JP2001165797A - 半導体圧力センサ装置 - Google Patents
半導体圧力センサ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源に乾電池を用いたような低電圧印加の半
導体圧力センサ装置において、ブリッジ回路の中点電位
を入力とする入力段がＮチャネルトランジスタで構成さ
れたオペアンプのオフセット電圧に大きな温度特性が生
じないようにする。 【解決手段】 ピエゾ抵抗素子５〜８によって構成され
た圧力検出用ブリッジ回路の中点電位ＶP1、ＶP2が信号
処理回路１００に入力され、この信号処理回路１００の
処理によって圧力が検出される。ここで、信号処理回路
１００におけるマルチプレクサ１１０には、入力段がＮ
チャネルトランジスタで構成されたオペアンプが設けら
れている。また、そのオペアンプのオフセット電圧の温
度特性を調整するために、ブリッジ回路１０の中点電位
ＶP1、ＶP2を上昇させる調整用抵抗９が、圧力検出用ブ
リッジ回路１０に直列接続されている。
導体圧力センサ装置において、ブリッジ回路の中点電位
を入力とする入力段がＮチャネルトランジスタで構成さ
れたオペアンプのオフセット電圧に大きな温度特性が生
じないようにする。 【解決手段】 ピエゾ抵抗素子５〜８によって構成され
た圧力検出用ブリッジ回路の中点電位ＶP1、ＶP2が信号
処理回路１００に入力され、この信号処理回路１００の
処理によって圧力が検出される。ここで、信号処理回路
１００におけるマルチプレクサ１１０には、入力段がＮ
チャネルトランジスタで構成されたオペアンプが設けら
れている。また、そのオペアンプのオフセット電圧の温
度特性を調整するために、ブリッジ回路１０の中点電位
ＶP1、ＶP2を上昇させる調整用抵抗９が、圧力検出用ブ
リッジ回路１０に直列接続されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピエゾ抵抗効果を
持つ感圧素子を用いて圧力を検出する半導体圧力センサ
装置に関する。
持つ感圧素子を用いて圧力を検出する半導体圧力センサ
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ピエゾ式の半導体圧力センサ装置におい
ては、シリコン基板の中央部に薄肉のダイアフラムが形
成され、その表面に、ピエゾ抵抗効果を持つ感圧素子と
して歪み抵抗ゲージが形成され、歪み抵抗ゲージによっ
てブリッジ回路が構成されている。ブリッジ回路の中点
電位は、信号処理回路に入力され、ダイアフラムに印加
された圧力が検出される。このような半導体圧力センサ
装置は、車載用に多く用いられ、その電源としては、車
載のバッテリよりＥＣＵ（制御装置）を介した５Ｖ電圧
が用いられている。
ては、シリコン基板の中央部に薄肉のダイアフラムが形
成され、その表面に、ピエゾ抵抗効果を持つ感圧素子と
して歪み抵抗ゲージが形成され、歪み抵抗ゲージによっ
てブリッジ回路が構成されている。ブリッジ回路の中点
電位は、信号処理回路に入力され、ダイアフラムに印加
された圧力が検出される。このような半導体圧力センサ
装置は、車載用に多く用いられ、その電源としては、車
載のバッテリよりＥＣＵ（制御装置）を介した５Ｖ電圧
が用いられている。
【０００３】また、近年、車載用以外で、例えばマイコ
ンガスメータなどにも、この半導体圧力センサ装置が用
いられるようになってきている。このものにおいては、
電源としてリチウム電池などの乾電池が用いられる。
ンガスメータなどにも、この半導体圧力センサ装置が用
いられるようになってきている。このものにおいては、
電源としてリチウム電池などの乾電池が用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電源に乾電池を用いた
場合、半導体圧力センサ装置の電源電圧が車載用の場合
