形成半导体装置的方法及其结构与流程

文档序号:12181903阅读:156来源:国知局
形成半导体装置的方法及其结构与流程

本申请要求2015年8月28日提交的名称为“METHOD OF FORMING A SEMICONDUTOR DEVICE AND STRUCTURE THEREFOR”的在先提交的临时申请no.62/211,182的优先权,案卷号为ONS01847,且具有共同发明人Tsutomu Murata,此处通过引用将该临时申请并入本文。

相关申请的交叉引用

本申请涉及到名称为“METHOD OF FORMINGA SEMICONDUCTOR DEVICE AND STRUCTURE THEREFOR”、案卷号为ONS01847F2、且具有共同受让人和发明人Tsutomu Murata的申请,其与本申请同时提交,且此处通过引用将其并入本文。

本申请也涉及到名称为“METHOD OF FORMING A SEMICONDUCTOR DEVICE AND STRUCTURE THEREFOR”、案卷号为ONS01847F3、且具有共同受让人和发明人Tsutomu Murata的申请,其与本申请同时提交,且此处通过引用将其并入本文。

技术领域

本发明总体涉及到电子产品,并且更具体地涉及到半导体、其结构以及形成半导体装置的方法。



背景技术:

过去,半导体工业利用各种方法和结构以形成半导体装置来控制线性振动电机。在一些情况下,电路将过度驱动线性振动电机且可能引起线性振动电机的重物在电机外壳中。当重物在外壳中时,经常引起听得到的噪音且也会打断线性振动电机的操作。在一些情况下,用于驱动线性振动电机的驱动信号的频率已经与设计用于线性振动电机的频率不同。这也是不希望的听得到的噪声,或者在一些情况下会降低操作的效果或者效率。

因此,希望有一种电路和/或方法,其减少重物撞击外壳的发生,或者以更接近线性振动电机的设计频率的频率来驱动线性振动电机,或者提供更有效的操作。

附图说明

图1示范性示出根据本发明用于控制线性振动电机(LRA)的驱动控制电路的实施例的一部分的示例;

图2以一般方式示出了根据本发明的可以适合用作图1的电路的LRA的线性振动电机的非限制性示例的截面图;

图3是具有示出了可以通过根据本发明的图1的电路形成的一些信号的标绘图的图示;

图4示范性示出了根据本发明可以是图1的电路的替换实施例的驱动控制电路的实施例的一部分的示例;

图5是具有示出了可以通过根据本发明的图4的电路形成的一些信号的标绘图的图示;

图6示范性示出了根据本发明可以是图1或图4的解码器电路的替换实施例的电路的实施例的一部分的示例;

图7示出了根据本发明可以包括图1、4和/或6的电路中的至少一个的半导体装置的实施例的一部分的示例的放大平面图。

为了简单且清楚的说明,图中的元件不必按比例示出,为了说明目的,一些元件可放大,且在不同图中的相同参考数字表示相同元件,除非另外说明。此外,公知的步骤和元件的描述和细节可省略以简化说明书。如本文中所使用的,电流承载元件或者电流承载电极意思是承载穿过装置的电流的装置的元件,诸如MOS晶体管的源极或漏极或者双极型晶体管的发射极或集电极或者二极管的阴极或阳极,且控制元件或者控制电极意思是控制穿过装置的电流的装置的元件,诸如MOS晶体管的栅极或者双极型晶体管的基极。此外,一个电流承载元件可以承载在一个方向上通过装置的电流,诸如承载进入装置的电流,而第二电流承载元件可以承载在相反方向上通过装置的电流,诸如承载离开装置的电流。尽管本文中可能将装置解释为某些N沟道或P沟道装置,或者某些N型或P型掺杂区,但是,本领域技术人员将理解,根据本发明也可以是互补装置。本领域技术人员将理解,导电类型涉及发生传导(诸如通过空穴或电子的传导)的机制,因此,导电类型不涉及掺杂浓度而是涉及掺杂类型,诸如P型或N型。本领域技术人员将理解,如本文中涉及到电路操作使用的词语“期间”、“同时”和“当...时”不是意味着一旦开始动作就立即发生动作的精确术语,而是可以存在一些小的但是合理的延迟,诸如由开始动作启动的反应之间的各种传播延迟。此外,术语“同时”意思是某一动作至少在开始动作持续时间的一些部分以内发生。使用词语“接近”或“基本上”意思是元件的值具有期望接近所述值或位置的参数。但是,如本领域所公知的,经常存在小的偏差会阻止值或位置和所述情况确切相同。在本领域中确立:高达至少百分之十(10%)的偏差(和对于包括半导体掺杂浓度的一些元件高达百分之二十(20%))是偏离所述情况精确的理想目标的合理偏差。当用于参考信号状态时,术语“肯定”(asserted)意思是信号的有效状态而术语“否定”(negated)意思是信号的无效状态。信号的实际电压值或者逻辑状态(诸如“1”或“0”)取决于使用的是正逻辑还是负逻辑。由此,取决于使用的是正逻辑还是负逻辑,肯定的可以是高电压或高逻辑或者低电压或低逻辑,并且取决于使用的是正逻辑还是负逻辑,否定的可以是低电压或低状态或者高电压或高逻辑。此处,使用正逻辑协定(convention),但是本领域技术人员可理解,也可以使用负逻辑协定。权利要求或/和附图的详细描述中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如在元件名称的一部分中使用的)用于在相似元件之间进行区分,而不一定用于描述顺序,无论时间上的、空间上的排列方式或者任何其它方式。应当理解,如此使用的术语在适当环境下可互换,且本文描述的实施例能够以本文描述或示出以外的其它顺序操作。对“一个实施例”或“实施例”的引用意思是与该实施例相关描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。由此,贯穿说明书在各种地方出现的短语“在一个实施例中”或者“在实施例中”不必全部引用相同实施例,但是在一些情况下可以引用相同实施例。而且,如对本领域技术人员显而易见的,在一个或多个实施例中,可以任何适当方式组合特定的特征、结构或特性。

