JP2003302301A - 半導体物理量センサ装置 - Google Patents

半導体物理量センサ装置

Info

Publication number
JP2003302301A
JP2003302301A JP2002107187A JP2002107187A JP2003302301A JP 2003302301 A JP2003302301 A JP 2003302301A JP 2002107187 A JP2002107187 A JP 2002107187A JP 2002107187 A JP2002107187 A JP 2002107187A JP 2003302301 A JP2003302301 A JP 2003302301A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
terminal
memory circuit
voltage
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002107187A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3963115B2 (ja
Inventor
Mutsuo Nishikawa
睦雄 西川
Katsumichi Kamiyanagi
勝道 上▲柳▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2002107187A priority Critical patent/JP3963115B2/ja
Priority to DE10315179A priority patent/DE10315179B4/de
Priority to US10/406,604 priority patent/US7180798B2/en
Priority to KR1020030021935A priority patent/KR100929722B1/ko
Publication of JP2003302301A publication Critical patent/JP2003302301A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3963115B2 publication Critical patent/JP3963115B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/02Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
    • G01D3/022Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation having an ideal characteristic, map or correction data stored in a digital memory
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/10Programming or data input circuits
    • G11C16/102External programming circuits, e.g. EPROM programmers; In-circuit programming or reprogramming; EPROM emulators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Technology Law (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体物理量センサ装置において、CMOS
製造プロセスで安価に製造でき、かつ少ない端子数でも
って電気的トリミングをおこなうこと。 【解決手段】 センサ素子15と、仮のトリミングデー
タを記憶する補助メモリ回路12と、確定したトリミン
グデータを記憶する主メモリ回路13と、補助メモリ回
路12または主メモリ回路13に記憶されたトリミング
データに基づいてセンサ素子の出力特性を調整する調整
回路14と、を具備し、これらの素子および回路を、C
MOS製造プロセスにより製造される能動素子および受
動素子のみで構成し、かつ同一半導体チップ上に5〜6
個の端子21〜26とともに形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用、医療用
または産業用などの各種装置等に用いる圧力センサや加
速度センサなどの半導体物理量センサ装置に関し、特
に、EPROMを用いた電気的トリミングにより感度調
整や温度特性調整やオフセット調整をおこなう構成の半
導体物理量センサ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】物理量センサの出力特性を調整する手法
として、従来のレーザートリミング手法には、トリミン
グ後のアセンブリ工程で出力特性に変動が生じても再調
整ができないという欠点があるため、近時、アセンブリ
終了後に調整可能な電気的トリミング手法が用いられて
いる。しかしながら、電気的トリミングでは、トリミン
グデータの入出力や、EPROMへのデータ書き込み等
のために多数の制御端子を必要とするため、ワイヤボン
ディング数が増えるなどの原因により製造コストが増大
するという問題点がある。そこで、抵抗分圧とバイポー
ラトランジスタを用いて端子の動作閾値電圧を複数個設
けることにより、少ない端子数でもって電気的トリミン
