I)从上部(节点N4)流 向线圈12。这里，在这个方向上，线圈12的磁场和永磁体13的磁场 被定义为反平行。另外，通过将第二控制信号(CS2)设置为低，使 得电流(I)从下侧(节点N5)流向线圈12。接着，CPU 21使第一 控制信号(CS1)变为高以接通电流开关33。然后，向线圈12串联 施加电压，电流(I)开始在线圈12中流动。由于线圈12通过电感 组件产生反电动势，因此电流(I)不会突然增加，而是逐渐增加。 由线圈12形成的磁场的一部分也形成在可动铁芯11中，以磁化可动 铁芯11。
现在，当可动铁芯11的磁力增大时，可动铁芯11与永磁体13 之间的吸引力减弱。然后，当永磁体13和可动铁芯11的吸引力小于 弹簧14的排斥力时，可动铁芯11远离永磁体13，并且在弹簧14的 力作用下，可动铁芯11下端的阀被压在开口18和壁17上，可动铁 芯11静止。此时，通过线圈12的总电通量，即由永磁体13形成的 外部磁场与由线圈12本身形成的感应磁场之和反而增加。这是因为 一部分抵消外部磁场的感应磁场将通过可动铁芯11的移动从线圈12 突出。结果，流过线圈12的电流(I)增加，以试图减小这种变化。
微控制器20A实时监视流过线圈12的电流(I)。这里，通过 ADC 25检测包括线圈12的串联电路的节点N2的电压(V2)，并将 其转换为电流。CPU 21使用数字处理程序计算电流值。该运算包括 四则运算和差分处理。通过该操作过程，CPU 21检测流过线圈12的 电流(I)的拐点，确定可动铁芯11已经移动(终点检测)。另外， 图8中，将可动铁芯(MC)11吸附在永磁体(PM)13上的状态表 示为高，而将可动铁芯(MC)11远离永磁体(PM)13的状态表示 为低。这多个可变参数具有通过程序处理调整准则的功能。在初始状 态下，数值处理程序和可变参数被存储在ROM 22中，但它们在执行 时被存储在SRAM 23中。
当CPU 21在终点检测时生成终点检测信号(EPD)之后，第一 控制信号(CS1)变为低，从而使电流开关33关断。这样，线圈12 和直流电源31分离，来自直流电源31的电流消耗停止。然后CPU 21 时钟停止，以将微控制器20A置于低功率模式。由此，可以降低微控 制器20A的功耗。
在电流开关33被关断后，由于残余感应电场的反电动势，线圈 12像电池一样工作。残余感应磁场的能量在电路中作为泄漏电流逐渐 释放。如果关注这一影响值，则可以提供单独的放电电路来控制从微 控制器20A的放电。
接下来，将描述控制系统1A操作的可动铁芯11被吸附在永磁体 13上的情况。
如图9所示，微控制器20A处于第一低功耗模式(LPM1)的状 态，其中CPU 21时钟在待机状态下停止。在这种状态下，当例如通 过无线电中的命令、外部开关的手动输入或红外传感器输入，使得向 端子27d输入的中断信号(INT)有效时，微控制器20A触发时钟工作，成为能够执行高速处理的正常操作模式，并且CPU 21开始工作。
接着，CPU 21将电流方向切换电路40设置成使得线圈12的磁 场和永磁体13的磁场平行的方向。在图7的情况下，如果第二控制 信号(CS2)被设置为低，使得电流(I)从下侧(节点N5)流向线 圈12。这里，在该方向的情况下，线圈12的磁场和永磁体13的磁场 被定义为平行的。接着，CPU 21将第一控制信号(CS1)变为高，以 接通电流开关33。然后，将电压串联施加到线圈12，电流(I)开始 流向线圈12。由于线圈12通过电感组件产生反电动势，因此电流(I) 不会突然增加，而是逐渐增加。由线圈12形成的磁场的一部分也形 成在可动铁芯11中，以磁化可动铁芯11。
