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KREUZVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Die vorliegende Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-077601 , eingereicht am 4. April 2014, deren Inhalt hiermit zur Bezugnahme übernommen wird, und beansprucht ihre Priorität.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Eine herkömmliche Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe, zum Beispiel ein Drucksensor oder ein Beschleunigungssensor, führt häufig die Anpassung von Kennlinien anhand von Trimmen aus, um die Messgenauigkeit zu verbessern. Die Druckschriften 1 und 2 offenbaren beispielsweise ein Trimmverfahren zur Anpassung der Kennlinien einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe, bei dem ein elektrisches Trimmen basierend auf Korrekturdaten bzw. Trimmdaten erfolgt, die in einen nicht flüchtigen Speicher geschrieben werden, wie etwa in einen löschbaren programmierbaren Festspeicher (EPROM) und einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festspeicher (EEPROM).
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Neuerdings werden Halbleitervorrichtungen zum Erfassen einer physikalischen Größe für höhere Leistung benötigt; ein einziges Produkt hat mehrere Funktionen. Als Antwort auf die Nachfrage nach höherer Leistung offenbart die Druckschrift 2 einen Drucksensor, der einen Temperatursensor enthält. Die Technologie in der Druckschrift 2 führt eine Temperaturermittlung basierend auf einem Spannungswert aus, der von einem Spannungsmessmittel gemessen wird, wenn von einem Stromerzeugungsmittel dem Temperaturermittlungsabschnitt ein vorbestimmter Strom zugeführt wird.
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Druckschrift 1:
JP 2002 - 310 735 A Druckschrift 2:
JP 2006 - 324 652 A -
Im Gehäuse wird eine zusätzliche Funktion bzw. eine zusätzliche Zelle, wie etwa ein Temperatursensor, in einem integrierten Schaltungs- (IC) Chip bereitgestellt, doch muss im Allgemeinen eine neue Ausgangsklemme gebildet werden, um ein elektrisches Signal aus der hinzugefügten Zelle zu entnehmen, und die Ausgangsklemme muss an eine Elektrodenkontaktfläche auf dem IC-Chip mit einem Bonddraht angeschlossen werden. Wenn eine neue Ausgangsklemme nur schwer hinzuzufügen ist, kann eine Neugestaltung notwendig sein, was zu erhöhten Kosten führt.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Probleme der herkömmlichen Technik zu lösen und eine Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe bereitzustellen, die es ermöglicht, eine neue Funktion hinzuzufügen, ohne eine neue Klemme bereitzustellen.
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Um das Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung gründliche Untersuchungen vorgenommen und herausgefunden, dass eine zusätzliche neue Funktion einbezogen werden kann, ohne eine neue Klemme bereitzustellen, indem eine vorhandene Klemme zur Verwendung beim Schreiben von Trimmdaten in einen nicht flüchtigen Speicher als Ausgangsklemme für die neue zusätzliche Funktion verwendet wird. Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf dieser Erkenntnis bewerkstelligt.
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Genauer gesagt ist eine Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe der vorliegenden Erfindung eine Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe, die ein erstes Sensorelement, das ein elektrisches Signal erzeugt, das einer ermittelten physikalischen Größe entspricht, und eine nicht flüchtige Hauptspeicherschaltung, die Trimmdaten zum Anpassen einer Ausgangskennlinie des ersten Sensorelements durch einen elektrischen Schreibvorgang speichert und die Ausgangskennlinie des ersten Sensorelements basierend auf den Trimmdaten anpasst, aufweist. Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe umfasst eine Eingangsklemme, die ein Eingangssignal auf einer vorgegebenen Spannung empfängt. Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe umfasst ein zweites Sensorelement, das ein elektrisches Signal erzeugt, das einer ermittelten Temperatur entspricht. Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe umfasst einen Vergleicher, welcher die vorgegebene Spannung, die an die Eingangsklemme angelegt wird, und eine vorbestimmte Referenzspannung vergleicht, und gibt ein Steuersignal zum Steuern des Schreibvorgangs in die Hauptspeicherschaltung basierend auf dem Vergleichsergebnis ab. Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe umfasst eine erste Umschaltschaltung, die einen ersten Schalter ein- und ausschaltet, um die Eingangsklemme und das zweite Sensorelement gemäß dem Steuersignal anzuschließen. Die Eingangsklemme wird für eine Ausgangsklemme verwendet, um extern ein elektrisches Signal abzugeben, das von dem zweiten Sensorelement erzeugt wird, wenn die erste Umschaltschaltung den ersten Schalter auf einen eingeschalteten Zustand umschaltet und die Eingangsklemme und das zweite Sensorelement anschließt.
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Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe der Erfindung ist die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe wie zuvor angegeben, wobei der Vergleicher, wenn die vorgegebene Spannung niedriger als die Referenzspannung ist, das Steuersignal abgibt, bei dem es sich um ein erstes spezifisches Signal handelt, um einen Schreibvorgang in die Hauptspeicherschaltung zu unterbinden, und die erste Umschaltschaltung den ersten Schalter in einen eingeschalteten Zustand gemäß dem ersten spezifischen Signal umschaltet.
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Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe der Erfindung ist die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe wie zuvor angegeben, ferner umfassend einen Widerstand, der an einem Ende des Widerstands an einen zweiten Schalter angeschlossen ist, wobei das andere Ende an Masse liegt; und eine zweite Umschaltschaltung, die den zweiten Schalter ein- und ausschaltet, um die Eingangsklemme und den Widerstand gemäß dem Steuersignal anzuschließen. Die zweite Umschaltschaltung schaltet den zweiten Schalter in einen ausgeschalteten Zustand gemäß dem ersten spezifischen Signal um, um die Eingangsklemme und den Widerstand zu trennen, wodurch eine Spannung, die an die zweite Umschaltschaltung angelegt wird, auf Massepegel gezogen wird.