に比べて低電圧（例えば２．０Ｖ）になる。この場合、
入力段がＮチャネルトランジスタで構成されたオペアン
プを用い、ブリッジ回路の中点電位をそのオペアンプに
入力するように構成すると、オペアンプの入力電圧が低
いため、Ｎチャネルトランジスタの動作が不安定にな
り、オペアンプのオフセット電圧に大きな温度特性が現
れる。
場合、半導体圧力センサ装置の電源電圧が車載用の場合
に比べて低電圧（例えば２．０Ｖ）になる。この場合、
入力段がＮチャネルトランジスタで構成されたオペアン
プを用い、ブリッジ回路の中点電位をそのオペアンプに
入力するように構成すると、オペアンプの入力電圧が低
いため、Ｎチャネルトランジスタの動作が不安定にな
り、オペアンプのオフセット電圧に大きな温度特性が現
れる。
【０００５】本発明者らが、実際にオペアンプの入力電
圧とその出力におけるオフセット電圧との関係を調べた
ところ、図５に示すように、入力電圧が低い場合、温度
特性によってオフセット電圧に大きな曲がりが生じるこ
とがわかった。
圧とその出力におけるオフセット電圧との関係を調べた
ところ、図５に示すように、入力電圧が低い場合、温度
特性によってオフセット電圧に大きな曲がりが生じるこ
とがわかった。
【０００６】本発明は上記問題に鑑みたもので、電源に
乾電池を用いたような低電圧印加の半導体圧力センサ装
置において、ブリッジ回路の中点電位を入力とする入力
段がＮチャネルトランジスタで構成されたオペアンプの
オフセット電圧に大きな温度特性が生じないようにする
ことを目的とする。
乾電池を用いたような低電圧印加の半導体圧力センサ装
置において、ブリッジ回路の中点電位を入力とする入力
段がＮチャネルトランジスタで構成されたオペアンプの
オフセット電圧に大きな温度特性が生じないようにする
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、ブリッジ回路（１０）
の中点電位を入力とする入力段がＮチャネルトランジス
タ（１１１ａ、１１１ｂ）で構成されたオペアンプ（１
１１）のオフセット電圧の温度特性を調整するために、
ブリッジ回路（１０）の中点電位を上昇させる調整用抵
抗（９）をブリッジ回路（１０）に直列接続したことを
特徴としている。
め、請求項１に記載の発明では、ブリッジ回路（１０）
の中点電位を入力とする入力段がＮチャネルトランジス
タ（１１１ａ、１１１ｂ）で構成されたオペアンプ（１
１１）のオフセット電圧の温度特性を調整するために、
ブリッジ回路（１０）の中点電位を上昇させる調整用抵
抗（９）をブリッジ回路（１０）に直列接続したことを
特徴としている。
【０００８】このことにより、オペアンプ（１１１）へ
の入力電圧を高くすることができるため、オフセット電
圧に大きな温度特性が生じないようにすることができ
る。
の入力電圧を高くすることができるため、オフセット電
圧に大きな温度特性が生じないようにすることができ
る。
【０００９】この場合、請求項２に記載の発明のよう
に、調整用抵抗（９）を半導体基板（１）の厚肉部
（４）に形成するようにすれば、調整用抵抗（９）を感
圧素子（５〜８）と同一基板上に形成することができ
る。
に、調整用抵抗（９）を半導体基板（１）の厚肉部
（４）に形成するようにすれば、調整用抵抗（９）を感
圧素子（５〜８）と同一基板上に形成することができ
る。
【００１０】また、調整用抵抗（９）は、請求項３に記
載の発明のように、ブリッジ回路（１０）における接地
側の２辺の接続点に直列に接続することの他、請求項４
に記載の発明のように、ブリッジ回路（１０）における
接地側の２辺にそれぞれ直列に接続するようにすること
ができる。この場合、請求項５に記載の発明のように、
調整用抵抗（９）にオフセット調整用抵抗（１４）をそ
れぞれ直列に接続するようにすれば、オフセット電圧の
調整も行うことができる。
