MMA7260QJ Rev 0、04/2006
9
RoHSデータ・シート
±
1.5g ～ 6g 3 軸低 G
マイクロマシン加速度センサ
MMA7260Q は、低コストの静電容量型マイクロマシン加速度センサであり、 信号処理、1 次のローパス・フィルタ、温度補正、および 4 種類から感度を 選べるG セレクト機能を備えています。0g オフセット、感度およびフィル タのカットオフ周波数は工場出荷時に設定されているため、外付け部品は 不要です。また、スリープ・モードにより、ハンドヘルド型のバッテリ駆 動製品に理想的な製品となっています。 特長 • 選択可能な感度（1.5g/2g/4g/6g） • 低消費電流: 500μA • スリープ・モード: 3μA • 低電圧駆動: 2.2 ～ 3.6V • 6mm x 6mm x 1.45mm QFN パッケージ • 高感度（1.5g 選択時で 800mV/g） • 高速起動 • ローパス・フィルタ付信号処理回路 • 堅実な設計、高耐衝撃性 • Pb フリー対応 • 環境に配慮したパッケージ • 低価格 アプリケーション例 • HDD MP3 プレーヤー : 落下検知 • ラップトップPC: 落下検知、盗難防止 • 携帯電話: 手振れ補正、テキスト・スクロール、モーション・ダイアリ ング、電子コンパス • 万歩計: モーション検知 • PDA: テキスト・スクロール • ナビゲーション、自立航法: 電子コンパス傾き補正 • ゲーム: 傾きおよびモーション検知、イベント・レコーダ • ロボット: モーション検知 注文情報 製品名 温度範囲 Case 番号 パッケージ MMA7260Q – 20 to +85°C 1622-01 QFN-16, TubeMMA7260Q
MMA7260Q: XYZ 軸加速度センサ ±1.5g/2g/4g/6g 16 ピン QFN Case 1622-01 16 15 14 13 5 6 7 8 1 2 3 4 12 11 10 9 g-Select1 g-Select2 VDD VSS Sleep Mode N/C N/C N/C N/C N/C N/C N/C N/C XOU T YOU T ZOU T Bottom View 図1. ピン配置 Top View図2. 加速度センサのブロック図 静電放電（ESD） 警告: このデバイスは静電放電に敏感です フリースケールの加速度センサは2000V の ESD に対する保 護回路を内蔵していますが、デバイスをESD から保護する ためにも十分に注意してください。人体や関連試験装置に は、2000V を超える電荷が帯電することがあります。この レベルのESD は、デバイスの性能を低下させたり、デバイ スを破損したりする恐れがあります。本製品を取り扱う際 には、適切なESD 対策を施し、機能に有害な影響のある ESD から保護してください。 表1. 最大定格 （最大定格とは、デバイスに破壊を与えない限界値です） 項目 記号 値 単位 最大加速度（全軸） gmax ±2000 g 電源電圧 VDD –0.3 to +3.6 V 落下試験(1) 1. 任意の軸からコンクリート面に落下 Ddrop 1.8 m 保存温度範囲 Tstg –40 to +125 °C VSS ZOUT YOUT XOUT g-Select1 g-Select2 Sleep Mode VDD G セル センサ オシレータ C/V コンバータ クロック ジェネレータ AMP + フィルタ X 軸温度 補正回路 制御ロジック EEPROM トリム回路 Y 軸温度 補正回路 Z 軸温度 補正回路
表2. 電気的特性
特記なき場合: -20°C < TA < 85°C、2.2V < VDD < 3.6V、加速度 = 0g、出力負荷(1)
項目 記号 Min Typ Max 単位
動作範囲(2) 電源電圧(3) 消費電流 消費電流（スリープ・モード）(4) 動作温度範囲 加速度範囲、X 軸、Y 軸、Z 軸 g-Select1 & 2 : 00 g-Select1 & 2 : 10 g-Select1 & 2 : 01 g-Select1 & 2 : 11 VDD IDD IDD TA gFS gFS gFS gFS 2.2 — — –20 — — — — 3.3 500 3 — ±1.5 ±2.0 ±4.0 ±6.0 3.6 800 10 +85 — — — — V µA µA ℃ g g g g 出力信号 ゼロg（TA = 25 ℃、VDD = 3.3 V）(5) ゼロg 感度（TA = 25 ℃、VDD = 3.3 V） 1.5g 2g 4g 6g 感度 応答周波数 XY Z VOFF VOFF, TA S1.5g S2g S4g S6g S,TA f-3dB f-3dB 1.485 — 740 555 277.5 185 — — — 1.65 ±2 800 600 300 200 ±0.03 350 150 1.815 — 860 645 322.5 215 — — — V mg/ ℃ mV/g mV/g mV/g mV/g %/ ℃ Hz Hz ノイズ RMS (0.1 Hz – 1 kHz)(4)