以下示出且描述的实施例可适当具有实施例和/或可以在不存在本文未特定公开的任何元件的情况下实践。

具体实施方式

图1示范性示出了可以配置成控制线性振动电机(LRA)102的驱动控制电路100的一部分的实施例的示例。电路100可以接收供应电压用于操作电压输入133和电压返回134之间的电路100的元件。输入133可以配置成从电源接收操作电压,并且输入134可以配置成连接至电源(诸如地参考)的公共参考电压。

图2以一般方式示出了可以适合于用作图1的LRA 102的线性振动电机的非限制性示例的截面图。线性振动电机(LRA)可以包括定子和振子,且在一些实施例中可以包括重物(weight)。例如,磁体可以被视为定子,而附接有线圈的机构可以认为是振子。驱动控制电路100可以配置成供应驱动电流至线性振动电机(LRA)以引起重物上下振荡,如箭头所示。本领域技术人员将理解,其它线性振动电机也适合于LRA 102。

往回参考图1,驱动控制电路100可以具有以下实施例:其可以包括驱动信号生成电路或者驱动电路110、驱动器电路122、感应电压检测器电路或者检测器电路130以及零交叉(zero cross)检测电路或者零交叉电路140。电路122可以具有H桥驱动器的实施例。驱动信号生成电路110具有以下实施例:其可以包括锁存电路111、主计数器112、循环计数器113、解码器电路114、另一锁存电路115、差分计算电路或者差值电路116、另一锁存电路117、求和电路118以及另一锁存电路119。电路110-111、114、116-119以及计数器112-113可以具有接收输入113和返回134之间的操作功率的实施例。驱动电路114的实施例可以配置成生成驱动信号121。在一些实施例中,驱动信号121可以形成为引起LRA 102振动。响应于信号121,电路122可以配置成形成驱动电流123,驱动电流123可以被传送至LRA 102。电路100可以配置成形成电流123,以包括从输出126流过LRA 102并且流入到输出127的正极性电流123,并且也可以包括从输出127通过LRA 102流入到输出126中的负极性电流123。电路100可以配置成响应于由电路110生成的驱动信号121而生成驱动电流123,并且之后将由此生成的驱动电流123供应至LRA 102。

图3是具有以一般方式图形地示出BEMF信号或者替换地可以表示BEMF信号的信号的波形的非限制性示例实施例的标绘图170的图示,对于响应于驱动信号121可以通过电路100的实施例形成的电流123的周期172,该信号相对于输出126形成在输出127处。例如,标绘图170可以是来自检测器130的检测信号131的实施例的非限制性示例。横坐标表示时间而纵坐标表示所示信号的增加值。

例如假设标绘图170是从基本为电源电压(诸如接近Vcc电压的电压)向基本为公共返回电压(诸如是地电压)的电压摆动的信号。还假设存在基本上如标绘图170的中心线所示的在两个电压等级的中心的中心电压,诸如共模电压或者参考电压,。由此,标绘图170的信号和形成标绘图170的信号在该中心电压(诸如由标绘图170中的中心线以一般方式示出的等级)附近摆动。由于标绘图170和该信号在该中心电压(Vc)附近移动,因此当标绘图170或者该信号跨过该中心电压时,则认为该信号或者标绘图170零交叉或者基本零交叉。本领域技术人员将理解,其它电路可以形成表示BEMF信号的信号以具有除了公共返回电压参考之外的其它参考电压,且可以在其它电压等级处形成零交叉。例如,中心线可以基本是地电压,且该信号可以是可以在地电压值之上和之下摆动(诸如在正电源电压和负电源电压之间摆动)的信号。由此,标绘图170是BEMF信号的一般表示。