现在，当可动铁芯11的磁力增大时，可动铁芯11与永磁体13 之间的吸引力增大。然后，当永磁体13和可动铁芯11的吸引力大于 弹簧14的排斥力时，可动铁芯11被吸附在永磁体13上，可动铁芯 11下端的阀16与节流孔18和壁17远离相对，可动铁芯11静止。此 时，可动铁芯11到达线圈12的中心侧。结果，感应磁场变得分布在 线圈12的中心周围，通过线圈12的总电通量
Figure BDA0002417763240000121
增加。因此，在 一瞬间，线圈的反电动势增加并且电流(I)迅速减小。此后，电流 (I)再次增大。因此，在电流的时间变化中出现底部。
微控制器20A实时监视流过线圈12的电流(I)。这里，通过 ADC 25检测包括线圈12的串联电路的节点N2的电压(V2)，并将 其转换为电流。CPU 21使用数字处理程序计算电流值。该运算包括 四则运算和差分处理。通过该操作过程，CPU 21检测流过线圈12的 电流(I)的拐点，确定可动铁芯11已经移动(终点检测)。另外， 图9中将可动铁芯(MC)11被吸附在永磁体(PM)13上的状态表 示为高，将可动铁芯(MC)11远离永磁体(PM)13的状态表示为低。多个可变参数被用于调节程序处理的准则。
当CPU 21在终点检测时生成终点检测信号(EPD)之后，第一 控制信号(CS1)变为低，以关断电流开关33。这样，线圈12和直 流电源31分离，来自直流电源31的电流消耗停止。然后CPU 21时 钟停止，以将微控制器20A置于第一低功率模式(LPM1)。这使得 可以降低微控制器20A的功耗。
接下来，将参考图11来描述图10A和图10B，作为当可动铁芯 11远离永磁体13时的终点检测算法的示例。图10A和图10B是示出 本实施例的终点检测算法的流程图。图11A和图11B是示出图10A 和图10B的终点检测算法的图。图11A是示出线圈电流的时间变化 的图，图11B是示出线圈电流/时间的时间变化的图。本实施例的数 值处理程序包括将检测到的电流除以电流开始流动起的时间的处理。
首先，如图11A所示，在可动铁芯11移动之前，流过线圈12的 电流(I)的时间变化以公式1-exp(-T/T0)成比例增加。这里T0＝L/R， L是线圈12的电感，R是电阻器32的电阻值。当这个公式按级数展 开并保留到第二项时，它是1-exp(-T/T0)≒T/T0-0.5(T/T0)2。也就是说，在接通电流开关33之后一段时间内，流过线圈12的电流(Ic) 可以近似于I≒αT-βT2。因此，当“检测到的电流除以电流开始流动起 的时间”时，它是Y＝I/T≒α-βT。
另一方面，当可动铁芯11移动时，流过线圈12的电流(I)将偏 离1-exp(-T/T0)的公式。也就是说，如图11B所示，通过“检测电 流除以电流开始流动起的时间”获得的值将突然偏离α-βT的近似表达 式。这里，图11B中的虚线指出在可动铁芯11移动之前的A点，穿 过B的直线，它代表α-βT。根据这一点，可以看出通过检测到的电 流除以从电流开始流动起的时间所得的值α-βT，从可动铁芯11在线 圈12移动时在电流(I)中出现拐点的时间起，开始偏离直线很大。 这个偏差量(Δ)是超过一定值的时间，可以看出从可动铁芯11移动 的时间开始经过了一小段时间。
利用该原理，在图10A和图10B的流程图中示出了终点检测的算 法。
首先，CPU 21设置参数的值(T1、T2、T3、Δ1)(步骤S1)。 在该算法中，考虑到不发生终点检测的可能性来设置最大时间(T3)。 零时间设置参数T1、T2、T3和Δ1被视为可变参数。在预先研究给 定的闭锁螺线管15的特性之后，这些值被设置并存储在ROM 22中。 此外，关于T1、T2，可以随时将学习终点检测的时间重写为最佳值。 此外，当测量的电流值中存在噪声并且没有正确地执行终点检测时， 可以将移动平均处理添加到该算法中。