グをおこなう提案がなされている(たとえば、特開平6
−29555号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たバイポーラトランジスタを用いた提案では、CMOS
プロセスで作製するEPROMとバイポーラトランジス
タとが混在するため、BiCMOS製造プロセスが必要
になり、コスト増を招くという問題点がある。そこで、
この提案においてバイポーラトランジスタに代えてMO
Sトランジスタを用いることが考えられる。しかし、そ
の場合には、MOSトランジスタで設定可能な閾値電圧
の上限値がバイポーラよりも低いため、複数の閾値どう
しの間隔が狭くなり、誤動作を起こし易くなるという不
都合が生じる。これを防ぐには、閾値電圧の上限をバイ
ポーラと同等程度まで高くする必要があるが、そうする
とMOSトランジスタの高耐圧化を図ったり、新たに保
護回路を付加したりする必要があり、コスト増を招くと
いう問題点がある。
【0004】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、CMOS製造プロセスで製造でき、安価
で、かつ少ない端子数でもって電気的トリミングをおこ
なうことが可能な半導体物理量センサ装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる半導体物理量センサ装置は、センサ
素子と、仮のトリミングデータを記憶するシフトレジス
タ等の補助メモリ回路と、確定したトリミングデータを
記憶するEPROM等の主メモリ回路と、補助メモリ回
路または主メモリ回路に記憶されたトリミングデータに
基づいてセンサ素子の出力特性を調整する調整回路と、
を具備する。これらの素子および回路は同一半導体チッ
プ上に形成されており、CMOS製造プロセスにより製
造される能動素子および受動素子のみで構成されてい
る。また、本発明にかかる半導体物理量センサ装置は、
出力端子、トリミングデータの入力端子、接地端子、電
源端子、および主メモリ回路にデータを書き込むための
電圧を供給する1または2個の書き込み端子、の合計5
または6個の端子を有し、1または2個の書き込み端子
のうちの一つは、外部クロックを入力する端子を兼ねて
いる。そして、信号判別手段は、その書き込み端子に印
加された電圧が主メモリ回路への書き込み電圧である
か、または外部クロックであるかを判別する。
【0006】この発明によれば、補助メモリ回路に記憶
された仮のトリミングデータを漸次変更しながらセンサ
出力を測定することにより、所望のセンサ出力が得られ
るトリミングデータを確定し、それを主メモリ回路に記
憶させ、通常の使用状態においては、主メモリ回路に記
憶されたトリミングデータを用いて調整回路によりセン
サ出力を調整する構成とし、これらセンサ素子、補助メ
モリ回路、主メモリ回路および調整回路が、CMOS製
造プロセスにより製造される能動素子および受動素子の
みで構成され、かつ5または6個の端子とともに同一半
導体チップ上に設けられる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。 実施の形態1.図1は、本発明の実施の形態1にかかる
半導体物理量センサ装置の構成を示すブロック図であ
る。この半導体物理量センサ装置1は、たとえば、動作
選択回路11、補助メモリ回路12、主メモリ回路1
3、調整回路14、ホイートストーンブリッジ回路など
のセンサ素子15、増幅回路16、信号判別手段17お
よび第1から第6までの6個の端子21〜26を備えて
いる。
【0008】第1端子21は、半導体物理量センサ装置
1の接地電位を供給する接地端子である。第2端子22
は、半導体物理量センサ装置1の電源電圧を供給する電
源端子である。第3端子23は、直列ディジタルデータ
(シリアルデータ)の入出力をおこなう端子(データ入
力端子)である。第4端子24は、半導体物理量センサ
装置1の信号を外部へ出力する出力端子である。第5端
子25は、第2端子22に印加される電源電圧よりも高
い電圧を供給する第1の書き込み端子である。また、第
5端子25は、外部クロックを入力する端子を兼ねる。
第6端子26は、第2端子22に印加される電源電圧よ
りも高く、かつ第5端子25の印加電圧とは異なる電圧
を供給する第2の書き込み端子である。
【0009】補助メモリ回路12は、前記外部クロック
に基づく動作タイミングで、外部から供給された直列デ
ィジタルデータを内部で使用するために並列ディジタル
データ(パラレルデータ)に変換する。また、補助メモ
リ回路12は、内部で使用している並列ディジタルデー
タを外部へ出力するために直列ディジタルデータに変換
する。また、補助メモリ回路12は、動作選択回路11
に制御データを供給する。主メモリ回路13は、第5端
子25および第6端子26の印加電圧に応じて、補助メ
モリ回路12から供給された並列ディジタルデータより
なるトリミングデータを記憶する。
【0010】動作選択回路11は、補助メモリ回路12
から供給された制御データに基づいて、補助メモリ回路
12および主メモリ回路13にデータの入出力を制御す
る信号を供給する。センサ素子15は、被測定媒体の物
理量に応じた出力信号を発生する。増幅回路16は、セ
ンサ素子15の出力信号を増幅し、それを第4端子24
を介して外部へ出力する。調整回路14は、補助メモリ
回路12または主メモリ回路13から供給されたトリミ
ングデータに基づいて、センサ素子15に対して温度特
性を考慮した感度調整をおこない、また増幅回路16に
対して温度特性を考慮したオフセット調整をおこなう。