載の発明のように、ブリッジ回路（１０）における接地
側の２辺の接続点に直列に接続することの他、請求項４
に記載の発明のように、ブリッジ回路（１０）における
接地側の２辺にそれぞれ直列に接続するようにすること
ができる。この場合、請求項５に記載の発明のように、
調整用抵抗（９）にオフセット調整用抵抗（１４）をそ
れぞれ直列に接続するようにすれば、オフセット電圧の
調整も行うことができる。
【００１１】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の一実施形態にか
かる半導体圧力センサ装置の構成を示す。（ａ）はその
平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。ま
た、図２に、本発明の一実施形態にかかる半導体圧力セ
ンサ装置の電気的構成を示す。
かる半導体圧力センサ装置の構成を示す。（ａ）はその
平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。ま
た、図２に、本発明の一実施形態にかかる半導体圧力セ
ンサ装置の電気的構成を示す。
【００１３】半導体基板としてのシリコン基板１は、Ｐ
型シリコン基板１ａの上にＮ型エピタキシャル層１ｂを
成長させたものとなっている。Ｐ型シリコン基板１ａの
中央部には凹部２が形成され、凹部２の底面部２ａによ
り薄肉部３が形成されるとともにその周囲の四角枠部が
厚肉部４となっている。シリコン基板１の薄肉部３がダ
イアフラムとなり、この薄肉部３よりなるダイアフラム
に圧力が印加されると歪みが生じる。
型シリコン基板１ａの上にＮ型エピタキシャル層１ｂを
成長させたものとなっている。Ｐ型シリコン基板１ａの
中央部には凹部２が形成され、凹部２の底面部２ａによ
り薄肉部３が形成されるとともにその周囲の四角枠部が
厚肉部４となっている。シリコン基板１の薄肉部３がダ
イアフラムとなり、この薄肉部３よりなるダイアフラム
に圧力が印加されると歪みが生じる。
【００１４】また、シリコン基板１の薄肉部３の表層部
には、Ｐ型不純拡散層よりなるピエゾ抵抗素子（歪み抵
抗ゲージ）５、６、７、８が形成されている。これらピ
エゾ抵抗素子５〜８はブリッジ接続されて、図２に示す
ように圧力検出用ブリッジ回路１０が構成されている。
この場合、ピエゾ抵抗素子５、７の中点電位ＶP1は、ダ
イアフラムへの圧力の印加量に応じて低くなり、逆にピ
エゾ抵抗素子６、８の中点電位ＶP2は、ダイアフラムへ
の圧力の印加量に応じて高くなるように設定されてい
る。
には、Ｐ型不純拡散層よりなるピエゾ抵抗素子（歪み抵
抗ゲージ）５、６、７、８が形成されている。これらピ
エゾ抵抗素子５〜８はブリッジ接続されて、図２に示す
ように圧力検出用ブリッジ回路１０が構成されている。
この場合、ピエゾ抵抗素子５、７の中点電位ＶP1は、ダ
イアフラムへの圧力の印加量に応じて低くなり、逆にピ
エゾ抵抗素子６、８の中点電位ＶP2は、ダイアフラムへ
の圧力の印加量に応じて高くなるように設定されてい
る。
【００１５】また、シリコン基板１の厚肉部４には、Ｐ
型不純拡散層よりなる調整用抵抗９が形成されている。
この調整用抵抗９は、図２に示すように圧力検出用ブリ
ッジ回路１０に直列に接続され、後述するオペアンプ１
１１のオフセット電圧の温度特性を調整するために用い
られる。
型不純拡散層よりなる調整用抵抗９が形成されている。
この調整用抵抗９は、図２に示すように圧力検出用ブリ
ッジ回路１０に直列に接続され、後述するオペアンプ１
１１のオフセット電圧の温度特性を調整するために用い
られる。
【００１６】また、シリコン基板１の厚肉部４には、Ｐ
型不純物層よりなる温度補償用ピエゾ抵抗素子２１、２
２および温度係数の異なる例えばＰｏｌｙ−ＳｉやＣｒ
Ｓｉよりなる温度補償用薄膜抵抗２３、２４が形成され