Power Spectral Density（0.1Hz ～ 1kHz）(4)
nRMS nPSD — — 4.7 350 — — mVrms µg/ 制御タイミング パワーアップ・レスポンスタイム(6) イネーブル・レスポンスタイム(7) センサ共振周波数 XY Z 内部サンプリング周波数 tRESPONSE tENABLE fGCELL fGCELL fCLK — — — — — 1.0 0.5 6.0 3.4 11 2.0 2.0 — — — ms ms kHz kHz kHz 出力電圧範囲
フルスケール出力範囲（IOUT = 30 μA） VFSO VSS+0.25 — VDD–0.25 V
直線性XOUT、YOUT、ZOUT NLOUT –1.0 — +1.0 %FSO
他軸感度(8) VXY, XZ, YZ — — 5.0 % 1. 出力負荷は、1.0kΩ の抵抗と 0.1μF のコンデンサから構成される RC フィルタの後で測定されます。 2. この範囲により、デバイスが仕様を満足する動作範囲が定義されてます。 3. 2.2 ～ 3.6V の電源電圧範囲内では、完全に校正された直線加速度センサとして動作します。電源電圧範囲を超えた場合には、加速度セ ンサはリニア・デバイスとして動作できますが、校正値は保証されません。 4. この値は g-Select が 1.5g モードの状態で測定されています。 5. この加速度センサは、正負両方の加速度を測定できます。加速度値が入力されない場合、出力は供給電圧の中間値（VDD/2）となりま Hz
動作原理 MMA7260Q は、サーフェイス・マイクロマシン技術を使用 した加速度センサです。 このデバイスは、サーフェイス・マイクロマシン技術によ る静電容量型素子（g セル）と信号処理をする ASIC から構 成されており、これらは1 つのパッケージに収容されてい ます。センサ素子部は、バルク・マイクロマシン加工され たキャップ・ウェハを使用して、ウェハ・レベルで密封さ れています。 g セルは、半導体プロセス（マスキングとエッチング）に よって半導体材料（ポリシリコン）から作られた機械的構 造体です。g セルは、可動電極（マス）に梁によって支持 された形になっており、固定電極の間を動きます。デバイ スに加速度を加えることで、可動電極が安定している位置 から変動します（図3）。 中央マスに接続されている電極が動くと、片方の固定電極 との距離が広がり、他方の固定電極との距離が縮まります。 この距離の変化によって加速度を測定します。 g セルの電極は、向き合った 2 つのコンデンサを形成して います（図3）。可動電極が加速度によって動くと、電極間 の距離が変化し、各容量の値も変化します（C = Aε/D）。A は電極の面積、ε は誘電率、D は電極間の距離です。 加速度センサは、スイッチド・キャパシタを用いた技術に より、g セルの電気容量を測定し、2 つの容量の値の差から 加速度データを検出します。検出されたデータはさらに、 信号処理を行い、ASIC によってフィルタリンクされること で、レシオメトリックで加速度に比例する高レベルの出力 電圧を提供します。 図3. g セルの簡易物理モデル図 特別な機能 g-Select g-Select は、4 種類から感度を選択できる機能です。ピン 1 および2 へのロジック入力にしたがって加速度センサの内 部ゲインが変化し、1.5g、2g、4g、または 6g の感度が選択 できます（表3）。この機能は、感度を変えることで最適な 性能を得る必要がある場合に便利です。感度は、動作中に いつでも変更できます。この加速度センサは、内部プルダ ウンによって感度を1.5g（800mV/g）に維持できるため、 1.5g の感度のみを必要とするアプリケーションでは、g-Select 1 および g-の感度のみを必要とするアプリケーションでは、g-Select 2 ピンは未接続でもかまいません。 スリープモード この3 軸加速度センサには、スリープモードがあり、バッ テリ駆動型製品に理想的です。スリープモードに入ると、 加速度センサは出力をオフにして、消費電流を大幅に抑え
ます。ピン12（Sleep Mode）で Low 入力が検出されると、
加速度センサはスリープモードに入り、消費電力を3uA （Typ）まで落とします。スリープモード時は、g-Select 1 お よびg-Select 2 を 1.5g モードに設定することを推奨致しま す。ピン12 に High 信号を供給することで、通常の動作 モードに戻すことができます。 フィルタ この3 軸加速度センサは、内部に 1 次のローパス・フィル タを持っています。このフィルタを内蔵しているため、 カットオフ周波数を設定するための外付部品（抵抗やコン デンサ）は不要です。 レシオメトリック レシオメトリックとは、出力オフセット電圧および感度と、 印加された供給電圧が直線的な比例関係にあることを意味 します。つまり、供給電圧が高くなると、感度とオフセッ トも比例して高くなります。逆に供給電圧が低くなると、 オフセットと感度も比例して低くなります。この性質によ り、A/D 変換の過程において供給電圧に起因するエラーを システムレベルでキャンセルできるため、マイクロコント ローラやA/D コンバータと接続する際には重要となりま す。 加速度 表3. . g-Select ピンの説明