【0011】信号判別手段17は、第5端子25に印加
された電圧が、外部から供給されたクロックのものであ
るのか、主メモリ回路13にトリミングデータを書き込
むための書き込み電圧であるのかを判別する。そして、
信号判別手段17は、判別した結果、外部クロックであ
る場合には、そのクロックを補助メモリ回路12に供給
する。一方、書き込み電圧である場合には、信号判別手
段17はその電圧を主メモリ回路13に供給する。
【0012】図2は、本発明を適用して半導体チップ上
に形成した半導体圧力センサ装置の全体構成の一例を示
すブロック図である。この半導体圧力センサ装置3は、
入出力切換回路31、シフトレジスタ32、コントロー
ル・ロジック33、EPROM34、信号選択回路3
5、D/Aコンバータ36および信号判別回路42から
なるディジタル回路部を有する。また、半導体圧力セン
サ装置3は、感度調整回路37、温度特性調整回路(以
下「温特調整回路」という)38、オフセット調整回路
39、ゲージ回路40および信号増幅回路41からなる
アナログ回路部を有する。
【0013】入出力切換回路31、シフトレジスタ3
2、コントロール・ロジック33、EPROM34、信
号選択回路35、D/Aコンバータ36、信号判別回路
42、感度調整回路37、温特調整回路38、オフセッ
ト調整回路39、ゲージ回路40および信号増幅回路4
1は、同一半導体チップ上に形成されており、CMOS
製造プロセスにより製造される能動素子および受動素子
のみで構成されている。また、半導体圧力センサ装置3
には、外部からの電源供給や信号の授受のために、GN
D端子51、Vcc端子52、DS端子53、Vout
端子54、CG/CLK端子55およびEV端子56が
設けられている。
【0014】GND端子51は、半導体圧力センサ装置
3に接地電位を供給するための端子である。Vcc端子
52は、半導体圧力センサ装置3に、特に限定しない
が、たとえば5Vの電源電位を供給するための端子であ
る。DS端子53は、半導体圧力センサ装置3とその外
部の図示しない回路との間で直列ディジタルデータの授
受をおこなうための端子である。Vout端子54は、
半導体圧力センサ装置3の検出信号を装置外部へ出力す
るための端子である。
【0015】CG/CLK端子55には、EPROM3
4にデータを書き込む際に、第1の書き込み電圧とし
て、Vcc端子52に印加される電源電圧よりも高い電
圧、特に限定しないが、たとえば26Vが印加される。
このCG/CLK端子55には、シフトレジスタ32を
駆動するための外部クロックも供給される。また、EP
ROM34にデータを書き込む際には、EV端子56
に、第2の書き込み電圧として、Vcc端子52に印加
される電源電圧よりも高く、かつCG/CLK端子55
に印加される電圧とは異なる電圧、特に限定しないが、
たとえば13Vが印加される。
【0016】入出力切換回路31は、DS端子53を介
して外部から供給された直列ディジタルデータよりなる
トリミングデータをシフトレジスタ32へ供給するモー
ドと、シフトレジスタ32から供給された直列ディジタ
ルデータをDS端子53を介して外部へ出力するモード
との切り換えをおこなう。シフトレジスタ32は、前記
外部クロックに同期して、外部から供給された直列ディ
ジタルデータを並列ディジタルデータに変換する。ま
た、シフトレジスタ32は、EPROM34に記憶され
ている並列ディジタルデータよりなるトリミングデータ
を直列ディジタルデータに変換する。シフトレジスタ3
2は補助メモリ回路12としての機能を有する。
【0017】EPROM34は、シフトレジスタ32か
ら供給された並列ディジタルデータよりなるトリミング
データを記憶する。EPROM34にトリミングデータ
が書き込まれる際には、前記第1および第2の書き込み
電圧がともに印加される。EPROM34は主メモリ回
路13としての機能を有する。信号選択回路35は、シ
フトレジスタ32から供給された並列ディジタルデータ
よりなるトリミングデータと、EPROM34から供給
された並列ディジタルデータよりなるトリミングデータ
のいずれか一方を選択してD/Aコンバータ36に供給
する。D/Aコンバータ36は、並列ディジタルデータ
よりなるトリミングデータをアナログデータに変換す
る。
【0018】コントロール・ロジック33は、シフトレ
ジスタ32から供給された制御データに基づいて、入出
力切換回路31、シフトレジスタ32、EPROM34
および信号選択回路35に、それぞれの動作を制御する
ための制御信号を生成して出力する。ここで、説明の便
宜上、コントロール・ロジック33からシフトレジスタ
32に供給される制御信号をシフトレジスタ制御信号6
5とする。入出力切換回路31、コントロール・ロジッ
ク33および信号選択回路35は動作選択回路11とし
ての機能を有する。
【0019】信号判別回路42は、CG/CLK端子5
5に印加された電圧が、外部クロックのものであるの
か、EPROM34にトリミングデータを書き込むため
の第1の書き込み電圧であるのかを判別する。そして、
信号判別回路42は、シフトレジスタ32には外部クロ
ックを供給し、またEPROM34には第1の書き込み
電圧を供給する。信号判別回路42は、信号判別手段1
7としての機能を有する。
【0020】一般に、クロックは、電源電圧と接地電圧
との間の二つのレベルの電圧で構成される。また、一般
に、EPROM34にデータを書き込むために必要な電
圧は電源電圧よりも高い。そして、EPROM34に電
源電圧以下の電圧を印加しても、データ書き込みに対し
ては全く機能をなさない。したがって、電源電圧を基準