ている。これら温度補償用ピエゾ抵抗素子２１、２２お
よび温度補償用薄膜抵抗２３、２４はブリッジ接続され
て、図２に示すように温度検出用ブリッジ回路２０が構
成されている。この場合、ＣｒＳｉ膜による温度補償用
薄膜抵抗２３、２４は、温度補償用ピエゾ抵抗素子２
１、２２に比べて抵抗温度係数が極めて低く、基本的に
温度特性を持たない抵抗素子であるため、温度検出用ブ
リッジ回路２０からは温度に応じた中点電位ＶT1、ＶT2
がそれぞれ出力される。
型不純物層よりなる温度補償用ピエゾ抵抗素子２１、２
２および温度係数の異なる例えばＰｏｌｙ−ＳｉやＣｒ
Ｓｉよりなる温度補償用薄膜抵抗２３、２４が形成され
ている。これら温度補償用ピエゾ抵抗素子２１、２２お
よび温度補償用薄膜抵抗２３、２４はブリッジ接続され
て、図２に示すように温度検出用ブリッジ回路２０が構
成されている。この場合、ＣｒＳｉ膜による温度補償用
薄膜抵抗２３、２４は、温度補償用ピエゾ抵抗素子２
１、２２に比べて抵抗温度係数が極めて低く、基本的に
温度特性を持たない抵抗素子であるため、温度検出用ブ
リッジ回路２０からは温度に応じた中点電位ＶT1、ＶT2
がそれぞれ出力される。
【００１７】図２に示すように、上記した圧力検出用ブ
リッジ回路１０の出力および温度検出用ブリッジ回路２
０の出力は、信号処理回路（演算処理回路）１００に入
力される。この信号処理回路１００は、アナログマルチ
プレクサ１１０、増幅回路１２０、Ａ／Ｄ変換回路１３
０、マイクロコンピュータ１４０などから構成されてお
り、図１中に図示してないが、シリコン基板１の厚肉部
４にそれぞれの回路素子が形成されている。
リッジ回路１０の出力および温度検出用ブリッジ回路２
０の出力は、信号処理回路（演算処理回路）１００に入
力される。この信号処理回路１００は、アナログマルチ
プレクサ１１０、増幅回路１２０、Ａ／Ｄ変換回路１３
０、マイクロコンピュータ１４０などから構成されてお
り、図１中に図示してないが、シリコン基板１の厚肉部
４にそれぞれの回路素子が形成されている。
【００１８】この信号処理回路１００において、圧力検
出用ブリッジ回路１０の出力および温度検出用ブリッジ
回路２０の出力は、アナログマルチプレクサ１１０に入
力される。また、温度特性を持たない抵抗素子１５１、
１５２によって構成される基準位置出力回路１５０の出
力もアナログマルチプレクサ１１０に入力される。な
お、この基準位置出力回路１５０の出力は、圧力にも温
度にも不感なものとなっている。
出用ブリッジ回路１０の出力および温度検出用ブリッジ
回路２０の出力は、アナログマルチプレクサ１１０に入
力される。また、温度特性を持たない抵抗素子１５１、
１５２によって構成される基準位置出力回路１５０の出
力もアナログマルチプレクサ１１０に入力される。な
お、この基準位置出力回路１５０の出力は、圧力にも温
度にも不感なものとなっている。
【００１９】アナログマルチプレクサ１１０は、圧力検
出用ブリッジ回路１０の出力、温度検出用ブリッジ回路
２０の出力、基準位置出力回路１５０の出力のいずれか
１つを選択的に増幅回路１２０に出力する。このアナロ
グマルチプレクサ１１０の選択出力は、マイクロコンピ
ュータ１４０によって制御される。
出用ブリッジ回路１０の出力、温度検出用ブリッジ回路
２０の出力、基準位置出力回路１５０の出力のいずれか
１つを選択的に増幅回路１２０に出力する。このアナロ
グマルチプレクサ１１０の選択出力は、マイクロコンピ
ュータ１４０によって制御される。
【００２０】増幅回路１２０の出力は、Ａ／Ｄ変換回路
１３０によってデジタル信号に変換され、マイクロコン
ピュータ１４０に入力される。マイクロコンピュータ１
４０は、圧力検出用ブリッジ回路１０、温度検出用ブリ
ッジ回路２０、および基準位置出力回路１５０からのそ
れぞれの出力に基づき、所定の演算式に従って温度補正