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Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe der Erfindung ist die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe wie zuvor angegeben, wobei der Vergleicher, wenn die vorgegebene Spannung niedriger als die Referenzspannung ist, das Steuersignal abgibt, bei dem es sich um ein zweites spezifisches Signal handelt, um einen Schreibvorgang in die Hauptspeicherschaltung zu erlauben. Die erste Umschaltschaltung schaltet den ersten Schalter in einen ausgeschalteten Zustand gemäß dem zweiten spezifischen Signal um, um die Eingangsklemme und das zweite Sensorelement zu trennen. Die Trimmdaten werden gemäß dem zweiten spezifischen Signal in die Hauptspeicherschaltung geschrieben.
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Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe der Erfindung ist die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe wie zuvor angegeben, ferner umfassend einen Widerstand, der an einem Ende des Widerstands an einen zweiten Schalter angeschlossen ist, wobei das andere Ende an Masse liegt; und eine zweite Umschaltschaltung, die den zweiten Schalter ein- und ausschaltet, um die Eingangsklemme und den Widerstand gemäß dem Steuersignal anzuschließen. Die zweite Umschaltschaltung schaltet den zweiten Schalter in einen eingeschalteten Zustand gemäß dem zweiten spezifischen Signal um, um die Eingangsklemme und den Widerstand anzuschließen.
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Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe der Erfindung ist die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe wie zuvor angegeben, wobei eine Betriebsspannung des zweiten Sensorelements niedriger als die Referenzspannung ist.
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Wenn bei der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe der Erfindung das Ausgangssignal des zweiten Sensorelements extern abgegeben wird, wird der erste Schalter in einen eingeschalteten Zustand umgeschaltet, so dass das neu hinzugefügte zweite Sensorelement an eine vorhandene Eingangsklemme angeschlossen wird, die ein Schreibsteuersignal zum Steuern eines Schreibvorgangs in den Hauptspeicher empfängt. Somit wird die Eingangsklemme für eine Ausgangsklemme des zweiten Sensorelements verwendet. Daher kann eine neue zusätzliche Funktion bereitgestellt werden, ohne eine zusätzliche Klemme neu hinzuzufügen.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Gesamtaufbaus einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines wesentlichen Teilaufbaus einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe, die auf einem Halbleiter-Chip gebildet ist, bei einer Anwendung der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 3 ein Schaltbild, das einen Zustand beim Schreiben eines High-Signals beim Betrieb einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 4 ein Schaltbild, das einen Zustand beim Schreiben eines Low-Signals beim Betrieb einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 5 ein Schaltbild, das einen Zustand zeigt, wenn ein Ausgangssignal eines Temperatursensors extern abgegeben wird; und
- 6 ein Schaltbild, das einen Zustand beim Schreiben eines High-Signals beim Betrieb einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe eines Vergleichsbeispiels zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Bei der Beschreibung über die Ausführungsform der Erfindung und in den beiliegenden Zeichnungen erhält die gleiche Struktur das gleiche Symbol, und eine wiederholte Beschreibung derselben entfällt.
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Ausführungsbeispiel
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Es folgt nun eine Beschreibung des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Gesamtaufbaus einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 1 umfasst: beispielsweise eine Betriebsauswahlschaltung 11, eine Hilfsspeicherschaltung 12, eine Hauptspeicherschaltung 13, eine Anpassungsschaltung 14, eine Wheatstone-Brückenschaltung 15, die aus einem ersten Sensorelement besteht, eine Verstärkerschaltung 16, eine gemeinsameSchaltung 17, eine Temperaturermittlungsschaltung 18, die aus einem zweiten Sensorelement besteht, und acht Klemmen, die ersten bis achten Klemmen 21 bis 28.
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Die erste Klemme 21 führt der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 1 ein Massepotenzial zu. Die zweite Klemme 22 führt der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 1 eine Betriebsspannung zu. Die dritte Klemme 23 führt die Ein- und Ausgabe von seriellen digitalen Daten aus. Die dritte Klemme 23 führt das Geben und Nehmen von seriellen Daten zwischen der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 1 und einer externen Schaltung aus. Die vierte Klemme 24 empfängt einen externen Takt. Die vierte Klemme 24 führt der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 1 einen externen Takt zu.
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Die fünfte Klemme 25, bei der es sich um eine Eingangsklemme handelt, empfängt ein Steuersignal für eine interne digitale Schaltung. Die fünfte Klemme 25 gibt gleichzeitig extern ein ermitteltes Signal der Temperaturermittlungsschaltung 18 ab. Die sechste Klemme 26 führt eine Spannung zu, die nicht niedriger als die Betriebsspannung ist, die an die zweite Klemme 22 angelegt wird, wenn Daten in die Hauptspeicherschaltung 13 geschrieben werden. Die siebte Klemme 27 führt eine Spannung zu, die nicht niedriger als die Betriebsspannung ist, die an die zweite Klemme 22 angelegt wird, und anders als die Spannung ist, die der sechsten Klemme 26 zugeführt wird, wenn Daten in die Hauptspeicherschaltung 13 geschrieben werden. Die achte Klemme 28 gibt extern ein ermitteltes Signal der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 1 ab.
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Die Hilfsspeicherschaltung 12 konvertiert die seriellen digitalen Daten, die von außen zugeführt werden, in parallele digitale Daten zur internen Verwendung zu einem Betriebszeitpunkt, basierend auf dem externen Takt, der an die vierte Klemme 24 gegeben wird. Die Hilfsspeicherschaltung 12 konvertiert auch die parallelen digitalen Daten, die intern verwendet werden, in serielle digitale Daten zur externen Abgabe. Die Hilfsspeicherschaltung 12 führt ferner der Betriebsauswahlschaltung 11 Steuerdaten zu. Genauer gesagt, ist die Hilfsspeicherschaltung 12 beispielsweise ein Schaltwiderstand. Die Hauptspeicherschaltung 13 speichert Trimmdaten, die aus den parallelen digitalen Daten bestehen, die von der Hilfsspeicherschaltung 12 zugeführt werden und der Spannung entsprechen, die an die sechste Klemme 26 und die siebte Klemme 27 angelegt wird. Genauer gesagt, ist die Hauptspeicherschaltung 13 ein nicht flüchtiger Speicher, wie etwa ein programmierbarer Festspeicher (PROM), ein EPROM oder ein EEPROM.