とすることによって、クロックと書き込み電圧を判別す
ることができる。すなわち、たとえば図3に示すよう
に、CG/CLK端子55に印加された電圧が、電源電
圧以下であれば外部クロックであり、電源電圧よりも高
ければ第1の書き込み電圧である。
【0021】ゲージ回路40は、たとえば印加圧力に応
じた出力信号を発生させる半導体歪みゲージにより構成
されている。信号増幅回路41は、ゲージ回路40で発
生した信号を増幅してVout端子54を介して外部へ
出力する。感度調整回路37は、D/Aコンバータ36
の出力に応じてゲージ回路40への印加電流を変更調整
(トリミング)する。同様に、オフセット調整回路39
は、D/Aコンバータ36の出力に応じて信号増幅回路
41のオフセット調整用基準電圧を変更調整する。温特
調整回路38は、D/Aコンバータ36の出力に応じ
て、感度調整回路37およびオフセット調整回路39の
それぞれの出力に対して加減算をおこなう。
【0022】D/Aコンバータ36、感度調整回路3
7、温特調整回路38およびオフセット調整回路39
は、調整回路14としての機能を有する。ゲージ回路4
0はセンサ素子15としての機能を有する。信号増幅回
路41は増幅回路16としての機能を有する。また、G
ND端子51、Vcc端子52、DS端子53、Vou
t端子54、CG/CLK端子55およびEV端子56
は、第1から第6までの端子21〜26に順に対応して
いる。
【0023】図4は、シフトレジスタ32の構成の一例
を模式的に示す図である。シフトレジスタ32のビット
数は、特に限定しないが、たとえば52ビットである。
そのうち、3ビットは、コントロール・ロジック33へ
供給する制御データ61を格納する。この3ビットにつ
づいて、EPROM34へ供給するデータ62、信号選
択回路35へ供給するトリミングデータ63、またはE
PROM34から供給されたデータ64のいずれかを格
納するために48ビットが使用される。残りの1ビット
はバッファとして使用される。
【0024】つぎに、各種制御信号や印加電圧と半導体
圧力センサ装置3の動作モードとの関係について図5を
参照しながら説明する。CG/CLK端子55に外部ク
ロックが入力され、かつEV端子56が無接続(NC)
状態のとき、制御データ61の2ビット(AとB)がL
レベルで、かつ制御データ61のイネーブルビットCが
Lレベルで、DS端子53に直列ディジタルデータが入
力されると、シフトレジスタ(SR)制御信号65はL
レベルとなり、信号選択回路35はEPROM34を選
択し、入出力切換回路31は入力となる。これによっ
て、外部からシフトレジスタ32に直列ディジタルデー
タが入力される(モードNo.1)。
【0025】CG/CLK端子55に外部クロックが入
力され、かつEV端子56がノーコネクション状態のと
き、制御データ61の2ビット(AとB)がLレベル
で、かつ制御データ61のイネーブルビットCがHレベ
ルであると、シフトレジスタ制御信号65はLレベルと
なり、信号選択回路35はEPROM34を選択し、入
出力切換回路31は出力となる。これによって、シフト
レジスタ32から外部に直列ディジタルデータが出力さ
れる(モードNo.2)。
【0026】制御データ61のイネーブルビットCがH
レベル、DS端子53の入力がLレベル、CG/CLK
端子55の入力がLレベル、制御データ61の第1のビ
ット(A)および第2のビット(B)がそれぞれHレベ
ルおよびLレベル、EV端子56がノーコネクション状
態のとき、シフトレジスタ制御信号65はLレベルとな
り、信号選択回路35はシフトレジスタ32を選択し、
入出力切換回路31は出力となる。これによって、シフ
トレジスタ32に格納されたデータを用いてトリミング
がおこなわれる(モードNo.3)。
【0027】制御データ61のイネーブルビットCがL
レベル、DS端子53の入力がLレベル、CG/CLK
端子55の入力がLレベル、EV端子56がノーコネク
ション状態のとき、シフトレジスタ制御信号65はLレ
ベルとなり、信号選択回路35はEPROM34を選択
し、入出力切換回路31は入力となる。これによって、
EPROM34に記憶されたデータを用いてトリミング
をおこなう定常状態となる(モードNo.4)。
【0028】制御データ61のイネーブルビットCがH
レベル、DS端子53の入力がLレベル、CG/CLK
端子55の入力がLレベル、制御データ61の2ビット
(AとB)がHレベル、EV端子56がノーコネクショ
ン状態のとき、シフトレジスタ制御信号65はLレベル
となり、入出力切換回路31は出力となる。これによっ
て、シフトレジスタ32に格納されたデータがEPRO
M34に転送される(モードNo.5)。
【0029】制御データ61のイネーブルビットCがH
レベル、DS端子53の入力がLレベル、制御データ6
1の2ビット(AとB)がHレベル、CG/CLK端子
55およびEV端子56にそれぞれ書き込み電圧が印加
された状態のとき、シフトレジスタ制御信号65はLレ
ベルとなり、入出力切換回路31は出力となる。これに
よって、シフトレジスタ32に格納されたデータがEP
ROM34に書き込まれる(モードNo.6)。
【0030】制御データ61のイネーブルビットCがH
レベル、DS端子53の入力がLレベル、CG/CLK
端子55の入力がLレベル、制御データ61の第1のビ
ット(A)および第2のビット(B)がそれぞれLレベ
ルおよびHレベル、EV端子56がノーコネクション状
態のとき、シフトレジスタ制御信号65はHレベルとな
り、信号選択回路35はEPROM34を選択し、入出
力切換回路31は出力となる。これによって、EPRO