周期172的实施例可以发生在BEMF信号的两个负向正的过零之间,诸如在零交叉177和184之间。周期172的示例开始为BEMF信号的负向正过渡诸如在零交叉177处跨过中心线。如本文中所使用的,术语“基本上零交叉”或者术语“零交叉”意思是在信号实际零交叉之前或之后,信号值可以加上或减掉该周期的百分之十(10%)。加上或减掉百分之十意味着时间上或者替换地在弧度上周期的百分之十。此外,如本文中所使用的,术语“基本上零交叉”具有与加上或减掉百分之十相同的含义,而不管本文可能使用的词语“基本上”的任何其它定义如何。BEMF信号的向上倾斜部分或者正向倾斜部分176示出了BEMF信号值从负值向正值升高,例如在用电流123的负值驱动LRA 102结束之后,和在用电流123的正值驱动LRA 102之前。在零交叉176之后的标绘图172的增加部分示出了BEMF信号具有正值且变成更大的正值。在中心线之上标绘图170的基本水平部分178表示电路100可以用电流123的正值驱动LRA 102的间隔。部分178是由于电流123流入到LRA 102中。标绘图170的部分173示出:在一些实施例中,由LRA 102形成的BEMF信号不会在电路100驱动LRA102的同时发生,并且部分174示出:一旦电路100终止驱动LRA 102,来自LRA 102的BEMF信号可以返回。向下倾斜部分或者负向倾斜部分179示出在用电流123的正值驱动LRA 102终止之后和在用电流123的负值驱动LRA 102之前的BEMF信号的值。BEMF信号随着部分179从部分178降低到正向负零交叉180而变成更小的正值,且对于零交叉180之下的标绘图170的部分,BEMF信号变成负值。在中心线之下的基本水平部分182示出电路100可以用电流123的负值驱动LRA 102的间隔。部分182是由于电路100驱动LRA 102,且在一些实施例中,来自LRA 102的BEMF信号在该部分182期间不会发生。正向或向上倾斜部分183示出了在用电流123的负值驱动LRA 102终止之后且在用电流123的另一正值再次驱动LRA 102之前的BEMF信号的值。随着部分183从部分182向零交叉184增加,BEMF信号变成负得更少,且BEMF信号对于在零交叉184之上的标绘图170的部分变成正值。但是,周期172在零交叉184处结束。在其它实施例中,由电流123导致的BEMF信号的周期可以限定为在BEMF信号波形的不同点处开始和结束。部分183可以与部分176相似。

周期172的倾斜部分176、179和183通过由LRA 102相对于输出126在输出127处形成的电压形成。由于对于这些倾斜部分驱动信号121不是有效的,因此电路100不驱动电流至LRA 102,由此,电路100可以配置成使电路122的输出或者替换地输出126和127形成为对于这些倾斜部分具有高阻抗或HiZ。在实施例中,电路100可以配置成对于周期172的部分178和182、由此该周期的传导部分用电流123驱动LRA 102,而对于周期172的倾斜部分、由此该周期的非传导部分不用电流123驱动LRA 102,且对于非传导部分,输出可以具有HiZ。对于非传导部分的时间间隔可以称作HiZ间隔。如下文将进一步看到的,本领域技术人员将理解,计数器112的实施例可以配置成在电路100为周期172形成驱动信号121的同时计数周期172的时间间隔。在一个示例性的实施例中,计数器112可以配置成在周期172期间从0至199进行计数,从而在周期172期间对于驱动信号121形成接近200次间隔。本领域技术人员将理解,电路112和113的实施例可以配置成对于电流123形成周期172。电路100也可以具有实施例:其中电路114-118和至其的连接可以配置成估计本征频率,且为信号121的频率形成调整值。

往回参考图1,检测器电路130可以配置成连接至LRA 102且检测LRA 102的线圈两个末端处的电势差。电路130可以配置成连接至输出126和127以接收由LRA 102形成的BEMF信号。电路130可以具有以下实施例:其可以被配置成在电路100不用电流123驱动LRA 102的时间间隔期间,由此在电流123的周期的非传导部分期间,检测由LRA 102在输出126和127之间形成的BEMF信号。电路130的实施例可以连接至输出126和127而不是直接连接到LRA 102的线圈。电路130可以具有以下实施例:其可以形成可以表示BEMF信号的检测信号131。电路140的实施例可以配置成检测由电路130检测的BEMF信号的零交叉或者替换地检测信号131的零交叉。

电路100或者替换地电路110的实施例可以配置成估计LRA 102的本征频率且控制或者调整驱动频率或者驱动信号121的频率、由此周期172的频率和时间间隔或时间段尽可能接近估计的本征频率。本领域技术人员将理解,本征频率是LRA的自然谐振频率,且在一些实施例中可以是自然谐振频率的基波。电路100可以具有以下实施例:其可以配置成根据由电路140检测的反EMF电压(back EMF voltage)的零交叉的检测位置估计LRA 102的本征功函数。电路100可以配置成适应性地改变或者控制驱动信号121的频率、由此电流123的频率,使其基本与LRA 102的估计本征频率相同或者替换地与其接近。在实施例中,电路100可以配置成适应性地改变或者控制驱动信号121的频率,使其不多于大于或小于估计的本征频率的百分之零点五(0.5%)。实施例可以配置成在由频率标定值加上或减掉百分之五十(50%)的范围内改变驱动信号121的频率。该功能或方法可以涉及到谐振频率搜索方法或者谐振频率搜索模式,且被配置成以这种方式与这些函数操作一起执行该方法或操作的电路可以称作谐振频率搜索电路。以这种方式或方法操作可以被称作以闭环运行模式操作。