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Die Betriebsauswahlschaltung 11 führt der Hilfsspeicherschaltung 12 und der Hauptspeicherschaltung 13 ein Signal zum Steuern der Dateneingabe und Datenausgabe gemäß dem Steuersignal, das an die fünfte Klemme 25 gegeben wird, und den Steuerdaten, die von der Hilfsspeicherschaltung 12 zugeführt werden, zu. Die Wheatstone-Brückenschaltung 15 erzeugt ein Ausgangssignal, das einer physikalischen Größe eines zu messenden Mediums entspricht. Genauer gesagt, kann die Wheatstone-Brückenschaltung 15 eine Messschaltung sein, die aus einem Halbleiter-Dehnungsmessstreifen besteht, der ein Ausgangssignal erzeugt, das einem ausgeübten Druck entspricht. Die Verstärkerschaltung 16 verstärkt das Ausgangssignal von der Wheatstone-Brückenschaltung 15 und gibt das Signal extern über die achte Klemme 28 ab.
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Die Anpassungsschaltung 14 leitet basierend auf den Trimmdaten, die von der Hilfsspeicherschaltung 12 oder der Hauptspeicherschaltung 13 zugeführt werden, eine Empfindlichkeitsanpassung, die der Temperaturkennlinie entspricht, zu der Wheatstone-Brückenschaltung 15, und leitet auch eine Versatzanpassung, die der Temperaturkennlinie entspricht, zu der Verstärkerschaltung 16. Die gemeinsame Schaltung 17 weist eine Funktion auf, eine Ausgangsklemme zum externen Abgeben eines Ausgangssignals der Temperaturermittlungsschaltung 18 mit der fünften Klemme 25 zum Empfangen eines Steuersignals mit Bezug auf eine interne digitale Schaltung gemeinsam zu nutzen. Die Temperaturermittlungsschaltung 18 erzeugt ein Ausgangssignal, das der Temperatur in der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 1 entspricht. Genauer gesagt kann die Temperaturermittlungsschaltung 18 ein Temperatursensor sein, der die Kennlinie verwendet, bei der eine Basis-Emitter-Spannung eines Transistors nahezu linear mit der Temperaturvariation variiert.
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Ein einziger Halbleiter-Chip kann alle Bauteile aufnehmen: die Betriebsauswahlschaltung 11, die Hilfsspeicherschaltung 12, die Hauptspeicherschaltung 13, die Anpassungsschaltung 14, die Wheatstone-Brückenschaltung 15, die Verstärkerschaltung 16, die gemeinsame Schaltung 17 und die Temperaturermittlungsschaltung 18. Diese Bauteile bestehen ausschließlich aus aktiven Elementen und passiven Elementen, die in einem ergänzenden Metall-Oxid-Halbleiter- (CMOS) Fertigungsprozess hergestellt werden. Ein digitaler Schaltungsabschnitt umfasst die Betriebsauswahlschaltung 11, die Hilfsspeicherschaltung 12, die Hauptspeicherschaltung 13 und die gemeinsame Schaltung 17. Ein analoger Schaltungsabschnitt umfasst die Anpassungsschaltung 14, die Wheatstone-Brückenschaltung 15, die Verstärkerschaltung 16 und die Temperaturermittlungsschaltung 18.
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Es folgt der Aufbau eines wesentlichen Teils einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe, die auf einem Halbleiter-Chip gebildet ist, gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines wesentlichen Teilaufbaus einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe, die auf einem Halbleiter-Chip gebildet ist, bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 bildet ein Beispiel des Aufbaus zum Umschalten des Eingangsanschlusses durch die gemeinsame Schaltung 17, die in 1 angegeben ist, ab. Eine Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 umfasst: eine gemeinsame Schaltung einer Klemmenkontaktfläche 31, einen Temperatursensor 32, bei dem es sich um ein zweites Sensorelement handelt, einen Schaltwiderstand 33 und einen EPROM 34. Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 ist mit einer GND-Klemme 41, einer Vcc-Klemme 42 und einer E-Klemme 43 versehen, bei denen es sich um Klemmen für die Energieversorgung von außen und die Signalübertragung handelt, wobei die E-Klemme 43 eine Eingangsklemme ist.
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Die GND-Klemme 41 führt ein Massepotenzial zu, und die Vcc-Klemme 42 führt der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 ein Energieversorgungspotenzial auf beispielsweise 5 V zu. Die E-Klemme 43 empfängt von außen ein Schreibsteuersignal zum Steuern des Betriebszustands der digitalen Schaltungen in der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3. Genauer gesagt, empfängt die E-Klemme 43 ein Eingangssignal, bei dem es sich um ein Schreibsteuersignal handelt, auf einer vorgegebenen Spannung Vin, bei der es sich um eine Eingangsspannung handelt, um das Schreiben von Trimmdaten in den EPROM 34 auszulösen. Das Schreibsteuersignal ist eines von zwei Signalen: einem High-Signal, bei dem es sich um ein zweites spezifisches Signal handelt, oder einem Low-Signal, bei dem es sich um ein erstes spezifisches Signal handelt. Das High-Signal ist ein Schreibsteuersignal, um einen Schreibvorgang in den EPROM 34 zu erlauben. Das Low-Signal ist ein Schreibsteuersignal, um einen Schreibvorgang in den EPROM 34 zu unterbinden. Die E-Klemme 43 funktioniert als Klemme, um ein Ausgangssignal von dem Temperatursensor 32 nach außerhalb der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 abzugeben. Das Ausgangssignal des Temperatursensors 32 wird von einem A/D-Wandler 53 gemessen, der außerhalb der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 angeordnet ist.