接下来，CPU 21通过将第一控制信号(CS1)变为高来接通电流 开关33(步骤S2)，并且测量电流值(I)(步骤S3)。
接下来，CPU 21将测量的电流值(I)除以时间(T)(Y＝I/T) (步骤S4)。CPU 21确定时间(T)是否已达到T1(T≥T1)(步骤 S5)，如果否，则返回步骤S3，如果是，则处理进入步骤S6，CPU 21 将T1的值存储在寄存器(未示出)或SRAM 23(称为存储器等)中。
接下来，CPU 21计算在T1时的测量电流(I1)除以时间(T1)， 即Y1＝I1/T1，并将其存储在存储器等中(步骤S7)。
接下来，CPU 21测量电流值(I)(步骤S8)，所测量的电流值 (I)除以时间(T)(Y＝I/T)(步骤S9)。CPU 21确定时间(T) 是否已达到T2(T≥T2)(步骤S10)，在否的情况下返回到步骤S8， 在是的情况下，处理进入图10B的步骤S11，并将T2的值存储在存 储器等中。
接着，CPU 21计算在T2时间处的测量电流(I2)除以时间(T2)， 即Y2＝I2/T2，并存储在存储器等中(步骤S12)。
接下来，使用存储在存储器等中的T1、T2、Y1和Y2，CPU 21 计算b＝(Y2-Y1)/(T2-T1)的值并将其存储在存储器等中(步骤S13)。 这里，b是穿过图11B中两点A、B的线的斜率，对应于上述“α-βT” 中的β。
接下来，CPU 21使用存储在存储器等中的T1、Y1和b计算a＝ Y1-b×T1的值，并将其存储在存储器等中(步骤S14)。这里，a是 通过图11B中的两点A、B的直线与垂直轴(I/t)相交的点。
接着，CPU 21确定时间(T)是否达到最大时间(T3)(T≦T3) (步骤S15)，在否的情况下，处理进入步骤S20，在是的情况下， 处理进入步骤S16。在步骤S16中，CPU 21测量电流值(I)，所测 量的电流值(I)除以时间(T)(Y＝I/T)(步骤S17)。
接下来，CPU 21使用存储在存储器等中的a、b等来计算Δ＝ Y-b×T-a的值(步骤S18)，确定Δ是否达到Δ1(Δ≥Δ1)(步骤S19)， 在否的情况下返回到步骤S15，在是的情况下，处理进入步骤S20。
最后，CPU 21通过使第一控制信号(CS1)为低来关断电流开关 33(步骤S20)。
本算法同样可以适用于当可动铁芯11被吸附在永磁体13上时的 终点检测算法。
虽然采用先进的数学技术在原理上可以实现拐点的检测，但该算 法利用了线圈中电流流动的物理特性，并且通过简单的操作实现了终 点检测。因此，可以降低操作所需的存储器和CPU的功耗。
通过检测当可动铁芯11远离永磁体13时电流的拐点，可以进行 终点检测，可以减小通电到线圈12的电流。即使在预定时间内不可 能进行拐点检测(终点检测)，也可以关断电流开关33。
(修改示例)
下面，举例说明本实施例的一些示例性修改示例。在以下修改的 示例说明中，假设与上述实施例中的那些相同的附图标记可用于具有 与上述实施例中描述的那些相同配置和功能的部分。然后，关于该部 分的描述，假设上述实施例中的描述可以在技术上一致的程度上适当 地合并。此外，上述实施例的部分以及多个修改示例的部分(视情况 而定)可以在技术上一致的程度上以组合方式应用。
(第一修改示例)
将参考附图描述终点检测算法的修改示例。图12是示出第一修 改示例的终点检测算法的流程图。图13A和图13B是用于说明图12 的终点检测算法的图，图13A是表示线圈电流的时间变化的图，图 13B是表示ΔI的时间变化的图。
