Micro-electromechanical system, system, and operating method thereof |
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申请号 | JP2010200790 | 申请日 | 2010-09-08 | 公开(公告)号 | JP2011089980A | 公开(公告)日 | 2011-05-06 |
申请人 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd; 台湾積體電路製造股▲ふん▼有限公司Taiwan Semiconductor Manufacturing Company,Ltd.; | 发明人 | HO EISHU; HUANG WEN-HUNG; LIN YU-WEI; | ||||
摘要 | PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a micro-electromechanical system (MEMS), a system, and an operating method thereof, with low power consumption and a small chip occupation area. SOLUTION: The micro-electromechanical system (MEMS) 100 includes a micro-mechanical structure 110 generating a first electrical signal. An analog-to-digital converter (ADC) 120 is coupled with the micro-mechanical structure 110. The MEMS is free from including any amplifier between the micro-mechanical structure 110 and the ADC 120 during detection of the first electrical signal and A/D conversion. COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT |
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权利要求 | 第1の電気信号を生成できる微小機械構造と、 前記微小機械構造に結合されたA/D変換器(ADC)と、を含む微小電気機械システム(MEMS)であって、 前記MEMSは、前記微小機械構造と前記ADCと間にどんな増幅器も含まない、MEMS。 前記微小機械構造は、デジタル遮蔽層とアナログ遮蔽層とを含み、前記デジタル遮蔽層は、約2μmと約5μmとの間の距離だけ前記アナログ遮蔽層から離間している、請求項1に記載のMEMS。 前記微小機械構造は、CMOS回路上のデジタル遮蔽層とアナログ遮蔽層とを含み、前記デジタル遮蔽層は、接続領域を介して前記アナログ遮蔽層と接続され、前記接続領域のパターンは、前記CMOS回路の少なくとも1つの金属層のルーティングパターンの少なくとも一部に実質的に等しい、請求項1に記載のMEMS。 前記微小機械構造と前記ADCとの間に接続されたコンバータを更に含む、前記コンバータは前記第1の電気信号を第2の電気信号に変換することができ、前記第2の電気信号は、電圧信号、電流信号、またはその組み合わせの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のMEMS。 前記第2の電気信号を検出できる検出器と、 前記検出器に結合された制御器と、 前記制御器に結合されたクロックスイッチと、を更に含み、 もし前記第2の電気信号が所定の時間間隔の間、所定の値より実質的に小さいなら、前記制御器は、前記第2の電気信号をサンプリングするために、第1のサンプリング周波数を持つ第1のクロック信号を出力するように前記クロックスイッチを制御することができ、且つ もし前記第2の電気信号が所定の時間間隔の間、所定の値より実質的に小さくないなら、前記制御器は、前記第2の電気信号をサンプリングするために、第2のサンプリング周波数を持つ第2のクロック信号を出力するように前記クロックスイッチを制御することができる、請求項4に記載のMEMS。 前記ADCに結合された補間フィルタを更に含み、前記補間フィルタは、前記ADCから出力されたデジタル信号を平滑化することができる、請求項5に記載のMEMS。 前記補間フィルタは、前記クロックスイッチに結合され、前記補間フィルタは、前記クロックスイッチからの前記第1のクロック信号または前記第の2クロック信号を受けることができる、請求項6に記載のMEMS。 