M34に記憶されたデータがシフトレジスタ32に転送
される(モードNo.7)。
【0031】つぎに、半導体圧力センサ装置3に対して
トリミングをおこなう手順について説明する。半導体圧
力センサ装置3は、Vcc端子52より電源電圧であ
る、たとえば5Vの電圧が投入されると、自動的に上述
したモードNo.4の定常状態になるように各端子が設
定されている。トリミングを実施していない初期状態に
おいては、EPROM34は、何も記憶していないオー
ル「0」の状態であり、このときの信号増幅回路41お
よびVout端子54は飽和状態、すなわち、電源電位
もしくは接地電位のいずれか、あるいはその電位に近い
状態となる。
【0032】図6に示すタイミングチャートのように、
CG/CLK端子55に外部クロックを入力しながら、
DS端子53からトリミングデータを入力し、かつ制御
データ61のイネーブルビットCをLレベルとすること
によって、外部からシフトレジスタ32にトリミングデ
ータを格納する(モードNo.1)。その後、CG/C
LK端子55およびDS端子53をLレベルとし、かつ
制御データ61のイネーブルビットCをHレベルとする
ことによって、シフトレジスタ32に格納したトリミン
グデータを用いてトリミングをおこなう(モードNo.
3)。
【0033】このとき、Vout端子54からのセンサ
出力を測定する。この仮トリミング作業を所望のセンサ
出力が得られるまで繰り返しおこなう。つまり、外部か
ら入力する仮のトリミングデータを漸次変更しながらセ
ンサ出力を測定し、所望のセンサ出力が得られるトリミ
ングデータを確定する。
【0034】トリミングデータが確定したら、図7に示
すタイミングチャートのように、CG/CLK端子55
に外部クロックを入力しながら、DS端子53から確定
済みのトリミングデータを入力し、かつ制御データ61
のイネーブルビットCをLレベルとすることによって、
外部からシフトレジスタ32に確定済みのトリミングデ
ータを格納する(モードNo.1)。つづいて、制御デ
ータ61のイネーブルビットCをHレベル、DS端子5
3をLレベルおよびCG/CLK端子55をLレベルと
して、シフトレジスタ32からEPROM34に確定済
みのトリミングデータを転送する(モードNo.5)。
その後、CG/CLK端子55およびEV端子56にそ
れぞれ書き込み電圧を印加して、シフトレジスタ32か
ら転送された確定済みのトリミングデータをEPROM
34に書き込む(モードNo.6)。
【0035】書き込みが終わったら、トリミング作業が
終了となり、それ以降は初期状態(モードNo.4)で
半導体圧力センサ装置3を使用する。そうすれば、常に
EPROM34に記憶されたトリミングデータに基づい
て調整された所望のセンサ特性を得ることができる。
【0036】また、仮トリミング作業を開始する前に、
図8に示すタイミングチャートのように、CG/CLK
端子55に外部クロックを入力しながら、DS端子53
から仮のトリミングデータを入力し、かつ制御データ6
1のイネーブルビットCをLレベルとすることによっ
て、外部からシフトレジスタ32に仮のトリミングデー
タを格納する(モードNo.1)。その後、制御データ
61のイネーブルビットCをHレベルにすると、シフト
レジスタ32に格納された仮のトリミングデータをDS
端子53から出力させることができる(モードNo.
2)。
【0037】これは、DS端子53から入力した仮のト
リミングデータを、入出力切換回路31およびシフトレ
ジスタ32を経由させた後に、そのままDS端子53へ
出力させることになるため、シフトレジスタ32および
入出力切換回路31の動作の良否判定をおこなったこと
になる。つまり、図8に示すタイミングチャートを実行
することによって、シフトレジスタ32および入出力切
換回路31の動作の良否判定をおこなうことができる。
なお、図8に示すタイミングチャートのうち、無視と示
したビットは、トリミングの調整に関係しないビットで
あり、無視してよい。後述する図9においても同様であ
る。
【0038】また、図9に示すタイミングチャートのよ
うに、制御データ61のイネーブルビットCをHレベ
ル、DS端子53をLレベル、CG/CLK端子55を
Lレベルとすれば、EPROM34に記憶されたトリミ
ングデータをシフトレジスタ32に転送することができ
る(モードNo.7)。転送後、CG/CLK端子55
に外部クロックを入力しながら、制御データ61のイネ
ーブルビットCをHレベルにすると、シフトレジスタ3
2に格納されたトリミングデータをDS端子53から出
力させることができる(モードNo.2)。これによっ
て、EPROM34に記憶されたトリミングデータをD
S端子53から出力させることができるので、EPRO
M34の動作の良否を確認したり、EPROM34のデ
ータ保持能力を調べたり、トリミング後のセンサ特性の
不良原因を調査することができ、半導体圧力センサ装置
3の品質保証や管理に非常に有効である。
【0039】上述した実施の形態1によれば、シフトレ
ジスタ32に記憶された仮のトリミングデータを漸次変
更しながらセンサ出力を測定することにより、所望のセ
ンサ出力が得られるトリミングデータを確定し、それを
EPROM34に記憶させ、通常の使用状態において
は、EPROM34に記憶されたトリミングデータを用
いて感度調整回路37、温特調整回路38およびオフセ
ット調整回路39によりセンサ出力を調整する構成と
し、これらの各構成要素をCMOS製造プロセスにより
製造される能動素子および受動素子のみで構成し、かつ
6個の端子51〜56とともに同一半導体チップ上に設