等を行い、圧力信号Ｐを出力する。
１３０によってデジタル信号に変換され、マイクロコン
ピュータ１４０に入力される。マイクロコンピュータ１
４０は、圧力検出用ブリッジ回路１０、温度検出用ブリ
ッジ回路２０、および基準位置出力回路１５０からのそ
れぞれの出力に基づき、所定の演算式に従って温度補正
等を行い、圧力信号Ｐを出力する。
【００２１】なお、この半導体圧力センサ装置の電源と
しては、ニッケル電池などの乾電池が用いられており、
図示しない定電圧回路によって２．０Ｖの定電圧ＶDDが
各部の電源電圧として用いられている。
しては、ニッケル電池などの乾電池が用いられており、
図示しない定電圧回路によって２．０Ｖの定電圧ＶDDが
各部の電源電圧として用いられている。
【００２２】上記したアナログマルチプレクサ１１０
は、圧力検出用ブリッジ回路１０の中点電位ＶP1、ＶP2
を入力とするオペアンプ１１１を有して構成されてい
る。このオペアンプ１１１には、図３（ａ）に示すよう
に、ピエゾ抵抗素子５、７の中点電位ＶP1が非反転入力
端子に入力され、ピエゾ抵抗素子６、８の中点電位ＶP2
が反転入力端子に入力される。そして、オペアンプ１１
１から、両中点電位ＶP1、ＶP2の差に応じた電圧ＶP0が
出力される。この出力電圧ＶP0が、増幅回路１２０に選
択出力される。なお、温度検出用ブリッジ回路２０から
出力される中点電位ＶT1、ＶT2に対しても、図示しない
が、上記と同様のオペアンプによって両中点電位ＶT1、
ＶT2の差に応じた電圧が出力されるようになっている。
は、圧力検出用ブリッジ回路１０の中点電位ＶP1、ＶP2
を入力とするオペアンプ１１１を有して構成されてい
る。このオペアンプ１１１には、図３（ａ）に示すよう
に、ピエゾ抵抗素子５、７の中点電位ＶP1が非反転入力
端子に入力され、ピエゾ抵抗素子６、８の中点電位ＶP2
が反転入力端子に入力される。そして、オペアンプ１１
１から、両中点電位ＶP1、ＶP2の差に応じた電圧ＶP0が
出力される。この出力電圧ＶP0が、増幅回路１２０に選
択出力される。なお、温度検出用ブリッジ回路２０から
出力される中点電位ＶT1、ＶT2に対しても、図示しない
が、上記と同様のオペアンプによって両中点電位ＶT1、
ＶT2の差に応じた電圧が出力されるようになっている。
【００２３】ここで、上記したオペアンプ１１１の一部
は、図３（ｂ）に示すように、圧力検出用ブリッジ回路
１０の中点電位ＶP1、ＶP2を入力とする入力段がＮチャ
ネルトランジスタ１１１ａ、１１１ｂを有して構成され
ている。この２つのＮチャネルトランジスタ１１１ａ、
１１１ｂのソースは、定電流回路として機能するＮチャ
ネルトランジスタ１１１ｃに共通接続され、Ｎチャネル
トランジスタ１１１ａ、１１１ｂのドレインは、抵抗と
して機能するＰチャネルトランジスタ１１１ｄ、１１１
ｅにそれぞれ接続されている。そして、Ｐチャネルトラ
ンジスタ１１１ｄとＮチャネルトランジスタ１１１ａの
接続点およびＰチャネルトランジスタ１１１ｅとＮチャ
ネルトランジスタ１１１ｂの接続点から、圧力検出用ブ
リッジ回路１０の中点電位ＶP1、ＶP2の差に応じた電圧
が出力され、図示しない後段の回路によって出力電圧Ｖ
P0が作成されて出力される。
は、図３（ｂ）に示すように、圧力検出用ブリッジ回路
１０の中点電位ＶP1、ＶP2を入力とする入力段がＮチャ
ネルトランジスタ１１１ａ、１１１ｂを有して構成され
ている。この２つのＮチャネルトランジスタ１１１ａ、
１１１ｂのソースは、定電流回路として機能するＮチャ
ネルトランジスタ１１１ｃに共通接続され、Ｎチャネル
トランジスタ１１１ａ、１１１ｂのドレインは、抵抗と
して機能するＰチャネルトランジスタ１１１ｄ、１１１
ｅにそれぞれ接続されている。そして、Ｐチャネルトラ
ンジスタ１１１ｄとＮチャネルトランジスタ１１１ａの
接続点およびＰチャネルトランジスタ１１１ｅとＮチャ