在当前(t0)的检测电流为I0、在之前(T0)的某个时间(t1) 的检测电流为I1、在之前两倍(T0×2)的时间(t2)的检测电流为I2 时，第一修改示例的数值处理程序包括如下处理：基于 IΔI＝I1-{(I0+I2)×0.5}的值由正变为负的时间来确定拐点，并且可变 参数为T0。
首先，如图13A所示，当可动铁芯11移动时，线圈电流(I)的 时间依赖性出现拐点。这显示为一个从上凸向下凸的点，作为图形的 图形特征。图向下凸出的点连接从该点向左和向右稍微远离的两个 点。该点位于直线的下侧。也就是说，如图13B所示，拐点是ΔI＝I1-{(I0+I2)×0.5}的值变为负的点。实际上，计算是通过测量的过去 电流值来进行的，这样就可以在稍有延迟的情况下检测到拐点。在图 13A中，检测到该拐点的时间(t0)约为I0，比拐点出现的时间(t1) 延迟T0。它对应于宽范围(T0)上的二阶导数，以减少噪声的影响。T0存在一个最佳值，T0越大，抗噪声能力越强，但作为缺点，在终 点检测中出现T0分钟的延迟。
利用该原理，图12的流程图中示出了终点检测的算法。
首先，CPU 21设置参数的值(T0、T3)(步骤S21)。在图12 中，还考虑不发生终点检测的可能性，并设置最大时间(T3)。初始 设置的参数的T0和T3被视为可变参数。这些值可以在预先研究给定 闭锁螺线管的特性后设置。如上所述，T0通过增大该值来增大噪声 容限，但通过该量，终点检测被延迟。因此，有必要适当地设定最佳 值。
接着，CPU 21通过将第一控制信号(CS1)变为高来接通电流开 关33(步骤S22)，并将时间(T)存储在存储器等中(步骤S23)。 CPU 21测量时间(T)的电流值(I(T))(步骤S24)，并将电流 值(I(T))存储在SRAM 23中(步骤S25)。
接着，CPU 21确定时间(T)是否达到时间(T0×2)(T≥T0× 2)(步骤S26)，在否的情况下返回到步骤S223，在是的情况下， 处理进行到步骤S27，确定时间(T)是否达到最大时间(T3)(T ≤T3)(步骤S27)，在否的情况下处理进入步骤S31，在是的情况 下，处理进入步骤S28。
在步骤S28中，CPU 21计算ΔI＝I(T-T0)－{I(T-T0×2)+I (T)}×0.5的值。
接下来，CPU 21丢弃存储在SRAM 23中的I(T0-T0×2)的值(步 骤S29)。接下来，CPU 21确定在时间(T)中的ΔI是否变为负(ΔI<0) (步骤S30)，在否的情况下返回步骤S23，如果是，则处理进入步 骤S31，使第一控制信号(CS1)为低，以将电流开关33关断。
与实施例相比，本修改示例的算法要求将多个电流值存储在 SRAM 23上，并且需要确保存储区域。将参照图14来描述该方面。 图14是示意性地示出第一修改示例的算法的图。
CPU 21顺序地将从t＝0到t＝T3的每个预定时段(T1)测量的 电流值(I)存储在SRAM 23中。其中T0/T1是整数。因此，最多为 T3/T1(自然数)的电流值(I)将存储在SRAM 23中。
在本修改示例的算法中，如图14所示，将通过在t2时间测量而 存储在SRAM 23中的电流值(I2)和通过在t0时间测量而存储在 SRAM23中的电流值(I0)相加，将-0.5乘以该相加值，将在t1时间 测量而存储在SRAM 23中的电流值(I1)与相乘值相加以计算ΔI。 通过基于计算的ΔI的正和负的终点检测，执行切换到电流开关33的 接通或关断的操作。在操作完成时的t2时刻的电流值(I2)从SRAM 23中丢弃，并将新的电流值输入SRAM 23。此时，SRAM 23中的电 流值按顺序移动。即，图14的SRAM 23构成FIFO。在图14的示例 中为T0/T1＝4，数据区域中仅存储八个电流值。