けたため、安価で、かつ少ない端子数でもって電気的ト
リミングをおこなうことが可能な半導体物理量センサ装
置が得られる。
【0040】実施の形態2.図10は、本発明の実施の
形態2にかかる半導体物理量センサ装置の構成の一例を
示すブロック図である。実施の形態2にかかる半導体物
理量センサ装置101は、図10に示すように、第5端
子25の印加電圧を変圧回路118により変圧すること
により、第2端子22に印加される電源電圧よりも高
く、かつ第5端子25の印加電圧とは異なる電圧を発生
させ、その発生させた電圧を、第5端子25の印加電圧
とともに、半導体物理量センサ装置101の主メモリ回
路13に供給する構成となっている。
【0041】したがって、実施の形態2では、第2端子
22に印加される電源電圧よりも高く、かつ第5端子2
5の印加電圧とは異なる電圧を供給するための端子、す
なわち実施の形態1の第6端子26は存在しない。図1
0に示す半導体物理量センサ装置101のその他の構成
は図1と同じであるので、図1と同一の符号を付して説
明を省略する。
【0042】図11は、本発明を適用して半導体チップ
上に形成した半導体圧力センサ装置の全体構成の他の例
を示すブロック図である。この半導体圧力センサ装置1
03は、図11に示すように、CG/CLK端子55に
印加される第1の書き込み電圧(たとえば26V)を変
圧回路143により変圧することにより、第2の書き込
み電圧(たとえば13V)を発生させる構成となってい
る。第1の書き込み電圧は、信号判別回路42を介して
変圧回路143に供給される。実施の形態2では、実施
の形態1のEV端子56は存在しない。
【0043】ここで、第1の書き込み電圧をたとえば2
6Vとし、これを変圧回路143でたとえば13Vに降
圧して第2の書き込み電圧としてもよいし、その逆でも
よい。図11に示す半導体圧力センサ装置103のその
他の構成は図2と同じであるので、図2と同一の符号を
付して説明を省略する。また、図11に示す半導体圧力
センサ装置103の動作やトリミング手順は、第1の書
き込み電圧に基づいて第2の書き込み電圧が生成される
点を除いて、実施の形態1と同じであるので、説明を省
略する。
【0044】実施の形態2によれば、上述した実施の形
態1よりも少ない端子数でもって実施の形態1と同じ効
果が得られる。
【0045】以上において本発明は、上述した各実施の
形態に限らず、種々変更可能である。また、本発明は、
半導体圧力センサ装置に限らず、温度、湿度、速度、加
速度、光、磁気または音など種々の物理量に対する各セ
ンサ装置に適用できる。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば、補助メモリ回路に記憶
された仮のトリミングデータを漸次変更しながらセンサ
出力を測定することにより、所望のセンサ出力が得られ
るトリミングデータを確定し、それを主メモリ回路に記
憶させ、通常の使用状態においては、主メモリ回路に記
憶されたトリミングデータを用いて調整回路によりセン
サ出力を調整する構成とし、これらセンサ素子、補助メ
モリ回路、主メモリ回路および調整回路が、CMOS製
造プロセスにより製造される能動素子および受動素子の
みで構成され、かつ5または6個の端子とともに同一半
導体チップ上に設けられる構成であるため、安価で、か
つ少ない端子数でもって電気的トリミングをおこなうこ
とが可能な半導体物理量センサ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1にかかる半導体物理量セ
ンサ装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明を適用して半導体チップ上に形成した半
導体圧力センサ装置の全体構成の一例を示すブロック図
である。
【図3】外部クロックとEPROMの書き込み電圧とを
判別する手段の原理を説明するための図である。
【図4】図2に示す構成の半導体圧力センサ装置におけ
るシフトレジスタの構成の一例を模式的に示す図であ
る。
【図5】図2に示す構成の半導体圧力センサ装置の動作
モードを説明するための図表である。
【図6】図2に示す構成の半導体圧力センサ装置の動作
タイミングを示すタイミングチャートである。
【図7】図2に示す構成の半導体圧力センサ装置の動作
タイミングを示すタイミングチャートである。
【図8】図2に示す構成の半導体圧力センサ装置の動作
タイミングを示すタイミングチャートである。
【図9】図2に示す構成の半導体圧力センサ装置の動作
タイミングを示すタイミングチャートである。
【図10】本発明の実施の形態2にかかる半導体物理量
センサ装置の構成を示すブロック図である。
【図11】本発明を適用して半導体チップ上に形成した
半導体圧力センサ装置の全体構成の他の例を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
1,101 半導体物理量センサ装置 11 動作選択回路 12 補助メモリ回路 13 主メモリ回路 14 調整回路 15 センサ素子 16 増幅回路 17 信号判別手段 118 変圧回路 21 接地端子 22 電源端子 23 データ入力端子 24 出力端子 25 第1の書き込み端子 26 第2の書き込み端子 31 入出力切換回路 37 感度調整回路 38 温特調整回路 39 オフセット調整回路
フロントページの続き Fターム(参考) 2F055 AA40 BB20 CC02 DD04 EE13 FF02 FF13 FF18 GG32 GG33 GG34 4M112 AA01 AA02 CA41 CA52 CA53 FA20

