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KP100

器件型号:KP100
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厂商名称:INFINEON [Infineon Technologies AG]
厂商官网:http://www.infineon.com/
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KP100器件文档内容

Silicon Pressure Sensor ICs                                        KP100

KP100                                     P-DSOF-8-3

Surface Mount Capacitive Silicon
Absolute Pressure Sensor

Data Sheet

Features
Digital output
Serial Peripheral Interface (SPI)
Offset calibrated
CMOS compatible surface micromachining
Diagnostic modes
SMD housing

Type       Marking    Ordering Code Pressure Range Package
KP100      see below  Q62705-K348 60 kPa- 130 kPa P-DSOF-8-3

Marking

Each device is marked with a human readable code on the side of Pins 5 to 8. This code
contains the supplier logo, a date code, wafer lot number and an offset code.

Product Description

The KP100 is an absolute pressure sensor with SPI interface for side airbag
applications. The basic accuracy including temperature drift is 5%. The KP100 offers
some diagnosis features in order to allow a sensor status analysis.

Data Book             1                   2003-05
                                                                       KP100

Pin Configuration
(top view)

Figure 1

Pin Definitions and Functions

Pad No.    Symbol              Function
                               Input; clock for serial interface
1          CLKS                Input; chip select, active low
                               Output of the serial interface
2          CS                  Input; external clock = 4/8 MHz
                               5 V power supply terminal
3          DTA_OUT             Data ready signal for serial interface
                               Input for serial interface
4          CLK_IN              Ground potential

5          VDD

6          DTA_RDY

7          DTA_IN

8          VSS

Data Book                      2                                       2003-05
                                        KP100

Figure 2 Block Diagram of the KP100

Data Book                            3  2003-05
                                                               KP100

Functional Description

The IC consists of a surface micromachined pressure sensor, a sigma-delta
A/D-converter, a digital filter and the SPI-interface. In normal operation, the applied
pressure has to be in the range between 60 kPa and 130 kPa and delivers output codes
between typ. 7680 and typ. 20190 digits.

Absolute Maximum Ratings           Symbol       Limit Values   Unit
Parameter
                                               min. typ. max.
Clock Oscillator
Voltage on pin CLK_IN              VCLK_IN    0.3      VDD+0.3 V
Current on pin CLK_IN              ICKL_IN    100
Serial Peripheral Interface (SPI)                        100 A
Input voltage on pins CLKS, CS     VCLKS      0.3
and DTA_IN                         VCS       1.0      VDD+0.3 V
                                   VDTA_IN
Current on pins CLKS, CS,                                1.0 mA
DTA_IN                             ICLKS
                                   ICS
Temperature                        IDTA_IN
Storage temperature
Junction temperature               TS         40       90    C
Pressure
Pressure overload                  Tj         40       100 C

                                   pOL                 200 kPa

Note: Stresses above those listed here may cause permanent damage to the device.
        Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect
        device reliability.

ESD Protection

Human Body Model (HBM) tests according to:
Standard EIA/JESD22-A114-B HBM (covers MIL STD 883D)

Parameter       Symbol             Limit Values Unit     Notes

                                   min.  max.            R = 1.5 k,
                                                        C = 100 pF
ESD-Protection  VESD                     2     kV

Data Book                          4                           2003-05
                                                                 KP100

Operating Range                       Symbol       Limit Values  Unit
Parameter
                                      VDD      min. typ. max.
Supply voltage                        IDD
Supply current                        fCLK_IN  4.5 5.0 5.5 V
External clock frequency CLK_IN       TA
Operating temperature range           RP       1.0 1.8 2.5 mA
Pressure range
                                                  4/8 4.2/8.4 MHz

                                                40     + 90 C

                                               60       130 kPa

Electrical Characteristics            Symbol       Limit Values  Unit
Parameter

                                               min. typ. max.