电路110的实施例还可以包括寄存器设置电路135,其可以配置成为驱动信号201的频率设置初始值或开始值,由此,为信号121设置初始频率。例如,响应于电路100能够开始形成电流123以开始振动LRA 102,电路135可以配置成为信号121设置初始频率。在实施例中,电路135可以配置成将初始值供应到电路111和119,如由初始值标签示出的。然后,电路100可以开始在谐振频率搜索模式下操作以形成电流123,以确定LRA 102的估计本征频率,且调整信号121的频率至基本为估计本征频率。电路100的实施例可以包括在运行模式当中该周期的HiZ间隔期间,可以通过检测器电路130的放大器放大BEMF信号且形成了表示BEMF信号的信号131。来自检测器130的放大信号131可以被比较器141接收。如果BEMF信号或者表示其的信号交叉由比较器141接收的参考信号的值,则比较器141的输出改变状态。例如,如果BEMF信号增大,则响应于该交叉比较器141的输出可以是肯定的(asserted),或者如果BEMF信号减小,则响应于该交叉比较器141的输出可以是否定的,或者替换地反之亦然。检测器电路142可以检测比较器141的输出的过渡并且形成指示检测到零交叉或者基本为零交叉的肯定的检测信号,且反之亦然。电路204可以使用检测的边缘以确定计数器112的计数并确定驱动信号121的频率是否需要增加或降低以与LRA 102的本征频率基本相同或相近。例如,响应于电路142的肯定的状态,电路115可以配置成锁存计数器112的值。电路116可以配置成确定锁存值的中心且将其与用于设置计数器112的中心值比较。差值可以用于形成用于计数器112的新的开始值以改变信号121的频率。

检测器130可以包括以下实施例:其可以配置成通过监测在非传导部分期间由LRA 102形成的BEMF信号来估计LRA 102的振子部分的位置。BEMF信号的小值(包括零值)可以指示振子处于静止(例如,振子可以定位在LRA 102的南极侧处最大可到达的点中或者在北极侧处最大可到达的点中)。由此,电路100可以配置成以如下方式确定LRA 102的估计本征频率:电路140可以配置成检测线圈两端的BEMF信号(诸如在输出127相对于输出126之间的电压)交叉零点的时序,且还可以配置成测量由此检测的零交叉之间的时间间隔。连续零交叉之间的时间间隔可以指示电流123驱动周期一半的时间间隔,而每隔一个零交叉之间的时间间隔可以指示电流123整个驱动周期的时间间隔。

电路100可以包括以下实施例:由于在驱动周期的非传导部分期间(诸如周期172的部分176或183(图3))BEMF信号从负电压增加到正电压,因此电路100可以配置成仅检测线圈两端的BEMF信号(例如输出126和127之间的信号)、或者替换地信号131交叉零点的时序。这种情况下,比较器141可以配置成在BEMF信号低于阈值值时形成否定的输出信号,且当BEMF信号变得高于该阈值值或者另一阈值值时,比较器141可以配置成形成肯定的输出信号。例如,比较器141可以配置成在检测器130的输出电压低于阈值值时形成否定的输出信号,而当检测器130的输出电压变得高于阈值时,比较器141可以配置成形成肯定的输出信号。在肯定值和否定值之间的时间间隔可以用于估计LRA 102的本征频率。例如,检测器130和电路140、115和116可以具有作为以下电路的实施例:该电路可以配置成从LRA 102接收BEMF信号且选择性地测量线性振动电机的振动的第一频率,例如估计的本征频率。电路110可以配置成作为响应地调整用于驱动LRA 102的下一驱动信号121的频率或周期的时间间隔。这种操作可以称作是闭环运行模式(closed loop run mode)。比较器141可以具有配置成在没有滞后或者基本没有滞后的情况下进行操作的实施例。本领域技术人员将理解,由于工艺容限,导致在比较器141的输入之间会存在一些无意识的偏移,但是不认为这些会形成比较器141的滞后操作。基本上没有滞后的操作会促进更精确地检测基本零交叉。

电路100还可以包括以下实施例,其可以配置成对于电流123的一个或多个周期(诸如一个或多个连续周期)重复测量和调整操作,以使得驱动控制电路100可以以LRA 102的基本上为估计本征频率或者接近估计本征频率的频率持续驱动LRA 102。该功能或方法可以称作谐振频率搜索模式且被配置成执行该方法的电路可以称作谐振频率搜索电路。以这种方式或方法操作可以称作以闭环运行模式操作。

在一些实施例中,电路100可以配置成操作制动模式控制方法(brake mode control method)且可以包括用于控制和/或执行制动模式方法的相关电路。该功能和相关电路及方法有时可以称作操作的停止模式或者操作的制动模式或者制动模式或停止电路或制动电路或制动的电路。例如,响应于终止LRA 102的运行和驱动,诸如以闭环运行模式终止操作或者替换地停止提供电流123的正和负脉冲至LRA 102以驱动LRA 102振动或者增加振动的非限制性示例,电路110可以配置成控制驱动信号121以形成抗驱动信号,其包括形成电流123作为具有与在闭环运行模式期间或者在开环运行模式期间用于驱动LRA 102的驱动信号的相位相反的相位的脉冲。本领域技术人员将理解,电流123的抗驱动波形可以具有可以基本上像图3的周期172的波形的实施例。以制动模式操作可以包括形成具有抗驱动频率的抗驱动信号,且可以包括对于电流123形成抗驱动电流的制动模式以使其具有基本相反的相位,从而使得该基本相反相位也可以包括传导部分以及非传导部分。电路122可以配置成形成高阻抗状态,例如在抗驱动信号的非传导部分的部分或基本全部期间的高输出阻抗。对于制动模式,电路122可以配置成形成具有抗驱动相位的电流123的制动模式,该抗驱动相位与在闭环运行模式期间(或者开环运行模式期间)使用的相位基本相反,且电路122供应电流123的该制动模式至LRA 102。这加快了LRA 102的停止。在一些实施例中,电路122可以配置成与从LRA 102接收的BEMF信号的幅值成比例地改变电流123的幅值。由于将电流123的制动模式应用到LRA 102的线圈,因此,定子可以实现制动功能,以减慢或者停止振子的动作或者替换地减慢定子的速度。电路100还可以具有可以配置成将抗驱动信号的频率调整为基本是LRA 102的本征频率实施例。调整抗驱动信号的频率有助于减少从振动到基本停止LRA 102所需的时间量。

电路100的实施例可以配置成检测LRA 102是否基本不再移动。例如,电路110可以配置成在已经终止了线性振动电机LRA的运行(闭环运行模式或者替换地开环运行模式结束)之后从检测的BEMF信号估计振动力,以及基于估计的振动力控制相反相位的制动模式抗驱动信号。作为非限制性示例,如果BEMF信号在预定电压范围内,则电路110可以配置成确定LRA 102已经达到停止。换句话说,认为振动力已经变为零或者小于预定阈值值。当满足上述条件时,电路110可以配置成停止供应抗驱动信号至电路122。在一些实施例中,在满足该标准之后,在停止供应之前,仍可以将半个完整周期的抗驱动信号供应至驱动器单元122。此处应注意,LRA 102的驱动终止意思是除了制动的控制(制动模式)所需的反向驱动时间段和抗驱动信号之外的正常驱动停止(闭环运行模式或者替换的开环运行模式结束)。

在一些情况下,线性振动电机的振动范围可能变得过大且会引起重物撞击LRA外壳。已经发现,在一些情况下,当电机振动过大且重物撞击外壳时,谐振频率搜索模式会引起驱动信号的频率大于线性振动电机的设计谐振频率。当发生这种情况时,驱动信号的频率可能远离线性振动电机的设计频率,且可能引起不希望的听得到的噪声。在一些情况下,驱动信号的较高频率会降低制动模式下操作的效果。

图4示范性示出被配置成控制LRA 102的驱动控制电路200的一部分的实施例的示例。在一些实施例中,电路200可以是电路100(图1)的替换实施例。电路200包括谐振频率搜索电路204。电路204的实施例可以基本上配置成与图1的谐振频率搜索电路的至少一部分相同。例如,在一些实施例中,电路204可以包括电路111、115、116、117、118和119或者基本相似操作的电路,并且在一些实施例中,这些电路可以以与电路100基本相同的方式配置。电路204可以配置成以与图1中电路100的描述中描述的谐振频率搜索操作基本相似的方式来操作谐振频率搜索模式。电路200可以具有可以配置成以与电路100基本相似的方式以闭环运行模式操作的实施例。电路200也可以具有可以包括启用(EN)信号201的实施例。在一些实施例中,信号201的肯定状态可以允许电路200的操作,而否定状态可以停止电路200形成驱动信号或者抗驱动信号。电路200可以包括输入133和134(图1),且以与电路100相同的方式接受操作功率。电路200可以包括以下实施例:其具有可以作为图1中电路130的替换实施例的放大器电路220。电路220可以包括具有被配置成为放大器221形成增益电路的电阻器222-225的放大器221。放大器221可以接收参考信号或者参考电压(VREF)228。在实施例中,参考电压228可以在放大器221的非反向输入处形成可以基本上是图3的电压Vc的电压或信号。参考电压228可以具有参考了输入134的公共返回电压的值。

电路200的实施例可以配置成具有三种操作模式:闭环运行模式、开环运行模式和制动模式。

图5是具有示出了一些信号的示例性实施例的标绘图的图示,这些信号可以由电路200在闭环运行模式、开环运行模式和制动模式的操作期间形成。横坐标表示时间且纵坐标表示所示信号的增加值。标绘图213示出了相对于输出126在输出127处形成的BEMF信号的非限制的示例性实施例。部分214以一般方式示出了在电流123的非传导部分期间BEMF信号的非限制性示例。本领域技术人员将理解,对于周期的传导部分,该信号可以具有其它值,如通过标绘图213的其它部分以一般方式示出的。此外,为了附图清楚,标绘图213的非传导部分的全部都未标注。本领域技术人员将理解,标绘图213与标绘图170(图3)具有基本相同的元件,但是示出了BEMF信号的多于一个周期。标绘图216不是由电路200形成或接收的信号,而是LRA 102的振动动作强度的图示。标绘图217示出了电流123的一个示例性实施例。标绘图218示出了计数器112的一些可能值的非限制性示例,以及标绘图219示出了信号211的一些可能状况的非限制性示例。该描述参考图4和5。

在实施例中,电路200可以配置成以与电路100在闭环运行模式下操作的相同方式操作。由此,在闭环运行模式下,电路200的实施例可以配置成以第一频率形成驱动信号121,且以第一频率形成电流123。电路200还可以配置成估计LRA 102的本征频率,且响应于检测到LRA 102的估计本征频率,将第一频率调整至基本为LRA102的估计本征频率的频率或者接近估计本征频率的频率。电路200可以包括以下实施例:其对于驱动信号121第一数量的周期以闭环运行模式操作,其中形成驱动信号121包括响应于检测到LRA 102的本征频率而将第一频率调整至接近本征频率的第二频率。在标注为闭环的操作期间于图5中示出了该类型操作的一个非限制性示例。例如,电路200的实施例可以包括:在运行模式期间、在周期的HiZ间隔期间,可以通过放大器221放大BEMF信号且形成表示BEMF信号的信号226。在一些实施例中,信号226可以与信号131(图1)基本相似或替换地相同。

电路200还可以包括以下实施例:在以闭环运行模式形成第一数量的驱动周期的驱动信号121和电流123之后,其以开环运行模式操作从而驱动LRA 102振动。在开环运行模式中,电路200可以配置成以第三频率形成驱动信号121和电流123。第三频率可以基本上是在闭环运行模式期间用于驱动信号121的最后一个周期的频率。在另一实施例中,电路200可以配置成以不同于第二频率的频率形成第三频率,第二频率用于闭环运行模式中的最后一个周期。例如,电路200可以配置成形成基本为第一频率或者在其它实施例中为某些其它频率的第三频率。对于驱动信号121或者电流123的第二数量的周期,电路200可以配置成以第三频率操作。在开环运行模式中,电路200的实施例可以配置成不调整第三频率且禁用谐振频率搜索模式的操作。在实施例中,电路200可以配置成在以开环运行模式操作期间,保持第三频率基本恒定。电路200可以配置成对于开环运行模式的持续时间,保持第三频率基本恒定。在另一实施例中,电路200可以配置成在开环运行模式期间将信号121和电流123的频率改变至另一频率而不是估计的本征频率。

电路200可以进一步包括以下实施例:其中电路210可以配置成控制启用和禁用电路200以谐振频率搜索模式进行操作。例如,响应于LRA 102的本征频率的检测和确定,电路200可以配置成启用和禁用电路200调整驱动信号121的频率。电路210可以具有可以配置成禁止检测或确定估计的本征频率中的一者或两者的实施例。电路210的实施例可以配置成监测循环计数器113的值以确定所形成的驱动信号121或者电流123的周期数量。在以闭环运行模式形成第一数量的周期之后,电路210可以配置成肯定开/关控制信号211,以使得电路200开始以开环运行模式操作。响应于开/关控制信号211的肯定值,电路200可以配置成以第三频率形成驱动信号121和电流123,且终止调整驱动信号121的值。例如,开/关信号可以用于禁止电路204接收电路142的输出或者选择性迫使至电路204的输入成为禁止估计操作的值。电路200可以包括以下实施例:其中电路210监测循环计数器113的值以确定在开环运行模式中形成的驱动信号121的周期数量,以及响应于完成在开环运行模式中驱动信号121的第二数量的周期,否定开/关信号,诸如图5中在标注了“开环”的操作结束时所示。响应于完成驱动信号121的第二数量的周期,电路200可以配置成开始以制动模式操作并形成抗驱动信号121,以形成负的相位电流信号。实施例可以包括电路200可以配置成重新启用谐振频率搜索模式,且开始在以制动模式操作的同时将驱动信号121和电流123的抗驱动频率调整至基本为估计的本征频率。

实施例可以包括:电路200可以配置成在以开环运行模式完成驱动信号121和/或电流123的最后一个周期之后以制动模式操作。电路200可以配置成当在制动模式中操作时,以抗驱动频率形成驱动信号121和获得的驱动电流123。抗驱动信号可以具有与图3中所示的周期172基本相同的周期。抗驱动频率可以是第三频率,且当在制动模式中操作时,响应于检测和确定LRA 102的估计本征频率而调整抗驱动频率或者替换的第三频率。在其它实施例中,电路200可以配置成响应于制动模式中的操作以不同频率形成驱动信号121。例如,电路200可以以制动模式开始操作且以第一频率形成驱动信号121,而后响应于LRA 102的估计本征频率的检测和确定来调整第一频率。替换地,电路200可以配置成开始以制动模式操作并以第二频率或响应于制动模式中的操作的某些其它频率形成驱动信号121,只要电路200被配置成响应于LRA 102的估计本征频率的检测和确定调整其它频率即可。在一些实施例中,电路200可以配置成对于信号121的每一周期都调整信号121的抗驱动频率。电路200可以具有非限制的示例性实施例:其中,除了电路200可以配置成使用第三频率开始以制动模式操作之外,制动模式中的操作基本上与电路100的制动模式操作相同。电路200的实施例可以配置成检测LRA 102基本不再移动。例如,电路204可以配置成根据检测的BEMF信号估计线性振动电机LRA运行终止(闭环运行模式或者替换地开环运行模式结束)之后的振动力,并基于估计的振动力终止形成制动模式抗驱动信号。在另一实施例中,电路200可以配置成对于所需数量的周期以制动模式操作。在实施例中,计数器113可以配置成在制动模式中计数周期数量且肯定由电路200使用以终止形成抗驱动周期的信号。以制动模式操作的同时调整驱动信号的频率可以有助于减少停止LRA 102振动所需的时间量。

通过禁用谐振频率搜索操作或者通过以开环运行模式操作,不需要通过模数转换器分析来自LRA的反EMF电压且不需要具有通过振动力的反馈调整驱动电压的功能。由此,能减小电路200的尺寸,这会降低系统成本。此外,即使驱动信号引起了LRA的重物撞击外壳,驱动信号的频率也仍基本上是本征频率或者与其非常接近,由此,制动模式能始于接近本征频率的驱动频率。形成制动模式以使用基本估计本征频率改善了使用电路200的系统感受。

图6示范性示出了可以是图1和4中所示电路114的替换实施例的电路实施例的示例。电路114包括制动控制电路或者停止控制电路61,其可以配置成形成高阻抗状态并插入高阻抗时间段,并且还可以配置成帮助形成制动模式的抗驱动信号。

图7示出了形成在半导体管芯901上的半导体装置或集成电路900的实施例的一部分的放大平面图。在实施例中,电路100或200中的任一个都可以形成在管芯901上。管芯901也可以包括为了简化附图未在图7中示出的其它电路。通过本领域技术人员公知的半导体制造技术可以将装置或集成电路901形成在管芯901上。

本文中描述的一些实施例可以涉及Tsutomu Murata于2014年5月27日提出的美国专利no.8,736,201和Tsutomu Murata于2011年9月9日提出的美国专利no.8,829,843中的一个或两个,此处通过引用将两者并入本文。

根据所有上述内容,本领域技术人员将理解,半导体装置的实施例可以包括用于控制线性振动电机的电路,该电路可以包括:

第一电路(诸如电路110),被配置成形成驱动信号(121)以控制通过线性振动电机的驱动电流(诸如电流123)的频率;

第二电路(诸如电路204),被配置成选择性测量线性振动电机的振动的第一频率;

在实施例中,第二电路可以具有耦合至第一电路的输出,以将频率信号提供至第一电路;

该电路(诸如电路100或200中的任一个)被配置成在闭环运行模式中操作且以第一频率形成驱动电流,且响应于第一频率和线性振动电机振动的频率之间的差值,将第一频率调整至基本为线性振动电机振动的频率的第二频率;

在实施例中,该电路可以配置成从线性振动电机接收BEMF信号以在闭环运行模式中操作;

该电路被配置成对于驱动电流或驱动信号中一个的第一数量的周期以闭环运行模式进行操作;

在实施例中,该电路可以包括计数器以计数周期数量;

该电路被配置成响应于第一数量的周期的结束,以开环运行模式操作了驱动电流或驱动信号中的一个的第二数量周期,该电路被配置成以基本固定频率形成驱动电流的第二数量周期,该驱动电流具有第一相位;和

该电路被配置成响应于第二数量周期的结束,以制动模式操作且形成具有与第一相位相反的第二相位的驱动电流,该电路被配置成以制动模式操作的同时选择性测量线性振动电机振动的第二频率,以形成具有第三频率的驱动电流,并且将第三频率调整成基本为线性振动电机振动的第二频率。

实施例可以包括:将电路配置成响应于驱动电流的第一数量周期的结束,选择性禁用第二电路并且不测量线性振动电机的振动的频率。

在另一实施例中,该电路可以配置成响应于第二数量的周期的结束,选择性启用第二电路并且测量线性振动电机的振动的频率。

该电路可以具有以下实施例:其可以包括被配置成计数驱动信号的周期的计数器,其中该电路被配置成响应于计数器计数第一数量周期而选择性启用开环运行模式的操作。

实施例可以包括可以将电路配置成响应于计数器计数第二数量的周期,选择性启用制动模式的操作。另一实施例可以包括可以将电路配置成响应于计数器计数第三数量的周期,选择性终止制动模式中的操作。

本领域技术人员将理解,用于控制线性振动电机的电路可以包括:

第一电路(诸如电路110),被配置成形成驱动信号以控制通过线性振动电机的驱动电流的频率,从而引起线性振动电机的振动,该驱动电流具有第一相位;

第二电路(诸如电路204或者电路110的部分),被配置成选择性测量线性振动电机的振动的频率;和

该电路被配置成形成具有第一频率和与第一相位相反的第二相位的驱动电流以减慢线性振动电机的振动,该电路被配置成选择性启用第二电路以测量线性振动电机的振动的频率,并且响应于第一频率和线性振动电机的振动频率之间的差值将第一频率调整成基本为线性振动电机的振动频率的第三频率。

该电路的实施例可以配置成确定线性振动电机的振动强度,并且响应于该振动强度小于振动阈值值而终止形成驱动电流。

在实施例中,该电路可以配置成在驱动电流的其它部分期间不调整第一频率。

第二电路的实施例可以包括被配置成估计从线性振动电机接收的反EMF信号的频率的谐振频率搜索电路。

在实施例中,谐振频率搜索电路可以配置成测量反EMF信号两次负向正过零过渡之间的时间且估计线性振动电机的本征频率。

该电路可以具有以下实施例:其可以包括被配置成从线性振动电机接收反EMF信号的检测器电路,并且包括被配置成检测反EMF信号的零交叉的零交叉电路。

本领域技术人员将理解,形成半导体装置的方法可以包括:

配置半导体装置的电路以形成驱动信号,从而形成驱动电流以施加至线性振动电机;

配置该电路以形成线性振动电机的本征频率的估计;

配置该电路以形成驱动频率和第一相位处的驱动信号,且配置该电路以将驱动频率调整成基本为线性振动电机的本征频率的估计的第一频率;和

配置该电路以在抗驱动频率和基本与第一相位相反的第二相位处形成抗驱动信号,并配置该电路以将抗驱动信号的抗驱动频率调整成基本为线性振动电机的本征频率的估计的另一频率。

该方法的实施例可以包括:配置该电路以对于抗驱动信号的每一周期估计本征频率和对于抗驱动信号的每一周期调整抗驱动频率。

在另一实施例中,该方法可以包括配置该电路以对于驱动信号的第一数量的周期选择性使驱动频率能够调整成基本为本征频率的估计,并且对于驱动信号的第二数量的周期以基本恒定频率形成驱动频率,其中第二数量的周期在第一数量的驱动周期之后。

实施例可以包括配置计数器以计数驱动信号的周期,从而确定驱动周期的第一数量和第二数量。

另一实施例可以包括配置该电路以响应于形成抗驱动信号而选择性允许该电路估计本征频率。

在实施例中,该方法可以包括配置该电路以测量从线性振动电机接收的反EMF信号的多个零交叉之间的时间。

该方法可以具有可以包括配置该电路以从线性振动电机接收反EMF信号的实施例。

实施例可以包括配置该电路以测量反EMF信号的多个零交叉之间的时间,且使用多个零之间的时间以估计线性振动电机的本征频率。

具有该电路的半导体装置的实施例的示例可以包括:

第一电路,被配置成形成驱动信号从而形成至线性振动电机的驱动电流;

输出,被配置成从线性振动电机接收BEMF信号;

第二电路,耦合成接收表示BEMF信号的信号且形成线性振动电机的本征频率的估计;

第一电路被配置成以驱动频率和第一相位形成驱动信号且将驱动频率调整成基本为线性振动电机的本征频率的估计的第一频率;和

停止控制电路,被配置成以抗驱动频率和与第一相位基本相反的第二相位形成抗驱动信号,其中第一电路将抗驱动信号的抗驱动频率调整成基本为线性振动电机的本征频率的估计的另一频率。

考虑上述所有内容,很明显的是,公开了一种新型的装置和方法。除其它特征之外还包括形成控制电路以控制LRA以闭环运行模式、其次开环运行模式和中断模式操作,其中调整中断模式中信号的频率。对于将LRA驱动以振动的时间的一部分使用开环运行模式有助于最小化重物与LRA外壳撞击的机会从而降低听得见的噪声。此外,在开环运行模式中操作减少了控制电路的电路系统从而最小化成本。在中断模式中使用调整抗驱动信号的频率有助于以接近LRA的设计频率的频率操作中断模式,这会降低停止LRA振动所需的时间量。

虽然通过特定优选实施例和示例性实施例描述了该说明书的主题,但是,前文的附图和描述仅描绘了主题的实施例的典型的和非限制性的示例,且因此不认为其限制本发明的范围,很明显的是,很多替换例和变形对本领域技术人员也是很明显的。本领域技术人员将理解,电路100和电路200的示例形式用作媒介以解释制动模式的操作方法和闭环运行模式、之后开环运行模式、之后是中断模式中操作的方法顺序,其中,调整抗驱动信号的频率。本领域技术人员将理解,除了检测器130、电路140的电路系统和电路110的具体电路系统布置之外,实施该方法的电路系统可以具有不同实施例。

如下文权利要求反应出来的,发明性的方面较少依赖于单个前文公开实施例的全部特征。由此,下文表达的权利要求此处清楚地结合到附图的具体描述中,每个权利要求都作为本发明单个的实施例单独存在。而且,虽然本文描述的一些实施例包括一些而不包括其它实施例中包括的其它特征,但是,不同实施例的特征组合意在也落在本发明的范围内,且形成不同实施例,如本领域技术人员将理解的。

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