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Die gemeinsame Schaltung einer Klemmenkontaktfläche 31 umfasst einen Vergleicher 311, eine erste Torschaltung 312, bei der es sich um eine erste Umschaltschaltung handelt, eine zweite Torschaltung 313, bei der es sich um eine zweite Umschaltschaltung handelt, und einen Pull-Down-Widerstand 314. Die gemeinsame Schaltung einer Klemmenkontaktfläche 31 ist zwischen der E-Klemme 43 und dem Schaltwiderstand 33 und zwischen der E-Klemme 43 und dem Temperatursensor 32 angeschlossen. Der Vergleicher 311 ist zwischen der E-Klemme 43 und dem Schaltwiderstand 33 angeschlossen. Der Vergleicher 311 empfängt eine Eingangsspannung Vin, die bei Abgabe eines Eingangssignals an die E-Klemme 43 angelegt wird, und eine vorbestimmte Referenzspannung Vref. Die Referenzspannung Vref wird beispielsweise durch eine Referenzspannungsquelle erzeugt, bei der es sich um eine Spannungsquelle handelt, die einen üblicherweise verwendeten Aufbau aufweist, um eine konstante Spannung zu halten. Die Referenzspannung Vref weist einen Spannungswert zwischen dem High-Signal und dem Low-Signal für den EPROM 34 und einen Referenzwert, um das Schreibsteuersignal für den EPROM 34 zu bestimmen, auf. Genauer gesagt ist die Referenzspannung Vref niedriger als die Spannung VI, die beispielsweise 5 V beträgt, die an die Vcc-Klemme 42 angelegt wird, und höher als die Spannung V0, die beispielsweise 0 V beträgt, die an die GND-Klemme 41 angelegt wird: V0 < Vref < V1.
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Der Vergleicher 311 vergleicht die Größen der Eingangsspannung Vin, die an die E-Klemme 43 angelegt wird, und der vorbestimmten Referenzspannung Vref, und gibt ein Schreibsteuersignal, das High-Signal oder das Low-Signal, für den EPROM 34 gemäß dem Vergleichsergebnis ab. Falls genauer gesagt die Eingangsspannung Vin, die an die E-Klemme 43 angelegt wird, nicht niedriger als die Referenzspannung Vref ist: Vin ≥ Vref, gibt der Vergleicher 311 das High-Signal für den EPROM 34 ab. Falls die Eingangsspannung Vin, die an die E-Klemme 43 angelegt wird, niedriger als die Referenzspannung Vref ist: Vin < Vref, gibt der Vergleicher 311 das Low-Signal für den EPROM 34 ab. Der Vergleicher 311 gibt in einem Betriebsmodus, um in den EPROM 34 zu schreiben, das gleiche Signal ab, wie das Eingangssignal, das an die E-Klemme 43 gegeben wird. Das Ausgangssignal des Vergleichers 311, bei dem es sich um ein Schreibsteuersignal für den EPROM 34 handelt, ist ebenfalls ein Torsteuersignal zum Ein- und Ausschalten der Schalter, welche die erste Torschaltung 312 und die zweite Torschaltung 313 bilden.
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Die erste Torschaltung 312 ist zwischen der E-Klemme 43 und dem Temperatursensor 32 angeschlossen, und leitet den Umschaltanschluss zwischen der E-Klemme 43 und dem Temperatursensor 32 gemäß dem Ausgangssignal des Vergleichers 311. Genauer gesagt besteht die erste Torschaltung 312 aus einem üblicherweise verwendeten Übertragungs-Gate, bei dem es sich um einen ersten Schalter handelt, der einen p-leitenden MOSFET 312a, einen n-leitenden MOSFET 312b und einen Wechselrichter 312c umfasst. Der p-leitende MOSFET 312a und der n-leitende MOSFET 312b sind ergänzend angeschlossen und leiten einen Gate-Ansteuervorgang gemäß dem Ausgangssignal des Vergleichers 311. Die Eingangsklemme des Wechselrichters 312c ist an den Vergleicher 311 angeschlossen, und die Ausgangsklemme des Wechselrichters 312c ist an das Gate des p-leitenden MOSFET 313a angeschlossen.
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Die erste Torschaltung 312, die in der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 bereitgestellt wird, stellt einen ausgeschalteten Zustand zwischen dem Drain und der Source des p-leitenden MOSFET 312a und des n-leitenden MOSFET 312b her, wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 311 das High-Signal für den EPROM 34 ist. Somit sind die E-Klemme 43 und der Temperatursensor 32 getrennt, wobei es sich um einen ausgeschalteten Betrieb der ersten Torschaltung 312 handelt. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 311 das Low-Signal für den EPROM 34 ist, stellt die erste Torschaltung 312 einen eingeschalteten Zustand zwischen dem Drain und der Source des p-leitenden MOSFET 312a und des n-leitenden MOSFET 312b her. Somit sind die E-Klemme 43 und der Temperatursensor 32 angeschlossen, wobei es sich um einen eingeschalteten Betrieb der ersten Torschaltung 312 handelt.
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Die zweite Torschaltung 313 ist zwischen der E-Klemme 43 und dem Pull-Down-Widerstand 314 angeschlossen und schaltet den Anschluss zwischen der E-Klemme 43 und dem Pull-Down-Widerstand 314 gemäß dem Ausgangssignal des Vergleichers 311 um. Genauer gesagt besteht die zweite Torschaltung 313 aus einem allgemein verwendeten Übertragungs-Gate, bei dem es sich um einen zweiten Schalter handelt, der einen p-leitenden MOSFET 313a, einen n-leitenden MOSFET 313b und einen Wechselrichter 313c aufweist. Der p-leitende MOSFET 313a und der n-leitende MOSFET 313b sind ergänzend angeschlossen und leiten den Gate-Ansteuervorgang gemäß dem Ausgangssignal des Vergleichers 311. Die Eingangsklemme des Wechselrichters 313c ist an den Vergleicher 311 angeschlossen, und die Ausgangsklemme des Wechselrichters 313c ist an das Gate des n-leitenden MOSFET 313b angeschlossen.
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Die zweite Torschaltung 313, die in der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 bereitgestellt wird, stellt, wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 311 das High-Signal für den EPROM 34 ist, einen eingeschalteten Zustand zwischen dem Drain und der Source des p-leitenden MOSFET 313a und des n-leitenden MOSFET 313b her. Somit sind die E-Klemme 43 und der Pull-Down-Widerstand 314 angeschlossen, wobei es sich um einen eingeschalteten Betrieb der zweiten Torschaltung 313 handelt. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 311 das Low-Signal für den EPROM 34 ist, stellt die zweite Torschaltung 313 einen ausgeschalteten Zustand zwischen dem Drain und der Source des p-leitenden MOSFET 313a und des n-leitenden MOSFET 313b her. Somit sind die E-Klemme 43 und der Pull-Down-Widerstand 314 getrennt, wobei es sich um einen ausgeschalteten Betrieb der zweiten Torschaltung 313 handelt.
