JP2010261900A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特にセンサ素子を駆動し、センサ素子からの信号を検出し、所望のレベルに変換して出力するセンサ制御回路を持つ半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a sensor control circuit that drives a sensor element, detects a signal from the sensor element, converts the signal to a desired level, and outputs the signal.
近年、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)の発展等に伴い、様々な分野、用途にセンサが使用されるようになっている。 In recent years, with the development of MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), sensors have been used in various fields and applications.
このようなセンサは、例えばカメラの手振れ補正やノートPCの落下検出等、小型携帯機器に使用される場合があるため、特にセンサシステムの小型化や低消費電流化が非常に重要になっている。 Since such a sensor may be used in small portable devices such as camera shake correction and notebook PC drop detection, for example, downsizing of the sensor system and low current consumption are particularly important. .
図1に、従来の半導体装置の構成例を示す。
従来の半導体装置は、センサ制御回路10と、センサ素子20を備える。センサ制御回路10は、ループ発振信号を発生する。センサ素子20は、センサ制御回路10からのループ発振信号に応じて駆動し、検出された物理量を電気量に変換し、被センス信号として出力する。また、センサ素子20は、センサ制御回路10に対して、ループ発振信号を帰還(フィードバック)させる。
FIG. 1 shows a configuration example of a conventional semiconductor device.
The conventional semiconductor device includes a
センサ制御回路10は、センサ駆動部11と、センス信号検出部12と、ロジック部13と、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)部14と、POC(パワー・オン・クリア回路)部15と、OSC(発振回路)部16を備える。
The
センサ駆動部11は、センサ制御回路10に接続されたセンサ素子20を励起させるための回路であり、センサ素子20を介して帰還(フィードバック)がかかっており、一定周波数でループ発振している。センス信号検出部12は、センサ素子20からの被センス信号を検出し、所望の信号レベルに変換して出力する。ロジック部13は、センサ制御回路10に搭載された論理回路である。EEPROM部14は、電気的に内容を書き換えることができる記憶装置である。ここでは、EEPROM部14は、ロジック部13から書き込み(WRITE)・読み取り(READ)・追加(ADD)の命令を受け取り、ロジック部13との間で、データ(DATA)をやり取りする。POC部15は、電源電圧を監視し、電源電圧が所定の条件を満たした時に、ロジック部13にクリア信号を入力する。OSC(発振回路)部16は、ロジック部13にクロック信号(CLK)を入力する。
The
このようなセンサ駆動部やセンス信号検出部を有するセンサ制御回路の具体的な例として、特開2008−261685号公報(特許文献1)、特開2008−170294号公報(特許文献2)、特開2007−57340号公報(特許文献3)、特開2006−112949号公報(特許文献4)、及び特開2005−265724号公報(特許文献5)に角速度センサが開示されている。 As specific examples of the sensor control circuit having such a sensor driving unit and a sense signal detecting unit, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-261585 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-170294 (Patent Document 2), An angular velocity sensor is disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-57340 (Patent Document 3), Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-112949 (Patent Document 4), and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-265724 (Patent Document 5).
上記の各関連技術に示されるようなセンサ制御回路では、例えば水晶のような圧電素子により形成される圧電振動子を駆動回路の駆動信号VDにより駆動し、振動子からフィードバック電流IFDを受けることにより発振ループが形成され、振動子が励振している。このような振動子に対して、角速度等の物理量が加わることにより、振動子の振動方向と直行した方向にコレオリ力(Coriolis force)が加わり、振動子から検出信号ISP、ISMが発生し、その検出信号をセンス信号検出部で増幅、同期検波、フィルタすることで、所望のレベルに変換されたセンス信号を得る。 In the sensor control circuit as shown in each of the related arts described above, for example, a piezoelectric vibrator formed of a piezoelectric element such as crystal is driven by a drive signal VD of a drive circuit and receives a feedback current IFD from the vibrator. An oscillation loop is formed and the vibrator is excited. When a physical quantity such as angular velocity is applied to such a vibrator, a Coriolis force is applied in a direction perpendicular to the vibration direction of the vibrator, and detection signals ISP and ISM are generated from the vibrator. A sense signal converted to a desired level is obtained by amplifying, synchronous detection, and filtering the detection signal by a sense signal detection unit.