ネルトランジスタ１１１ｂの接続点から、圧力検出用ブ
リッジ回路１０の中点電位ＶP1、ＶP2の差に応じた電圧
が出力され、図示しない後段の回路によって出力電圧Ｖ
P0が作成されて出力される。
【００２４】この実施形態のように、電源としてリチウ
ム電池などの乾電池を用い、各部の電源電圧に２．０Ｖ
といった低電圧を印加するようにした場合、圧力検出用
ブリッジ回路１０の中点電位ＶP1、ＶP2が低いと、オペ
アンプ１１１におけるＮチャネルトランジスタ１１１
ａ、１１１ｂの動作が不安定になり、図５に示すよう
に、オペアンプ１１１のオフセット電圧に大きな温度特
性が現れる。
ム電池などの乾電池を用い、各部の電源電圧に２．０Ｖ
といった低電圧を印加するようにした場合、圧力検出用
ブリッジ回路１０の中点電位ＶP1、ＶP2が低いと、オペ
アンプ１１１におけるＮチャネルトランジスタ１１１
ａ、１１１ｂの動作が不安定になり、図５に示すよう
に、オペアンプ１１１のオフセット電圧に大きな温度特
性が現れる。
【００２５】そこで、この実施形態においては、圧力検
出用ブリッジ回路１０における接地側の２辺（ピエゾ抵
抗素子７がある辺とピエゾ抵抗素子８がある辺）の接続
点に調整用抵抗９を直列に接続し、圧力検出用ブリッジ
回路１０の中点電位ＶP1、Ｖ P2を上昇させるようにして
いる。ダイアフラムに圧力が印加されていない状態にお
いて、調整用抵抗９を接続しないと、圧力検出用ブリッ
ジ回路１０の中点電位ＶP1、ＶP2はそれぞれ１．０Ｖ程
度であるが、調整用抵抗９を接続することによって、圧
力検出用ブリッジ回路１０の中点電位ＶP1、ＶP2が、そ
れぞれ１．１２５Ｖ程度に上昇し、図５からわかるよう
にオペアンプ１１１のオフセット電圧の温度特性を小さ
くすることができる。
出用ブリッジ回路１０における接地側の２辺（ピエゾ抵
抗素子７がある辺とピエゾ抵抗素子８がある辺）の接続
点に調整用抵抗９を直列に接続し、圧力検出用ブリッジ
回路１０の中点電位ＶP1、Ｖ P2を上昇させるようにして
いる。ダイアフラムに圧力が印加されていない状態にお
いて、調整用抵抗９を接続しないと、圧力検出用ブリッ
ジ回路１０の中点電位ＶP1、ＶP2はそれぞれ１．０Ｖ程
度であるが、調整用抵抗９を接続することによって、圧
力検出用ブリッジ回路１０の中点電位ＶP1、ＶP2が、そ
れぞれ１．１２５Ｖ程度に上昇し、図５からわかるよう
にオペアンプ１１１のオフセット電圧の温度特性を小さ
くすることができる。
【００２６】なお、調整用抵抗９は、圧力検出用ブリッ
ジ回路１０における接地側の２辺の接続点に直列に接続
するものに限らず、圧力検出用ブリッジ回路１０におけ
る接地側の２辺に個別にそれぞれ直列に接続されていて
もよい。また、調整用抵抗９は、シリコン基板１の厚肉
部４に形成されたＰ型不純拡散層によるゲージ抵抗以外
の抵抗として形成されたものであってもよい。また、調
整用抵抗９は、固定の抵抗値のものに限らず、抵抗値が
調整できるようになっていてもよい。
ジ回路１０における接地側の２辺の接続点に直列に接続
するものに限らず、圧力検出用ブリッジ回路１０におけ
る接地側の２辺に個別にそれぞれ直列に接続されていて
もよい。また、調整用抵抗９は、シリコン基板１の厚肉
部４に形成されたＰ型不純拡散層によるゲージ抵抗以外
の抵抗として形成されたものであってもよい。また、調
整用抵抗９は、固定の抵抗値のものに限らず、抵抗値が
調整できるようになっていてもよい。
【００２７】また、特開平１０−７０２８６号公報に示
すように圧力検出用ブリッジ回路１０にオフセット調整
用抵抗を直列に接続する場合には、図４に示すように、
調整用抵抗９に複数のオフセット調整用抵抗１４をそれ
ぞれ直列に接続して、オフセット電圧の調整ができるよ
うになっていてもよい。図４の場合、各オフセット調整
用抵抗１４間に設けられたワイヤーボンディングパッド