Digital output range                  RY       0        65534 digits

Resolution                                       2            digits

Output range for a typ. sensitivity (value Y   7680     20190 digits
see below) over specified pressure range
(for zero offset, at 25 C)

Offset                                a         3000   6984 digits
                                               00        TT
The offset is written on the package in an LC

encoded Form, called LC (calculation

see below)

Sensitivity (see below: transfer function) b      46           digits/

                                                                 (kPa)1.25

Exponent of transfer function (see below) c       1.25         1

Repeatability                                     16           digits

Noise                                                  14.5 digits

Information rate                      fL          7.8          kHz
Filter cutoff frequency ( 3 dB)      f 3 DB
Accuracy over temperature range                   360          Hz
(-40 C to 90 C)                     
                                                   5%         1

Data Book                             5                          2003-05
                                                                KP100

*Calculation of the offset a from the LC-code written on the package

The offset of each pressure sensor is individually measured at the Infineon production
line. It is written on the sensor package in encoded Form. The so called LC code consists
of two signs X and Y. The offset a is calculated from the code using the table and the
formula below:

                                      a = (X 25 + Y) 16 3000

  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 AVCDE FGHK LMPRS T

Electrical Characteristics           Symbol       Limit Values  Unit
Parameter
                                               min. typ. max.
Input pin CLK_IN
Input capacitance                    CCKL_IN            5     pF
Input current                        ICKL_IN
Input high voltage                   VHCKL_IN  5        5     A
Input low voltage                    VLCKL_IN
Input hysteresis                     VINHYST   3.5            V
"H" output voltage on pins DTA_OUT,  VOH
DTA_RDY                                                 1.5 V

IOH = 1 mA                                   150            mV

"L" output voltage on pins DTA_OUT,            0.8 VDD        V
DTA_RDY
                                     VLH                0.1 VDD V
IOL = + 1 mA
                                     IIH                50    A
"H" input current on pin CLKS
"L" input current on pin CLKS        IIL       200          A
"H" input current on pin DTA_IN
"L" input current on pin DTA_IN      IIH                200 A
"H" input current on pin CS
"L" input current on pin CS          IIL       50           A

                                     IIH                50    A

                                     IIL       200          A

Data Book                            6                          2003-05
                                                                KP100

Electrical Characteristics (cont'd)  Symbol       Limit Values  Unit
Parameter                                                       V
                                     VIH     min. typ. max.
Input voltage HIGH level CLKS, CS,
DTA_IN                                       4.0    
Input voltage LOW level CLKS, CS,
DTA_IN                               VIL            1.0 V
Input hysteresis on pins CLKS, CS,
DTA_IN                               VOH VLH   0.5          V

SPI Timing Tolerances                Symbol       Limit Values  Unit
Parameter
                                     tlead   min. typ. max.     ns
CS lead time                         tlag                       ns
CS lag time                          tWH     250              ns
CLKS "H" pulse width                 tWL                        ns
CLKS "L" pulse width                 tSU     250              ns
DTA_IN setup time at pin DTA_IN      tH                         ns
DTA_IN hold time at pin DTA_IN       tD      880              ns
DTA_OUT output delay time at
pin DTA_OUT                                  880    
Clock frequency CLKS
Clock cycle time                             200    
DTA_OUT TRI-STATE delay time
DTA-RDY Timing                               200    
DTA_RDY cycle time
DTA_RDY pulse width                                 200
DTA_OUT status valid setup time
DTA_OUT status valid delay time      fCLKS          500 kHz
DTA_RDY fall time
DTA_RDY rise time                    tC      2                s

                                     tZ             200 ns

                                     tCDR        128          s

                                     tWDR        16           s

                                     tSUDO          1         s

                                     tDO            1         s

                                     tFDR           100 ns

                                     tRDR           200 ns

Data Book                            7                          2003-05
                                                                               KP100

Transfer Function

The general relation between output code and pressure is given by the formula

Y(p) = a + b  k----Pp----a-- c  [digit]

Interface description

The KP100 digital interface consists of the pins DTA_IN, CLKS, DTA_OUT, CS and
DTA_RDY. The interface is active when CS is low.

At the DTA_RDY pin a pulse of approx. 16 s appears with a frequency of 7.8 kHz. The
rising edge of this pulse indicates that the output register has been loaded with a new
16 bit wide data word, where the first bit is a parity bit. The data can then be clocked out
by applying a clock signal at CLKS. With every falling edge of CLKS the DTA_OUT is
updated, starting with the parity, followed by the LSB. After the 16th falling edge the MSB
appears at DTA_OUT and the readout cycle is completed.

Simultaneously data can be loaded into the KP100 via DTA_IN. The data is clocked in
with every rising edge at CLKS. Only the three last bits of the input data are relevant.
They are used to select the diagnosis modes and to switch between 4 and 8 MHz
operation. After completing a read-write cycle the three input bits can be activated by
applying a positive pulse at CS of at least 50 s.

If for example the diagnosis mode 1 has been choosen the corresponding diagnosis
value will appear at DTA_OUT in the next read-write cycle.

For the simplest mode of operation the CS and DTA_IN pins are pulled to ground
potential. Then only the pins CLKS, DTA_OUT and DTA_RDY are needed to read the
pressure data, since the power-on condition of the KP100 is to deliver pressure data in
8 MHz mode.

Read Write Cycle

A complete read write cycle is shown in the diagram below. DTA_RDY and DTA_OUT
are KP100 output signals, CLKS, DTA_IN and CS are KP100 input signals. The first 13
DTA_IN bits are don't care bits.

Data Book                                8                                     2003-05
              KP100

Figure 3

Diagnosis Features

For transmission reliability the first bit of the data word is a parity bit whereas the next 15
bits are data bits starting with the LSB. Parity is odd in normal mode and even in any
diagnosis mode. It is calculated only for the 12 MSBs, the first 3 LSBs are ignored.
Besides of the parity bit in the output code there are several additional diagnosis
features. In detail these are an automatic fuse-check and three diagnosis modes.
Automatic fuse-check:
Fuses are used for correcting the transfer function between pressure and output code.
An additional parity-fuse guarantees that fuse-data is reliable. If a wrong parity is
detected the output code will go to FFFFH, which is defined as an error code. The
condition is latched, i.e. the error code will be transmitted until the next power on reset.
Diagnosis mode 1:
This mode puts the sigma-delta converter into an idle condition where it operates without
input signal. This is a good method to check the basic analog performance of the chip.
An output code of 8020H ( 3E8H) is expected.
Diagnosis mode 2:

Data Book  9  2003-05
                                             KP100

The sensor array is subdivided into two independent areas. In diagnosis 2 mode the
difference signal of the two areas is measured. A drift of the diagnosis 2 value indicates
a mechanical damage of one or more cells. For an efficient use of this mode it is
recommended to store the initial diagnosis 2 value on the application board (e.g. in the
C flash) already at the production line.

Diagnosis mode 3:

This mode applies a general reset to the chip and initiates a special self-test sequence,
where the complete digital filter part is checked. After programming the diagnosis 3
mode and activating it by a high-pulse at CS, the following 10 read write cycles must
deliver the output values listed below:

Number        1  2  3  4      5  6  7  8  9  10

Output value  0000 0000 0000 0000 0900 25E6 4E8D 741B 9135 A664
(hex)

Note that between these 10 read-write cycles no further CS pulse must be applyed, in
order not to end or to restart the diagnosis 3 mode. Also note that no DTA_RDY must be
skipped in this mode, since each value will be overwritten by the subsequent value.

Any error in these codes indicates an error in the digital circuitry of the chip.

Additionally, this diagnosis mode also resets the fuse-check latch. However, a remaining
error conditiotion in the fuses will immediately reestablish this latch, so that the output is
set to FFFFH.

Data Book                 10                 2003-05
                                                      KP100

Figure 4 Serial Peripheral Interface: Timing Diagram

Figure 5 DTA_RDY Timing Diagram

Data Book                        11                   2003-05
                                                                                                KP100

Figure 6 Transfer Function

Data Book  12  2003-05
                                                                      KP100

Package Outlines

   P-DSOF-8-3
   (Plastic Dual Small Outline Flat Package)

                                                                      GMX05998

You can find all of our packages, sorts of packing and others in our  Dimensions in mm
Infineon Internet Page "Products": http://www.infineon.com/products.                 2003-05

Data Book  13
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