このようなセンサ制御回路は、発振子や制御回路の感度、ゲイン、オフセット、温度特性(温特)といったばらつきの補正が必要であり、図1に示すようなEEPROM部14に補正データを格納している。ロジック部13は、制御信号によりEEPROM部14からデータを読み出し、レジスタ(TRIM_REG)にデータをセットする。センサ駆動部11やセンス信号検出部12は、レジスタにセットされたデータにより最適値に補正されて動作を行う。EEPROM部14の読み出しを制御するロジック部13は、電源起動時にPOC部15からのクリア信号をトリガとして動作を開始し、ロジック部13に供給するクロック信号(CLK)は、OSC(発振回路)部16より入力される。
Such a sensor control circuit needs to correct variations such as sensitivity, gain, offset, temperature characteristics (temperature characteristics) of the oscillator and the control circuit, and stores correction data in the
以上のように、図1に示すような従来の半導体装置のセンサ制御回路において、EEPROMからの補正データ読み出しを行う制御ロジックのクロック信号(CLK)は、発信回路から供給される。このような発振回路の例として、CR発振回路やリング発振回路等が考えられる。このとき、発振回路は、EEPROMに格納されているデータを読み出すためのロジックにクロック信号(CLK)を供給するため、専用の発振回路として設けられている。 As described above, in the sensor control circuit of the conventional semiconductor device as shown in FIG. 1, the clock signal (CLK) of the control logic for reading the correction data from the EEPROM is supplied from the transmission circuit. Examples of such an oscillation circuit include a CR oscillation circuit and a ring oscillation circuit. At this time, the oscillation circuit is provided as a dedicated oscillation circuit for supplying a clock signal (CLK) to a logic for reading data stored in the EEPROM.
しかし、発振回路をセンサ制御回路に搭載した場合、チップサイズが増大するという問題点や、消費電力が増加するという問題点がある。 However, when the oscillation circuit is mounted on the sensor control circuit, there are problems that the chip size increases and power consumption increases.
本発明の目的は、センサ制御回路に搭載されたロジック回路等に供給されるクロック信号(CLK)を、専用の発振回路を搭載することなく発生させるセンサ制御回路を提供することである。 An object of the present invention is to provide a sensor control circuit that generates a clock signal (CLK) supplied to a logic circuit or the like mounted on the sensor control circuit without mounting a dedicated oscillation circuit.
本発明の半導体装置は、一定周波数でループ発振信号を出力し、センサ素子を励起させ、センサ素子を介して帰還(フィードバック)がかかるセンサ駆動部と、ループ発振信号をパルス波形に整形してクロック信号を生成する波形整形部と、クロック信号を入力するロジック部とを具備することを特徴とする。 The semiconductor device of the present invention outputs a loop oscillation signal at a constant frequency, excites a sensor element, and a sensor drive unit that receives feedback via the sensor element, and shapes the loop oscillation signal into a pulse waveform and clocks it. A waveform shaping unit that generates a signal and a logic unit that inputs a clock signal are provided.
更に、本発明の半導体装置は、ロジック部から書き込み(WRITE)・読み取り(READ)・追加(ADD)のうち少なくとも1つの命令を受け取り、ロジック部との間で、データ(DATA)をやり取りするEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)部と、クロック信号に応じて、EEPROM部に、データの書き換え用の高圧電源(VPPH)を供給する昇圧部とを具備することを特徴とする。 Furthermore, the semiconductor device of the present invention receives at least one command from the logic unit among write (WRITE), read (READ), and add (ADD), and exchanges data (DATA) with the logic unit. An (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) unit and a booster unit that supplies a high voltage power source (VPPH) for data rewriting to the EEPROM unit according to a clock signal are provided.
センサ制御回路の小型化や低価格化を実現する。 Realize downsizing and cost reduction of sensor control circuit.
以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図2に、本発明の半導体装置の構成例を示す。
本発明の半導体装置は、センサ制御回路10と、センサ素子20を備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 2 shows a configuration example of the semiconductor device of the present invention.