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検知した物理量に応じた電気信号を生成
    するセンサ素子と、 前記センサ素子により生成された電気信号を外部へ出力
    する出力端子と、 前記センサ素子の出力特性を調整するためのトリミング
    データとなる直列ディジタルデータを入力するデータ入
    力端子と、 接地電位を供給する接地端子と、 電源電圧を供給する電源端子と、 前記データ入力端子から入力されたトリミングデータを
    一時的に記憶する補助メモリ回路と、 前記補助メモリ回路に記憶されたトリミングデータを電
    気的な再書き込み動作によって記憶する再書き込み可能
    な読み出し専用の主メモリ回路と、 外部クロックを入力するか、または前記主メモリ回路に
    データを書き込むための、前記電源電圧以上の第1の書
    き込み電圧を供給する第1の書き込み端子と、 前記主メモリ回路にデータを書き込むための、前記電源
    電圧以上で、かつ前記第1の書き込み電圧とは異なる第
    2の書き込み電圧を供給する第2の書き込み端子と、 前記補助メモリ回路に記億されたディジタルデータの一
    部に基づいて前記補助メモリ回路および前記主メモリ回
    路の動作を制御する動作選択回路と、 前記第1の書き込み端子に印加された電圧が外部クロッ
    クであるかまたは第1の書き込み電圧であるかを判別
    し、前記補助メモリ回路に外部クロックを供給し、前記
    主メモリ回路に第1の書き込み電圧を供給する信号判別
    手段と、 前記補助メモリ回路に記憶されたトリミングデータ、ま
    たは前記主メモリ回路に記憶されたトリミングデータに
    基づいて前記センサ素子の出力特性を調整する調整回路
    と、 を具備し、 同一半導体チップ上に形成された、CMOS製造プロセ
    スにより製造される能動素子および受動素子のみで構成
    されていることを特徴とする半導体物理量センサ装置。
  2. 【請求項2】 前記信号判別手段は、前記第1の書き込
    み端子に印加された電圧が電源電圧よりも高いときに第
    1の書き込み電圧であるとし、前記第1の書き込み端子
    に印加された電圧が電源電圧以下のときに外部クロック
    であると判別することを特徴とする請求項1に記載の半
    導体物理量センサ装置。
  3. 【請求項3】 検知した物理量に応じた電気信号を生成
    するセンサ素子と、 前記センサ素子により生成された電気信号を外部へ出力
    する出力端子と、 前記センサ素子の出力特性を調整するためのトリミング
    データとなる直列ディジタルデータを入力するデータ入
    力端子と、 接地電位を供給する接地端子と、 電源電圧を供給する電源端子と、 前記データ入力端子から入力されたトリミングデータを
    一時的に記憶する補助メモリ回路と、 前記補助メモリ回路に記憶されたトリミングデータを電
    気的な再書き込み動作によって記憶する再書き込み可能
    な読み出し専用の主メモリ回路と、 外部クロックを入力するか、または前記主メモリ回路に
    データを書き込むための、前記電源電圧以上の第1の書
    き込み電圧を供給する書き込み端子と、 前記書き込み端子から入力された第1の書き込み電圧に
    基づいて、前記主メモリ回路にデータを書き込むため
    の、前記電源電圧以上で、かつ前記第1の書き込み電圧
    とは異なる第2の書き込み電圧を生成して前記主メモリ
    回路に供給する変圧回路と、 前記補助メモリ回路に記億されたディジタルデータの一
    部に基づいて前記補助メモリ回路および前記主メモリ回
    路の動作を制御する動作選択回路と、 前記書き込み端子に印加された電圧が外部クロックであ
    るかまたは第1の書き込み電圧であるかを判別し、前記
    補助メモリ回路に外部クロックを供給し、前記主メモリ
    回路に第1の書き込み電圧を供給する信号判別手段と、 前記補助メモリ回路に記憶されたトリミングデータ、ま
    たは前記主メモリ回路に記憶されたトリミングデータに
    基づいて前記センサ素子の出力特性を調整する調整回路
    と、 を具備し、 同一半導体チップ上に形成された、CMOS製造プロセ
    スにより製造される能動素子および受動素子のみで構成
    されていることを特徴とする半導体物理量センサ装置。
  4. 【請求項4】 前記信号判別手段は、前記書き込み端子
    に印加された電圧が電源電圧よりも高いときに第1の書
    き込み電圧であるとし、前記書き込み端子に印加された
    電圧が電源電圧以下のときに外部クロックであると判別
    することを特徴とする請求項3に記載の半導体物理量セ
    ンサ装置。
  5. 【請求項5】 前記補助メモリ回路は、入力された直列
    ディジタルデータを並列ディジタルデータに変換して装
    置内部の回路に供給することを特徴とする請求項1〜4
    のいずれか一つに記載の半導体物理量センサ装置。
  6. 【請求項6】 前記調整回路は、前記トリミングデータ
    に基づいて、前記センサ素子の感度を設定するために前
    記センサ素子への印加電流の変更調整をおこなう感度調
    整回路を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれ
    か一つに記載の半導体物理量センサ装置。
  7. 【請求項7】 前記調整回路は、前記感度調整回路の出
    力に対して加減算をおこなう温度特性調整回路をさらに
    有することを特徴とする請求項6に記載の半導体物理量
    センサ装置。
  8. 【請求項8】 前記センサ素子により生成された電気信
    号を増幅して外部へ出力するための増幅回路をさらに有
    し、 前記調整回路は、前記増幅回路のオフセット調整用基準
    電圧の変更調整をおこなうオフセット調整回路を有する
    ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の
    半導体物理量センサ装置。
  9. 【請求項9】 前記調整回路は前記感度調整回路および
    前記オフセット調整回路のそれぞれの出力に対して加減
    算をおこなう温度特性調整回路をさらに有することを特
    徴とする請求項8に記載の半導体物理量センサ装置。
  10. 【請求項10】 前記データ入力端子は、前記補助メモ
    リ回路に格納されたデータを外部へ出力するための端子
    を兼ねており、 また、前記補助メモリ回路は、格納しているデータを直
    列ディジタルデータとして出力し、 前記データ入力端子と前記補助メモリ回路との間に、前
    記データ入力端子から入力された直列ディジタルデータ
    を前記補助メモリ回路へ供給するか、前記補助メモリ回
    路から出力された直列ディジタルデータを前記データ入
    力端子へ供給するか、を切り換える入出力切換回路をさ
    らに有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一
    つに記載の半導体物理量センサ装置。
JP2002107187A 2001-04-12 2002-04-09 半導体物理量センサ装置 Expired - Fee Related JP3963115B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002107187A JP3963115B2 (ja) 2002-04-09 2002-04-09 半導体物理量センサ装置
DE10315179A DE10315179B4 (de) 2002-04-09 2003-04-03 Halbleitermessvorrichtung zum Messen einer physikalischen Grösse
US10/406,604 US7180798B2 (en) 2001-04-12 2003-04-04 Semiconductor physical quantity sensing device
KR1020030021935A KR100929722B1 (ko) 2002-04-09 2003-04-08 반도체 물리량 센서 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002107187A JP3963115B2 (ja) 2002-04-09 2002-04-09 半導体物理量センサ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003302301A true JP2003302301A (ja) 2003-10-24
JP3963115B2 JP3963115B2 (ja) 2007-08-22

