JP4765708B2 - 容量式物理量センサ - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態にかかる半導体式の容量式加速度センサの回路ブロックの全体構成を図1に示す。以下、図1に基づいて加速度センサの構成を説明する。
制御信号発生回路24から出力された信号PW1、PW2は、互いに電圧レベルが反転した電圧Vddの振幅(例えば5V)を有する信号となっており、4つの期間t1〜t4でハイレベル(Hi)とローレベル(Low)が変化する一定振幅(例えば、5Vの振幅)の矩形波信号となっている。
スティッキング検査時の基本作動は通常の加速度検出時と同様であるが、高電圧発生回路23の発生させる高電圧をC−V変換回路21の入力に印加することと、制御信号発生回路24が固定電極2a、2bに印加する信号PW1、PW2の電圧を加速度検出時に印加する電圧よりも高電圧にすること、さらに検査用スイッチ21dをOFFさせることが異なる。
上記実施形態では、C−V変換回路21におけるオペアンプ21aの反転入力端子に対して高電圧発生回路23が発生させる電圧Vppが印加されるようにしているが、非反転入力端子に印加されるようにしても構わない。なお、自己診断機能が備えられる加速度センサであれば、元々中間電圧Vdd/2以外にそれよりも高い電圧を発生させる回路が備えられるため、その回路に高電圧発生回路23の役割を果たさせるようにしても良い。
21…C−V変換回路、21a…オペアンプ、21b…コンデンサ、
21c…スイッチ、21d…検査用スイッチ、22…差動増幅回路、
22a…サンプルホールド回路、22b…増幅回路、22c…LPF回路、
23…高電圧発生回路、24…制御信号発生回路。
Claims (5)
- 物理量の変化に応じて変位する可動電極(1a、1b)と、前記可動電極(1a、1b)に対向して配置され、周期的な電圧の搬送波(PW1、PW2)が印加される固定電極(2a、2b)と、を有したセンサエレメント(10)と、
前記可動電極(1a、1b)と前記固定電極(2a、2b)との間に形成される容量の変化に応じた電位が入力電位として入力され、該容量の変化に応じた電圧を出力するC−V変換回路(21)と、該C−V変換回路(21)の出力を差動増幅したセンサ出力を発生させる差動増幅回路(22)と、を含む検出回路(20)と、を備えてなる容量式物理量センサにおいて、
前記C−V変換回路(21)における入力側にスティッキング検査用の電圧(Vpp)を印加する高電圧発生回路(23)を備えると共に、
前記C−V変換回路(21)に、該C−V変換回路(21)の出力を前記差動増幅回路(22)に入力するか否かを制御する検査用スイッチ(21d)を備え、
加速度検出時には、前記検査用スイッチ(21)をONさせた状態で前記固定電極(2a、2b)に対して前記搬送波(PW1、PW2)を印加し、前記C−V変換回路(21)の出力を前記差動増幅回路(22)で差動増幅して前記センサ出力を発生させ、
スティッキング検査時には、前記高電圧発生回路(23)が発生させる前記電圧(Vpp)を前記C−V変換回路(21)の入力側に印加しつつ、前記固定電極(1a、1b)に対して前記搬送波(PW1、PW2)として前記加速度検出時よりも高い電圧を印加すると共に、前記検査用スイッチ(21d)をOFFすることで前記C−V変換回路(21)の出力が前記差動増幅回路(22)に入力されないようにし、前記C−V変換回路(21)の出力を検査用出力として発生させることを特徴とする容量式物理量センサ。 - 物理量の変化に応じて変位する可動電極(1a、1b)と、前記可動電極に対向して配置され、互いに逆位相となる周期的な電圧の搬送波(PW1、PW2)が印加される第1、第2固定電極(2a、2b)とを有したセンサエレメント(10)と、
前記可動電極(1a、1b)と前記第1、第2固定電極(2a、2b)との間に形成される容量の変化に応じた電位が入力電位として入力され、該容量の変化に応じた電圧を出力するC−V変換回路(21)と、該C−V変換回路(21)の出力を差動増幅したセンサ出力を発生させる差動増幅回路(22)と、を含む検出回路(20)と、を備えてなる容量式物理量センサにおいて、
前記C−V変換回路(21)における入力側にスティッキング検査用の電圧(Vpp)を印加する高電圧発生回路(23)を備えると共に、
前記C−V変換回路(21)に、該C−V変換回路(21)の出力を前記差動増幅回路(22)に入力するか否かを制御する検査用スイッチ(21d)を備え、
加速度検出時には、前記検査用スイッチ(21)をONさせた状態で前記第1、第2固定電極(2a、2b)に対して前記搬送波(PW1、PW2)を印加し、前記C−V変換回路(21)の出力を前記差動増幅回路(22)で差動増幅して前記センサ出力を発生させ、
スティッキング検査時には、前記高電圧発生回路(23)が発生させる前記電圧(Vpp)を前記C−V変換回路(21)の入力側に印加しつつ、前記第1、第2固定電極(1a、1b)に対して互いに逆位相となる周期的な前記搬送波(PW1、PW2)として前記加速度検出時よりも高い電圧を印加すると共に、前記検査用スイッチ(21d)をOFFすることで前記C−V変換回路(21)の出力が前記差動増幅回路(22)に入力されないようにし、前記C−V変換回路(21)の出力を検査用出力として発生させることを特徴とする容量式物理量センサ。 - 前記C−V変換回路(21)は、
前記容量の変化に応じた信号が反転入力端子に入力されるオペアンプ(21a)と、
前記オペアンプの出力端子と前記反転入力端子との間に接続されるコンデンサ(21b)と、
前記コンデンサに対して並列接続されるスイッチ(21c)とを有し、
前記オペアンプ(21a)の反転入力端子に前記可動電極(1a、1b)が接続され、該反転入力端子に対して前記高電圧発生回路(23)が発生させる前記電圧(Vpp)が入力されるように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の容量式物理量センサ。 - 前記C−V変換回路(21)は、
前記容量の変化に応じた信号が反転入力端子に入力されるオペアンプ(21a)と、
前記オペアンプの出力端子と前記反転入力端子との間に接続されるコンデンサ(21b)と、
前記コンデンサに対して並列接続されるスイッチ(21c)とを有し、
前記オペアンプ(21a)の非反転入力端子に対して前記高電圧発生回路(23)が発生させる前記電圧(Vpp)が入力されるように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の容量式物理量センサ。 - 前記高電圧発生回路(23)が発生させる前記電圧(Vpp)は、前記加速度検出時に前記オペアンプ(21a)の前記非反転入力端子に印加される基準電圧(Vdd/2)よりも高電圧であることを特徴とする請求項3または4に記載の容量式物理量センサ。
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