The semiconductor device of the present invention includes a
センサ制御回路10は、センサ駆動部11と、センス信号検出部12と、ロジック部13と、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)部14と、波形整形部17と、昇圧部18を備える。
The
センサ駆動部11は、センサ制御回路10に接続されたセンサ素子20を励起させるための回路である。ここでは、センサ駆動部11は、一定周波数で発振し、センサ素子20を励起させ、センサ素子20を介して帰還(フィードバック)がかかっている。すなわち、センサ駆動部11は、一定周波数でループ発振する。
The
センス信号検出部12は、センサ素子20からの被センス信号を検出し、所望の信号レベルに変換して出力する。また、センス信号検出部12は、ロジック部13のレジスタ(TRIM_REG)にセットされたデータにより最適値に補正されて動作を行う。
The
ロジック部13は、センサ制御回路10に搭載された論理回路である。ロジック部13は、EEPROM部14からデータを読み出し、レジスタ(TRIM_REG)にデータをセットする。
The
EEPROM部14は、電気的に内容を書き換えることができる記憶装置である。ここでは、EEPROM部14は、ロジック部13から書き込み(WRITE)・読み取り(READ)・追加(ADD)の命令を受け取り、データバス等を介して、ロジック部13との間で、データ(DATA)を送受信する。
The
POC部15は、電源電圧を監視し、電源電圧が所定の条件を満たした時に、ロジック部13にクリア信号を入力する。
The
波形整形部17は、センサ駆動部11とロジック部13の間に配置されており、センサ駆動部11からのループ発振信号を入力とし、ループ発振信号をパルス波形に整形してクロック信号(CLK)を生成し、このクロック信号(CLK)をロジック部13及び昇圧部18に供給する。すなわち、波形整形部17は、パルス波形に整形されたループ発振信号をクロック信号(CLK)としてロジック部13のCLKポートや昇圧部18に入力する。
The
昇圧部18は、波形整形部17より供給されたクロック信号(CLK)に応じて、EEPROM部14に格納されているデータの書き換え用の高圧電源(VPPH)を供給する。ここでは、昇圧部18は、波形整形部17より供給されたクロック信号(CLK)に応じて、入力された電源電圧を昇圧して、昇圧された電圧をEEPROM部14に供給する。
The
センサ素子20は、センサ制御回路10からのループ発振信号に応じて駆動し、検出された物理量を電気量に変換し、被センス信号として出力する。また、センサ素子20は、センサ制御回路10に対して、ループ発振信号を帰還(フィードバック)させる。
The
本発明では、センサ制御回路において、センサ駆動部とロジック部の間に、ループ発振信号をパルス波形に整形してクロック信号(CLK)を生成する波形整形部を搭載したことを特徴とする。したがって、本発明では、センサ制御回路に、別途、クロック信号を生成するための専用のOSC(発振回路)部を搭載する必要がない。 In the present invention, the sensor control circuit includes a waveform shaping unit that shapes a loop oscillation signal into a pulse waveform to generate a clock signal (CLK) between the sensor driving unit and the logic unit. Therefore, in the present invention, it is not necessary to mount a dedicated OSC (oscillation circuit) unit for generating a clock signal separately in the sensor control circuit.
また、本発明では、センサ制御回路において、上記の波形整形部を、コンパレータやシュミット回路等の比較的小規模、低消費電流の回路により構成することで、従来のセンサ制御回路と比較して、チップサイズの縮小化や低消費電流化が可能となる。 Further, in the present invention, in the sensor control circuit, the above-described waveform shaping unit is configured by a relatively small-scale, low current consumption circuit such as a comparator or a Schmitt circuit, thereby comparing with a conventional sensor control circuit, The chip size can be reduced and the current consumption can be reduced.
更に、本発明では、センサ制御回路に、EEPROM書き換え用の高圧電源(VPPH)供給のために昇圧部が追加されている。通常、EEPROMの書き換えには、十数V程度の高電圧が必要であり、書き換え時には外部より印加、或いはチャージポンプ回路等の昇圧回路を搭載するのが一般的であり、チャージポンプ回路により昇圧電圧を得るためには、クロック信号(CLK)が必要である。 Furthermore, in the present invention, a booster is added to the sensor control circuit for supplying a high voltage power supply (VPPH) for rewriting EEPROM. Usually, rewriting of EEPROM requires a high voltage of about several tens of volts, and it is generally applied from the outside at the time of rewriting or a booster circuit such as a charge pump circuit is mounted. To obtain the clock signal (CLK).
