JP2001183254A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JP2001183254A JP2001183254A JP36645899A JP36645899A JP2001183254A JP 2001183254 A JP2001183254 A JP 2001183254A JP 36645899 A JP36645899 A JP 36645899A JP 36645899 A JP36645899 A JP 36645899A JP 2001183254 A JP2001183254 A JP 2001183254A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ブリッジ回路の出力が故障により変化した場
合に、精度よく故障を検出することができる圧力センサ
を提供する。 【解決手段】 半導体基板には複数の薄肉部１４、１５
が形成されており、第１の薄肉部１４に設けられ、圧力
に応じて電気信号を出力する圧力検出用回路と、第２の
薄肉部１５に設けられ、圧力検出用回路に比較して高い
感度で圧力に応じて電気信号を出力する故障検出用回路
と、圧力検出用回路と故障検出用回路の各出力に基づい
て圧力検出用回路の故障判定を行う故障判定手段２８と
を備えている。第２の薄肉部１５の面積を第１の薄肉部
１４より大きくするか、あるいは第２の薄肉部１５の厚
みを第１の薄肉部１４より薄くすることで、故障検出用
回路の方が高感度になるように構成することができる。
合に、精度よく故障を検出することができる圧力センサ
を提供する。 【解決手段】 半導体基板には複数の薄肉部１４、１５
が形成されており、第１の薄肉部１４に設けられ、圧力
に応じて電気信号を出力する圧力検出用回路と、第２の
薄肉部１５に設けられ、圧力検出用回路に比較して高い
感度で圧力に応じて電気信号を出力する故障検出用回路
と、圧力検出用回路と故障検出用回路の各出力に基づい
て圧力検出用回路の故障判定を行う故障判定手段２８と
を備えている。第２の薄肉部１５の面積を第１の薄肉部
１４より大きくするか、あるいは第２の薄肉部１５の厚
みを第１の薄肉部１４より薄くすることで、故障検出用
回路の方が高感度になるように構成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力を検出する圧
力検出装置に関し、特に故障発生を自己診断可能な圧力
検出装置に関する。
力検出装置に関し、特に故障発生を自己診断可能な圧力
検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、圧力センサにおいては、半導
体基板に薄肉のダイヤフラム部を形成し、このダイヤフ
ラム部の中央部および周辺部に圧力検出素子（ゲージ抵
抗）を２個ずつ設けてホイートストンブリッジ回路を構
成している。そして、ダイヤフラム部に圧力が印加され
ると、ピエゾ抵抗効果によって圧力検出素子の抵抗値が
変化し、この結果として中央部および周辺部の圧力検出
素子における中点電位に電位差（出力電圧）を生じる。
圧力センサでは、この出力電圧に適当な増幅、調整処理
を施して圧力に応じた電気信号を出力するようにしてい
る。
体基板に薄肉のダイヤフラム部を形成し、このダイヤフ
ラム部の中央部および周辺部に圧力検出素子（ゲージ抵
抗）を２個ずつ設けてホイートストンブリッジ回路を構
成している。そして、ダイヤフラム部に圧力が印加され
ると、ピエゾ抵抗効果によって圧力検出素子の抵抗値が
変化し、この結果として中央部および周辺部の圧力検出
素子における中点電位に電位差（出力電圧）を生じる。
圧力センサでは、この出力電圧に適当な増幅、調整処理
を施して圧力に応じた電気信号を出力するようにしてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、圧力セ
ンサはブリッジ回路が出力する電位差を増幅、調整して
いるだけであり、例えばブリッジ回路が汚染や傷等によ
って誤った電位差を発生した場合には、そのまま誤った
電気信号を出力してしまう可能性がある。
ンサはブリッジ回路が出力する電位差を増幅、調整して
いるだけであり、例えばブリッジ回路が汚染や傷等によ
って誤った電位差を発生した場合には、そのまま誤った