１５と接地間を選択的にワイヤーボンディングすること
により、オフセット電圧を調整することができる。な
お、オフセット調整用抵抗１４は、シリコン基板１の厚
肉部４にＰ型不純拡散層によって形成される。また、オ
フセット調整用抵抗１４の抵抗値は、それぞれ４０Ω程
度であるのに対し、調整用抵抗９の抵抗値は１．０ＫΩ
程度であり、調整用抵抗９の方がオフセット調整用抵抗
１４に比べてはるかに大きな値になっている。
すように圧力検出用ブリッジ回路１０にオフセット調整
用抵抗を直列に接続する場合には、図４に示すように、
調整用抵抗９に複数のオフセット調整用抵抗１４をそれ
ぞれ直列に接続して、オフセット電圧の調整ができるよ
うになっていてもよい。図４の場合、各オフセット調整
用抵抗１４間に設けられたワイヤーボンディングパッド
１５と接地間を選択的にワイヤーボンディングすること
により、オフセット電圧を調整することができる。な
お、オフセット調整用抵抗１４は、シリコン基板１の厚
肉部４にＰ型不純拡散層によって形成される。また、オ
フセット調整用抵抗１４の抵抗値は、それぞれ４０Ω程
度であるのに対し、調整用抵抗９の抵抗値は１．０ＫΩ
程度であり、調整用抵抗９の方がオフセット調整用抵抗
１４に比べてはるかに大きな値になっている。
【図１】本発明の一実施形態にかかる半導体圧力センサ
装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。
装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる半導体圧力センサ
装置の電気的構成を示す図である。
装置の電気的構成を示す図である。
【図３】圧力検出用ブリッジ回路の中点電位を入力とす
るオペアンプの構成の一部を示す図である。
るオペアンプの構成の一部を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態における圧力検出用ブリ
ッジ回路１０の電気的構成を示す図である。
ッジ回路１０の電気的構成を示す図である。
【図５】入力段がＮチャネルトランジスタで構成された
オペアンプの入力電圧とオフセット温度特性との関係を
示す図である。
オペアンプの入力電圧とオフセット温度特性との関係を
示す図である。
１…シリコン基板、３…薄肉部、４…厚肉部、５〜８…
ピエゾ抵抗素子、９…調整用抵抗、１００…信号処理回
路、１１０…アナログマルチプレクサ、１１１…オペア
ンプ、１１１ａ、１１１ｂ…Ｎチャネルトランジスタ、
１２０…増幅回路、１３０…Ａ／Ｄ変換回路、１４０…
マイクロコンピュータ、１５０…基準位置出力回路。
ピエゾ抵抗素子、９…調整用抵抗、１００…信号処理回
路、１１０…アナログマルチプレクサ、１１１…オペア
ンプ、１１１ａ、１１１ｂ…Ｎチャネルトランジスタ、
１２０…増幅回路、１３０…Ａ／Ｄ変換回路、１４０…
マイクロコンピュータ、１５０…基準位置出力回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 宏明 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE13 FF02 GG32 HH19 4M112 AA01 BA01 CA10 CA12
Claims (5)
- 【請求項１】 ダイアフラムをなす薄肉部（３）を有す
る半導体基板（１）の前記薄肉部（３）に形成され、ピ
エゾ抵抗効果を持つ感圧素子（５〜８）により構成され
たブリッジ回路（１０）と、 このブリッジ回路（１０）の中点電位に基づいて、前記
薄肉部（３）に加えられた圧力を検出する信号処理回路
（１００）とを備え、 前記信号処理回路（１００）は、前記ブリッジ回路（１
０）の中点電位を入力とする入力段がＮチャネルトラン
ジスタ（１１１ａ、１１１ｂ）で構成されたオペアンプ
（１１１）を有するものであり、 前記オペアンプ（１１１）のオフセット電圧の温度特性
を調整するために前記ブリッジ回路（１０）の中点電位
を上昇させる調整用抵抗（９）を前記ブリッジ回路（１
０）に直列接続したことを特徴とする半導体圧力センサ
装置。 - 【請求項２】 前記調整用抵抗（９）は、前記半導体基
板（１）の厚肉部（４）に形成されていることを特徴と
する請求項１に記載の半導体圧力センサ装置。 - 【請求項３】 前記調整用抵抗（９）は、前記ブリッジ
回路（１０）における接地側の２辺の接続点に直列に接
続されていることを特徴とする請求項１または２に記載
の半導体圧力センサ装置。 - 【請求項４】 前記調整用抵抗（９）は、前記ブリッジ
回路（１０）における接地側の２辺にそれぞれ直列に接
続されていることを特徴とする請求項１または２に記載
の半導体圧力センサ装置。 - 【請求項５】 前記調整用抵抗（９）にオフセット調整
用抵抗（１４）がそれぞれ直列に接続されていることを
特徴とする請求項４に記載の半導体圧力センサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34798099A JP2001165797A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 半導体圧力センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34798099A JP2001165797A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 半導体圧力センサ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001165797A true JP2001165797A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18393930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34798099A Pending JP2001165797A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 半導体圧力センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001165797A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100427592B1 (ko) * | 2002-01-08 | 2004-04-28 | 주식회사 케이이씨 | 압력센서 |
| JP2004289802A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-10-14 | Denso Corp | ローパスフィルタ及びそれを使用した半導体圧力センサ装置 |
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-
1999
- 1999-12-07 JP JP34798099A patent/JP2001165797A/ja active Pending
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| JP7443833B2 (ja) | 2020-03-05 | 2024-03-06 | Tdk株式会社 | 圧力センサ |
| EP4116689A4 (en) * | 2020-03-05 | 2024-03-13 | TDK Corporation | PRESSURE SENSOR |
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