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Der Temperatursensor 32 ermittelt die Temperatur in der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3. Die Betriebsspannung des Temperatursensors 32 ist niedriger als die Referenzspannung Vref. Genauer gesagt, besteht der Temperatursensor 32 aus einem npn-Transistor oder einer Vielzahl von npn-Transistoren, die in mehreren Stufen in Reihe geschaltet sind. Die Betriebsspannung des Temperatursensors 32 oder die Referenzspannung Vref des Vergleichers 311 wird entsprechend der Anzahl von Stufen der npn-Transistoren, die den Temperatursensor 32 bilden, bestimmt. 2 zeigt den Temperatursensor 32, der fünf npn-Transistoren 321 bis 325 aufweist, die in mehreren Stufen angeschlossen sind. Genauer gesagt ist bei dem Temperatursensor 32 der Kollektor des npn-Transistors 321 an den Emitter des npn-Transistors 322 angeschlossen, und der Kollektor des npn-Transistors 322 ist an den Emitter des npn-Transistors 323 angeschlossen. Die npn-Transistoren 323 bis 325 sind der Reihe nach, ähnlich wie in 2 angegeben, angeschlossen.
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Die Basis und der Kollektor jedes der npn-Transistoren 321 bis 325 sind kurzgeschlossen. Die pn-Grenzfläche zwischen der Basis und dem Kollektor, die kurzgeschlossen sind und auf dem gleichen Potenzial gehalten werden, kann keine Funktionen erfüllen, und allein die pn-Grenzfläche zwischen der Basis und dem Emitter ist elektrisch funktionsfähig. Folglich funktioniert jeder der npn-Transistoren 321 bis 325 als Diode. Der Knoten zwischen der Basis und dem Kollektor jedes der npn-Transistoren 321 bis 325 wird zu einer Anode einer Diode, und der Kollektor wird zu einer Kathode. Der Emitter des npn-Transistors 321, der die Kathode der Diode ist, liegt an Masse. Der Knoten zwischen der Basis und dem Kollektor des npn-Transistors 325, der die Anode der Diode ist, ist an die Drains des p-leitenden MOSFET 312a, der die erste Torschaltung 312 bildet, und des n-leitenden MOSFET 312b, der die erste Torschaltung 312 bildet, angeschlossen.
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Der Abfall der Diodendurchlassspannung Vf der npn-Transistoren 321 bis 325, die den Temperatursensor 32 bilden, wird von der E-Klemme 43 als Ausgangssignal des Temperatursensors 32 bei einem eingeschalteten Betrieb der ersten Torschaltung 312 abgegeben. Die E-Klemme 43 ist über einen Widerstand 51, der außerhalb der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 angeordnet ist, an eine externe Klemme 52 auf einem Energieversorgungspotenzial angeschlossen. Ein A/D-Wandler 53 ist zwischen der E-Klemme 43 und der GND-Klemme 41 angeschlossen. Ein Strom I fließt durch den Temperatursensor 32, der durch folgende Gleichung berechnet wird: Strom I = (Energieversorgungsspannung - Spannung an der E-Klemme 43) / Widerstandswert des Widerstands 51. Der A/D-Wandler 53 misst die Spannung zwischen der E-Klemme 43 und der GND-Klemme 41, bei der es sich um ein Ausgangssignal des Temperatursensors 32 handelt, das von der E-Klemme 43 nach außerhalb der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 abgegeben wird.
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Ein Ende des Pull-Down-Widerstands 314 ist an die Drains des p-leitenden MOSFET 313a, der die zweite Torschaltung 313 bildet, und des n-leitenden MOSFET 313b, der die zweite Torschaltung 313 bildet, angeschlossen. Mit anderen Worten ist eine Klemme an die E-Klemme 43 über die zweite Torschaltung 313 angeschlossen. Die andere Klemme des Pull-Down-Widerstands 314 liegt an Masse. Der Pull-Down-Widerstand 314 zieht eine Spannung, die an die zweite Torschaltung 313 angelegt wird, auf das Massepotenzial, wenn sich die zweite Torschaltung 313 in einem ausgeschalteten Zustand befindet, um das Low-Signal für den EPROM 34 gezwungenermaßen an die zweite Torschaltung 313 abzugeben. Daraufhin wird, obwohl die zweite Torschaltung 313 einem Rauschen unterliegt, ein Versagen der zweiten Torschaltung 313 verhindert, wodurch der ausgeschaltete Zustand der zweiten Torschaltung 313 bewahrt wird.
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Der Schaltwiderstand 33 konvertiert serielle digitale Daten, die von außen gegeben werden, in parallele digitale Daten synchron zu einem externen Takt, welcher der CLK-Klemme zugeführt wird, die in 2 nicht abgebildet ist, aber der vierten Klemme 24 in 1 entspricht. Der Schaltwiderstand 33 konvertiert auch die Trimmdaten, die aus den parallelen digitalen Daten bestehen, die in dem EPROM 34 gespeichert sind, in serielle digitale Daten. Der Schaltwiderstand 33 speichert ferner Steuerdaten, die von einer DS-Klemme zugeführt werden, die in 2 nicht abgebildet ist aber der dritten Klemme 23 in 1 entspricht, Daten, die an den EPROM 34 abzugeben sind, Trimmdaten, die an eine Anpassungsschaltung abzugeben sind, die in 2 nicht abgebildet ist, aber der Anpassungsschaltung 14 in 1 entspricht, und Daten, die von dem EPROM 34 zugeführt werden. Der EPROM 34 speichert Trimmdaten, die aus parallelen digitalen Daten bestehen, die von dem Schaltwiderstand 33 zugeführt werden.