電気信号を出力してしまう可能性がある。
【０００４】このような異常を検出する機能を持つ圧力
センサとして、特表平１０−５０６７１８号公報に記載
された圧力センサがある。この圧力センサは、１つのダ
イヤフラム内での応力分布状況の異常を検知するため
に、ダイヤフラム部を中央から２分割し、それぞれにブ
リッジ回路を形成して両者の電圧出力を比較してずれを
検知して故障を検出している。しかしながら、この圧力
センサではダイヤフラム部が１つであるため、ダイヤフ
ラムの故障が発生した場合に精度よく故障を検出するこ
とが難しく、高い信頼性を確保することができない。
センサとして、特表平１０−５０６７１８号公報に記載
された圧力センサがある。この圧力センサは、１つのダ
イヤフラム内での応力分布状況の異常を検知するため
に、ダイヤフラム部を中央から２分割し、それぞれにブ
リッジ回路を形成して両者の電圧出力を比較してずれを
検知して故障を検出している。しかしながら、この圧力
センサではダイヤフラム部が１つであるため、ダイヤフ
ラムの故障が発生した場合に精度よく故障を検出するこ
とが難しく、高い信頼性を確保することができない。
【０００５】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ブリ
ッジ回路の出力が故障により変化した場合に、精度よく
故障を検出することができる圧力センサを提供すること
を目的とする。
ッジ回路の出力が故障により変化した場合に、精度よく
故障を検出することができる圧力センサを提供すること
を目的とする。
【０００６】
【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、半導体基板には複数の
薄肉部（１４、１５）が設けられており、第１の薄肉部
（１４）に設けられ、圧力に応じて電気信号を出力する
圧力検出用回路と、第２の薄肉部（１５）に設けられ、
圧力検出用回路に比較して高い感度で圧力に応じて電気
信号を出力する故障検出用回路と、圧力検出用回路と故
障検出用回路の各出力に基づいて圧力検出用回路の故障
判定を行う故障判定手段（２８）とを備えていることを
特徴としている。
め、請求項１に記載の発明では、半導体基板には複数の
薄肉部（１４、１５）が設けられており、第１の薄肉部
（１４）に設けられ、圧力に応じて電気信号を出力する
圧力検出用回路と、第２の薄肉部（１５）に設けられ、
圧力検出用回路に比較して高い感度で圧力に応じて電気
信号を出力する故障検出用回路と、圧力検出用回路と故
障検出用回路の各出力に基づいて圧力検出用回路の故障
判定を行う故障判定手段（２８）とを備えていることを
特徴としている。
【０００７】このように、異なる感度を持つ圧力検出用
回路の出力と故障検出用回路の出力を用いることによ
り、圧力検出用回路の出力が故障により変化した場合
に、確実に故障を検出することができる。また、故障検
出用路が圧力検出用回路より高感度になるように構成す
ることで、故障検出用回路では薄肉部の故障や劣化（破
壊）を圧力検出用回路より先に検出することが可能とな
り、高い精度で故障を検出でき、高い信頼性と故障に対
する安全性を確保することができる。
回路の出力と故障検出用回路の出力を用いることによ
り、圧力検出用回路の出力が故障により変化した場合
に、確実に故障を検出することができる。また、故障検
出用路が圧力検出用回路より高感度になるように構成す
ることで、故障検出用回路では薄肉部の故障や劣化（破
壊）を圧力検出用回路より先に検出することが可能とな
り、高い精度で故障を検出でき、高い信頼性と故障に対
する安全性を確保することができる。
【０００８】また、請求項２に記載の発明のように、故
障検出回路が形成された薄肉部（１５）の面積を圧力検
出用回路が形成された薄肉部（１４）より大きくするこ
とで、故障検出用回路の方が高感度になるように構成す
ることができる。さらに、請求項３に記載の発明のよう
に、故障検出回路が形成された薄肉部（１５）の厚みを
圧力検出用回路が形成された薄肉部（１４）より薄くす
ることでも、故障検出用回路の方が高感度になるように
構成することができる。
障検出回路が形成された薄肉部（１５）の面積を圧力検
出用回路が形成された薄肉部（１４）より大きくするこ
とで、故障検出用回路の方が高感度になるように構成す