以下に、センサ駆動部11及び波形整形部17の詳細な構成について説明する。
センサ駆動部11は、IV変換器111と、BPF(Band−Pass Filter)112と、整流器113と、平滑器114と、AGC(Automatic Gain Control)115と、ドライブアンプ116を備える。
Below, the detailed structure of the
The
IV変換器111は、入力電流に基づいて所定の電圧を生成する電流電圧変換回路である。ここでは、IV変換器111は、センサ素子20に接続されており、センサ素子20から帰還(フィードバック)した信号を入力電流とし、この入力電流に基づいて所定の電圧を生成して出力する。
The IV converter 111 is a current-voltage conversion circuit that generates a predetermined voltage based on an input current. Here, the IV converter 111 is connected to the
BPF112は、ある周波数範囲の周波数の信号だけを通過させ,それ以外の周波数の信号を減衰させるフィルタ(バンドパスフィルタ)である。ここでは、BPF112は、IV変換器111の出力電圧に係る信号を入力とし、所定の周波数の信号だけを通過させる。
The
整流器113は、交流電力を直流電力に変換(整流、順変換)する電力変換装置である。ここでは、整流器113は、BPF112を通過してきた所定の周波数の信号を直流電力に整流して出力する。
The
平滑器114は、整流された電流の中に含まれている脈流をより直流に近い状態に(平滑化)するための回路である。脈流とは、電流の流れる方向は一定で、電流の大きさが周期的に変化しているような性質を持った電流のことである。整流器113によって整流された電流は、正・負のどちらか片方で山の連続のような波形を描いており、これが脈流と呼ばれている。脈流はそのままでは直流として扱うことができないので、平滑器114を用いて電圧を均一にする必要がある。ここでは、平滑器114は、整流器113から入力された電流の中に含まれている脈流を平滑化して出力する。
The smoother 114 is a circuit for smoothing the pulsating current contained in the rectified current to a state closer to direct current. The pulsating current is a current having a property that the direction of current flow is constant and the magnitude of the current changes periodically. The current rectified by the
AGC115は、入力の電気信号の振幅が変動する場合においても一定の出力が得られるよう、自動的に増幅回路(アンプ等)の増幅率(利得)を調整する回路である。ここでは、AGC115は、BPF112の出力信号と、平滑器114の出力信号とを入力とし、自動的にドライブアンプ116の増幅率(利得)を調整して出力する。
The
ドライブアンプ116は、入力波形に応じた電流を出力する電流駆動回路である。ここでは、ドライブアンプ116は、AGC115の出力信号を入力とし、入力波形に応じた電流を出力する。ドライブアンプ116は、入力波形に応じた電流をループ発振信号として波形整形部17及びセンサ素子20に供給する。
The
波形整形部17は、第1の2値化回路171と、第2の2値化回路172と、AND回路173を備える。
The
第1の2値化回路171、及び第2の2値化回路172は、入力信号の電位に対する所定の閾値を定めて、入力信号の電位がその閾値を上回っていれば「1(High)」、下回っていれば「0(Low)」のように、パルス波形に整形して出力する。 The first binarization circuit 171 and the second binarization circuit 172 define a predetermined threshold for the potential of the input signal, and “1 (High)” if the potential of the input signal exceeds the threshold. If it is lower, it is shaped into a pulse waveform and output as “0 (Low)”.