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Die gemeinsame Schaltung einer Klemmenkontaktfläche 31, der Temperatursensor 32, der Schaltwiderstand 33 und der EPROM 34 dienen jeweils als gemeinsame Schaltung 17, Temperaturermittlungsschaltung 18, Hilfsspeicherschaltung 12 und Hauptspeicherschaltung 13, die jeweils in 1 angegeben sind. Die GND-Klemme 41, die Vcc-Klemme 42 und die E-Klemme 43 entsprechen jeweils der ersten Klemme 21, der zweiten Klemme 22 und der fünften Klemme 25. Obwohl dies in 2 nicht abgebildet ist, umfasst die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 wie die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 1, die in 1 gezeigt wird, die Bauteile, die der Betriebsauswahlschaltung 11, der Anpassungsschaltung 14, der Wheatstone-Brückenschaltung 15, der Verstärkerschaltung 16 und den dritten, vierten, sechsten, siebten und achten Klemmen 23, 24, 26, 27 und 28 entsprechen.
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Nun wird der Betrieb der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3, die den zuvor beschriebenen Aufbau aufweist, wie folgt beschrieben. 3 und 4 sind Schaltbilder, welche die Zustände beim Betrieb einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. 5 ist ein Schaltbild, das einen Zustand zeigt, wenn ein Ausgangssignal eines Temperatursensors in einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung extern abgegeben wird. 3 und 4 zeigen einen Betriebszustand zum Schreiben der Trimmdaten in den EPROM 34, beispielsweise während der Anpassungsphase vor dem Betrieb eines fertiggestellten Produkts einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3. Genauer gesagt zeigt 3 den Fall, bei dem das Schreibsteuersignal für den EPROM 34 das High-Signal ist, und 4 zeigt den Fall, bei dem das Schreibsteuersignal für den EPROM 34 das Low-Signal ist. 5 zeigt einen Betriebszustand einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 als praxistaugliches Produkt. 6 ist ein Schaltbild, das einen Betriebszustand eines Vergleichsbeispiels einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe zeigt.
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Zunächst erfolgt eine Beschreibung des Betriebs für den Fall, dass das Schreibsteuersignal für den EPROM 34 das High-Signal in einem Betriebsmodus des Schreibens in den EPROM 34 ist. Wie in 3 gezeigt, wird ein Schreibsteuersignal 30 durch die E-Klemme 43 an den Vergleicher 311 gegeben, wobei die Eingangsspannung Vin, die an die E-Klemme 43 angelegt wird, mit der Referenzspannung Vref verglichen wird. Falls die Eingangsspannung Vin, die an die E-Klemme 43 angelegt wird, nicht niedriger als die Referenzspannung Vref ist: Vin ≥ Vref, wird das Ausgangssignal des Vergleichers 311 das High-Signal 30a für den EPROM 34. Das High-Signal 30a für den EPROM 34 bewirkt, dass die erste Torschaltung 312 die E-Klemme 43 und den Temperatursensor 32 trennt, wobei es sich um einen ausgeschalteten Betrieb der ersten Torschaltung 312 handelt. Das High-Signal 30a für den EPROM 34 bewirkt, dass die zweite Torschaltung 313 die E-Klemme 43 und den Pull-Down-Widerstand 314 trennt, wobei es sich um einen eingeschalteten Betrieb der zweiten Torschaltung 313 handelt.
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Bei der Abgabe des High-Signals 30a für den EPROM 34 an den Schaltwiderstand 33 werden Trimmdaten in dem EPROM 34 gespeichert. Falls die E-Klemme 43 und der Temperatursensor 32 zu diesem Zeitpunkt durch die erste Torschaltung 312 getrennt sind, fließt ein großer Diodendurchlassstrom If durch die npn-Transistoren 321 bis 325, die den Temperatursensor 32 bilden, auf Grund der Eingangsspannung Vin, die an die E-Klemme 43 angelegt wird, wie bei dem Vergleichsbeispiel der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 103, das in 6 gezeigt wird. Daraufhin erfährt der Temperatursensor 32 eine Erhitzung, und die npn-Transistoren 321 bis 325, die den Temperatursensor 32 bilden, können beschädigt werden. Der große Diodendurchlassstrom If fließt durch den Temperatursensor 32, weil der Temperatursensor 32 immer in Betrieb ist, unabhängig von dem Wert des Schreibsteuersignals in dem Schreibvorgang in den EPROM 34.
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Dagegen sind bei einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe der Erfindung die E-Klemme 43 und der Temperatursensor 32 getrennt, wenn das Schreibsteuersignal für den EPROM 34 das High-Signal 30a ist, was einen Durchschlag des Temperatursensors 32 verhindert. Wenn das Schreibsteuersignal für den EPROM 34 das High-Signal 30a ist, verbindet die zweite Torschaltung 313 die E-Klemme 43 und den Pull-Down-Widerstand 314. Daraufhin wird die Ausgabe des Temperatursensors 32 daran gehindert, von der E-Klemme 43 nach außen abgegeben zu werden. Die Trimmdaten, die in den EPROM 34 zu schreiben sind, werden beispielsweise von der DS-Klemme zugeführt.
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Wenn in einem Betriebsmodus für einen Schreibvorgang in den EPROM 34 die Eingangsspannung Vin, die an die E-Klemme 43 gegeben wird, niedriger als die Referenzspannung Vref ist: Vin < Vref, wie in 4 gezeigt, wird das Ausgangssignal des Vergleichers 311 das Low-Signal 30b für den EPROM 34. Gemäß dem Low-Signal 30b für den EPROM 34 schließt die erste Torschaltung 312 die E-Klemme 43 und den Temperatursensor 32 an, wobei es sich um einen eingeschalteten Betrieb der ersten Torschaltung 312 handelt, und gleichzeitig trennt die zweite Torschaltung 313 die E-Klemme 43 und den Pull-Down-Widerstand 314, wobei es sich um einen ausgeschalteten Betrieb der zweiten Torschaltung 313 handelt. Bei diesem ausgeschalteten Betrieb der zweiten Torschaltung 313 wird die Spannung, die an die zweite Torschaltung 313 angelegt wird, durch den Pull-Down-Widerstand 314 auf den Massepegel gezogen. Folglich wird die zweite Torschaltung 313 gezwungenermaßen mit dem Low-Signal des EPROM 30b für den EPROM 34 versorgt. Daher wird ein instabiler Betrieb der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 vermieden.