ることができる。さらに、請求項３に記載の発明のよう
に、故障検出回路が形成された薄肉部（１５）の厚みを
圧力検出用回路が形成された薄肉部（１４）より薄くす
ることでも、故障検出用回路の方が高感度になるように
構成することができる。
【０００９】また、上記圧力検出用回路および故障検出
用回路は、請求項４に記載の発明のように、それぞれゲ
ージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ；ＲＥ〜ＲＨ）から形成されるブ
リッジ回路とすることができる。さらに、ゲージ抵抗は
具体的には、請求項５に記載の発明のように拡散抵抗と
することができ、あるいは請求項６に記載の発明のよう
に薄膜抵抗とすることができる。
用回路は、請求項４に記載の発明のように、それぞれゲ
ージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ；ＲＥ〜ＲＨ）から形成されるブ
リッジ回路とすることができる。さらに、ゲージ抵抗は
具体的には、請求項５に記載の発明のように拡散抵抗と
することができ、あるいは請求項６に記載の発明のよう
に薄膜抵抗とすることができる。
【００１０】また、故障判定回路は、請求項７に記載の
発明のように複数の薄肉部が設けられているのと同じ半
導体基板に設けるように構成することができる。
発明のように複数の薄肉部が設けられているのと同じ半
導体基板に設けるように構成することができる。
【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】以下、本発明を適用した実施形態
を図１〜３に基づいて説明する。本実施形態における圧
力センサは、例えば車両におけるブレーキ装置のブレー
キ液圧や燃料噴射装置の燃料圧等の高い信頼性が必要と
される液圧制御系に用いられるものである。
を図１〜３に基づいて説明する。本実施形態における圧
力センサは、例えば車両におけるブレーキ装置のブレー
キ液圧や燃料噴射装置の燃料圧等の高い信頼性が必要と
される液圧制御系に用いられるものである。
【００１３】図１（ａ）は本実施形態の圧力センサのダ
イヤフラム部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。本実施形態の圧力センサでは、半導体基
板としてＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａ
ｔｏｒ）基板１０を用いている。ＳＯＩ基板１０は、シ
リコンで構成された第１の基板１１と第２の基板１２と
が酸化膜１３を介して接合されている。第１の基板１１
にはエッチングにより２つのダイヤフラム部（薄肉部）
１４、１５が形成されている。なお、本実施形態の圧力
センサでは、第１のダイヤフラム部１４の大きさは４５
μｍ角、第２のダイヤフラム部１５の大きさは６０μｍ
角、各ダイヤフラム部１４、１５の厚みは８．５μｍと
なるように構成されている。
イヤフラム部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。本実施形態の圧力センサでは、半導体基
板としてＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａ
ｔｏｒ）基板１０を用いている。ＳＯＩ基板１０は、シ
リコンで構成された第１の基板１１と第２の基板１２と
が酸化膜１３を介して接合されている。第１の基板１１
にはエッチングにより２つのダイヤフラム部（薄肉部）
１４、１５が形成されている。なお、本実施形態の圧力
センサでは、第１のダイヤフラム部１４の大きさは４５
μｍ角、第２のダイヤフラム部１５の大きさは６０μｍ
角、各ダイヤフラム部１４、１５の厚みは８．５μｍと
なるように構成されている。
【００１４】第１の基板１１におけるダイヤフラム部１
４、１５には、それぞれピエゾ抵抗素子であるゲージ抵
抗（拡散抵抗）ＲＡ〜ＲＤ、ＲＥ〜ＲＨが形成されてい
る。本実施形態では（１００）面方位に拡散抵抗が形成
されている。これらの拡散抵抗ＲＡ〜ＲＤ、ＲＥ〜ＲＨ
は、結線されて第１、第２のブリッジ回路を形成してい
る。また、基板表面にはシリコン酸化膜からなる絶縁膜
１６が形成されている。この絶縁膜１６にはコンタクト
