JP2006071336A - センサ回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 通常動作時の電源電圧VCCよりも高い電圧を出力端子5に印加すると、リセット信号SrがLとなりトリミング動作モードに入る。トリミングデータは、出力端子5の電圧をさらに高い電圧範囲で変化させ、データ信号SdをLまたはHとすることにより入力する。入力したトリミングデータは、一旦ラッチ9aに保持され、その後の書き込みモードにおいて電源端子3に書き込み電圧VPPを印加するとメモリ9bに書き込まれる。読み出しモードに設定すると、ラッチ9aまたはメモリ9bに記憶されたトリミングデータを出力端子5の吸い込み電流の変化として読み出すことができる。
【選択図】 図1
Description
以下、本発明の第1の実施形態について図1ないし図6を参照しながら説明する。
図1は、トリミング回路を内蔵したCMOSセンサ回路の電気的構成を示している。このセンサ回路1には、物理量センサ例えばピエゾ素子をブリッジ状に配置して構成されたセンサ素子2が接続されている。センサ回路1は、通常動作状態において、センサ素子2からの出力信号に応じた電圧(検出信号に相当)をセンサ出力として出力端子5から出力するようになっている。
アナログ回路部6(センサ信号処理回路に相当)は、トリミング電圧制御回路部9から与えられるトリミング電圧(トリミング値に相当)を用いてセンサ素子2に印加する電圧を調整したりセンサ素子2からの出力信号を調整し、センサ素子2の出力信号に応じた検出信号を出力端子5から出力するようになっている。こうした調整により、感度調整、オフセット調整、オフセット温度特性調整等が行われた高精度のセンサ出力を得ることができる。
センサ装置の調整工程(トリミング工程)においては、上述したようにセンサ素子2に印加する電圧を調整したりセンサ素子2からの出力信号を調整することによりセンサ素子2の感度調整等を行う。このトリミング工程では、センサ回路1の電源端子3、4および出力端子5に、図3(b)、(c)に示す外部回路23を接続する。
Vd(VCC)<Va<Vd(VCC+Vα)
Vd(VCC+Vα)<Vb<Vd(VCC+Vβ)
Vd(VCC+Vβ)<Vc<Vd(VCC+Vγ)
次に、本発明の第2の実施形態について図7を参照しながら説明する。
図7は、トリミング回路を内蔵したCMOSセンサ回路の電気的構成を示しており、図1と同一構成部分には同一符号を付している。このセンサ回路29は、トリミング動作状態において、出力端子5からトリミングデータとメモリ9bへの書き込み電圧VPPとを与えるようになっている。その他のトリミング手順は、第1の実施形態で説明したセンサ回路1と同様である。
次に、本発明の第3の実施形態について図8および図9を参照しながら説明する。
図8は、トリミング回路を内蔵したCMOSセンサ回路の電気的構成を示しており、図1と同一構成部分には同一符号を付している。このセンサ回路32も、第2の実施形態で説明したセンサ回路29と同様に、トリミング動作状態において、出力端子5からトリミングデータと書き込み電圧VPPとを与えるようになっている。本実施形態では、上述したロジック回路部8の基板電位の逆転を防止するため、電源回路6aから供給される電源電圧VDDとフィルタ17を介した後の出力端子5の電圧のうち何れか高い電圧を選択して書き込み電圧供給ラインLN1に出力する切替回路33(書き込み電圧切替回路に相当)を備えている。
次に、本発明の第4の実施形態について図10を参照しながら説明する。
図10は、トリミング回路を内蔵したCMOSセンサ回路の電気的構成を示しており、図1と同一構成部分には同一符号を付している。このセンサ回路38は、トリミング動作状態において、電源端子3からトリミングデータとメモリ9bへの書き込み電圧VPPとを与えるようになっている。その他のトリミング手順は、第1の実施形態で説明したセンサ回路1と同様である。
なお、本発明は上記し且つ図面に示す各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
トリミング電圧制御回路部9は、ラッチ9aに保持されたトリミングデータをメモリ9bに書き込むことにより、それ以降通常動作状態においてラッチモードへの移行を禁止するように構成してもよい。第1の実施形態では、付加ビットをメモリ9bの特定アドレスN+1に書き込むことにより、ラッチモードへの移行を禁止すればよい。これにより、製品出荷後の通常動作中に電源電圧の変動やノイズの侵入があっても、ラッチ9aに保持されたトリミングデータを選択するラッチモードに移行することを確実に防止でき、EMC、ESD等のノイズ耐性の向上が図られる。
メモリは、EPROMに限らず、少なくとも電気的に書き込み可能な不揮発性メモリであればよい。
読み出しモードにおいて、ラッチ9aに保持されたトリミングデータまたはメモリ9bに記憶されたトリミングデータを、出力端子5から出力される電圧信号として読み出すように構成してもよい。
Claims (10)
- 電源端子と出力端子とを備え、トリミング値を用いてセンサ素子への供給電圧の調整および前記センサ素子の出力信号の調整の少なくとも一方を行い、前記センサ素子の出力信号に応じた検出信号を前記出力端子から出力するセンサ信号処理回路と、
前記出力端子に入力される電圧と通常動作時に前記電源端子に印加される電源電圧よりも高い電圧範囲内において設定された所定の基準電圧との比較に基づいて、トリミング動作状態への移行信号を生成するとともに前記出力端子に入力される電圧信号からデータを分離するデータ分離回路と、
前記データ分離回路で分離されたデータのうち前記センサ信号処理回路によって行われる調整の調整量を決定するトリミング値に対応したトリミングデータを一時的に保持する保持回路および当該保持回路に保持されたトリミングデータを記憶可能なメモリを有し、前記電源端子に与えられる書き込み電圧を用いて前記保持回路に保持されたトリミングデータを前記メモリに書き込むとともに、前記通常動作時において、前記保持回路に保持されたトリミングデータと前記メモリに記憶されたトリミングデータの何れかを選択しそれに対応したトリミング値を生成して前記センサ信号処理回路に出力するトリミング値制御回路とを備えていることを特徴とするセンサ回路。 - 前記データ分離回路は、
前記出力端子に入力される電圧と第1の基準電圧との比較に基づいて、動作状態が通常動作状態とトリミング動作状態の何れであるかを示す動作状態信号を生成し、
前記出力端子に入力される電圧と前記第1の基準電圧よりも高く設定された第2の基準電圧との比較に基づいてクロック信号を生成し、
前記出力端子に入力される電圧と前記第2の基準電圧よりも高く設定された第3の基準電圧との比較に基づいてデータ信号を分離することを特徴とする請求項1記載のセンサ回路。 - 前記電源端子に与えられる電圧から定電圧を生成する電源回路と、
この定電圧と前記出力端子の電圧のうち何れか高い電圧を選択して前記メモリに対する書き込み電圧供給ラインに出力する書き込み電圧切替回路とを備え、
前記トリミング値制御回路は、前記電源端子に与えられる電圧に替えて前記出力端子に与えられる書き込み電圧を用いて前記保持回路に保持されたトリミングデータを前記メモリに書き込むことを特徴とする請求項1または2記載のセンサ回路。 - 前記データ分離回路が分離するデータはモード設定データを含み、
前記センサ信号処理回路は、前記トリミング動作状態において前記モード設定データが読出動作モードである場合に、前記保持回路に保持されたトリミングデータまたは前記メモリに記憶されたトリミングデータを前記出力端子から出力することを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載のセンサ回路。 - 電源端子を備え、トリミング値を用いてセンサ素子への供給電圧の調整および前記センサ素子の出力信号の調整の少なくとも一方を行い、前記センサ素子の出力信号に応じた検出信号を前記電源端子から出力するセンサ信号処理回路と、
前記電源端子に入力される電圧と通常動作時に前記電源端子に印加される電源電圧よりも高い電圧範囲内において設定された所定の基準電圧との比較に基づいて、トリミング動作状態への移行信号を生成するとともに前記電源端子に入力される電圧信号からデータを分離するデータ分離回路と、
前記データ分離回路で分離されたデータのうち前記センサ信号処理回路によって行われる調整の調整量を決定するトリミング値に対応したトリミングデータを一時的に保持する保持回路および当該保持回路に保持されたトリミングデータを記憶可能なメモリを有し、前記電源端子に与えられる書き込み電圧を用いて前記保持回路に保持されたトリミングデータを前記メモリに書き込むとともに、前記通常動作時において、前記保持回路に保持されたトリミングデータと前記メモリに記憶されたトリミングデータの何れかを選択しそれに対応したトリミング値を生成して前記センサ信号処理回路に出力するトリミング値制御回路とを備えていることを特徴とするセンサ回路。 - 前記データ分離回路は、
前記電源端子に入力される電圧と第1の基準電圧との比較に基づいて、動作状態が通常動作状態とトリミング動作状態の何れであるかを示す動作状態信号を生成し、
前記電源端子に入力される電圧と前記第1の基準電圧よりも高く設定された第2の基準電圧との比較に基づいてクロック信号を生成し、
前記電源端子に入力される電圧と前記第2の基準電圧よりも高く設定された第3の基準電圧との比較に基づいてデータ信号を分離することを特徴とする請求項5記載のセンサ回路。 - 前記データ分離回路が分離するデータはモード設定データを含み、
前記センサ信号処理回路は、前記トリミング動作状態において前記モード設定データが読出動作モードである場合に、前記保持回路に保持されたトリミングデータまたは前記メモリに記憶されたトリミングデータを前記電源端子から出力することを特徴とする請求項5または6記載のセンサ回路。 - 前記トリミング値制御回路は、前記トリミング動作状態から前記通常動作状態に移行したときに、前記データ分離回路により分離されたデータ列に含まれるデータパターンに基づいて前記保持回路に保持されたトリミングデータと前記メモリに記憶されたトリミングデータの何れかを選択し、それに対応したトリミング値を生成して前記センサ信号処理回路に出力することを特徴とする請求項1ないし7の何れかに記載のセンサ回路。
- 前記データ分離回路が分離するデータはモード設定データを含み、
前記トリミング値制御回路は、前記トリミング動作状態において前記モード設定データが書込動作モードである場合に、前記保持回路に保持されたトリミングデータを前記メモリに書き込むことを特徴とする請求項1ないし8の何れかに記載のセンサ回路。 - 前記トリミング値制御回路は、前記保持回路に保持されたトリミングデータを前記メモリに書き込むと、前記保持回路に保持されたトリミングデータに基づくトリミング値の生成を禁止することを特徴とする請求項1ないし9の何れかに記載のセンサ回路。
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