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Bei Abgabe des Low-Signals 30b für den EPROM 34 an den Schaltwiderstand 33, kommt die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 in einen Dauerzustand des Trimmens unter Verwendung der Daten, die in dem EPROM 34 gespeichert sind. Da der eingeschaltete Betrieb der ersten Torschaltung 312 die E-Klemme 43 und den Temperatursensor 32 nun angeschlossen hat, kann das Ausgangssignal, das ein ermitteltes Signal des Temperatursensors 32 ist, extern von der E-Klemme 43 abgegeben werden. Obwohl eine gewisse Stromgröße durch den Temperatursensor 32 fließt, da der Temperatursensor 32 an die E-Klemme 43 angeschlossen ist, ist die Eingangsspannung Vin, die an die E-Klemme 43 angelegt wird, niedrig genug, wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 311 das Low-Signal 30b für den EPROM 34 ist. Daher wird der Temperatursensor 32 keinem starken Stromfluss ausgesetzt und nicht beschädigt.
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Folglich kann beim Betrieb der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 als praxistaugliches Produkt die Gestaltung derart erfolgen, wie in 5 gezeigt, dass eine Betriebsspannung des Temperatursensors 32, bei der es sich um die Eingangsspannung Vin handelt, die an die E-Klemme 43 angelegt wird, niedriger als die Referenzspannung Vref ist, die an den Vergleicher 311 angelegt wird: Vin < Vref. Wenn daraufhin das Ausgangssignal des Temperatursensors 32 nach außen abgegeben wird, ist das Ausgangssignal des Vergleichers 311 immer ein Low-Signal 30c für den EPROM 34. Folglich kann beim Betrieb der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 als praxistaugliches Produkt ein Ausgangssignal 30d des Temperatursensors 32 nach außen abgegeben werden. Gleichzeitig kann ein Dauerzustand hergestellt werden, bei dem das Trimmen für die Ausgangskennlinie beispielsweise eines Drucksensors, der in 5 nicht abgebildet ist, aber der Wheatstone-Brückenschaltung 15 in 1 entspricht, unter Verwendung der Daten, die in dem EPROM 34 gespeichert sind, erfolgt.
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Wenn somit das Ausgangssignal 30d des Temperatursensors 32 nach außen abgegeben wird, wird die E-Klemme 43 nur für eine Ausgangsklemme verwendet, um das Ausgangssignal 30d des Temperatursensors 32 nach außen zu ziehen, wodurch der normale Betrieb des Temperatursensors 32 sichergestellt wird. Um das Ausgangssignal 30d des Temperatursensors 32 zu messen, wie zuvor mit Bezug auf 2 beschrieben, wird ein Widerstand 51 zwischen die externe Klemme 52 auf einem Energieversorgungspotenzial und der E-Klemme 43 der Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe 3 gesetzt, und eine Spannung zwischen dem Ende auf der Seite der E-Klemme 43 des Widerstands 51 und der GND-Klemme 41 wird von einem A/D-Wandler 53 ermittelt, wie in 2 gezeigt. Bei einem Betriebsmodus zum Schreiben der Trimmdaten in den EPROM 34, da der Schaltungsaufbau nicht erlaubt, dass das Ausgangssignal 30d des Temperatursensors 32 nach außen abgegeben wird, wird die E-Klemme 43 nur als Eingangsklemme verwendet, um ein Schreibsteuersignal von außen zu empfangen.
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Der Betriebsmodus für den EPROM 34 ist nur ein Beispiel, und eine Vielzahl von Betriebsmodi kann basierend auf anderen Steuer-Flags hinzugefügt werden. Beispiele von anderen Steuer-Flags umfassen: Steuerdaten von der DS-Klemme, ein Eingangssignal an die CLK-Klemme und eine Spannung, die an die CG-Klemme angelegt wird, die der sechsten Klemme 26 entspricht, die in 1 angegeben ist, und eine Spannung, die an die EV-Klemme angelegt wird, die der siebten Klemme 27 entspricht, die in 1 angegeben ist. Bei dem Betriebsmodus, bei dem das Schreibsteuersignal für den EPROM 34 das High-Signal 30a ist, sind zusätzliche Betriebsmodi möglich, umfassend: sowohl das Schreiben von Trimmdaten in den EPROM 34, das Abgeben von seriellen digitalen Daten von dem Schaltwiderstand 33 nach außen, das Durchführen des Trimmens unter Verwendung der Daten, die in dem Schaltwiderstand 33 gespeichert sind, das Übertragen der Daten, die in dem Schaltwiderstand 33 gespeichert sind, an den in dem EPROM 34, als auch das Übertragen der Daten, die in dem EPROM 34 gespeichert sind, an den Schaltwiderstand 33. Bei dem Betriebsmodus, bei dem das Schreibsteuersignal für den EPROM 34 das High-Signal 30a ist, kann ein Betriebsmodus hinzugefügt werden, um serielle digitale Daten von außen in den Schaltwiderstand 33 einzugeben, sowie der Betriebsmodus zum Durchführen des Trimmens unter Verwendung der Daten, die in dem EPROM 34 gespeichert sind.
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Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie zuvor beschrieben, ist mit der gemeinsamenk Schaltung einer Klemmenkontaktfläche zwischen der Klemmenkontaktfläche, bei der es sich um die E-Klemme handelt, und dem EPROM und zwischen der Klemmenkontaktfläche und dem Temperatursensor versehen. Wenn das Ausgangssignal des Temperatursensors extern abgegeben wird, wird die erste Torschaltung in einen eingeschalteten Zustand umschaltet, so dass die vorhandene Klemmenkontaktfläche an den Temperatursensor angeschlossen ist, und die Klemmenkontaktfläche für eine Ausgangsklemme des Temperatursensors verwendet werden kann. Somit kann eine zusätzliche Funktion neu bereitgestellt werden, ohne eine neue Klemme hinzuzufügen. Für einen Temperatursensor für Fahrzeuge kann ein belegter Bereich einer gemeinsamen Schaltung einer Klemmenkontaktfläche kleiner ausgebildet sein als der einer Klemmenkontaktfläche, wodurch die Chip-Fläche und Kosten reduziert werden. Selbst wenn der belegte Bereich einer gemeinsame Schaltung einer Klemmenkontaktfläche größer als der einer Klemmenkontaktfläche ist, muss die Anzahl von Klemmen nicht erhöht werden, und man kann bei der gleichen Anzahl bleiben, wodurch die Verwendung von vorhandenen Herstellungsanlagen und Testeinrichtungen ermöglicht wird. Dies ist im Hinblick auf Herstellungskosten vorteilhaft und günstig, falls die Anzahl von Klemmen nicht erhöht werden kann.
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Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Betriebsspannung des Temperatursensors 32, die an die Klemmenkontaktfläche gegeben wird, bei der es sich um die E-Klemme 43 handelt, niedriger als die Referenzspannung Vref, die eine Größe zwischen dem High-Signal für den EPROM auf einem Pegel des Energieversorgungspotenzials und dem Low-Signal für den EPROM auf dem Massepegel aufweist. Folglich ist das Schreibsteuersignal für den EPROM immer das Low-Signal, wenn das Ausgangssignal des Temperatursensors extern abgegeben wird. Daher kann das Ausgangssignal des Temperatursensors ohne Fehlfunktion entnommen werden. Die Klemmenkontaktfläche, die ein Schreibsteuersignal während des Schreibens von Trimmdaten in den EPROM empfängt, wird nur während des Trimmens nach der Fertigstellung des Produkts verwendet, und wird nicht bei den wesentlichen Funktionen des eigentlichen Produkts im Betrieb einer Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe verwendet. Somit ist die Verwendung der Klemmenkontaktfläche zum Abgeben des Ausgangssignals des Temperatursensors eine wirksame Verwendung einer vorhandenen Klemme. Daher wird eine Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe mit einer zusätzlichen Funktion zu geringen Kosten und mit einer geringen Anzahl von Klemmen erzielt, ohne die Zuverlässigkeit anderer Funktionen zu beeinträchtigen.
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Eine Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe der Erfindung kann auf Sensorvorrichtungen für diverse physikalische Größen angewendet werden, umfassend: Feuchtigkeit, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Licht, Magnetmenge und Schall. Obwohl das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel die E-Klemme für die Ausgangsklemme des Temperatursensors verwendet, kann auch eine andere vorhandene Klemme für die Ausgangsklemme des Temperatursensors verwendet werden. In diesem Fall wird eine gemeinsame Schaltung einer Klemmenkontaktfläche zwischen der Klemme, die mit der Ausgangsklemme gemeinsam genutzt wird, für den Temperatursensor und dem Schaltwiderstand und zwischen der gemeinsamen Klemme und dem Temperatursensor bereitgestellt. Die Klemme, die mit der Ausgangsklemme für den Temperatursensor gemeinsam genutzt wird, wird bevorzugt aus solchen Klemmen ausgewählt, die Signale mit relativ langer Periodendauer oder ein Signal mit einer relativ großen Amplitude ein- oder ausgeben, zum Beispiel die DS-Klemme. Obwohl das Ausführungsbeispiel eine zusätzliche Funktion der Temperaturerfassung aufweist, kann eine Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe der vorliegenden Erfindung beliebige zusätzliche Funktionen von anderen Sensoren für physikalische Größen als der Hauptsensor aufweisen.
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Wie bisher beschrieben ist eine Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe für Halbleitervorrichtungen zum Erfassen einer physikalischen Größe nützlich, wie etwa für einen Drucksensor und einen Beschleunigungssensor, die für Fahrzeuge, medizinische Geräte und industrielle Vorrichtungen verwendet werden. Die Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe der Erfindung ist besonders vorteilhaft für solche Halbleitervorrichtungen zum Erfassen einer physikalischen Größe, die eine Empfindlichkeitsanpassung, eine Anpassung der Temperaturkennlinie oder eine Versatzanpassung anhand von elektrischem Trimmen unter Verwendung eines EPROM ausführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 3:
- Halbleitervorrichtung zum Erfassen einer physikalischen Größe
- 11:
- Betriebsauswahlschaltung
- 12:
- Hilfsspeicherschaltung
- 13:
- Hauptspeicherschaltung
- 14:
- Anpassungsschaltung
- 15:
- Wheatstone-Brückenschaltung
- 16:
- Verstärkerschaltung
- 17:
- gemeinsame Schaltung
- 18:
- Temperaturermittlungsschaltung
- 21:
- erste Klemme
- 22:
- zweite Klemme
- 23:
- dritte Klemme
- 24:
- vierte Klemme
- 25:
- fünfte Klemme
- 26:
- sechste Klemme
- 27:
- siebte Klemme
- 28:
- achte Klemme
- 30:
- Schreibsteuersignal
- 30a:
- High-Signal für EPROM
- 30b, 30c:
- Low-Signal für EPROM
- 30d:
- Ausgangssignal des Temperatursensors
- 31:
- gemeinsame Schaltung einer Klemmenkontaktfläche
- 32:
- Temperatursensor
- 33:
- Schaltwiderstand
- 34:
- EPROM
- 41:
- GND-Klemme
- 42:
- Vcc-Klemme
- 43:
- E-Klemme
- 51:
- Widerstand
- 52:
- externe Klemme
- 53:
- A/D-Wandler
- 311:
- Vergleicher
- 312:
- erste Torschaltung
- 312a:
- p-leitender MOSFET, der die erste Torschaltung bildet
- 312b:
- n-leitender MOSFET, der die erste Torschaltung bildet
- 312c:
- Wechselrichter, der die erste Torschaltung bildet
- 313:
- zweite Torschaltung
- 313a:
- p-leitender MOSFET, der die zweite Torschaltung bildet
- 313b:
- n-leitender MOSFET, der die zweite Torschaltung bildet
- 313c:
- Wechselrichter, der die zweite Torschaltung bildet
- 314:
- Pull-Down-Widerstand
- 321-325:
- npn-Transistor, der einen Temperatursensor bildet
- Vref:
- Referenzspannung