微小機械構造を含む微小電気機械システム(MEMS)を動作する方法であって、前記方法は、 微小機械構造の第1の電気信号を検出するステップと、 前記第1の電気信号を少なくとも1つのデジタル信号にA/D変換するステップと、を含み、 前記第1の電気信号を検出してA/D変換する間、前記第1の電気信号は増幅されない、方法。 前記第1の電気信号を第2の電気信号に変換するステップを更に含み、前記第2の電気信号は、電圧信号、電流信号、およびその組み合わせの少なくとも1つを含む、請求項8に記載の方法。 前記第2の電気信号を検出するステップを更に含み、 もし前記第2の電気信号が所定の時間間隔の間、所定の値より実質的に小さいなら、前記第2の電気信号は、第1のサンプリング周波数でサンプリングされ、且つ もし前記第2の電気信号が所定の時間間隔の間、所定の値より実質的に小さくないなら、前記第2の電気信号は、第2のサンプリング周波数でサンプリングされる、請求項9に記載の方法。 少なくとも1つのデジタル信号の2つの隣接するデジタル信号間の少なくとも1つのデータを補間して、前記少なくとも1つのデジタル信号を平滑化するステップを更に含む、請求項10に記載の方法。 |
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说明书全文 | 本発明は、一般に半導体回路の分野に関し、特に、微小電気機械システム(MEMS)、システム、及びその動作方法に関するものである。 微小電気機械システム(MEMS)は、微細加工技術による半導体基板上の機械素子と電子回路との集積化を意味する。 電子回路が集積回路(IC)プロセスを用いて製造される時、微小機械素子は、シリコンウエハの部分を選択的にエッチングして機械デバイスと電気機械デバイスを形成する、互換性がある“マイクロマシニング”プロセスを用いて製造される。 本発明の目的は、微小電気機械システム(MEMS)、システム、及びその動作方法を提供することにある。 本発明は、第1の電気信号を生成できる微小機械構造と、前記微小機械構造に結合されたA/D変換器(ADC)とを含み、前記微小機械構造とADCと間にどんな増幅器も含まない微小電気機械システム(MEMS)を提供する。 本発明は、微小機械構造を含む微小電気機械システム(MEMS)を動作する方法であって、前記方法は、微小機械構造の第1の電気信号を検出するステップと、前記第の1電気信号を少なくとも1つのデジタル信号にA/D変換するステップとを含み、前記第1の電気信号を検出してA/D変換する間、前記第1の電気信号は増幅されない方法を提供する。 この開示は、添付の図面を参照して、次の詳細な説明から良く理解される。 工業における標準実施に従って、種々の特徴が縮尺に描かれず、図示の目的のためだけに使用されていることを、主張する。 実際、種々の特徴の数や寸法は、議論の明確化のために、任意に増加され又は減少されてよい。 本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施の形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。 従来の容量型マイクロ加速度計は、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)回路の上に配置された微小機械構造を有する。 従来の微小機械構造は、力の変化に対応する容量信号(capacitance signal)を生成する。 CMOS回路は、容量信号を検出するための、アナログ回路とデジタル回路とを有する。 デジタル回路、アナログ回路、および従来の微小機械構造の間に結合された雑音を低減するために、単一のシールド層がCMOS回路と従来の微小機械構造との間に配置される。 従来、検出された容量信号は変調される。 続いて変調された容量信号は、電圧信号に変換される。 電圧信号が弱いことがわかっている。 デジタル回路、アナログ回路、および従来の微小機械構造の間に結合された雑音は、電圧信号と望ましくなく干渉する可能性がある。 電圧信号と雑音とを区別するために、増幅器が電圧信号を増幅するために提供される。 増幅された電圧信号は、復調される。 別の増幅器が復調された電圧信号を増幅するために提供される。 二重に増幅された電圧信号は、ローパスフィルタをかけられ、続いてデジタル信号にA/D変換される。 上述のように複数の増幅器は、容量型マイクロ加速度計の容量から変換された電圧信号を増幅するために用いられる。 複数の増幅器は、動作中、電力を消費する。 また、複数の増幅器はチップ領域の一部も占有することが分かる。 前述に基づいて、所望の電力消費および/または所望の領域をもつMEMS、システム、およびその動作方法が望まれている。 次の開示は、その開示の異なる特徴を実施するための、多くの異なる実施の形態または実施例を提供することがわかる。 本開示を簡素化するために、複数の要素および複数の配列の特定の実施例が以下に述べられる。 これらは単に実施例であり、これらに制限されるものではないことは勿論である。 また、本開示は、種々の実施例において、参照番号および/または文字を繰り返し用いている。 この反復は、簡素化と明確さの目的のためであって、種々の実施の形態および/または議論された構成との間の関係を規定するものではない。 また、本開示の別の特徴に接続されおよび/または結合された特徴の形成は、続いて、特徴が直接接触で形成される複数の実施の形態を含むことができ、且つ前記特徴が直接接触でないように、付加的な特徴が前記特徴に介在するように形成された複数の実施の形態を含むこともできる。 また、空間的に相対的な用語、例えば“下方”“上方”“水平”“垂直”“上の”“下の”“上”“下”“上部”“底部”などと、その派生語(例えば“水平に”“下方に”“上方に”など)は、本開示の1つの特徴と別の特徴との関係を簡略化するために用いられる。 空間的に相対的な用語は、特徴を含むデバイスの異なる方向をカバーすることを意図している。 図1は、A/D変換器(ADC)に結合された微小機械構造を含む代表的な微小電気機械システム(MEMS)を示す概略図である。 図1において、微小電気機械システム(MEMS)100は、ADC120と結合された微小機械構造110を含むことができる。 MEMS100は、マイクロ加速度計、マイクロセンサ、マイクロアクチュエータ、マイクロジャイロスコープ、バイオMEMS、他の好適なMEMS、および/またはその組み合わせを含むことができる。 マイクロ加速度計を用いた種々の実施の形態において、微小機械構造110は、例えば容量信号である、第1の電気信号を生成することができる。 微小機械構造110の容量信号は、力の変化に対応して生成されることができる。 微小機械構造110の容量信号は、所望の信号対雑音比(SNR)を有することができる。 ADC120は、デルタ符号化ADC、フラッシュA/D変換器(ADC)、逐次比較型ADC、ランプ比較ADC、ウィルキンソン型ADC、積分型ADC、パイプラインADC、シグマデルタADC、タイムインタリーブADC、所望の解像度を提供できおよび/または所望のチップ面積を有することができるADC、および/またはその組み合わせを含むことができる。 種々の実施の形態において、ACD120は、微小機械構造110の電気信号のために所望の解像度を提供でき、微小機械構造110の電気信号がA/D変換前に増幅されることがない。 図1を参照すると、種々の実施の形態において、MEMS100は、コンバータ130を含むことができる。 コンバータ130は、微小機械構造110とADC120との間に結合され得る。 コンバータ130は、微小機械構造110の、例えば容量信号である、電気信号を、例えば電圧信号、電流信号、またはその組み合わせである、別の電気信号に変換することができる。 マイクロ加速度計を用いた種々の実施の形態において、コンバータ130は、容量/電圧コンバータまたは容量/電流コンバータであることができる。 次に、MEMS100の代表的な動作に関して説明する。 図1を参照すると、変調器135は、微小機械構造110の、例えば容量信号である、電気信号を変調することができる。 変調器135は、微小機械構造110の容量信号の周波数より高い周波数を持つキャリア信号を提供することができる。 容量信号の変調は、望ましくは、微小機械構造の容量信号と雑音と分離することができる。 図1を再度参照すると、例えば、容量/電圧コンバータである、コンバータ130は、変調された容量信号を電圧信号に変換することができる。 電圧信号は、例えば2次のデルタシグマADCである、ADC120に出力され得る。 ADC120は、電圧信号を復調することができる。 ADC120は、復調された電圧信号に、例えば、ローパスフィルタである、フィルタをかけることができ、ローパス電圧信号が得られる。 ADC120は、ローパス電圧信号を少なくとも1つのデジタル信号に変換することができる。 表1は、従来のマイクロ加速度計とMEMS100との間の比較を示している。 同じSNRにおいて、MEMS100の動作電流を、従来のマイクロ加速度計よりも実質的に小さくすることができる。 上述のように、従来のマイクロ加速度計は、複数の増幅器を用いて容量信号から変換された電圧信号を増幅する。 複数の増幅器の使用により、従来のマイクロ加速度計の動作電流は、約445μAである。 従来のマイクロ加速度計とは対照的に、MEMS100は、微小機械構造110とADC120との間、またはコンバータ130とADC120との間にいずれの増幅器も含まない。 上述のように、微小機械構造110の電気信号は、所望のSNRを有することができる。 種々の実施の形態において、ADC120は、2次のデルタシグマADCまたはより高次のデルタシグマADCである。 2次のデルタシグマADCまたはより高次のデルタシグマADCは、ローパス電圧信号を増幅することなく、ローパス電圧信号に対して所望の解像度を提供することができる。 種々の実施の形態において、MEMS100の動作電流は、約258μAであることができる。 動作電流が減少されたため、MEMS100によって消費される電力が減少される。 MEMS100は、微小機械構造110とADC120との間にいずれの増幅器も含まないことも分かる。 MEMS100の面積も表1に示されるように減少され得る。 他の実施の形態において、MEMS100は、微小機械構造110とADC120との間にいずれのローパスフィルタも含まないようにすることができる。 他の実施の形態において、ADC120は、微小機械構造110の容量信号を電圧信号に変換することができる。 ADC120は、電圧信号に、例えばハイパスフィルタである、フィルタをかけることができる。 ADC120は、ハイパス電圧信号を復調することができる。 ADC120は、ハイパス電圧信号を少なくとも1つのデジタル信号にA/D変換することができる。 図2Aは、基板上に配置された代表的なMEMSを示す概略断面図である。 図2Aにおいて、MEMS200は、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)回路213と電気的に結合された微小機械構造210を含むことができる。 MEMS200は、MEMS100に類似してよく、微小機械構造210は、図1に述べた微小機械構造110に類似してよい。 CMOS回路213は、基板211上に形成され得る。 基板211は、結晶構造、多結晶構造、アモルファス構造のシリコンまたはゲルマニウムを含む基本半導体;炭化ケイ素(silicon carbide)、ガリウムヒ素(gallium arsenide)、ガリウムリン(gallium phosphide)、リン化インジウム (indium phosphide)、ヒ化インジウム(indium arsenide)、およびアンチモン化インジウム(indium antimonide)を含む化合物半導体;SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP、およびGaInAsPを含む合金半導体;他の好適な材料;またはその組み合わせを含むことができる。 一実施の形態において、合金半導体基板は、傾斜SiGe特徴(gradient SiGe feature)を有することができ、Si とGeの組成が、傾斜SiGe特徴の1つの位置での1つの比から別の位置での別の比に変わる。 別の実施の形態において、合金SiGeはシリコン基板上に形成される。 別の実施の形態において、SiGe基板は、変形される。 また、半導体基板は、例えばシリコン・オン・インシュレータ(SOI)または薄膜トランジスタ(TFT)などの半導体・オン・インシュレータであってよい。 ある実施の形態において、半導体基板は、ドープされたエピ層または埋め込み層を含んでよい。 他の実施の形態において、化合物半導体基板は、多層構造を有してよく、または基板は多層化合物半導体構造を含んでよい。 CMOS回路213は、種々のダイオード、トランジスタ、デバイス、デジタル回路、アナログ回路、他のCMOS回路、ASIC回路、および/またはその組み合わせを含むことができる。 種々の実施の形態において、CMOS回路213は、図1と関連して述べた、変調器135、コンバータ130、および/またはADC120を含むことができる。 図2Aを参照して、誘電体構造214は、CMOS回路213の周囲に形成され得る。 誘電体構造214は、CMOS回路213を他の回路(図示せず)から絶縁することができる。 種々の実施の形態において、誘電体構造214は、例えば、酸化物、窒化物、酸窒化物、low-k誘電材料、他の望ましい誘電材料、および/またはその組み合わせである、少なくとも1つの誘電材料を含むことができる。 誘電体構造214は、例えば、化学気相成長(CVD)プロセス、高密度プラズマ(HDP)CVDプロセス、高アスペクト比プロセス(HARP)、スピンコーティングプロセス、他の堆積プロセス、および/またはその組み合わせによって形成され得る。 図2Aを参照すると、デジタル遮蔽層215とアナログ遮蔽層217とがCMOS回路上に形成され得る。 誘電体層218は、デジタル遮蔽層215およびアナログ遮蔽層217の周囲に形成され得る。 デジタル遮蔽層215とアナログ遮蔽層217とは、例えば、アルミニウム、銅、タングステン、チタン、他の金属成分、またはその組み合わせである、少なくとも1つの金属成分を含むことができる。 誘電体層218は、例えば、酸化物、窒化物、酸窒化物、low-k誘電材料、他の望ましい誘電材料、および/またはその組み合わせである、少なくとも1つの誘電材料を含むことができる。 誘電体層218は、例えば、CVDプロセス、HDP CVDプロセス、HARP、スピンコーティングプロセス、他の堆積プロセス、および/またはその組み合わせによって形成され得る。 図2Aを参照すると、ワイヤ層219は、CMOS回路213と微小機械構造210との間に形成され得る。 誘電体層222は、ワイヤ層219の周囲に形成され得る。 ワイヤ層219は、を有する微小機械構造210をCMOS回路213に電気的に結合することができる。 ワイヤ層219は、金属線、バス、接点、ビア、他の接続構造、および/またはその組み合わせを含むことができる。 ワイヤ層219は、例えば、アルミニウム、銅、タングステン、チタン、他の金属成分、および/またはその組み合わせである、少なくとも1つの金属成分を含むことができる。 誘電体層222は、例えば、酸化物、窒化物、酸窒化物、low-k誘電材料、他の望ましい誘電材料、および/またはその組み合わせである、少なくとも1つの誘電材料を含むことができる。 誘電体層222は、例えば、CVDプロセス、HDP CVDプロセス、HARP、スピンコーティングプロセス、他の堆積プロセス、および/またはその組み合わせによって形成され得る。 上述のように、デジタル遮蔽層215は、CMOS回路213のデジタル回路領域(図示せず)と微小機械構造210との間に結合された雑音を遮蔽することができる。 アナログ遮蔽層217は、CMOS回路213のアナログ回路領域(図示せず)と微小機械構造210との間に結合された雑音を遮蔽することができる。 デジタル遮蔽層215は、約2μm と約5μmとの間の距離“d”だけアナログ遮蔽層217から離間され得る。 デジタル遮蔽層215とアナログ遮蔽層217との分離は、望ましくは、デジタル回路領域、アナログ回路領域、および/または微小機械構造210との間に結合された雑音を減少することができる。 デジタル回路領域、アナログ回路領域、および/または微小機械構造210と間に接合された雑音が望ましく減少され得るので、微小機械構造210の電気信号は検出され、雑音から分離され得る。 微小機械構造210の電気信号の増幅は省略され得る。 上述のMEMS200は、単に代表例であることに注意されたい。 望ましいSNRを提供できる任意のMEMSを用いることができる。 図2Bは、基板上に配置された別の代表的なMEMSを示す概略断面図である。 図2Bにおける要素は、図2Aと関連して上述した要素と類似する。 図2Bにおいて、デジタル遮蔽層225は、接続領域230を介してアナログ遮蔽層227と結合接続され得る。 接続領域230のパターンは、CMOS回路213の少なくとも1つの金属層のルーティングパターンの少なくとも一部に実質的に等しくされ得る。 デジタル遮蔽層225、アナログ遮蔽層227、および接続領域230は、望ましくは、CMOS回路213と微小機械構造210との間に結合された雑音を減少することができる。 上述のように、CMOS回路213は、相互接続用の、例えば金属層M1〜M5である、少なくとも1つの金属層を含むことができる。 接続領域230のパターンは、直接、接続領域230の下方にあるCMOS回路213の、例えば、M5である、最上金属層のルーティングパターンに類似してよい。 種々の実施の形態において、接続領域230のパターンは、直接、接続領域230の下方にあるCMOS回路213の、例えばM1〜M5である、少なくとも1つの金属層のルーティングパターンに類似してよい。 図3は、A/D変換器(ADC)に結合された微小機械構造を含む別の代表的なMEMSを示す概略図である。 図1と同じ要素である図3の要素は、200だけ増加された、同じ参照番号によって示される。 図3において、MEMS300は、例えばスケルチ検出器(squelch detector)である、検出器340を含むことができ、それは、コンバータ330からの、例えば電圧信号である、電気信号を検出することができる。 制御器350は、検出器340に結合され得る。 クロックスイッチ360は、制御器350に結合され得る。 種々の実施の形態において、MEMS300は、異なるサンプリング周波数を持つモードで動作することができる。 図4は、MEMS300の切り替え動作モード(switching operation modes)の代表的な方法を示す流れ図である。 図3および図4を参照すると、ステップ410は、MEMS300がノーマルモードまたはハイパフォーマンスモードで動作するかどうかを決定することができる。 種々の実施の形態において、ノーマルモードは、ハイパフォーマンスモードのクロック信号 Φ 1のサンプリング周波数(例えば1MHz)の約半分のサンプリング周波数(例えば500kHz)を持つクロック信号 Φ 2を有してよい。 種々の実施の形態において、MEMS300は、ノーマルモードで動作することができる。 ステップ420において、検出器340は、コンバータ330からの電気信号(例えば電圧信号)が所定の間隔(例えば約10msまたはそれ以上)の間、所定の電圧(例えば共通モード電圧または接地)より実質的に小さいかどうかを検出することができる。 もしそうなら、制御器350は、コンバータ330からの電気信号をサンプリングするために、サンプリング周波数(例えば250kHz)を持つクロック信号Φ 3を出力するようにクロックスイッチ360を制御することができる。 種々の実施の形態において、MEMS300を250kHzのサンプリング周波数で動作するモードは、省電力モードと呼ばれてよい。 もし検出器340が、コンバータ330からの電気信号が実質的に所定の電圧より小さくなく、および/または所定の間隔の間ないことを検出したなら、制御器350は、コンバータ330からの電気信号をサンプリングするために、サンプリング周波数(例えば500kHz)を持つクロック信号Φ 2を出力するようにクロックスイッチ360を制御することができる。 上述のように、省電力モードでは、サンプリング周波数は、ノーマルモードのサンプリング周波数と比べて減少される。 省電力モードの動作電流は、減少され得る。 MEMS300によって消費される電力は減少され得る。 図4を参照すると、他の実施の形態において、MEMS300は、ハイパフォーマンスモードで動作することができる。 ステップ430において、検出器340は、コンバータ330からの電気信号(例えば電圧信号)が所定の間隔(例えば約10msまたはそれ以上)の間、実質的に所定の電圧(例えば共通モード電圧または接地)より小さいかどうかを検出することができる。 もしそうなら、制御器350は、コンバータ330からの電気信号をサンプリングするために、サンプリング周波数(例えば250kHz)を持つクロック信号Φ 3を出力するようにクロックスイッチ360を制御することができる。 種々の実施の形態において、MEMS300を250kHzのサンプリング周波数で動作するモードは、省電力モードと呼ばれてよい。 もし検出器340が、コンバータ330からの電気信号が実質的に所定の電圧より小さくなく、および/または所定の間隔の間ないことを検出したなら、制御器350は、コンバータ330からの電気信号をサンプリングするために、サンプリング周波数(例えば1MHz)を持つクロック信号Φ 1を出力するようにクロックスイッチ360を制御することができる。 上述のように、省電力モードでは、サンプリング周波数は、ノーマルモードのサンプリング周波数と比べて減少される。 省電力モードの動作電流は、減少され得る。 MEMS300によって消費される電力は低下され得る。 上述したクロック信号およびサンプリング周波数の数は単に代表例であることに注意されたい。 当業者は、それらを、MEMS300に対して所望の動作を達成するように改良することができる。 図3を再度参照すると、種々の実施の形態において、MEMS300は、ADC320から出力されたデジタル信号を平滑化するための補間フィルタ370を含むことができる。 種々の実施の形態において、補間フィルタ370は、クロックスイッチ360と結合され得る。 補間フィルタ370は、クロックスイッチ360からのクロック信号を受けることができる。 例えば、MEMS300は、図4と関連して上述したように、省電力モードで動作することができる。 上述のように、省電力モードは、ノーマルモードおよびハイパフォーマンスモードよりも低いサンプリング周波数を持つクロック信号Φ 3を用いることができる。 省電力モードで動作する種々の実施の形態において、スイッチ制御信号がスイッチ371をオンにすることができる。 別のスイッチ制御信号は、ADC320の出力端を補間フィルタ370に結合するスイッチ372をオフにすることができる。 補間フィルタ370は、クロックスイッチ360からのクロック信号Φ 3を受けることができる。 補間フィルタ370は、ADC320から出力された2つの隣接したデジタル信号間の少なくとも1つのデータを補間することができる。 ADC320から出力されたデジタル信号のデータを補間することによって、補間フィルタ370は、ADC320から出力されたデジタル信号を平滑化することができる。 他の実施の形態において、MEMS300は、図4と関連して上述したように、ノーマルモードまたはハイパフォーマンスモードで動作することができる。 上述のように、ノーマルモードおよびハイパフォーマンスモードは、省電力モードのサンプリング周波数よりも高いサンプリング周波数を持つことができる。 ADC320は、望ましくは、コンバータ330からの電圧信号をサンプリングすることができる。 ノーマルモードまたはハイパフォーマンスモードで動作する種々の実施の形態において、スイッチ制御信号がスイッチ372をオンにすることができる。 別のスイッチ制御信号は、スイッチ371をオフにすることができ、ADC320から出力されたデジタル信号が補間フィルタ370をバイパスすることができるようになる。 ADC320から出力されたデジタル信号は、補間されないようにできる。 信号平滑化は、ノーマルモードまたはハイパフォーマンスモードでは実施されない。 上述のデータ補間および/または平滑化は単に代表例であることに注意されたい。 他の実施の形態において、ノーマルモードおよび/またはハイパフォーマンスモード下のADC320からのデジタル信号は、補間されてもよい。 本開示の範囲は、これを限定するものではない。 図5は、代表的なクロックスイッチを含む分周器の一部を示す概略図である。 以下では、クロック信号Φ 1とクロック信号Φ 3との間の切り替えに関して説明する。 本開示の範囲は、これを限定するものではない。 図5において、分周器500の一部は、クロックスイッチ560を含むことができる。 クロックスイッチ560は、図3と関連して上述したクロックスイッチ360と類似してよい。 種々の実施の形態において、分周器500は、例えばインバータ511および513である、少なくとも1つのインバータと、例えばロジックゲート515および517である、少なくとも1つのロジックゲートと、例えばレジスタ521、523、および525である、少なくとも1つのレジスタと、を含むことができる。 クロックスイッチ560は、例えばロジックゲート561、563、および565である、少なくとも1つのロジックゲートと、例えばレジスタ567である、少なくとも1つのレジスタと、少なくとも1つのMUX569と、を含むことができる。 図5を参照すると、分周器500は、例えば1MHzである、サンプリング周波数を持つクロック信号Φ 1と制御信号とを受けることができる。 制御信号は、制御器350(図3に図示された)からの出力であってよい。 分周器500は、クロック信号Φ 1のサンプリング周波数をクロック信号Φ 3の、例えば250kHzである、低サンプリング周波数に分周することができる。 クロック信号Φ 1およびクロック信号Φ 3は、クロックスイッチ560に伝送され得る。 制御信号は、MEMS300の動作モードに対応するクロック信号Φ 1またはクロック信号Φ 3を出力するようにMUX569を制御することができる。 図5は、単にクロック信号Φ 1とクロック信号Φ 3との間を切り替えるための分周器500の一部を示すものであることに注意されたい。 当業者は、分周器500の一部を変更して、クロック信号Φ 1 、クロック信号Φ 2 、およびクロック信号Φ 3の間を切り替えることができる、望ましい分周器に想到することができる。 図6は、代表的な補間フィルタを示す概略図である。 図6において、補間フィルタ670は、図3と関連して上述した補間フィルタ370と類似するものであってよい。 補間フィルタ670は、例えばくし形フィルタ675である、少なくとも1つのくし形フィルタと、例えば積分器677である、少なくとも1つの積分器とを含むことができる。 省電力モードでMEMSを動作する種々の実施の形態において、くし形フィルタ675は、クロックスイッチ360(図3に示された)からのクロック信号Φ 3を受けることができ、積分器677は、クロック信号Φ 1を受けることができる。 補間フィルタ670は、望ましくは、ADC320(図3に示された)からのデジタル信号を平滑化することができる。 図7は、プロセッサに結合された代表的なMEMSを含むシステムを示す概略図である。 図7において、システム700は、MEMS710に結合されたプロセッサ701を含んでよい。 プロセッサ701は、MEMS710の動作を制御することができる。 種々の実施の形態において、MEMS710は、図1〜3と関連して上述したMEMS100、200、および300の1つと類似するものであってよい。 種々の実施の形態において、システム700は、ゲームコントローラ、パーソナルメディアプレーヤ、携帯電話、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、自走乗り物(auto vehicle)、ディスプレイヤ(displayer)、ハードディスクドライバ、デジタル多用途ディスク(DVD)、セットトップボックス、または微小機械構造を含むことができる任意のシステムを含むことができる。 種々の実施の形態において、プロセッサ701とMEMS710とは、プリント配線基板またはプリント回路板(PCB)と物理的かつ電気的に結合され、電子アセンブリを形成することができる。 電子アセンブリは、コンピュータ、無線通信装置、コンピュータ関連周辺機器、娯楽機器などの、電子システムの一部であってよい。 種々の実施の形態において、MEMS710を含むシステム700は、1つのICの中の全体のシステム、いわゆるシステムオンチップ(SOC)デバイスまたはシステムオン集積回路(system on integrated circuit)デバイスを提供することができる。 例えば、これらのSOCデバイスは、単一の集積回路中で、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、デジタルVCR、デジタル・カムコーダ、デジタルカメラ、MP3プレーヤなどを実施するのに必要な全ての回路を提供することができる。 以上、当業者が本開示の態様をより理解できるように幾つかの実施の形態特徴を概説した。 当業者は、本開示を、ここで採用された実施の形態の、同じ目的を実行しおよび/または同じ利点を達成するために他のプロセスおよび構造を設計又は改変するための基礎として、容易に使用できること分かる。 本開示の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であればそのような等価な構成を達成することが可能であり、当業者は、本開示の精神および範囲を逸脱せずに、ここで種々の変更、代替、および改変をするだろう。 100、200、300、710 微小電気機械システム(MEMS) |