第1の2値化回路171は、ドライブアンプ116からのループ発振信号を入力とし、ループ発振信号をパルス波形に整形して、このパルス波形信号(第1のパルス波形信号)をAND回路173に供給する。
The first binarization circuit 171 receives the loop oscillation signal from the
第2の2値化回路172は、平滑器114の出力信号を入力とし、平滑器114の出力信号をパルス波形に整形して、このパルス波形信号(第2のパルス波形信号)をAND回路173に供給する。また、第2の2値化回路172は、このパルス波形信号をリセット(RST)信号としてロジック部13に供給する。
The second binarization circuit 172 receives the output signal of the smoother 114, shapes the output signal of the smoother 114 into a pulse waveform, and converts the pulse waveform signal (second pulse waveform signal) into an AND
AND回路173は、第1の2値化回路171の出力信号(第1のパルス波形信号)と、第2の2値化回路172の出力信号(第2のパルス波形信号)を入力とし、これら2つの入力信号の論理積をクロック信号(CLK)としてロジック部13及び昇圧部18に供給する。
The AND
本発明では、駆動回路内の平滑器の出力と、波形整形されたクロック信号(CLK)の論理積をクロック信号(CLK)としてロジック部に供給するため、駆動回路の発振が安定してからロジック部にクロック信号(CLK)が供給される。 In the present invention, the logical product of the output of the smoother in the driver circuit and the waveform-shaped clock signal (CLK) is supplied to the logic unit as the clock signal (CLK). A clock signal (CLK) is supplied to the unit.
また、本発明では、平滑器の出力をロジック部のリセット(RST)信号として使用するため、POC(パワー・オン・クリア回路)部を搭載する必要がない。 In the present invention, since the output of the smoother is used as a reset (RST) signal of the logic unit, it is not necessary to mount a POC (power-on-clear circuit) unit.
図3に、センサ制御回路の内部信号の波形の例を示す。
ここでは、「駆動部発振不安定領域」は、センサ駆動部11の出力信号であるループ発振信号が不安定な領域を示す。「駆動部発振安定領域」は、センサ駆動部11の出力信号であるループ発振信号が安定している領域を示す。「BPF出力」は、BPF112の出力信号を示す。「整流器出力」は、整流器113の出力信号を示す。「平滑器出力」は、平滑器114の出力信号を示す。「AGC出力」は、AGC115の出力信号を示す。「第1の2値化回路出力」は、第1の2値化回路171の出力信号(第1のパルス波形信号)を示す。「第2の2値化回路出力」は、第2の2値化回路172の出力信号(第2のパルス波形信号)を示す。「ロジック部CLK入力」は、ロジック部13に入力されるクロック信号(CLK)を示す。すなわち、「ロジック部CLK入力」は、AND回路173の出力信号を示す。
FIG. 3 shows an example of the waveform of the internal signal of the sensor control circuit.
Here, the “drive unit oscillation unstable region” indicates a region where the loop oscillation signal that is the output signal of the
「BPF出力」及び「整流器出力」は、「駆動部発振不安定領域」では微弱なアナログ波形となり、「駆動部発振安定領域」では一定の大きさの規則的なアナログ波形となる。 The “BPF output” and the “rectifier output” have weak analog waveforms in the “driving unit oscillation unstable region”, and regular analog waveforms of a certain size in the “driving unit oscillation stable region”.
「平滑器出力」は、「駆動部発振不安定領域」では出力の電位が上昇中であり、「駆動部発振安定領域」では一定の大きさの出力を維持する。例えば、コンデンサを利用した平滑器114では、電圧がある値を超えるまではコンデンサが充電され、逆に電圧が一定値を下回ると放電するというコンデンサの性質によって平滑化を行っている。この場合、コンデンサが十分に充電されると、平滑器114の出力が安定する。 In the “smoothing device output”, the output potential is increasing in the “driving unit oscillation unstable region”, and a constant output is maintained in the “driving unit oscillation stable region”. For example, in the smoother 114 using a capacitor, the capacitor is charged until the voltage exceeds a certain value, and conversely, smoothing is performed by the property of the capacitor that discharges when the voltage falls below a certain value. In this case, when the capacitor is sufficiently charged, the output of the smoother 114 is stabilized.
「AGC出力」は、「駆動部発振不安定領域」では不規則なアナログ波形となり、「駆動部発振安定領域」では規則的なアナログ波形となる。 The “AGC output” has an irregular analog waveform in the “drive unit oscillation unstable region” and a regular analog waveform in the “drive unit oscillation stable region”.
「第1の2値化回路出力」は、「駆動部発振不安定領域」では不規則なパルス波形となり、「駆動部発振安定領域」では規則的なパルス波形となる。 The “first binarized circuit output” has an irregular pulse waveform in the “driving unit oscillation unstable region” and a regular pulse waveform in the “driving unit oscillation stable region”.
「第2の2値化回路出力」及び「ロジック部CLK入力」は、「駆動部発振不安定領域」から「駆動部発振安定領域」に切り換わる際に立ち上がり、以降、「第2の2値化回路出力」は、その状態を維持し、「ロジック部CLK入力」は、「第1の2値化回路出力」と同じく規則的なパルス波形となる。 The “second binarization circuit output” and the “logic unit CLK input” rise when switching from the “drive unit oscillation unstable region” to the “drive unit oscillation stable region”. The "logic circuit output" maintains that state, and the "logic unit CLK input" has a regular pulse waveform as in the "first binary circuit output".
本発明の半導体装置の製造方法では、上記の本発明の半導体装置を形成するように、各回路を配置する。 In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, each circuit is arranged so as to form the semiconductor device of the present invention.
すなわち、本発明の半導体装置の製造方法では、センサ制御回路において、クロック信号を生成するための専用のOSC(発振回路)部を搭載せず、センサ駆動部とロジック部の間に、ループ発振信号をパルス波形に整形してクロック信号(CLK)を生成する波形整形部を搭載し、更に、EEPROM書き換え用の高圧電源(VPPH)供給のために昇圧部を追加する。 That is, in the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the sensor control circuit does not include a dedicated OSC (oscillation circuit) unit for generating a clock signal, and a loop oscillation signal is provided between the sensor driving unit and the logic unit. A waveform shaping unit for shaping the signal into a pulse waveform to generate a clock signal (CLK) is mounted, and a boosting unit is added to supply a high voltage power supply (VPPH) for rewriting EEPROM.
以上のように、本発明の半導体装置は、センサ制御回路と、物理量を電気量に変換するセンサ素子を備える。センサ制御回路は、センサ素子に接続され、センサ素子を介してループ発振することでセンサ素子を励振させるための駆動信号を出力するセンサ駆動部と、センサ素子からの電気量の変化を検出し、所望の電気信号レベルに変換するセンス信号検出部と、センサ制御回路の初期値を設定するためのデータ(初期設定データ)を格納するEEPROM部と、EEPROM部から初期設定データの読み出しを行うロジック部と、センサ駆動部の信号を入力として、パルス整形したクロック信号(CLK)を出力する波形整形部を備える。 As described above, the semiconductor device of the present invention includes a sensor control circuit and a sensor element that converts a physical quantity into an electrical quantity. The sensor control circuit is connected to the sensor element, detects a change in the amount of electricity from the sensor element, and a sensor driving unit that outputs a driving signal for exciting the sensor element by performing loop oscillation via the sensor element. Sense signal detection unit for converting to a desired electric signal level, EEPROM unit for storing data (initial setting data) for setting the initial value of the sensor control circuit, and logic unit for reading the initial setting data from the EEPROM unit And a waveform shaping unit that outputs a pulse-shaped clock signal (CLK) using the signal of the sensor driving unit as an input.
本発明は、ロジック部が波形整形部からのクロック信号(CLK)により動作することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the logic unit operates by a clock signal (CLK) from the waveform shaping unit.
また、本発明は、波形整形部がセンサ制御回路のEEPROM書き換え用の昇圧回路にクロック信号(CLK)を供給することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the waveform shaping unit supplies a clock signal (CLK) to the booster circuit for EEPROM rewriting of the sensor control circuit.
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, actually, it is not restricted to said embodiment, Even if there is a change of the range which does not deviate from the summary of this invention, it is included in this invention.
10… センサ制御回路
11… センサ駆動部
111… IV変換器
112… BPF(Band−Pass Filter)
113… 整流器
114… 平滑器
115… AGC(Automatic Gain Control)
116… ドライブアンプ
12… センス信号検出部
13… ロジック部
14… EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)部
15… POC(パワー・オン・クリア回路)部
16… OSC(発振回路)部
17… 波形整形部
171… 第1の2値化回路
172… 第2の2値化回路
173… AND回路
18… 昇圧部
20… センサ素子
DESCRIPTION OF
113 ...
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ループ発振信号をパルス波形に整形してクロック信号を生成する波形整形部と、
前記クロック信号を入力するロジック部と
を具備する
半導体装置。 A sensor driving unit that outputs a loop oscillation signal at a constant frequency, excites the sensor element, and receives feedback via the sensor element;
A waveform shaping unit for shaping the loop oscillation signal into a pulse waveform to generate a clock signal;
A semiconductor device comprising: a logic unit for inputting the clock signal.
前記ロジック部から書き込み(WRITE)・読み取り(READ)・追加(ADD)のうち少なくとも1つの命令を受け取り、前記ロジック部との間で、データ(DATA)をやり取りするEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)部と、
前記クロック信号に応じて、前記EEPROM部に、前記データの書き換え用の高圧電源(VPPH)を供給する昇圧部と
を更に具備する
半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
An EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only) that receives at least one instruction of writing (WRITE), reading (READ), and adding (ADD) from the logic unit and exchanges data (DATA) with the logic unit. Memory) part,
A semiconductor device further comprising: a boosting unit that supplies a high-voltage power supply (VPPH) for rewriting the data to the EEPROM unit in accordance with the clock signal.
前記センサ駆動部は、
前記センサ素子からの入力電流に基づいて所定の電圧を生成するIV変換器と、
前記IV変換器の出力電圧のうち、所定の周波数の信号を通過させるBPF(Band−Pass Filter)と、
前記BPFを通過した信号に対して、交流電力を直流電力に整流する整流器と、
前記整流器の出力信号の中に含まれている脈流を平滑化して出力する平滑器と、
前記BPFの出力信号と、前記平滑器の出力信号とを入力とし、自動的に増幅回路の増幅率(利得)を調整して出力するAGC(Automatic Gain Control)と、
入力波形に応じた電流を前記ループ発振信号として前記センサ素子及び前記波形整形部に供給するドライブアンプと
を具備し、
前記波形整形部は、
前記ループ発振信号をパルス波形に整形して、第1のパルス波形信号を出力する第1の2値化回路と、
前記平滑器の出力信号をパルス波形に整形して、第2のパルス波形信号を出力する第2の2値化回路と、
前記第1のパルス波形信号と前記第2のパルス波形信号の出力信号との論理積を、前記クロック信号として前記ロジック部及び前記昇圧部に供給するAND回路と
を具備する
半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2,
The sensor driving unit is
An IV converter that generates a predetermined voltage based on an input current from the sensor element;
Of the output voltage of the IV converter, a BPF (Band-Pass Filter) that passes a signal of a predetermined frequency;
A rectifier that rectifies AC power into DC power for the signal that has passed through the BPF;
A smoother for smoothing and outputting a pulsating flow included in the output signal of the rectifier;
An AGC (Automatic Gain Control) that receives the output signal of the BPF and the output signal of the smoother, and automatically adjusts and outputs the amplification factor (gain) of the amplifier circuit;
A drive amplifier for supplying a current corresponding to an input waveform to the sensor element and the waveform shaping unit as the loop oscillation signal;
The waveform shaping unit
A first binarization circuit that shapes the loop oscillation signal into a pulse waveform and outputs a first pulse waveform signal;
A second binarization circuit for shaping the output signal of the smoother into a pulse waveform and outputting a second pulse waveform signal;
A semiconductor device comprising: an AND circuit that supplies a logical product of the first pulse waveform signal and the output signal of the second pulse waveform signal to the logic unit and the boost unit as the clock signal.
前記第2の2値化回路は、前記第2のパルス波形信号をリセット信号として前記ロジック部に供給する
半導体装置。 The semiconductor device according to claim 3,
The second binarization circuit supplies the second pulse waveform signal to the logic unit as a reset signal. Semiconductor device.
前記ループ発振信号をパルス波形に整形してクロック信号を生成する波形整形部を配置し、
前記クロック信号を入力するロジック部を配置する
半導体装置の製造方法。 A sensor oscillation unit that outputs a loop oscillation signal at a constant frequency, excites the sensor element, and receives feedback (feedback) through the sensor element is arranged,
A waveform shaping unit that shapes the loop oscillation signal into a pulse waveform to generate a clock signal,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a logic unit for inputting the clock signal is arranged.