ホール１７が形成され、その上にＡｌ等よりなる配線１
８がパターニングされ、さらにその上に保護膜（パッシ
ベーション膜）１９が形成されている。
４、１５には、それぞれピエゾ抵抗素子であるゲージ抵
抗（拡散抵抗）ＲＡ〜ＲＤ、ＲＥ〜ＲＨが形成されてい
る。本実施形態では（１００）面方位に拡散抵抗が形成
されている。これらの拡散抵抗ＲＡ〜ＲＤ、ＲＥ〜ＲＨ
は、結線されて第１、第２のブリッジ回路を形成してい
る。また、基板表面にはシリコン酸化膜からなる絶縁膜
１６が形成されている。この絶縁膜１６にはコンタクト
ホール１７が形成され、その上にＡｌ等よりなる配線１
８がパターニングされ、さらにその上に保護膜（パッシ
ベーション膜）１９が形成されている。
【００１５】上記した構成において、ダイアフラム部１
４、１５が圧力を受けて変形することによって生じる歪
みを拡散抵抗ＲＡ〜ＲＤ、ＲＥ〜ＲＨが検出する。この
拡散抵抗からの検出信号は、外部に設けられた信号処理
回路に出力され、これにより圧力が検出される。
４、１５が圧力を受けて変形することによって生じる歪
みを拡散抵抗ＲＡ〜ＲＤ、ＲＥ〜ＲＨが検出する。この
拡散抵抗からの検出信号は、外部に設けられた信号処理
回路に出力され、これにより圧力が検出される。
【００１６】図２は、本実施形態の圧力センサの概略回
路構成を示している。図２に示すように、定電圧電源Ｖ
ｃｃから供給された電圧は、電圧調整回路２０を介して
一定電圧（例えば５Ｖ）に変換された後、ブリッジ回路
２１、２２に供給される。第１のブリッジ回路２１は、
第１のダイヤフラム部１４に設けられた拡散抵抗ＲＡ〜
ＲＤにより形成されたものであり、圧力検出用回路を構
成する。同様に第２のブリッジ回路２２は、第２のダイ
ヤフラム部１５に設けられた拡散抵抗ＲＥ〜ＲＨにより
形成されたものであり、故障検出用回路を構成する。
路構成を示している。図２に示すように、定電圧電源Ｖ
ｃｃから供給された電圧は、電圧調整回路２０を介して
一定電圧（例えば５Ｖ）に変換された後、ブリッジ回路
２１、２２に供給される。第１のブリッジ回路２１は、
第１のダイヤフラム部１４に設けられた拡散抵抗ＲＡ〜
ＲＤにより形成されたものであり、圧力検出用回路を構
成する。同様に第２のブリッジ回路２２は、第２のダイ
ヤフラム部１５に設けられた拡散抵抗ＲＥ〜ＲＨにより
形成されたものであり、故障検出用回路を構成する。
【００１７】これらのブリッジ回路２１、２２は並列接
続されており、それぞれ中点電位ＶＢ、ＶＣと中点電位
ＶＦ、ＶＧを出力するように構成されている。これらの
ブリッジ回路２１、２２の出力は、第１、第２切替回路
２３、２４によって切り替えられ、増幅回路２５により
増幅された後、第１、第２データ貯蔵部２６、２７にお
いて故障判定回路２８で比較できる形で格納されるよう
に構成されている。故障判定回路２８では、２つのブリ
ッジ回路２１、２２の出力値に基づいて故障判定が行わ
れる。なお、第１、第２切替回路２３、２４は、タイミ
ング回路３０によりデータ錯誤が生じないようにタイミ
ング制御される。
続されており、それぞれ中点電位ＶＢ、ＶＣと中点電位
ＶＦ、ＶＧを出力するように構成されている。これらの
ブリッジ回路２１、２２の出力は、第１、第２切替回路
２３、２４によって切り替えられ、増幅回路２５により
増幅された後、第１、第２データ貯蔵部２６、２７にお
いて故障判定回路２８で比較できる形で格納されるよう
に構成されている。故障判定回路２８では、２つのブリ
ッジ回路２１、２２の出力値に基づいて故障判定が行わ
れる。なお、第１、第２切替回路２３、２４は、タイミ
ング回路３０によりデータ錯誤が生じないようにタイミ
ング制御される。
【００１８】なお、本実施形態では、２つのダイヤフラ
ム部１４、１５に形成されたブリッジ回路２１、２２
と、増幅回路２５や故障判定回路２８等の処理回路とが
同一の半導体基板に形成されている。
ム部１４、１５に形成されたブリッジ回路２１、２２
と、増幅回路２５や故障判定回路２８等の処理回路とが
同一の半導体基板に形成されている。
【００１９】図３は、シリコン基板１０におけるダイヤ
フラム部１４、１５の大きさ（面積）とブリッジ回路２
１、２２の出力（感度）との関係を示している。図３に
示すようにダイヤフラム部の大きさに比例して感度が上
昇している。例えば本実施形態の圧力センサでは、６０
μｍ角のダイヤフラム部１５に形成された故障検出用ブ
リッジ回路２２は４５μｍ角のダイヤフラム部１４に形
成された圧力検出用ブリッジ回路２１に比較して、およ
そ２倍の出力が出ていることが分かる。すなわち、本実
施形態では、故障検出用ブリッジ回路２２の方が高感度
となるように構成されている。
フラム部１４、１５の大きさ（面積）とブリッジ回路２
１、２２の出力（感度）との関係を示している。図３に
示すようにダイヤフラム部の大きさに比例して感度が上
昇している。例えば本実施形態の圧力センサでは、６０
μｍ角のダイヤフラム部１５に形成された故障検出用ブ
リッジ回路２２は４５μｍ角のダイヤフラム部１４に形
成された圧力検出用ブリッジ回路２１に比較して、およ
そ２倍の出力が出ていることが分かる。すなわち、本実
施形態では、故障検出用ブリッジ回路２２の方が高感度
となるように構成されている。
【００２０】次に、本実施形態の圧力センサの故障検出
について説明する。まず、ダイヤフラム部１４、１５へ
の圧力印可に対する圧力検出用ブリッジ回路２１の出力
電圧値の変化特性と、故障検出用ブリッジ回路２２の出
力電圧値の変化特性とを、記憶回路２９に予め記憶させ
ておく。これらの出力値の変化特性を得るためには、少
なくとも２点以上の圧力点におけるブリッジ回路２１、
２２の出力値が分かればよい。このとき、ブリッジ回路
２１、２２の出力値が圧力変動に対して必ずしも直線的
に変化するとは限らないことを考慮すれば、より精度よ
く変化特性を得るために任意の３点以上の出力値をとる
ことが望ましい。
について説明する。まず、ダイヤフラム部１４、１５へ
の圧力印可に対する圧力検出用ブリッジ回路２１の出力
電圧値の変化特性と、故障検出用ブリッジ回路２２の出
力電圧値の変化特性とを、記憶回路２９に予め記憶させ
ておく。これらの出力値の変化特性を得るためには、少
なくとも２点以上の圧力点におけるブリッジ回路２１、
２２の出力値が分かればよい。このとき、ブリッジ回路
２１、２２の出力値が圧力変動に対して必ずしも直線的
に変化するとは限らないことを考慮すれば、より精度よ
く変化特性を得るために任意の３点以上の出力値をとる
ことが望ましい。
【００２１】これらの２つのブリッジ回路２１、２２の
出力の間には、上記の図４に示すような固定された関係
が成り立つ。すなわち、圧力センサが正常に作動してい
れば、ある圧力点における２つのブリッジ回路２１、２
２の出力は、それぞれ常に同じ値になる。従って、圧力
センサが作動している際に、圧力検出用ブリッジ回路２
１の出力と故障検出用ブリッジ回路２２の出力とを比較
し、これらの出力値の関係が記憶回路２９に記憶されて
いる関係を満たさなければ、ブリッジ回路２１が正常な
出力値を出力していないと判断することができる。
出力の間には、上記の図４に示すような固定された関係
が成り立つ。すなわち、圧力センサが正常に作動してい
れば、ある圧力点における２つのブリッジ回路２１、２
２の出力は、それぞれ常に同じ値になる。従って、圧力
センサが作動している際に、圧力検出用ブリッジ回路２
１の出力と故障検出用ブリッジ回路２２の出力とを比較
し、これらの出力値の関係が記憶回路２９に記憶されて
いる関係を満たさなければ、ブリッジ回路２１が正常な
出力値を出力していないと判断することができる。
【００２２】このとき本実施形態では、上記のように２
つのダイヤフラム部１４、１５の大きさを変えることに
より、故障検出用ブリッジ回路２２が圧力検出用ブリッ
ジ回路２１より高感度になるように構成している。この
ため、故障検出用ブリッジ回路２２ではダイヤフラム部
の故障や劣化（破壊）を圧力検出用ブリッジ回路２１よ
り先に検出することが可能となり、高い精度で故障を検
出することができる。高い信頼性と故障に対する安全性
を確保することができる。
つのダイヤフラム部１４、１５の大きさを変えることに
より、故障検出用ブリッジ回路２２が圧力検出用ブリッ
ジ回路２１より高感度になるように構成している。この
ため、故障検出用ブリッジ回路２２ではダイヤフラム部
の故障や劣化（破壊）を圧力検出用ブリッジ回路２１よ
り先に検出することが可能となり、高い精度で故障を検
出することができる。高い信頼性と故障に対する安全性
を確保することができる。
【００２３】さらに、本実施形態の圧力センサでは、故
障が発生していると判定された場合には、故障判定回路
２８はセンサ出力を通常の出力電圧範囲（例えば０．５
〜４．５Ｖ）の範囲外（ダイアグ領域）に強制的にシフ
トさせ、異常発生を示す信号を出力するように構成され
ている。
障が発生していると判定された場合には、故障判定回路
２８はセンサ出力を通常の出力電圧範囲（例えば０．５
〜４．５Ｖ）の範囲外（ダイアグ領域）に強制的にシフ
トさせ、異常発生を示す信号を出力するように構成され
ている。
【００２４】なお、本実施形態のように、２つの異なる
出力変化特性を有するブリッジ回路を設けることによ
り、ブリッジ回路の感度の温度特性の補正を行うことが
できる。
出力変化特性を有するブリッジ回路を設けることによ
り、ブリッジ回路の感度の温度特性の補正を行うことが
できる。
【００２５】（他の実施形態）なお、上記実施形態の圧
力センサでは、半導体基板としてＳＯＩ基板を用いた
が、これに限らず、例えば図５に示す単結晶シリコン基
板を用いても同様に実施できる。図５に示す圧力センサ
では、単結晶シリコン基板３０に２つのダイヤフラム部
１４、１５を形成し、面方位（１００）に拡散抵抗ＲＡ
〜ＲＤ、ＲＥ〜ＲＨを形成している。単結晶シリコン基
板３０はガラス台座３１に陽極接合によって接合されて
いる。以上の圧力センサの構成でも、上記実施形態と圧
力センサと同様の効果を得ることができる。
力センサでは、半導体基板としてＳＯＩ基板を用いた
が、これに限らず、例えば図５に示す単結晶シリコン基
板を用いても同様に実施できる。図５に示す圧力センサ
では、単結晶シリコン基板３０に２つのダイヤフラム部
１４、１５を形成し、面方位（１００）に拡散抵抗ＲＡ
〜ＲＤ、ＲＥ〜ＲＨを形成している。単結晶シリコン基
板３０はガラス台座３１に陽極接合によって接合されて
いる。以上の圧力センサの構成でも、上記実施形態と圧
力センサと同様の効果を得ることができる。
【００２６】また、上記実施形態の圧力センサでは２つ
のダイヤフラム部１４、１５を備えているので、圧力検
出用ブリッジ回路２１が故障した場合には、故障検出用
ブリッジ回路２２を暫定的に圧力検出用ブリッジ回路と
して代用することも可能である。
のダイヤフラム部１４、１５を備えているので、圧力検
出用ブリッジ回路２１が故障した場合には、故障検出用
ブリッジ回路２２を暫定的に圧力検出用ブリッジ回路と
して代用することも可能である。
【００２７】また、上記実施形態の圧力センサでは、各
ダイヤフラム部の大きさを変えることによって、それぞ
れに形成したブリッジ回路の出力が異なるように構成し
たが、各ダイヤフラム部の厚みを変えることにより、そ
れぞれのブリッジ回路において異なる出力が得られるよ
うに構成してもよい。
ダイヤフラム部の大きさを変えることによって、それぞ
れに形成したブリッジ回路の出力が異なるように構成し
たが、各ダイヤフラム部の厚みを変えることにより、そ
れぞれのブリッジ回路において異なる出力が得られるよ
うに構成してもよい。
【００２８】また、上記実施形態では、シリコン基板に
２つのダイヤフラム部を設け、それぞれに出力変化特性
の異なるブリッジ回路を形成したが、シリコン基板にさ
らに多くのダイヤフラム部を設けてもよい。
２つのダイヤフラム部を設け、それぞれに出力変化特性
の異なるブリッジ回路を形成したが、シリコン基板にさ
らに多くのダイヤフラム部を設けてもよい。
【００２９】また、上記実施形態では、圧力検出用ブリ
ッジ回路および故障検出用ブリッジ回路を拡散抵抗から
構成したが、これに限らず、拡散抵抗に代えて薄膜抵抗
から構成することもできる。
ッジ回路および故障検出用ブリッジ回路を拡散抵抗から
構成したが、これに限らず、拡散抵抗に代えて薄膜抵抗
から構成することもできる。
【００３０】また、上記実施形態では、圧力検出用回路
および故障検出用回路としてブリッジ回路を用いたが、
これに限らず、例えば容量型センサを用いることもでき
る。
および故障検出用回路としてブリッジ回路を用いたが、
これに限らず、例えば容量型センサを用いることもでき
る。
【図１】（ａ）は上記実施形態の圧力センサのダイヤフ
ラム部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図
である。
ラム部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図
である。
【図２】図１の圧力センサの概略構成を示す回路図であ
る。
る。
【図３】ダイヤフラム部の大きさと感度の関係を示す特
性図である。
性図である。
【図４】圧力センサのブリッジ回路の出力特性を示す特
性図である。
性図である。
【図５】本発明の変形例における圧力センサのダイヤフ
ラム部の断面図である。
ラム部の断面図である。
１０…シリコン基板、１４、１５…ダイヤフラム部（薄
肉部）、２１…圧力検出用ブリッジ回路、２２…故障検
出用ブリッジ回路、２８…故障判定回路、ＲＡ〜ＲＤ、
ＲＥ〜ＲＨ…ゲージ抵抗。
肉部）、２１…圧力検出用ブリッジ回路、２２…故障検
出用ブリッジ回路、２８…故障判定回路、ＲＡ〜ＲＤ、
ＲＥ〜ＲＨ…ゲージ抵抗。
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の薄肉部（１４、１５）が形成され
た半導体基板（１０、３０）と、 第１の前記薄肉部（１４）に設けられ、圧力に応じて電
気信号を出力する圧力検出用回路と、 第２の前記薄肉部（１５）に設けられ、前記圧力検出用
回路に比較して高い感度で圧力に応じて電気信号を出力
する故障検出用回路と、 前記圧力検出用回路と前記故障検出用回路の各出力に基
づいて前記圧力検出用回路の故障判定を行う故障判定手
段（２８）とを備えていることを特徴とする圧力セン
サ。 - 【請求項２】 前記第２薄肉部（１５）は、前記第１の
薄肉部（１４）に比較して面積が大きくなるように構成
されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力セン
サ。 - 【請求項３】 前記第２薄肉部（１５）は、前記第１の
薄肉部（１４）に比較して厚みが薄くなるように構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の圧力セン
サ。 - 【請求項４】 前記圧力検出用回路および前記故障検出
用回路は、それぞれゲージ抵抗（ＲＡ〜ＲＤ；ＲＥ〜Ｒ
Ｈ）から形成されるブリッジ回路（２１、２２）である
ことを特徴とする請求項１ないし３に記載の圧力セン
サ。 - 【請求項５】 前記ゲージ抵抗は、拡散抵抗であること
を特徴とする請求項４に記載の圧力センサ。 - 【請求項６】 前記ゲージ抵抗は、薄膜抵抗であること
を特徴とする請求項４に記載の圧力センサ。 - 【請求項７】 前記故障判定回路は、前記薄肉部が形成
されている半導体基板に設けられていることを特徴とす
る請求項１ないし６に記載の圧力センサ。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP36645899A JP4379993B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 圧力センサ |
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| DE60028678T DE60028678T8 (de) | 1999-09-24 | 2000-09-22 | System zum Bestimmen von Fehlern oder Abnormalitäten eines Messfühlers, eingebaut in ein Gerät zur Messung einer physikalischen oder dynamischen Grösse |
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| EP06005301A EP1666862B1 (en) | 1999-09-24 | 2000-09-22 | Sensor failure or abnormality detecting system incorporated in a physical or dynamic quantity detecting apparatus |
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|---|---|
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