一種MEMS傳感器及啟動(dòng)電路

深迪半導(dǎo)體的MEMS芯片啟動(dòng)電路專利，通過使用等效晶體管替代傳統(tǒng)電阻，可使得芯片面積更小，便于集成化，解決了現(xiàn)有技術(shù)中核心電路的啟動(dòng)電路不能滿足低面積、低功效等問題。

國內(nèi)的MEMS傳感器市場正處于突飛猛進(jìn)的發(fā)展勢頭下，尤以在手機(jī)市場中的應(yīng)用更為火爆。深迪半導(dǎo)體作為國內(nèi)MEMS芯片傳感器領(lǐng)域的高新科技企業(yè)，生產(chǎn)了一系列諸如慣性測量單元、陀螺儀等MEMS傳感器產(chǎn)品，填補(bǔ)了該領(lǐng)域多項(xiàng)國內(nèi)市場空白。

手機(jī)終端通常采用鋰電池供電，供電范圍較大，通常需要使用低壓線性穩(wěn)定器降低電源波動(dòng)對(duì)MEMS芯片的影響。這種電路存在正常和簡并兩種工作模式，通常需要使用啟動(dòng)電路來保證正常工作，對(duì)于啟動(dòng)電路來講，通常需要消耗一些靜態(tài)電流，為了滿足各種工藝偏差需要設(shè)計(jì)足夠余量，并不可避免的增加芯片面積，引入了系統(tǒng)功耗。

基于此，深迪半導(dǎo)體于2019年9月2日提出一項(xiàng)名為“一種MEMS傳感器及啟動(dòng)電路”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01910821394.X），申請(qǐng)人為深迪半導(dǎo)體（上海）有限公司。

圖1 MEMS啟動(dòng)電路的電連接示意圖

參考圖1，應(yīng)用于MEMS傳感器的啟動(dòng)電路可對(duì)帶隙基準(zhǔn)核心電路進(jìn)行啟動(dòng)，帶隙基準(zhǔn)核心電路在正常模式下輸出預(yù)設(shè)高電壓，在簡并零電流模式下輸出0或預(yù)設(shè)低電壓，為LDO（線性穩(wěn)壓器）提供基準(zhǔn)電壓。該專利提出的啟動(dòng)電路包括等效電阻產(chǎn)生單元11以及狀態(tài)切換單元12，等效電阻產(chǎn)生單元11由等效晶體管M1組成，并可替代傳統(tǒng)的電阻，降低芯片的面積，更利于芯片的集成化處理。狀態(tài)切換單元與等效電阻單元和帶隙基準(zhǔn)核心電路電連接，當(dāng)檢測到核心電路輸出電壓為0或預(yù)設(shè)低電壓時(shí)，將其切換為正常工作模式，同時(shí)使得啟動(dòng)電路上的靜態(tài)電流為0，降低電路功耗。

圖2 啟動(dòng)電路原理圖

具體來看，參考圖2，狀態(tài)切換單元12包括NMOS管M2、反相器inv1以及PMOS管M3，PMOS管M3的源極為帶隙基準(zhǔn)核心電路提供啟動(dòng)信號(hào)（sig2）。帶隙基準(zhǔn)核心電路2包括PMOS管M4、PMOS管M5、電阻r1、電阻r2、電阻r3、誤差放大器A1、PNP三極管Q1以及PNP三極管Q2，其中各個(gè)MOS管可以為多個(gè)器件并聯(lián)而成。狀態(tài)切換單元12用以在檢測到帶隙基準(zhǔn)核心電路2的輸出電壓為0時(shí)，通過PMOS管M3的源極為帶隙基準(zhǔn)核心電路2提供啟動(dòng)信號(hào)（sig2），以調(diào)整其輸出電壓為預(yù)設(shè)高電壓。

簡而言之，深迪半導(dǎo)體的這一發(fā)明專利提供了一種MEMS傳感器及啟動(dòng)電路，通過使用等效晶體管替代傳統(tǒng)電阻，使得芯片面積可以更小，便于集成化，并解決了現(xiàn)有技術(shù)中核心電路的啟動(dòng)電路不能滿足低面積、低功效等問題。

MEMS系列傳感器芯片作為當(dāng)前集成電路上下游產(chǎn)業(yè)中的熱門領(lǐng)域，與之相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新也不斷出現(xiàn)，相信未來深迪半導(dǎo)體憑借其技術(shù)創(chuàng)新實(shí)力能夠?qū)崿F(xiàn)更加成熟的MEMS傳感器生產(chǎn)線，引領(lǐng)國內(nèi)MEMS傳感器芯片市場蓬勃發(fā)展。

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