g-Select2 g-Select1 g-Range 感度
0 0 1.5g 800mV/g
0 1 2g 600mV/g
1 0 4g 300mV/g
基本接続 ピン説明 図4. ピン配置 PCB レイアウト 図6 加速度センサとマイクロコントローラを 接続する場合の推奨PCB レイアウト 注意: 1. VDDでは0.1μF コンデンサを使用して電源をデ カップリングしてください。2.2 または 3.3µF など 値の大きなコンデンサは使用しないでください。 2. 加速度センサからマイクロコントローラまでの物理 的な接続距離は最小限に抑えてください。 3. パッケージ下のエクスポーズド・ダイパッドはグラ ンドと接続されています。 4. 加速度センサの下にグランド面を配置してノイズを 抑えてください。グランド面は、図6に示されてい るようにすべてのオープンピンに接続してくださ い。 5. 加速度センサの出力では、1.0kΩ の抵抗および 0.1μF のコンデンサから構成される RC フィルタを 使用して（スイッチド・キャパシタ・フィルタ回路 からの）クロックノイズを最小限に抑えてくださ い。 6. 電源およびグランドの PCB レイアウトは、電源ノ イズを発生させないようにしてください。 7. 加速度センサとマイクロコントローラの間は高電流 で結ばないようにしてください。 8. A/D サンプリング・レートと外部電源のスイッチン グ周波数は、加速度センサの内部サンプリング周波 表4. ピン機能 ピン番号 ピン名 説明 1 g-Select1 g レベルを選択するための Logic 入力 2 g-Select2 g レベルを選択するための Logic 入力 3 VDD 電源入力 4 VSS 電源グランド 5 - 7 N/C 内部接続なし 未接続のままにする 8 - 11 N/C 工場でのトリミング用なので未使用 未接続のままにする
12 Sleep Mode スリープ・モードにするためのLogic
入力 13 ZOUT Z 方向の出力電圧 14 YOUT Y 方向の出力電圧 15 XOUT X 方向の出力電圧 16 N/C 内部接続なし 未接続のままにする 上面図 15 16 14 13 12 11 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 g-Select1 NC NC NC g-Select2 VDD VSS ZOU T NC NC NC NC NC XOU T YOU T Sleep Mode VDD V 0.1 µF 3 4 VDD 0.1µ F 14 YOUT 1 kΩ 2 1 0.1 µF 13 ZOUT 1 kΩ Logic 入力 g-Select2 g-Select1 MMA7260Q VDD VSS Sleep Mode g-Select1 g-Select2 XOUT YOUT ZOUT VDD VSS VRH P0 P1 P2 A/DIN A/DIN A/DIN C C C R R R C C C C C 電源 加速度 センサ マイクロ コントローラ
15 16 14 13 12 11 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 +X +Y -Y -X XOUT@ 0g = 1.65 V YOUT @ -1g = 0.85 V ZOUT @ 0g = 1.65 V XOUT @ -1g = 0.85 V YOUT @ 0g = 1.65 V ZOUT @ 0g = 1.65 V XOUT @ 0g = 1.65 V YOUT @ +1g = 2.45 V ZOUT @ 0g = 1.65 V XOUT @ +1g = 2.45 V YOUT @ 0g = 1.65 V ZOUT @ 0g = 1.65 V -Z +Z XOUT @ 0g = 1.65 V YOUT @ 0g = 1.65 V ZOUT @ +1g = 2.45 V XOUT @ 0g = 1.65 V YOUT @ 0g = 1.65 V ZOUT @ -1g = 0.85 V 動的加速度 上面図 16 ピン QFN パッケージ 側面図 上 下 : 矢印はマスの移動方向を示します。 静的加速度 地球の重力方向* 上面図 側面図 * 図の方向に配置した場合、地球の重力によって +1g 出力が発生します。
パッケージ寸法 NOTES: 1. 2. 3. 4.
ALL DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS. INTERPRET DIMENSIONS AND TOLERANCES PER ASME Y14.5M, 1994.
THIS DIMENSION APPLIES TO METALLIZED TERMINAL AND IS MEASURED BETWEEN 0.25MM AND 0.30MM FROM TERMINAL TIP.
THIS DIMENSION REPRESENTS TERMINAL FULL BACK FROM PACKAGE EDGE UP TO 0.1MM IS
(45˚) 16X 0.1 4 DETAIL M PIN 1 INDEX AREA 6 B C 0.10 2X 2X C 0.10 A 6 M M (0.203) C 0.1 C 0.08 C SEATING PLANE 5 DETAIL G
VIEW ROTATED 90˚ CLOCKWISE
(1) (0.5) (0.102) 1.45±0.1 EXPOSED DIE ATTACH PAD 13 4 1 16 12X 9 12 8 5 16X0.63 0.43 C 0.1 A B DETAIL M PIN 1 INDEX DETAIL G C 0.1 A B 16X0.600.40 1 4.24 4.04 4.24 4.04 0.5 3 1. すべての寸法単位は mm です。 2. 寸法と許容誤差は、ASME（American Society of Mechanical Engineers: 米国機械学会）14M, 1994 に準拠します。 3. この寸法は、金属端子に適用され、端子先端から 0.25 ～ 0.30 の間で測定されます。 4. この寸法は、パッケージの端から 0.1mm の端子ま で表し、許容されます。 表面実装アプリケーションの最小推奨フットプリント 表面実装のボード・レイアウトは、設計全体の重要な部分 となります。ボードとパッケージとの適切な半田接続を保 証するため、正しいサイズの表面実装のフットプリントを 使用してください。 正しいフットプリントであれば、半田リフロー・プロセス においてパッケージが自己調整します。半田パッド間のブ リッジや短絡を防止するために、常に半田マスク層付きで ボードを設計することを推奨致します。 13 8 16 5 0. 50 6. 0 半田領域 ピン1 ID（非金属） 9 12 4.25 6.0 1 4 1.00 0.55 エクスポーズド ダイ・アタッチ・パッド 取り付け面 詳細G 右方向に90 度回転させた図 詳細M ピン1 インデックス 詳細M 詳細G ピン1 インデックス領域 注意：
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Freescale Semiconductor Japan Ltd. Headquarters ARCO Tower 15F 1-8-1, Shimo-Meguro, Meguro-ku, Tokyo 153-0064, Japan 0120 191014 or +81 3 5437 9125 [email protected] Asia/Pacific:
Freescale Semiconductor Hong Kong Ltd. Technical Information Center
2 Dai King Street Tai Po Industrial Estate Tai Po, N.T., Hong Kong +800 2666 8080 [email protected] 本書に記載された情報は、システムおよびソフトウェア開発者がフリースケール製品 を使用できるよう補助することのみを目的としています。本書に記載された情報に基 づく集積回路の設計/ 製造に関する明示的または暗黙のライセンスを許諾するもので はありません。 当社は、本書に記載した製品について、信頼性、機能または設計を改善するために予 告なく変更を加える権限を保有しています。当社はここに記載した製品、回路の適 用、使用に起因するいかなる責務をも負うものではなく、また、当社の特許権または 第三者の権利に基づくライセンスを許諾するものではありません。仕様として記述さ れる「標準（Typical)」パラメータは各用途において変化する場合があり、実際の性 能は長期間で変動する可能性があります。「標準」パラメータを含むすべての動作パ ラメータは、利用者側で技術担当者が使用環境に応じて適切な値に設定することが求 められます。当社の製品は、外科的に人体に移植することを意図したシステムの構成 部品として、または、他の生命維持を意図した用途に、または、当社の製品の不具合 により人体に危害を加えたり死に至らしめるかもしれない状況が発生するような用途 に使用するために、設計、意図または認可されているものではありません。購入者が 万一このような意図または認可されていない用途のために当社の製品を購入あるいは 使用する場合、購入者は、当社およびその役員、従業員、子会社、関連会社、代理店 に対し、直接または間接を問わず、当該使用に関連した傷害や死についてのすべての