因此，通过释放ΔI操作不再需要的数据区域，可以以最小存储 器区域执行操作。
接下来，将参考图来描述本算法的噪声容限。图15A和图15B 是表示噪声小时线圈电流的特性的图，图15A是表示线圈的电流的时 间变化的图，图15B是表示ΔI的时间变化的图，图16A和图16B是 表示噪声大时线圈的电流的特性的图，图16A是表示线圈的电流的时 间变化的图，图16B是表示ΔI的时间变化的图。
如图15A、图16A所示，即使当外观中的拐点变得难以看到时， 通过设置适当的T0，如图15B、图16B所示，仍可以确定ΔI为负， 也可以正确地执行终点检测。在本修改示例中，初始设置的可变参数 的数目小于实施例中的数目。
(第二修改示例)
将参考图说明第二修改示例的闭锁螺线管型螺线管阀的控制系 统。图17是示出第二修改示例的闭锁螺线管型螺线管阀的控制系统 的配置的图。图18是示出图17的控制系统的操作的时序图。图19 是示出图17的控制系统的操作的时序图。
第二修改示例的闭锁螺线管型螺线管阀的控制系统1C仅是微控 制器20C与实施例中的微控制器20不同，其它配置和操作与实施例 中类似。
微控制器20C包括衬底偏置控制电路(SBC)28，用于控制形成 CPU 21和SRAM 23的区域29的衬底的电位。区域29的衬底的电位 被配置为可修改。微控制器20C的其它配置类似于实施例。
接下来，描述控制系统1C操作的可动铁芯11与永磁体13分离 的情况。
如图18所示，微控制器20C在待机状态下，在时钟停止的情况 下，由衬底偏置控制电路(SBC)28使第三控制信号(CS3)有效， N型阱(NW)和P型阱(PW)作为形成CPU 21和SRAM23的区 域29的衬底，被提供与正常操作模式不同电位的衬底偏置(衬底偏 置被接通)。因此，微控制器20C具有第二低功耗模式(LPM2)， 其中与实施例的第一低功耗模式(LPM1)相同，泄漏电流随时钟停 止而减小。在这种状态下，当使得向终端27d输入的中断信号(INT)有效时，微控制器20C开始由此触发的时钟操作。
首先，衬底偏置控制电路28使第三控制信号(CS3)无效，向形 成CPU 21和SRAM 23的区域29的衬底的N型阱(NW)和P型阱 (PW)提供正常操作模式下的电位(衬底偏置被关断)。这使得微 控制器20C进入可以执行高速处理的正常操作模式，并且CPU 21开 始操作。随后如实施例或第一修改示例那样，CPU 21执行终点检测。
当CPU 21在终点检测时生成终点检测信号(EPD)之后，第一 控制信号(CS1)变为低，以关断电流开关33。这样，线圈12和直 流电源31分离，来自直流电源31的电流消耗停止。此后，衬底偏置 控制电路28使第三控制信号(CS3)有效，以接通衬底偏置，微控制 器20C进入低功率模式(LPM2)。这减少了微控制器20C的泄漏电 流。
接下来，将描述控制系统1C的操作的可动铁芯11被吸附在永磁 体13上的情况。
如图19所示，微控制器20C在待机状态下，以及在时钟被停止 的情况下，由衬底偏置控制电路(SBC)28使得第三控制信号(CS3) 有效，N型阱(NW)和P型阱(PW)作为形成CPU21和SRAM 23 的区域29的衬底，被提供电位不同于正常操作模式下的电位的衬底 偏置(衬底偏置被接通)。因此，微控制器20C处于泄漏电流被减小 的第二低功率模式(LPM2)。在这种状态下，当使得向终端27d输 入的中断信号(INT)有效时，微控制器20C开始时钟的操作以触发 它。
首先，衬底偏置控制电路28使得第三控制信号(CS3)无效，向 形成CPU 21和SRAM23的区域29的衬底的N型阱(NW)和P型 阱(PW)提供在正常操作期间的电位(衬底偏置被关断)。这使得 微控制器20C进入可以执行高速处理的正常操作模式，并且CPU 21 开始操作。随后CPU 21以与图18相同的方式执行终点检测。
当CPU 21在终点检测时生成终点检测信号(EPD)之后，第一 控制信号(CS1)变为低，以关断电流开关33。这样，线圈12和直 流电源31分离，来自直流电源31的电流消耗停止。此后，衬底偏置 控制电路28使得第三控制信号(CS3)有效以接通衬底偏置，微控制 器20C进入第二低功率模式(LPM2)。这减小了微控制器20C的泄 漏电流。
接下来，将参考附图描述第二修改示例的微控制器的示例性器件 结构。图20是微控制器的横截面图。图21是SOTB结构的N沟道型 MOSFET的横截面图。图22是SOTB结构的CMOSFET的横截面图。
微控制器20C由一个半导体芯片(半导体衬底)上的薄BOX-SOI 结构和体(BULK)结构的混合CMOS结构组成。在CPU 21等的1V 以下的低电压操作的逻辑和SRAM 23形成在薄BOX-SOI结构中。用 于由诸如3.3V等的高电压驱动的I/O电路的场效应晶体管、诸如闪 存等的模拟元件以体结构形成。在体结构中，场效应晶体管的源极区、 漏极区和沟道区形成在诸如硅的衬底中。
薄BOX(SOTB:薄掩埋氧化物上硅)是一种衬底结构，其中薄膜 硅层叠在被称为完全耗尽型绝缘体上硅(FD-SOI)的绝缘膜上。 FD-SOI是一种能够减小寄生电容的技术，寄生电容是导致泄漏电流 和场效应晶体管的工作速度减慢的原因之一。此外，通过减薄被称为BOX(掩埋氧化物)层的绝缘膜，可以执行衬底偏置控制以降低场效 应晶体管之间的阈值电压变化，可以降低场效应晶体管的驱动电压。 SOTB是一种将FD-SOI中的BOX层减薄到15nm左右的技术，它是 可以减少更多场效应晶体管特性的变化的技术。此外，在不使用SOTB 的情况下，与使用SOTB的场效应晶体管相邻的BOX层的减薄效应 直接作用在体硅上，因此需要用于高压驱动的I/O电路场效应晶体管， 并且可以与诸如闪存存储器的器件混合。
如图20所示，为了在P型硅衬底(Psub)101中形成深N型阱 (DNW)102s、102b，SOTB-SOI元件和体元件被功率分离。在深N 型阱102a中形成P型阱103s和N型阱104s，并且分别形成SOTB-SOI 结构的N沟道MOSFET(NMOS)105s和P沟道MOSFET(PMOS) 106s。在深N型阱102b中分别形成P型阱103b和N型阱104b，并 且分别形成体结构的N沟道MOSFET 105b和P沟道MOSFET 106b。
如图21所示，例如，在p型阱103s上形成约10nm的薄BOX层 111，在BOX层111上外延形成硅层(SOI)。沟道区域112是具有 掺杂浓度的约为10nm的非常薄的硅层，并且源极/漏极113由抬高的 硅层形成。在形成多晶硅栅极115和侧壁116的沟道区域112之上形 成包括高介电材料的绝缘膜114。硅化物116和117形成于多晶硅栅 极115和源极/漏极113上。由此，形成N沟道型MOSFET 105b。P 沟道MOSFET 106b与N沟道MOSFET 105b类似地形成。另外，N 沟道MOSFET 105b和P沟道MOSFET 106b被STI 118分开。
接下来，将参照图22描述衬底偏置的控制。
在第二低功耗模式(LPM2)中，VBN的电位被提供给P型阱(PW) 103s，VBP的电位被提供给N型阱(NW)104s。在正常操作模式中， VSS的电位被提供给P型阱(PW)103s，VDD的电位被提供给N型 阱(NW)104s。通过由来自板偏置控制电路(SBC)28的第三控制 信号(CS3)切换开关107和108，来切换向P型阱(PW)103s和N 型阱(NW)104s提供的电位。这里，VBN<VSS，VBP>VDD，第二 低功耗模式(LPM2)下的板电位的绝对值大于正常操作模式下的板 电位的绝对值。
Vs(＝VSS)的电位被提供给N沟道型MOSFET(NMOS)105s 的源极，Vd(＝VSS～VDD)的电位被提供给漏极，Vg(＝VSS～VDD) 的电位被提供给栅极。Vs(＝VDD)的电位被提供给P沟道型MOSFET (NMOS)106s的源极，Vd(＝VSS～VDD)的电位被提供给漏极， Vg(＝VSS～VDD)的电位被提供给栅极。例如，VSS＝0V，VBN＝-1.5V， VDD＝0.79V，VBP＝2.29V。
微控制器20C在第二低功率模式(LPM2)中的泄漏电流状态为 500nA或更小。
由于实施例在微控制器20A中具有第一低功率模式(LPM1)， 因此在此期间的功率可以减少一定量。然而，由于微控制器20A中没 有减少泄漏电流的机制(例如衬底偏置控制)，泄漏电流在很长时间 内继续流动。微控制器20A的泄漏电流远小于线圈12的电流，但是 如果闭锁螺线管15不工作的时段的百分比非常大，则它成为不可忽 略的功耗。另一方面，在第二修改示例的微控制器20C中，由于通过 执行衬底偏置控制来减小泄漏电流，因此即使在待机状态下，功耗也 非常小，因此即使在自主电源中也可以工作。换言之，可以通过“能 量收集”来使用电源，这是一种“收集”并利用人们周围的小能量(如 振动、光、热和电磁波)的技术。
以上，基于实施方式、实施例和修改示例对发明人作出的发明进 行了具体描述，本发明不限于上述实施方式、实施例和修改示例，不 必说可以进行各种改变。
例如，已经参考作为用于控制衬底偏置的结构的SOTB来描述第 二修改示例，但不限于此，其可以是用于控制体结构中的衬底偏置。 还描述了控制衬底偏置以减少泄漏电流的示例，但不限于此，可以在 MOS晶体管和电源和/或接地之间提供开关。

Claims (17)

1.一种半导体器件，用于基于来自电流检测电路的输入来控制第一电路，所述第一电路用于提供和停止由直流电源向闭锁螺线管和永磁体提供的电流，所述闭锁螺线管由线圈和可动铁芯组成，所述半导体器件包括：
控制电路，具有正常操作模式和低功耗模式，所述低功耗模式具有低泄漏电流；
其中，所述控制电路在不使电流流向所述线圈时保持所述低功耗模式，并且在使电流流向所述线圈时保持所述正常操作模式，
进一步当所述可动铁芯与所述永磁体分离时，所述控制电路检测由所述电流检测电路检测到的所述电流的拐点。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，
其中，所述控制电路包括CPU和存储器，所述存储器用于存储将由所述CPU执行的软件程序，
其中，所述控制电路基于通过将所述电流除以从所述电流开始流动的时间起的时间获得的值来检测所述拐点。
3.根据权利要求2所述的半导体器件，
其中，所述控制电路计算第一值、第二值、第三值和第四值，所述第一值是通过将从所述电流流动的开始起的第一时间测量的第一电流值除以所述第一时间而获得的，所述第二值是通过将从所述电流流动的开始起的第二时间测量的第二电流值除以所述第二时间而获得的，所述第三值是通过在由所述第一时间和所述第二时间计算的直线上的电流流动的开始起的第三时间而获得的，所述第四值是通过将在所述第三时间测量的第三电流值除以所述第三值而获得的，
其中，当所述第四值和所述第三值之间的差是预定值或更大时，所述控制电路检测到所述拐点。
4.根据权利要求1所述的半导体器件，
其中，所述控制电路包括CPU和存储器，所述存储器用于存储将由CPU执行的软件程序，
其中，当在t0时间测得的电流为I0、在t0时间之前的T0时间测得的电流为I1、在t0时间之前的T0×2时间测得的电流为I2时，所述控制电路基于ΔI＝I1-{(I0+I2)×0.5}的值由正变负来检测所述拐点。
5.根据权利要求1所述的半导体器件，
其中，当所述控制电路检测到所述拐点时，所述控制电路通过所述第一电路停止向所述线圈提供所述电流。
6.根据权利要求5所述的半导体器件，
其中，当所述控制电路在预定时间内未检测到所述拐点时，所述控制电路通过所述第一电路停止向所述线圈提供所述电流。
7.根据权利要求1所述的半导体器件，
其中，所述控制电路从所述低功耗模式过渡到所述正常操作模式，并通过所述第一电路使电流流向所述线圈，
其中，所述控制电路基于检测到所述拐点来通过所述第一电路停止使电流流向所述线圈，并从所述正常操作模式过渡到所述低功耗模式。
8.根据权利要求7所述的半导体器件，
还包括衬底偏置控制电路，
其中，当所述低功耗模式时，所述衬底偏置控制电路使得构成所述控制电路的场效应晶体管的衬底电位的绝对值大于所述正常操作模式时的衬底电位的绝对值。
9.根据权利要求8所述的半导体器件，
其中，所述场效应晶体管被形成在SOTB衬底上，所述SOTB衬底将薄膜硅层压在绝缘膜上。
10.根据权利要求9所述的半导体器件，
其中，所述闭锁螺线管由自主电源驱动。
11.根据权利要求1所述的半导体器件，
其中，所述控制电路通过控制第二电路改变流过所述线圈的电流的方向，
其中，当所述可动铁芯被吸附在所述永磁体上时，所述控制电路检测由所述电流检测电路检测到的所述电流的所述拐点。
12.一种半导体器件，用于在控制由直流电源提供给闭锁螺线管和永磁体的电流的同时测量所述电流，所述闭锁螺线管包括线圈和可动铁芯，所述半导体器件包括：
第一电路，用于提供/停止所述电流，
第二电路，用于控制流过所述线圈的所述电流的方向，
微控制器，用于控制所述第一电路和所述第二电路，包括CPU、存储器和A/D转换器，所述存储器用于存储由所述CPU执行的软件程序，所述A/D转换器用于将与所述直流电源和所述线圈串联连接的电阻器的电压转换为数字，
其中，所述微控制器通过基于由所述A/D转换器检测到的电压而检测所述电流的拐点，来确定使所述可动铁芯与所述永磁体分开以及使所述可动铁芯吸附在所述永磁体上。
13.根据权利要求12所述的半导体器件，
其中，当所述微控制器检测到所述拐点时，所述半导体器件通过所述第一电路停止向所述线圈提供所述电流。
14.根据权利要求13所述的半导体器件，
其中，所述微控制器具有低功耗模式和正常操作模式，所述低功耗模式具有减小的泄漏电流。
15.在根据权利要求14所述的半导体器件中，
其中，所述微控制器是半导体器件，所述半导体器件在没有电流流过所述线圈时保持所述低功率模式，并且在电流流过所述线圈时保持所述正常操作模式。
16.根据权利要求14所述的半导体器件，
其中，所述微控制器从所述低功耗模式过渡到所述正常操作模式，并通过所述第一电路使电流流过所述线圈，
其中，所述微控制器基于检测到所述拐点来通过所述第一电路停止使电流流向所述线圈，并从所述正常操作模式过渡到所述低功耗模式。
17.根据权利要求16所述的半导体器件，
还包括衬底偏置控制电路，
其中，当所述低功耗模式时，所述衬底偏置控制电路使得构成所述CPU的场效应晶体管的衬底电位的绝对值大于所述正常操作模式时的衬底电位的绝对值。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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