前記ロジック部から書き込み(WRITE)・読み取り(READ)・追加(ADD)のうち少なくとも1つの命令を受け取り、前記ロジック部との間で、データ(DATA)をやり取りするEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)部を配置し、
前記クロック信号に応じて、前記EEPROM部に、前記データの書き換え用の高圧電源(VPPH)を供給する昇圧部を配置する
半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5,
An EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only) that receives at least one instruction of writing (WRITE), reading (READ), and adding (ADD) from the logic unit and exchanges data (DATA) with the logic unit. Memory) part,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step-up unit that supplies a high-voltage power supply (VPPH) for rewriting the data to the EEPROM unit in accordance with the clock signal.
前記センサ駆動部内に、
前記センサ素子からの入力電流に基づいて所定の電圧を生成するIV変換器を配置し、
前記IV変換器の出力電圧のうち、所定の周波数の信号を通過させるBPF(Band−Pass Filter)を配置し、
前記BPFを通過した信号に対して、交流電力を直流電力に整流する整流器を配置し、
前記整流器の出力信号の中に含まれている脈流を平滑化して出力する平滑器を配置し、
前記BPFの出力信号と、前記平滑器の出力信号とを入力とし、自動的に増幅回路の増幅率(利得)を調整して出力するAGC(Automatic Gain Control)を配置し、
入力波形に応じた電流を前記ループ発振信号として前記センサ素子及び前記波形整形部に供給するドライブアンプを配置し、
前記波形整形部内に、
前記ループ発振信号をパルス波形に整形して、第1のパルス波形信号を出力する第1の2値化回路を配置し、
前記平滑器の出力信号をパルス波形に整形して、第2のパルス波形信号を出力する第2の2値化回路を配置し、
前記第1のパルス波形信号と前記第2のパルス波形信号の出力信号との論理積を、前記クロック信号として前記ロジック部及び前記昇圧部に供給するAND回路を配置する
半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6,
In the sensor drive unit,
An IV converter that generates a predetermined voltage based on an input current from the sensor element is disposed,
Among the output voltages of the IV converter, a BPF (Band-Pass Filter) that passes a signal of a predetermined frequency is disposed,
A rectifier that rectifies AC power into DC power is arranged for the signal that has passed through the BPF,
Arranging a smoother for smoothing and outputting the pulsating current contained in the output signal of the rectifier;
An AGC (Automatic Gain Control) that automatically adjusts the amplification factor (gain) of the amplifier circuit and outputs the BPF output signal and the output signal of the smoother is input,
A drive amplifier that supplies a current according to an input waveform to the sensor element and the waveform shaping unit as the loop oscillation signal is disposed,
In the waveform shaping section,
Arranging the first binarization circuit for shaping the loop oscillation signal into a pulse waveform and outputting the first pulse waveform signal;
Arranging a second binarization circuit for shaping the output signal of the smoother into a pulse waveform and outputting a second pulse waveform signal;
An AND circuit for supplying a logical product of the first pulse waveform signal and the output signal of the second pulse waveform signal to the logic unit and the boost unit as the clock signal.
前記第2の2値化回路から前記第2のパルス波形信号をリセット信号として前記ロジック部に供給するレイアウトで、前記第2の2値化回路を配置する
半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the second binarization circuit is arranged in a layout in which the second pulse waveform signal is supplied from the second binarization circuit to the logic unit as a reset signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009114656A JP2010261900A (en) | 2009-05-11 | 2009-05-11 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009114656A JP2010261900A (en) | 2009-05-11 | 2009-05-11 | Semiconductor device |
Publications (1)
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JP2010261900A true JP2010261900A (en) | 2010-11-18 |
Family
ID=43360084
Family Applications (1)
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JP2009114656A Withdrawn JP2010261900A (en) | 2009-05-11 | 2009-05-11 | Semiconductor device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2010261900A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9987662B2 (en) | 2015-03-17 | 2018-06-05 | Seiko Epson Corporation | Drive circuit, vibrator device, electronic apparatus, and moving object |
-
2009
- 2009-05-11 JP JP2009114656A patent/JP2010261900A/en not_active Withdrawn
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