Family

ID=28672469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002107187A Expired - Fee Related JP3963115B2 (ja) 2001-04-12 2002-04-09 半導体物理量センサ装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP3963115B2 (ja)
KR (1) KR100929722B1 (ja)
DE (1) DE10315179B4 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012118102A1 (ja) * 2011-02-28 2012-09-07 富士電機株式会社 半導体集積回路および半導体物理量センサ装置
JP2013223175A (ja) * 2012-04-18 2013-10-28 Denso Corp 電子回路
JP2015200507A (ja) * 2014-04-04 2015-11-12 富士電機株式会社 半導体物理量センサ装置
JP2017037040A (ja) * 2015-08-13 2017-02-16 富士電機株式会社 半導体物理量センサ装置および半導体物理量センサ装置の製造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007078397A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Mitsubishi Electric Corp 半導体圧力センサ
DE202017101607U1 (de) 2017-03-20 2018-06-25 Indivi Optics Gmbh Optische Anordnung einer binokularen Lupenbrille

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4765188A (en) * 1986-11-24 1988-08-23 Bourns Instruments, Inc. Pressure transducer with integral digital temperature compensation
JP2720718B2 (ja) * 1992-07-09 1998-03-04 株式会社デンソー 半導体センサ装置
JP2991014B2 (ja) * 1993-10-08 1999-12-20 三菱電機株式会社 圧力センサ
US6176138B1 (en) * 1998-07-15 2001-01-23 Saba Instruments, Inc. Electronic pressure sensor
GB2340999A (en) * 1998-08-28 2000-03-01 Ericsson Telefon Ab L M Isolating MOS transistors from substrates
JP4764996B2 (ja) * 2001-04-12 2011-09-07 富士電機株式会社 半導体物理量センサ装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012118102A1 (ja) * 2011-02-28 2012-09-07 富士電機株式会社 半導体集積回路および半導体物理量センサ装置
JP5482961B2 (ja) * 2011-02-28 2014-05-07 富士電機株式会社 半導体集積回路および半導体物理量センサ装置
US8934309B2 (en) 2011-02-28 2015-01-13 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit and semiconductor physical quantity sensor device
JP2013223175A (ja) * 2012-04-18 2013-10-28 Denso Corp 電子回路
JP2015200507A (ja) * 2014-04-04 2015-11-12 富士電機株式会社 半導体物理量センサ装置
JP2017037040A (ja) * 2015-08-13 2017-02-16 富士電機株式会社 半導体物理量センサ装置および半導体物理量センサ装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE10315179B4 (de) 2010-07-08
JP3963115B2 (ja) 2007-08-22
DE10315179A1 (de) 2003-10-23
KR100929722B1 (ko) 2009-12-03
KR20030081075A (ko) 2003-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2720718B2 (ja) 半導体センサ装置
JP4287678B2 (ja) 内部電源回路
JP2727921B2 (ja) 半導体集積回路装置
US7573288B2 (en) Dynamically adjusting operation of a circuit within a semiconductor device
US8390265B2 (en) Circuit for generating reference voltage of semiconductor memory apparatus
JP2008249374A (ja) 温度検出回路
JP2004274719A (ja) プリドライブ回路、容量性負荷駆動回路及びプラズマディスプレイ装置
JP2004522242A (ja) 半導体記憶装置用の読み出し増幅器構造
JP4764996B2 (ja) 半導体物理量センサ装置
Jones APV25-S1: User guide version 2.2
JP2003168290A (ja) 電源回路及び半導体装置
US7180798B2 (en) Semiconductor physical quantity sensing device
JP2001338499A (ja) 強誘電体型記憶装置およびそのテスト方法
JP2003302301A (ja) 半導体物理量センサ装置
US6495994B1 (en) Regulator circuit for independent adjustment of pumps in multiple modes of operation
WO2012118102A1 (ja) 半導体集積回路および半導体物理量センサ装置
JP2001210080A (ja) 強誘電体型記憶装置
JP2003330550A (ja) 定電圧電源回路
JP2002343868A (ja) 内部電圧発生回路、不揮発性メモリ装置および半導体集積回路装置
JP3827534B2 (ja) 半導体記憶装置の基準電圧発生回路及びメモリ読出回路
JPH11148878A (ja) 圧力センサのドリフト低減回路及びリセット方式
US6943505B2 (en) Driving device for a light-emitting component and a method for driving a light-emitting component
TW512362B (en) Circuit-arrangement to compensate different voltages at line-tracks in integrated semiconductor-circuits
JP2004145703A (ja) 電源回路装置
JP3937951B2 (ja) センサ回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040812

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060901

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070501

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070514

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100601

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100601

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100601

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110601

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110601

Year of fee payment: 4

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120601

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130601

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees