FI71198B - HALVLEDAROMVANDLARE FOER SPAENNINGSMAETARE - Google Patents

HALVLEDAROMVANDLARE FOER SPAENNINGSMAETARE Download PDF

Info

Publication number
FI71198B
FI71198B FI810667A FI810667A FI71198B FI 71198 B FI71198 B FI 71198B FI 810667 A FI810667 A FI 810667A FI 810667 A FI810667 A FI 810667A FI 71198 B FI71198 B FI 71198B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
voltage
silicon
sensitive
temperature
circuit
Prior art date
Application number
FI810667A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI810667L (en
FI71198C (en
Inventor
Alexei Vasilievich Beloglazov
Vladimir Emelyanovich Beiden
Georgy Genrikhovich Iordan
Vladimir Mikhailovich Karneev
Vladimir Sergeevich Papkov
Vladimir Mikhailo Stuchebnikov
Viktor Vladimirovich Khasikov
Mikhail Vasilievich Surovikov
Original Assignee
Gnii Teploene
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gnii Teploene filed Critical Gnii Teploene
Priority to FI810667A priority Critical patent/FI71198C/en
Publication of FI810667L publication Critical patent/FI810667L/en
Publication of FI71198B publication Critical patent/FI71198B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI71198C publication Critical patent/FI71198C/en

Links

Description

1 711981 71198

Puolijohdemuunnin jännityksenmittainta varten Tämä keksintö kohdistuu puolijohdemittalaitteiden valmistamiseen sekä erityisesti puolijohde-jännitysantu-5 reihin, joilla mitataan lämpö-, teho- ja mekaanisia parametrejä, kuten voimia, paineita, siirtymiä, kiihtyvyyksiä jne.This invention relates to the manufacture of semiconductor measuring devices, and more particularly to semiconductor voltage sensors for measuring thermal, power and mechanical parameters such as forces, pressures, displacements, accelerations, etc.

Tunnetaan jo puolijohde-jännitysanturi, mikä sisältää herkän osan, jollaisena on yksikiteinen piilevy, mikä 10 on n-johtavuustyyppiä. Levylle on aikaansaatu jännitysan-turit diffusoimalla vastaanottavaa epäpuhtautta tälle levylle. Jännitysanturit eristetään toinen toisistaan p-n liitoksilla, mitkä muodostuvat diffuusion yhteydessä. Jännitysanturit on kytketty toisiinsa sillaksi tai differen-15 tiaaliseksi, jännitykselle herkäksi piiriksi, jonka ulostulosignaali on verrannollinen mitattavana olevaan parametriin, kuten paineeseen. Mitattavana olevan parametrin lisäksi vaikuttaa jännitykselle herkän piirin ulostulosignaalin lämpötila, joka aikaansaa tietyn virheen mittauk-20 siin. Jotta huolehdittaisiin tästä virheestä, on jännitys-anturi varustettu yksittäisesti säädettävissä olevalla elektronisella piirillä ulostulosignaalin lämpötilakompen-sointia varten.A semiconductor voltage sensor is already known, which contains a sensitive part such as a single crystal silicon wafer, which is of the n-conductivity type. Stress transducers are provided on the plate by diffusing the receiving impurity to that plate. The strain gages are isolated from each other by p-n junctions formed during diffusion. The voltage sensors are connected to each other as a bridge or differential, voltage-sensitive circuit whose output signal is proportional to the parameter to be measured, such as pressure. In addition to the parameter to be measured, the temperature of the output signal of the voltage-sensitive circuit is affected, which causes a certain error in the measurements. To take care of this error, the voltage sensor is equipped with a individually adjustable electronic circuit for temperature compensation of the output signal.

Tarkasteltavana oleva jännitysanturi pystyy toimi-25 maan ainoastaan lämpötiloissa alle 120°C, koska piin p-n liitoskohdat menettävät eristämisominaisuutensa korkeammissa lämpötiloissa.The stress sensor under consideration is only able to operate at temperatures below 120 ° C because the silicon p-n junctions lose their insulating properties at higher temperatures.

Tämän lisäksi tällä anturilla on suhteellisen alhainen herkkyys, koska syöttöjännitettä, joka on verrannolli-30 nen ulostulosignaaliin, rajoittaa p-n liitoksen läpilyön-tijännitteen arvo U^, joka normaalisti on vain muutamia voltteja.In addition, this sensor has a relatively low sensitivity because the supply voltage, which is proportional to the output signal, is limited by the value of the breakdown voltage U1 of the p-n junction, which is normally only a few volts.

Edelleen täytyy todeta, että olemassa olevat yksittäin säädettävissä olevat piirit eivät aikaansaa tarvitta-35 vaa muuntamistarkkuutta lämpötilaväleille, jotka ovat suurempia kuin 120°C. Tämä johtuu siitä tosiasiasta, että jännitysanturin tulkkilaitteen ulostulosignaali on voi- 2 71198 makkaasti sekä epälineaarisesti riippuvainen toimintaläm-pötilasta (mikä puolestaan johtuu siitä tosiasiasta, että puolijohteisten jännitysantureiden, mukaan luettuna piitä olevat jännitysanturit, sähköiset parametrit, ovat lämpöti-5 lasta riippuvia). Olemassa olevat puolijohdeainekset, joita käytetään jännitysantureiden valmistamiseen, ovat sellaisia, että ulostulosignaali jännitykselle herkästä piiristä, joka sisältää tällaisen jännitysanturin, ei koskaan ole täysin rippumaton lämpötilasta.It should further be noted that existing individually adjustable circuits do not provide the required conversion accuracy for temperature ranges greater than 120 ° C. This is due to the fact that the output signal of the strain gauge interpreter device is strongly and non-linearly dependent on the operating temperature (which in turn is due to the fact that the electrical parameters of semiconductor strain gauges, including silicon strain gauges, are temperature dependent). The existing semiconductor materials used to make the voltage sensors are such that the output signal from a voltage-sensitive circuit containing such a voltage sensor is never completely independent of temperature.

10 Tunnetaan jo nykyisin tietty herkkä osa (jännitysan- turi) jännitysanturilaitetta varten. Tämä osa valmistetaan piikarbidista, missä typpipitoisuus on 7,3 · 10^ cm ^ ja tällä on stabiilit jännityksen mittauksen ominaisarvot lämpötiloissa jopa 800°C saakka.10 A certain sensitive part (stress sensor) for a stress sensor device is already known. This part is made of silicon carbide with a nitrogen content of 7.3 · 10 ^ cm ^ and has stable stress measurement characteristics at temperatures up to 800 ° C.

15 Yllä olevan piikarbidin vastus yllä mainitulla typpi pitoisuudella on kuitenkin merkityksellisesti riippuvainen lämpötilasta, joka merkitsee ulostulosignaalin lämpötila-epästabiilisuutta .However, the resistance of the above silicon carbide at the above nitrogen content is significantly dependent on the temperature, which indicates the temperature instability of the output signal.

Tarkasteltavana oleva herkkä osa on yksittäinen jän-20 nitysanturi, joka tulee kiinnittää joustavaan osaan jännitysanturin laitteesta, liima-ainekerroksella esiintyy kuitenkin hystereesiä ja ryömintää.The sensitive part under consideration is a single tension sensor, which should be attached to a flexible part of the tension sensor device, however, there is hysteresis and creep in the adhesive layer.

Tunnetaan jo puolijohdetta oleva painemittausmuutin, johon sisältyy herkkä osa, joka on yksikidesafiirialusta, 25 jolla on epitaksiset jännitysanturit valmistettuna yksikiteisestä piikalvosta, joka johtavuudeltaan on p-tyyppiä. Jännitysanturit on kytketty yhteen jännitysherkäksi silta-piiriksi, jonka ulostulo on kytketty signaalin muuntoyksi-kön sisääntuloon. Jännitysanturit on valmistettu piikalvos-30 ta, jonka vastusarvo on suuruusluokkaa 0,005 - 0,009 1 9 ohmi·cm, joka vastaa sen aukkopitoisuutta: p = 3,2 · 10 + 19 -3 1,4 · 10 cm . Tällainen anturi on vapaa niistä haittapuolista, joita on olemassa p-n liitoksen läsnäollessa.A semiconductor pressure measuring transducer is already known, which includes a sensitive part which is a single crystal sapphire substrate 25 having epitaxial stress sensors made of a single crystal silicon film of p-type conductivity. The voltage sensors are connected together as a voltage-sensitive bridge circuit, the output of which is connected to the input of the signal conversion unit. Stress transducers are made of silicon membrane with a resistance value of the order of 0.005 to 0.009 19 ohms · cm, which corresponds to its orifice concentration: p = 3.2 · 10 + 19 -3 1.4 · 10 cm. Such a sensor is free from the disadvantages that exist in the presence of a p-n junction.

Jännitysantureilla, jotka siltapiirin muodostavat, 35 on kuitenkin erilaiset lämpötilan vastuskertoimet, jonka johdosta nolla-arvon epätasapainojännite sillan yli riip- 3 71198 puu voimakkaasti lämpötilasta, joka vaikuttaa muuntamisen tarkkuuteen.However, the voltage sensors that make up the bridge circuit 35 have different temperature resistance coefficients, as a result of which the zero value imbalance voltage across the bridge strongly depends on the temperature, which affects the accuracy of the conversion.

Sitä paitsi tarkasteltavana olevan jännitysanturin laitteen ulostulosignaali on myös voimakkaasti riippuvai-5 nen lämpötilasta. Jotta voitaisiin taata korkea mittaamis-tarkkuus, tulee anturi varustaa monimutkaisella, yksittäisesti säädettävissä olevalla lämpötilan kompensointipii-rillä. Tällainen piiri on kuitenkin tekijä, joka rajoittaa työskentelylämpötilan aluetta ja tarkasteltavana olevassa 10 tapauksessa tämä alue on ainoastaan 20-42°C.In addition, the output signal of the voltage sensor device in question is also strongly temperature-dependent. In order to guarantee a high measuring accuracy, the sensor must be equipped with a complex, individually adjustable temperature compensation circuit. However, such a circuit is a factor that limits the operating temperature range, and in the 10 cases under consideration, this range is only 20-42 ° C.

Tällä keksinnöllä pyritään ensisijaisesti aikaansaamaan puolijohde-jännitysanturi, jossa on jännitysanturit sellaisesta puolijohdeaineksesta, että sillä saadaan jännitykselle herkän piirin ulostulon merkki riippumattomaksi 15 ympäröivästä lämpötilasta laajalla lämpötila-alueella.It is a primary object of the present invention to provide a semiconductor voltage sensor having voltage sensors of a semiconductor material such that it makes the signal of the output of a voltage sensitive circuit independent of the ambient temperature over a wide temperature range.

Edellä esitetty tarkoitus saavutetaan järjestämällä puolijohdejännitysanturi, joka muodostuu herkästä osasta, jona toimii yksikiteinen safiirialusta, jonka päällä on epitaksiset, piitä olevat jännitysanturit valmistettuna 20 p-johtavuustyypin piistä kytkettynä toisiinsa sillaksi tai differentiaaliseksi jännitysherkäksi piiriksi, jonka ulostulo on kytketty signaalin muuntamisyksikön sisääntuloon ja tälle jännitysanturille on tunnusomaista tämän keksinnön mukaan, että aukkojen pitoisuus piissä on väliltä 3,5 · 19 20 -3 25 10 ' - 3 · Ϊ0ζυ cm -3.The above object is achieved by providing a semiconductor voltage sensor consisting of a sensitive part operated by a monocrystalline sapphire substrate with epitaxial silicon voltage sensors made of 20 p-conductivity silicon connected to each other as a bridge or differential voltage sensitive circuit whose output is connected to a characterized according to the present invention in that the concentration of the openings in silicon is between 3.5 · 19 20 -3 25 10 '- 3 · Ϊ0ζυ cm -3.

Mikäli käytetään tasavirtalähdettä syöttämään virtaa jännitykselle herkkään piiriin, on edullista, että aukko- 19 -3 jen pitoisuus piissä on (3,5 - 9)10 cmIf a DC power supply is used to supply current to a voltage-sensitive circuit, it is preferable that the concentration of the holes 19 -3 in silicon is (3.5 to 9) 10 cm

Mikäli tasavirtajännitelähdettä käytetään jännityk- 30 selle herkän piirin tehonsyöttöön, on edullista, että auk- 20 -3 kojen pitoisuus piissä olisi väliltä (1,8 - 3)10 cmIf a DC voltage source is used for the power supply of a voltage-sensitive circuit, it is preferred that the concentration of the openings in the silicon is between (1.8 and 3) 10 cm

Rakenteeltaan yksinkertainen jännitysmittausmuunnin pystyy takaamaan tarkat mittaukset laajalla positiivisten ja negatiivisten lämpötilojen alueella, mikäli safiirialus-35 ta, jonka päällä on jännitykselle herkkä piiri syötettynä tasavirtalähteestä, on varustettu ylimääräisellä jännityk- 4 71198 selle herkällä piirillä syötettynä tasajännitelähteestä; kummankin jännitykselle herkän piirin ulostulojen tulisi olla kytketty signaaalinmuuntoyksikön sisääntuloon rele-tyyppisen kytkentäosan kautta, jonka säätöpiiri sisältää 5 epitaksisen piitä olevan termistorin, jonka aukkojen pitoi- 19 20 “3 suus on väliltä 3,5-10 -3-10 cm , termistorin si jaitessa joko jännityksettömällä alueella ja/tai ollessa suunnattu safiirialustan jännitykselle epäherkkään suuntaan.A voltage measuring transducer of simple construction is able to guarantee accurate measurements over a wide range of positive and negative temperatures if the sapphire vessel 35, on which there is a voltage-sensitive circuit fed from a DC source, is equipped with an additional voltage 4 71198 supplied with this sensitive circuit from a DC voltage source; the outputs of each voltage-sensitive circuit should be connected to the input of a signal conversion unit via a relay-type switching section, the control circuit of which includes 5 epitaxial silicon thermistors with an aperture concentration of 3.5-10 -3-10 cm, with the thermistor either in the unstressed area and / or in a direction insensitive to the tension of the sapphire substrate.

Tämän keksinnön mukaisella puolijohde-jännitysantu-10 rilla on joukko etuja tavanomaisiin antureihin verrattuna. Sillä esiintyy parantunut muuntamistarkkuus ja paljon laajempi toimintalämpötilan alue väliltä -200 - +200°C. Jännitykselle herkän piirin ulostulosignaali on riippumaton lämpötilasta, joka tekee mahdolliseksi jättää pois elektro-15 nisen lämpötilan kompensoinnin piirin ja tästä seurauksena anturilla esiintyy ominaisuutena yksinkertainen signaalin-muuntopiiri.The semiconductor voltage sensor 10 of the present invention has a number of advantages over conventional sensors. It features improved conversion accuracy and a much wider operating temperature range from -200 to + 200 ° C. The output signal of the voltage-sensitive circuit is independent of temperature, which makes it possible to omit the electronic temperature compensation circuit and, as a result, the sensor is characterized by a simple signal conversion circuit.

Muut tarkoitukset ja edut nyt kyseessä olevasta keksinnöstä tulevat käymään paremmin ilmi tarkasteltaessa seu-20 raavassa olevaa yksityiskohtaista selitystä sen edullisena pidetyistä suoritusmuodoista, jolloin tämä selitys suoritetaan oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa:Other objects and advantages of the present invention will become more apparent upon consideration of the following detailed description of the preferred embodiments thereof, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

Kuvio 1 on poikkileikkauskuvanto puolijohde-paineanturista tämän keksinnön mukaan.Figure 1 is a cross-sectional view of a semiconductor pressure sensor in accordance with the present invention.

25 Kuvio 2 on yläkuvanto kuvion 1 anturista.Figure 2 is a top view of the sensor of Figure 1.

Kuvio 3 on piirikaavio jännitysanturin laitteesta, jossa esiintyy jännitysantureiden siltakytkentä tämän keksinnön mukaisena.Fig. 3 is a circuit diagram of a stress sensor device showing bridge connection of stress sensors in accordance with the present invention.

Kuvio 4 on kuvio havainnollistaen safiirille sijoitet-30 tujen p-tyyppisten piikalvojen vastuksen lämpötilakerrointa ominaisvastukseen verrattuna.Fig. 4 is a diagram illustrating the temperature coefficient of the resistance of p-type silicon films placed on a sapphire compared to a specific resistance.

Kuvio 5 on kaaviokuvanto vastuksen lämpötilakertoi-men kokonaisarvosta ja p-tyyppisellä safiirilla olevien piikalvojen jännityksen herkkyyden kertoimesta esitettynä 35 ominaisvastuksen funktiona.Fig. 5 is a schematic representation of the total value of the temperature coefficient of resistance and the coefficient of stress sensitivity of silicon films on a p-type sapphire as a function of resistivity.

Kuvio 6 on kaavio safiirille sijoitettujen p-tyyppisten piikalvojen mittarikertoimen lämpötilakertoimesta ominaisvastukseen verrattuna.Figure 6 is a diagram of the temperature coefficient of the meter coefficient of p-type silicon films placed on a sapphire compared to the resistivity.

5 71 1985 71 198

Kuvio 7 on sivukuvanto puolijohde-paineanturin herkästä osasta tämän keksinnön mukaan, johon sisältyy kaksi jännitykselle herkkää piiriä.Figure 7 is a side view of a sensitive portion of a semiconductor pressure sensor in accordance with the present invention, including two voltage sensitive circuits.

Kuvio 8 on yläkuvanto kuvion 7 anturista.Figure 8 is a top view of the sensor of Figure 7.

5 Kuvio 9 on lohkokaavio kuvioiden 7 ja 8 anturista.Figure 9 is a block diagram of the sensor of Figures 7 and 8.

Kuvio 10 on kuvioesitys vastusarvon suhteellisesta muutoksesta termistorissa lämpötilan funktiona.Figure 10 is a graphical representation of the relative change in resistance value in a thermistor as a function of temperature.

Kuvio 11 on kuvioesitys jännitykselle herkkien piirien sekä säädetyn kytkentäosan ulostulosignaaleista lämpö-10 tilan funktiona.Fig. 11 is a pattern representation of the output signals of voltage-sensitive circuits and the adjusted switching section as a function of the heat-10 state.

Kuviot 1 ja 2 esittävät suoritusmuotoa tästä keksinnöstä, jollaisena on paineanturi sisältäen sylinterimäisen runkokappaleen 1, joka on toiselta puolen yhteydessä putkeen 2, joka on tarkoitettu paineen P sisääntuontia varten. 15 Kappaleen 1 vastakkaiselle puolelle on kiinnitettynä millä tahansa tunnetulla menetelmällä, kuten juottamalla, herkkä osa 3. Tämä viimeksi mainittu sisältää safiirialustan 4, jollaisena on kalvo, jossa on sen kehäosuudella pullistuma, sekä epitaksiset piitä olevat jännitysanturit 5 järjestetty-20 nä keskenään yhdensuuntaisiksi pareiksi kalvon reunalle ja sijaitessa kohtisuorassa tämän kalvon säteen suuntaan nähden. Safiirialustan 4 tason kiderakenteen suuntaus on (1012). Epitaksiset piitä olevat jännitysanturit 5 on järjestetty piin kidetasoon (100) ja ne on suunnattu suuntiin 25 (011) sekä (0Ϊ1), jännitysantureilla 5 on kosketuksissa olevat pintakohdat 6.Figures 1 and 2 show an embodiment of the present invention for which there is a pressure sensor including a cylindrical main body 1, which is on one side of the connection pipe 2 which is intended for pressure P in import. Attached to the opposite side of the body 1 by any known method, such as soldering, is a sensitive part 3. The latter includes a sapphire substrate 4 having a membrane with a bulge in its circumferential portion and epitaxial silicon strain gauges 5 arranged in parallel pairs with the membrane. edge and perpendicular to the radial direction of this film. The orientation of the 4-level crystal structure of the sapphire substrate is (1012). The epitaxial silicon stress transducers 5 are arranged in the silicon crystal plane (100) and are oriented in the directions 25 (011) and (0Ϊ1), the stress transducers 5 having contact surface points 6.

Jännitysanturit 6 on kytketty yhteen kuviossa 3 esitetyksi siltapiiriksi. Eräs tämän sillan lävistäjäsuunta on yhdistetty tehonsyötön yksikköön 7, jollaisena on joko 30 tasavirran i syöttölähde tai tasavirtajännitteen UQ syöt-tölähde. Tämän sillan toinen lävistäjä toimii ulostulona jännitykselle herkästä piiristä ja se on yhdistetty merkin muuntoyksikön 8 sisääntuloon.The stress sensors 6 are connected together as a bridge circuit shown in Fig. 3. One diagonal direction of this bridge is connected to a power supply unit 7, which has either a DC supply i or a DC voltage supply UQ. The second diagonal of this bridge acts as an output from a voltage sensitive circuit and is connected to the input of the signal conversion unit 8.

Keksinnön mukainen puolijohde-paineanturi toimii 35 seuraavaan tapaan. Kun tehoa syötetään siltapiiriin ja kun vaikuttamassa ei ole mitään painetta P ei kalvo 4 ole jännittyneenä, niin että jännitysantureiden 5 vastusarvo 71198 pidetään alkuperäisellä tasollaan ja tasapainossa olevan sillan ulostulosignaali on nollasuuruinen. Kun painetta P syötetään kalvolle 4, taipuu safiirialusta ja vääristää piitä olevia jännitysantureita 5. Muodonmuutos muuttaa mit-5 tareiden 5 vastusarvoa H, jolloin muutoksen etumerkki vas-tusarvossa määräytyy mittareiden 5 suunnasta kalvon 4 säteen suuntaan verrattuna.The semiconductor pressure sensor according to the invention operates in the following manner. When power is applied to the bridge circuit and when there is no pressure P acting, the diaphragm 4 is not stressed, so that the resistance value 71198 of the stress sensors 5 is kept at its original level and the output signal of the balanced bridge is zero. When the pressure P is applied to the film 4, the sapphire substrate bends and distorts the silicon stress sensors 5. The deformation changes the resistance value H of the gauges 5, whereby the sign of the change in the resistance value is determined from the direction of the gauges 5 compared to the radius of the film 4.

Riippuvaisuus jännitysanturin 5 vastusarvon R ja lämpötilan T sekä jännityksen £ välillä voidaan lausua seuraa-10 vaan tapaan: R(T,£) = R(T)/1 + K(T )£7, (1) missä K(T) on jännitysanturin kerroin. Mikäli tasajännite 15 Uq syötetään siltapiiriin, voidaan tämän sillan ulostulosignaali U lausua funktiona: U(T,£) = UQK (T)£; (2) 20 Mikäli syötetään tasavirtaa i tähän siltapiiriin, on sillan ulostulosignaali seuraava: U(T,£) = iQR(T)K(T) £. (2' ) 25 Jännitysanturin jännitys on verrannollinen mitatta vana olevaan parametriin S, joka tässä tapauksessa on paine P, jolloin täten t = A(T)S. (3) 30 Tämän johdosta voidaan ulostulosiqnaali lausua: U(T, S) = U K (T) A (T) S (4) o 35 mikäli siltapiiriin syötetään tasajännite UQ ja se voidaan lausua: 7 71198 U(T, S) = i R(T)K(T)A(T)S (4') mikäli siltapiiriin syötetään tasavirta i .The dependence between the resistance value R of the stress sensor 5 and the temperature T and the stress £ can be expressed as follows: R (T, £) = R (T) / 1 + K (T) £ 7, (1) where K (T) is stress sensor factor. If the DC voltage 15 Uq is applied to the bridge circuit, the output signal U of this bridge can be expressed as a function: U (T, £) = UQK (T) £; (2) 20 If a direct current i is applied to this bridge circuit, the output signal of the bridge is as follows: U (T, £) = iQR (T) K (T) £. (2 ') 25 The voltage of the stress sensor is proportional to the measurable parameter S, which in this case is the pressure P, thus t = A (T) S. (3) 30 As a result, the output signal can be read: U (T, S) = UK (T) A (T) S (4) o 35 if a DC voltage UQ is applied to the bridge circuit and can be read: 7 71198 U (T, S) = i R (T) K (T) A (T) S (4 ') if a direct current i is applied to the bridge circuit.

Jotta saataisiin ulostulosignaali riippumattomaksi 5 lämpötilasta, täytyy tyydyttää seuraavassa esitettävät ehdot : 1 tfU _ .In order to make the output signal independent of temperature 5, the following conditions must be satisfied: 1 tfU _.

u 5T 0/ 1,110* 10 _L_ <TKJT) + _1__ ^a(t) = K (T) $T A (T) 4 T υ' mikäli siltapiiriin syötetään tasajännite ja se voidaan 15 lausua: 1 $R(T) 1 6K(T) _1__ <JA(T) = R (T) §T K (T) ,5T A (T) $f u' ' 20 mikäli siltapiiriin syötetään tasavirtaa.u 5T 0 / 1,110 * 10 _L_ <TKJT) + _1__ ^ a (t) = K (T) $ TA (T) 4 T υ 'if a direct voltage is applied to the bridge circuit and can be stated: 1 $ R (T) 1 6K (T) _1__ <AND (T) = R (T) §TK (T), 5T A (T) $ fu '' 20 if direct current is applied to the bridge circuit.

Jännitysantureiden vastusarvon lämpötilakerroin on 1 ÄR(T) OCr = ja on mittarikertoimen lämpötilakerroin 1 £k(T) O^k = k~(T7 4~t ~' jännitysanturin mittalaitteen elastisen muuntamisen lämpötilakerroin taas on ac^ = --^y e~—-- , jol-25 loin yhtälöt (5) ja (5') voidaan kirjoittaa muotoon «k + = 0 (6) ja myös 30 + «k + «k = °· (6'>The temperature coefficient of the resistance value of the voltage sensors is 1 ÄR (T) OCr = and is the temperature coefficient of the meter coefficient 1 £ k (T) O ^ k = k ~ (T7 4 ~ t ~ 'the temperature coefficient of the elastic conversion of the voltage sensor measuring device is ac ^ = - ^ ye ~ - -, jol-25 I created equations (5) and (5 ') can be written in the form «k + = 0 (6) and also 30 +« k + «k = ° · (6'>

Ottaen huomioon, että «k on normaalisti arvoltaan pieni, ne ehdot, jotka täytyy tyydyttää, jotta ulostulon 35 merkki siltapiiristä saataisiin riippumattomaksi lämpötilasta, voidaan lausua seuraavassa muodossa: 71198 8Given that «k is normally small in value, the conditions that must be satisfied in order for the signal of output 35 to be independent of temperature from the bridge circuit can be expressed in the following form: 71198 8

Otk «O (?) mikäli tasajännite syötetään siltapiiriin ja voidaan lausua 5 «R + <\ «0 (7 * ) mikäli siltapiiriin syötetään tasavirtaa. Yhtälöt (6), (6’) ja (7) , (7') sopivat samalla tavoin tapaukseen, jossa jännitysanturit sisältyvät differentiaaliseen piiriin.Take «O (?) If the DC voltage is applied to the bridge circuit and can say 5« R + <\ «0 (7 *) if the DC circuit is supplied with direct current. Equations (6), (6 ') and (7), (7') similarly apply to the case where the stress sensors are included in the differential circuit.

Safiirialustalle kasvatetun yksikiteisen piikalvon (sos) ominaisuudet poikkeavat voimakkaasti suuren piikitei-den ominaisuuksista, mitkä on kasvatettu sulatteesta tai piistä, mikä saadaan diffuusion avulla tai autoepitaksise-15 na kasvuna. Safiirilla oleva piikalvo on voimakkaasti ko-koonpuristunutta erilaisten lämpölaajenemisen kertoimien vaikutuksesta piissä ja safiirissa. Tämän kalvon kokoonpuristumisen aikaansaaman pietsosähköisen ilmiön johdosta siirtyy seos jännitysanturin aluksi käytössä oleva toimintapis-20 te piitä olevan jännitysanturin alkuperäiseen toimintapisteeseen verrattuna, kun tämä on valmistettu diffusoidusta tai autoepitaksisesta piistä. Tämä siirtymä muuttaa mitta-rikerrointa K = AR/R£ ja se muuttaa mittarikertoimen lämpö-tilakerrointa GC^, koska kyseinen siirtymä riippuu lämpöti-25 lasta.The properties of the monocrystalline silicon film (sos) grown on a sapphire substrate differ greatly from the properties of large silicon crystals grown from melt or silicon obtained by diffusion or autoepitaxial growth. The silicon film on the sapphire is strongly compressed due to different coefficients of thermal expansion in silicon and sapphire. Due to the piezoelectric phenomenon caused by the compression of this film, the mixture shifts from the initial operating point of the stress transducer initially used in the stress transducer when it is made of diffused or autoepitaxial silicon. This displacement changes the measurement coefficient K = AR / R £ and it changes the temperature-state coefficient GC ^ of the measurement coefficient, because this displacement depends on the temperature-25 children.

Sitä paitsi se pietsosähköinen ilmiö, minkä safiirilla olevan piikalvon kokoonpuristuminen lämmön mukana aikaansaa, muuttaa myös sos jännitysanturin vastusmäärää verrattuna ilman jännitystä olevaan piihin. Se muuttaa myös jän-50 nitysanturin «R arvoa pidettäessä mielessä, että lämmön mukana kokoonpuristuminen riippuu lämpötilasta. Täten sa-fiirialustalla olevan yksikiteisen piikalvon ja OC^ eroavat vastaavista arvoista suurikokoiselle, diffusoidulle tai autoepitaksiselle piille.In addition, the piezoelectric phenomenon caused by the compression of the silicon film on the sapphire with heat also changes the resistance amount of the sos voltage sensor compared to silicon without tension. It also changes the value of the ice-50 nity sensor «R, keeping in mind that the compression with heat depends on the temperature. Thus, the monocrystalline silicon film on the sapphire substrate and OC 2 differ from the corresponding values for large, diffused or autoepitaxial silicon.

35 Kuvioiden 1 ja 2 painemittareiden jännitysanturit 5 sisältävät boorilla käsiteltyä piikalvoa safiirialustalla 19 ja on aukkojen pitoisuus piissä väliltä 3,5 · 10 9 71198 20 -3 3 · 10 cm , mikä vastaa vastusarvoa = 0,0045 -0,0006 ohmi-senttimetriä. Kuvio 4 on kaavio vastusarvon läm-pötilakertoimesta (Gl^) safiirialustalla olevalle yksikiteiselle piikalvolle vastusarvoon f verrattuna erilaisissa 5 lämpötiloissa T. Tämä kaavio osoittaa, että valitun vas-tusalueen puitteissa vaihtelee jännitysantureiden vastus-määrän lämpötilakerroin vain vähän laajalla T lämpötila-alueella ja se on vain vähän riippuvainen epitaksisen pii-kalvon vastusmäärästä. Yllä mainitulla aukkojen pitoisuu-10 della omaavat väistämättömät eroavaisuudet yksittäisten jännitysantureiden vastusarvoissa vain vähän vaikutusta vastusmäärän lämpötilakertoimiin. Tämän johdosta on nolla-kohdan epätasapainon jännite sillassa käytännöllisesti katsoen riippumaton lämpötilasta. Sitä paitsi parantaa yllä 15 mainitulla aukkojen pitoisuudella vastaanottavan epäpuhtauden kyllästymisen vaikutus tässä piissä sähköisten ominaisuuksien tasalaatuisuutta epitaksisessa kerroksessa, mikä edelleen pienentää eroavaisuuksia yksittäisten jännitysantureiden vastusmäärissä ja tekee nollakohdan epätasa-20 painon jännitteestä vieläkin vähemmän lämpötilasta riippuvan.The strain gauges 5 of the pressure gauges of Figs. Fig. 4 is a diagram of the temperature coefficient of resistance value (G1) for a monocrystalline silicon film on a sapphire substrate compared to a resistance value f at different temperatures T. This diagram shows that the temperature coefficient of resistance of voltage sensors varies only slightly over a wide temperature range and is only slightly dependent on the amount of resistance of the epitaxial silicon film. At the above-mentioned aperture concentration of 10, the inevitable differences in the resistance values of the individual stress sensors have little effect on the temperature coefficients of the resistance amount. As a result, the zero-point imbalance voltage in the bridge is virtually independent of temperature. Moreover, at the above-mentioned aperture concentration, the effect of saturation of the receiving impurity in this silicon improves the uniformity of electrical properties in the epitaxial layer, which further reduces differences in individual resistance transducer resistances and makes the zero unevenness-20 weight even less temperature dependent.

Erään vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaisesti kuvioiden 1 ja 2 painemittarista sisältävät jännitysanturit 5 boorilla uutettua piikalvoa safiirialustalla, missä kai- 19 -3 25 vossa aukkojen pitoisuus piissä on (3,5 - 9)10 cm , mikä vastaa määrää f = 0,0045 - 0,002 ohmi-senttimetriä. Tasa-virtaa i syötetään jännitykselle herkkään siltapiiriin (kuvio 3). Tässä tapauksessa on se ehto, mikä tulee tyydyttää lämpötilastabiilisuuden takaamiseksi ulostulon merkis-30 sä kuvattavissa yhtälöllä (6'). Kuvio 5 on kaavio vastuksen lämpötilakertoimen kokonaisarvosta ja mittarikertoimen läm-pötilakertoimesta yksikiteisille p-tyyppisille piikalvoil-le safiirialustalla näiden kalvojen vastusmäärään $ verrattuna. Kuvion 5 kaavio tekee selväksi, että riippuvaisuus 35 (6 *) toteutetaan valitulla vastusarvojen alueella laajalla lämpötilojen alueella, toisin sanoen ainakin väliltä -100 -+200°C ja että jännitykselle herkän piirin ulostulon merkki 10 71198 on riippumaton lämpötilasta tällä alueella (katkoviiva 9 kuviossa 11).According to an alternative embodiment, the strain gauges of the pressure gauges of Figures 1 and 2 comprise 5 boron-extracted silicon films on a sapphire substrate, in which the concentration of openings in silicon is (3.5 to 9) 10 cm, which corresponds to f = 0.0045 to 0.002 ohms. -senttimetriä. The direct current i is applied to a voltage-sensitive bridge circuit (Fig. 3). In this case, the condition to be satisfied in order to ensure temperature stability at the outlet mark can be described by Equation (6 '). Fig. 5 is a graph of the total value of the temperature coefficient of resistance and the temperature coefficient of the meter coefficient for monocrystalline p-type silicon films on a sapphire substrate compared to the resistance amount $ of these films. The diagram in Figure 5 makes it clear that the dependence 35 (6 *) is realized in a selected range of resistance values over a wide temperature range, i.e. at least between -100 and + 200 ° C, and that the voltage sensitive circuit output signal 10 71198 is independent of temperature in this range (dashed line 9 in Figure 9). 11).

Erään toisen vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaisesti kuvioiden 1 ja 2 paineanturista sisältävät jännitysanturit 5 5 boorilla käsiteltyä piikalvoa safiirialustalla, missä 20 -3 aukkojen pitoisuus piissä on (1,8 - 3)10 cm , mikä vastaa vastusarvoa 0,0009 - 0,0006 ohmi·senttimetriä ja syötetään tasajännitettä UQ (kuvio 3) tähän jännitykselle herkkään siltapiiriin. Tässä tapauksessa on ehto lämpötilasta-10 biilisuutta varten ulostulon merkissä kuvattavissa yhtälöllä (6). Kuvio 6 on kaavio mittarikertoimen lämpötilakertoi-mesta p-tyyppisellä piikalvolla safiirialustalla tämän kalvon vastusmäärään S verrattuna. Kuten voidaan nähdä tästä kaaviosta, niin valittua vastusaluetta varten on tilanne 15 (6) käytännöllisesti katsoen toteutettu laajalla alle nol lan olevien lämpötilojen alueella välillä ainakin -200 -0°C, niin että tällä toimialueella ulostulosignaali on lähes riippumaton lämpötilasta (pistekatkoviiva 10 kuviossa 11) .According to another alternative embodiment of the pressure sensor of Figures 1 and 2, the stress sensors comprise 5 boron-treated silicon films on a sapphire substrate, where the concentration of 20 -3 orifices in silicon is (1.8 to 3) 10 cm, which corresponds to a resistance value of 0.0009 to 0.0006 ohms · centimeters and applying a DC voltage UQ (Fig. 3) to this voltage sensitive bridge circuit. In this case, the condition for temperature-10 biosity in the output sign can be described by Equation (6). Fig. 6 is a diagram of the temperature coefficient of the meter coefficient on a p-type silicon film on a sapphire substrate compared to the resistance amount S of this film. As can be seen from this diagram, for the selected resistance range, situation 15 (6) is practically implemented over a wide range of temperatures below zero between at least -200 ° C, so that in this range the output signal is almost independent of temperature (dotted line 10 in Figure 11). .

20 Eräs vaihtoehtoinen suoritusmuoto tämän keksinnön mukaisesta jännitysanturista on esitettynä kuvioissa 7 ja 8.An alternative embodiment of a tension sensor according to the present invention is shown in Figures 7 and 8.

Viimeksi mainittu suoritusmuoto sisältää metallikal-von 11, mikä on yhtä kappaletta rungon 12 kanssa, mikä sisältää ontelon, mihin tuodaan paine P (sitä putkiliitäntää, 25 minkä tehtävänä on tuoda paine tähän onteloon, ei kuviossa 7 ole esitetty). Millä tahansa tunnetulla menetelmällä, kuten esim. juottamalla, on kalvoon 11 kiinnitetty safiiri-alusta 13, mikä on leikattu pitkin sen kidetasoa (1012). Alustalla 13 on epitaksiset jännitysanturit 14 boorilla kä- 30 säteilystä piikalvosta, missä aukkojen pitoisuus on 19 -3 (3,5 - 9)10 cm . Jännitysanturit 14 on järjestetty kalvon 11 reunalle ja suunnattu kidesuuntiin (110) ja (Ϊ10) tässä piissä, kyseiset jännitysanturit 14 on järjestetty pareiksi siten, että tietyn parin toinen jännitysanturi 35 on yhdensuuntainen kalvon 11 säteelle, kun taas toinen anturi tässä parissa sijaitsee kohtisuorassa tämän kalvon 11 säteeseen nähden. Jännitysanturit 14 on kytketty yhteenThe latter embodiment includes a metal film 11 integral with the body 12, which includes a cavity into which pressure P is applied (the pipe connection 25 intended to apply pressure to this cavity is not shown in Fig. 7). By any known method, such as, for example, by soldering, a sapphire substrate 13 is attached to the film 11, which is cut along its crystal plane (1012). The substrate 13 has epitaxial strain gauges 14 of boron-hand-irradiated silicon film, with an aperture concentration of 19 -3 (3.5-9) 10 cm. The stress sensors 14 are arranged on the edge of the film 11 and oriented in the crystal directions (110) and (Ϊ10) in this silicon, said stress sensors 14 are arranged in pairs so that the second stress sensor 35 of a pair is parallel to the film 11 radius, while the second sensor is perpendicular to this film. 11 relative to the radius. The tension sensors 14 are connected together

IIII

il 71198 siltapiiriksi I, missä on kosketuksissa olevat alueet 15. Alustan 13 pinnalle muodostettuna käyttäen valinnaista boorilla diffusoinnin menetelmää, on epitaksiset jännitysan- turit 16 valmistettuna boorilla käsitellystä piikalvosta, 20 -3 5 missä aukkojen pitoisuus on (1,8 - 3)10 cm . Samoin kuin mittarit 14, on jännitysanturit 16 järjestetty kalvon 11 reunalle ja suunnattu kidesuuntiin (110) ja (110). Ne on järjestetty pareiksi, niin että toinen anturi 16 tietystä parista on yhdensuuntainen kalvon 11 säteelle, kun taas toi-10 nen anturi 16 tästä parista sijaitsee kohtisuorassa tämän kalvon 11 säteelle. Jännitysanturi 16 on kytketty siltapii-riin II kosketusalueineen 17. Alustalle 13 on edelleen sijoitettuna epitaksinen termistori 18 kosketusalueineen 19.il 71198 as a bridge circuit I with contact areas 15. Formed on the surface of the substrate 13 using the optional boron diffusion method, there are epitaxial stress sensors 16 made of boron-treated silicon film, 20 -3 5 where the concentration of openings is (1.8 - 3) 10 cm . Like the gauges 14, the strain gauges 16 are arranged on the edge of the film 11 and are directed in the crystal directions (110) and (110). They are arranged in pairs so that one sensor 16 from a certain pair is parallel to the radius of the membrane 11, while the other sensor 16 from this pair is located perpendicular to the radius of this membrane 11. The voltage sensor 16 is connected to the bridge circuit II with its contact areas 17. An epitaxial thermistor 18 with its contact areas 19 is further placed on the base 13.

Termistori 18 on valmistettu boorilla käsitellystä piikal- 19 15 vosta, missä aukkojen pitoisuus on väliltä 3,5 * 10 20-3 3-10 cm Tarkasteltavana olevassa suoritusmuodossa on termistori 18 järjestetty alustan 13 jännityksettömälle alueelle tämän kappaleen 12 sivuseinän yläpuolella. Termistori 18 on myös voitu suunnata safiirialustan 13 jännityk-20 selle epäherkkään suuntaan.The thermistor 18 is made of a boron-treated silicon film, where the concentration of the openings is between 3.5 * 10 20-3 3-10 cm. In the embodiment under consideration, the thermistor 18 is arranged in a stress-free area of the substrate 13 above the side wall of this body 12. The thermistor 18 may also be directed in the stress-insensitive direction of the sapphire substrate 13.

Tasajännitteen syöttölähteen 20 tehtävänä on tasa-jännitteen Uq syöttäminen siltapiirille II (kuvio 9). Ta-savirran syöttölähteen 21 tehtävänä on syöttää tasavirtaa iQ jännitykselle herkkään siltapiiriin I. Nämä arvot Uo ja 25 iQ valitaan siten, että tietyssä lämpötilassa t toimialueella -100 - 0°C (esim. kohdalla t = 50°C) ja tietyllä paineella P ulostulon merkkien suuruudet jännitykselle herkistä piireistä I ja II ovat keskenään yhtäsuuria, toisin sanoen Uj (P) = Ulostulot jännitykselle herkistäThe function of the DC voltage supply source 20 is to supply the DC voltage Uq to the bridge circuit II (Fig. 9). The function of the direct current supply source 21 is to supply direct current iQ to a voltage-sensitive bridge circuit I. These values Uo and 25 iQ are chosen so that at a certain temperature t in the range -100 to 0 ° C (e.g. at t = 50 ° C) and at a certain pressure P the magnitudes of the symbols from the voltage sensitive circuits I and II are equal to each other, i.e. Uj (P) = Outputs from the voltage sensitive

30 piireistä I ja II yhdistetään säädellyn, reletyyppisen kyt-kentäosan 22 sisääntuloihin, jollaisena osana voi olla vuo-rottelija. Ulostulo kytkentäosasta 22 yhdistetään merkin muuntamista yksikön 23 sisääntuloon. Kytkentäosan 22 säätöpiiri sisältää termistorin 18. Termistorin 18 vastusarvo 35 R(t) valitaan siten, että sillä esim. kohdalla t = -50°C30 of the circuits I and II are connected to the inputs of a regulated, relay-type switching part 22, which part may be an alternator. The output from the switching section 22 is connected to the signal conversion to the input of the unit 23. The control circuit of the switching part 22 includes a thermistor 18. The resistance value 35 R (t) of the thermistor 18 is selected so that it, e.g. at t = -50 ° C

on vastusarvo R(t) = R . missä R on se vastusmäärä, millä o o o kytkentäosan 22 toinen stabiili tila saadaan muuttumaan toiseksi .is the response value R (t) = R. where R is the amount of resistance by which the second stable state of the coupling part 22 is caused to change to another.

12 7119812 71198

Kuvioiden 7, 8 ja 9 puolijohdetta oleva paineanturi toimii seuraavaan tapaan.The semiconductor pressure sensor of Figures 7, 8 and 9 operates as follows.

Paine P (kuvio 7) syötetään kalvolle 11. Safiiria oleva alusta 13 taipuu kalvon 11 mukana. Piitä olevat jän-5 nitysanturit 14 ja 16 jännittyvät niin, että muodostetaan ulostulosignaalit U^iP) sekä Ujj(P) jännitykselle herkkien piirien I ja vastaavasti II ulostuloihin. Oltaessa nollan alapuolella olevilla lämpötila-alueilla, kuten esim. alueella -200 - -50°C, on termistorin 18 vastusmäärä R(t) 10 pienempi kuin Rq (kuvio 10). Tästä seurauksena on kytkentä-osan 22 tilanne sellainen, että jännitykselle herkän piirin II ulostulosignaali (P) syötetään merkin muuntamisen yksikön 23 sisääntuloon. Tämä merkki U^iP) on riippumaton siitä lämpötilasta, missä yllä mainitulla lämpötila-alueel-15 la ollaan (käyrä 10 kuviossa 11). Kun saavutetaan piste t = -50°C, on termistorin 18 vastusmäärä yhtä suuri kuin Rq (kuvio 10) niin, että kytkentäosan 22 tila muuttuu äkisti vastakkaiseksi ja jännitykselle herkän piirin I ulostulo yhdistetään merkin muuntamisen yksikön 23 sisääntuloon.The pressure P (Fig. 7) is applied to the membrane 11. The sapphire base 13 bends with the membrane 11. The silicon voltage sensors 14 and 16 are energized so as to generate output signals U (iP) and Ujj (P) to the outputs of the voltage-sensitive circuits I and II, respectively. At temperatures below zero, such as in the range of -200 to -50 ° C, the amount of resistance R (t) 10 of the thermistor 18 is less than Rq (Fig. 10). As a result, the situation of the switching section 22 is such that the output signal (P) of the voltage-sensitive circuit II is input to the input of the signal conversion unit 23. This symbol U ^ iP) is independent of the temperature at which the above-mentioned temperature range is 15a (curve 10 in Fig. 11). When the point t = -50 ° C is reached, the amount of resistance of the thermistor 18 is equal to Rq (Fig. 10) so that the state of the switching section 22 suddenly becomes opposite and the output of the voltage sensitive circuit I is connected to the input of the signal conversion unit 23.

20 Tämä Uj(P) merkki on riippumaton lämpötilasta toimialueella väliltä esim. -50 - +200°C (käyrä 9 kuviossa 11). Viimeksi mainitulla lämpötila-alueella on termistorin 18 vastusarvo suurempi kuin Rq (kuvio 10) niin, että kytkentäosan 22 stabiili tila ylläpidetään. Kun lämpötila sitten laskee, muut-25 tuu taas kytkentäosan 22 tilanne kun R(t) = R , toisin sanoen lämpötilan kohdalla t = -50 C.20 This Uj (P) mark is independent of the temperature in the operating range between e.g. -50 and + 200 ° C (curve 9 in Fig. 11). In the latter temperature range, the resistance value of the thermistor 18 is greater than Rq (Fig. 10) so that a stable state of the switching section 22 is maintained. When the temperature then decreases, the situation of the coupling part 22 changes again when R (t) = R, i.e. at the temperature t = -50 C.

Täten on kytkentäosan 22 ulostulon merkki riippumaton lämpötilasta koko toiminta-alueella lämpötiloja (kuvion 11 umpimainen viiva 24) eli: 30Thus, the signal of the output of the switching part 22 is independent of the temperature in the entire operating range of temperatures (solid line 24 in Fig. 11), i.e.:

UT(P) välillä -50°C ^t ^ +200°CUT (P) between -50 ° C and + 200 ° C

U(P) I o oU (P) I o o

U (P) välillä -200UC ^ t ^ -50UCU (P) between -200UC ^ t ^ -50UC

Claims (4)

13 7119813 71198 1. Puolijohdetta oleva jännitysanturi, mikä sisältää herkän osan, jona on yksikiteinen safiirialusta varustettu- 5 na johtavuudeltaan p-tyypin piistä valmistetuilla epitaksi-silla jännitysantureilla kytkettynä sillaksi tai differentiaaliseksi, jännitykselle herkäksi piiriksi, minkä ulostulo on yhdistetty signaalinmuuntoyksikön sisääntuloon, tunnettu siitä, että aukkojen pitoisuus piissä on väliltä 10 3,5 * 10 -3*10 cmA semiconductor voltage sensor comprising a sensitive portion having a monocrystalline sapphire substrate with epitaxial voltage sensors made of p-type silicon connected as a bridge or a differential voltage sensitive circuit, the output of which is connected to the input of a signal conversion unit, known as the concentration of silicon is between 10 3.5 * 10 -3 * 10 cm 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jännitysanturi, missä tehon syöttö jännitykselle herkkää piiriä varten on tasavirtalähde, tunnettu siitä, että aukkojen pitoisuus piissä on 3,5 · 1019 - 9 · 1019 cm 3.Voltage sensor according to Claim 1, in which the power supply for the voltage-sensitive circuit is a direct current source, characterized in that the concentration of the openings in the silicon is 3.5 · 1019 to 9 · 1019 cm 3. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jännitysanturi, missä tehonsyöttönä jännitykselle herkkää piiriä varten on tasajännitteinen jännitteensyöttölähde, tunnettu 20 siitä, että aukkojen pitoisuus piissä on 1,8 · 10 - 3 · 1020 cm"3.Voltage sensor according to Claim 1, in which the power supply for the voltage-sensitive circuit is a direct voltage supply, characterized in that the concentration of the openings in the silicon is 1.8 · 10 to 3 · 1020 cm -1. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen jännitysanturi, tunnettu siitä, että safiirialustalla (13) on ylimääräinen jännitykselle herkkä piiri (II) , mikä on patenttivaatimuksen 3 mukainen, ulostulojen molemmista jännitykselle herkistä piireistä (I ja II) ollessa kytketty signaalinmuun-25 toyksikön (23) sisääntuloon säädellyn reletyyppisen kytken-täosan (22) kautta, minkä säätöpiiri sisältää piitä olevan epitaksisen termistorin (18), missä aukkojen pitoisuus on 19 20 -3 väliltä 3,5 10 —3 - 10 cm , tämän termistorin (18) sijaitessa joko jännityksettömällä vyöhykkeellä tai ollessa 30 suunnattu safiirialustan (13) jännitykselle epäherkkään suuntaan.Voltage sensor according to Claim 2, characterized in that the sapphire substrate (13) has an additional voltage-sensitive circuit (II) as claimed in claim 3, the outputs of both voltage-sensitive circuits (I and II) being connected to the input of the signal conversion unit (23). via a controlled relay-type coupling portion (22), the control circuit of which includes a silicon epitaxial thermistor (18) having an aperture concentration of 19 20 -3 to 3.5 10 -3 to 10 cm, said thermistor (18) being located either in a stress-free zone, or being oriented in a direction insensitive to the tension of the sapphire substrate (13).
FI810667A 1981-03-03 1981-03-03 HALVLEDAROMVANDLARE FOER SPAENNINGSMAETARE FI71198C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI810667A FI71198C (en) 1981-03-03 1981-03-03 HALVLEDAROMVANDLARE FOER SPAENNINGSMAETARE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI810667A FI71198C (en) 1981-03-03 1981-03-03 HALVLEDAROMVANDLARE FOER SPAENNINGSMAETARE
FI810667 1981-03-03

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI810667L FI810667L (en) 1982-09-04
FI71198B true FI71198B (en) 1986-08-14
FI71198C FI71198C (en) 1986-11-24

Family

ID=8514190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI810667A FI71198C (en) 1981-03-03 1981-03-03 HALVLEDAROMVANDLARE FOER SPAENNINGSMAETARE

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI71198C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI810667L (en) 1982-09-04
FI71198C (en) 1986-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4320664A (en) Thermally compensated silicon pressure sensor
EP0053486B1 (en) Stress sensing apparatus
US4373399A (en) Semiconductor strain gauge transducer
US4333349A (en) Binary balancing apparatus for semiconductor transducer structures
US4911016A (en) Semiconductor strain gauge bridge circuit
KR840002283B1 (en) Silicon pressure sensor
EP0106050A1 (en) Pressure transducer with temperature compensation circuit
Okojie et al. Characterization of highly doped n-and p-type 6H-SiC piezoresistors
US4813272A (en) Semiconductor pressure sensor
EP0579226B1 (en) Force transducer and pressure detecting circuit using the same
JPS62213280A (en) Semiconductor acceleration sensor
EP0034807B1 (en) Semiconductor strain gauge
US3329023A (en) Semiconductor strain gage transducers
US4766655A (en) Method for fabricating a compensated silicon pressure sensing device
US3213681A (en) Shear gauge pressure-measuring device
JP2002527767A (en) Circuit arrangement for temperature non-linearity compensation of the characteristic curve of a piezoresistive measuring resistor connected in a bridge circuit
US6508117B1 (en) Thermally balanced mass air flow sensor
US4442717A (en) Compensation and normalization apparatus for shear piezoresistive gage sensors
GB2166287A (en) Pressure-sensitive device
FI71198B (en) HALVLEDAROMVANDLARE FOER SPAENNINGSMAETARE
Aljancic et al. Temperature effects modeling in silicon piezoresistive pressure sensor
RU2687307C1 (en) Integrated pressure converter
JPS6222272B2 (en)
JPH0455542B2 (en)
SU934257A1 (en) Semiconductor strain-gauge transducer

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: GOSUDARSTVENNY NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY