JP2002148131A - 物理量検出装置 - Google Patents

物理量検出装置

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JP2002148131A
JP2002148131A JP2000343670A JP2000343670A JP2002148131A JP 2002148131 A JP2002148131 A JP 2002148131A JP 2000343670 A JP2000343670 A JP 2000343670A JP 2000343670 A JP2000343670 A JP 2000343670A JP 2002148131 A JP2002148131 A JP 2002148131A
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resistor
resistors
temperature
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Yukihiko Tanizawa
幸彦 谷澤
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Denso Corp
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    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
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    • G01L9/06—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
    • G01L9/065—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices with temperature compensating means

Abstract

(57)【要約】 【課題】 調整しやすい物理量検出装置用回路を少ない
オペアンプ数で構成する。 【解決手段】 直列接続されたセンシング素子である抵
抗Ｒａ、Ｒｂの中間電圧Ｖ１をオペアンプＯＰ１の反転
入力端子に接続し、非反転入力端子に抵抗Ｒ１、Ｒ２に
よって形成される参照電圧Ｖｒｅｆが入力されるように
する。そして、オペアンプＯＰ１の反転入力端子と出力
端子との間にフィードバック抵抗Ｒｔｓを配置する。抵
抗Ｒａ、Ｒｂの抵抗温度係数ＴＣＲと感度温度係数ＴＣ
Ｓとの差と、フィードバック抵抗の抵抗温度係数ＴＣＲ
ｔｓとがほぼ同等となるようにすると共に、参照電圧Ｖ
ｒｅｆがセンシングされた物理量変化や温度変化に対し
て変化しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物理量に応じた出
力を発生させる物理量検出装置に関するもので、特に、
車両搭載用のピエゾ抵抗式の半導体圧力センサや半導体
加速度センサ等に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体圧力センサの回路として特
許第２９７６４８７号公報に示すものがある。この公報
に示される圧力センサの回路構成を図５に示す。この図
に示される圧力センサは、４個のオペアンプＯＰ１１〜
ＯＰ１４を有した構成となっている。
【０００３】オペアンプＯＰ１１は圧力検出用歪ゲージ
のホイートストン・ブリッジに定電流を供給することに
よって、感度の温度特性を補償する働きがある。この公
報においては、感度の温度特性補償のために歪ゲージ用
の拡散抵抗Ｒａ’〜Ｒｄ’の濃度を最適化している。オ
ペアンプＯＰ１２および出力が抵抗Ｒ１６につながるオ
ペアンプＯＰ１３の２個のオペアンプはボルテージ・フ
ォロワとして使われており、ゲージ出力から直接電流が
流れ出ることによる誤差を防ぐ働きを担っている。オペ
アンプＯＰ１４は圧力信号の増幅および零点シフトの働
きがある。このような回路においては、広い温度範囲で
も高精度を実現できるという特徴をもつ。
【０００４】しかし、コストダウンのために集積化した
際の回路規模をより小さくしたいという要求がある。こ
のような要求を考慮すると、ＩＣチップ上で大きな面積
を占めるオペアンプをより少なくする回路構成が有利と
いえる。
【０００５】こうした要求に答えようとするものとし
て、特公平３−６７２１１号公報に示されるものがあ
る。この公報に示される圧力センサの回路構成を図６に
示す。
【０００６】この図に示される圧力センサでは２個のオ
ペアンプＯＰ２１、ＯＰ２２を用いた構成により、図５
に示した４個のオペアンプＯＰ１１〜ＯＰ１４を用いた
構成と同一の機能を得ようとしている。
【０００７】しかしながら、例えば車両搭載用の圧力セ
ンサにおいては、５Ｖ単一電源で駆動され、０．５〜
４．５Ｖを出力範囲として、圧力上昇と共に出力電圧が
増加するように出力させることが標準になっている現状
から、以下の、に示すような不都合がある。
【０００８】図６に示す圧力センサにおいては、前段
のオペアンプＯＰ２１が基本的に差動増幅器の構成とな
っている。このため、オペアンプＯＰ２１の出力は歪ゲ
ージＲａ’〜Ｒｄ’にかかる圧力が零（つまり歪ゲージ
Ｒａ’〜Ｒｄ’の抵抗値変化ΔＲが零）のときには０Ｖ
となり、圧力上昇とともに増加する構成となっている。
【０００９】しかし、通常のオペアンプでは、電源の高
電位（Ｖｃｃ）付近および低電位（グランド）付近はオ
ペアンプ内の出力トランジスタの｜Ｖｃｅ（ｓａｔ）｜
≒０．２Ｖ等で制限され、０Ｖ付近は出力できない。ま
た、２つの圧力の差圧を検出するような場合、マイナス
の電圧を出力できないため、負圧に対する出力を発生さ
せられない。
【００１０】出力範囲を０．５Ｖからとしていること
から零点をシフトさせる必要がある。このため、最終段
のオペアンプＯＰ２２は必然的に、反転増幅器を基本と
する加算回路として使わざるを得ないが、このような構
成では圧力上昇に伴って前段のオペアンプＯＰ２１の出
力が増加すると、最終段のオペアンプＯＰ２２の出力が
反転した形で現われ、圧力上昇に伴って減少するような
出力になってしまう。
【００１１】すなわち、圧力センサとして要求される特
性が図７（ａ）に示されるものであるとしても、上記公
報に示される圧力センサにおいては、図７（ｂ）に示さ
れる特性しか実現できない。
【００１２】一方、上記要求に答えようとするものとし
て、特開平３−５１７３３号公報に示されるものもあ
る。この公報に示される圧力センサの回路構成を図８に
示す。
【００１３】この図に示される圧力センサにおいても、
２個のオペアンプＯＰ３１、ＯＰ３２を用いた構成によ
り、図５に示した４個のオペアンプを用いた構成と同一
の機能を得ようとしている。
【００１４】この回路では感度温度補償のためにフィー
ドバック抵抗Ｒｈに温度依存性を持たせており、さらに
オフセット（零点ともいう。）およびオフセット温度特
性の調整も行える。しかし、単純にオフセットのみを調
整する場合でも、フィードバック抵抗Ｒｈに温度依存性
があるので、これを相殺するために、抵抗Ｒｉ、Ｒ２
７、Ｒ２９の合成抵抗および抵抗Ｒｊ、Ｒ２８、Ｒ３０
の合成抵抗は抵抗Ｒｈ、Ｒ２６の合成抵抗と抵抗温度係
数（ＴＣＲ）を等しく調整する必要がある。
【００１５】また、実際のオフセットおよびオフセット
温度特性調整ではＲ２７、Ｒ２９、Ｒ２８、Ｒ３０を適
切に調整することになるが、それらのどの抵抗をトリム
しても、フィードバック抵抗Ｒｈに温度依存性があるた
めにオフセット温度特性が変化してしまう。すなわち、
この回路ではオフセットとオフセット温度特性は完全な
独立調整ができないため、精度のよい調整が難しい。
【００１６】さらに、もう一つ調整精度に関わる現象が
ある。２段目のオペアンプＯＰ３２の非反転入力端子に
ブリッジの出力を接続しているため、この増幅されてい
ない圧力信号を含む電位を基準に動作する。そのため、
２段目の回路でオフセットおよびオフセット温度特性の
調整を行おうとして抵抗Ｒ２７、Ｒ２９、Ｒ２８、Ｒ３
０のいずれかを調整すると、わずかながら圧力信号成分
に影響を与えてしまう。すなわち、感度の調整値に影響
を与える。感度調整後にオフセットおよびオフセット温
度特性の調整を行えば、感度の調整値がわずかながらず
れて感度精度が劣化する。逆にブリッジのオフセットも
含めて、先にオフセットおよびオフセット温度特性の調
整をする場合、感度調整によってオフセットおよびオフ
セット温度特性の調整値がずれるという現象が起こる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記点に鑑み
て、単一電源動作時でも圧力の零付近および負圧に対し
ても所望の正確な出力電圧を出力することを可能とし、
かつ精度のよい調整が容易でありながら、少ないオペア
ンプ数で構成できる物理量検出装置の温度補償回路を得
ることを目的とする。
【００１８】
【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乃至１２に記載の発明では、第１のオペア
ンプと、第１のオペアンプの反転入力端子と第１の基準
電位点（Ｖｃｃ）に接続される第１の抵抗（Ｒａ）と、
第１のオペアンプの反転入力端子と第２の基準電位点
（グランド）に接続される第２の抵抗（Ｒｂ）と、第１
のオペアンプの反転入力端子と出力端子との間に配置さ
れたフィードバック抵抗（Ｒｔｓ）と、第１のオペアン
プの非反転入力端子に入力される参照電圧（Ｖｒｅｆ）
を発生させる参照電圧発生部（Ｒ１、Ｒ２）とを備え、
第１、第２の抵抗（Ｒａ、Ｒｂ）の少なくとも一方はセ
ンシング素子として、第１、第２の抵抗の抵抗温度係数
（ＴＣＲ）とセンシング素子としての感度温度係数（Ｔ
ＣＳ）との差と前記フィードバック抵抗の抵抗温度係数
（ＴＣＲｔｓ）とがほぼ同等としたことを特徴としてい
る。
【００１９】このように、第１のオペアンプは参照電圧
を基準とした電圧を出力することができるため、オペア
ンプが出力できない電圧レベル（例えば単一電源時では
電源電圧およびグランド付近の電圧）を避けることが可
能となる。
【００２０】また、第１、第２の抵抗の抵抗温度係数
（ＴＣＲ）とセンシング素子としての感度温度係数（Ｔ
ＣＳ）との差とフィードバック抵抗の抵抗温度係数（Ｔ
ＣＲｔｓ）とがほぼ同等となるようにすることで、第１
のオペアンプのみでセンサの感度温度補償を完結するこ
とができる。すなわち、第１のオペアンプ出力を入力と
する次段の回路ではオフセットおよびオフセット温度特
性の調整のみを行えばよく、それらの調整と感度温度補
償を独立させられるので、高精度の調整が容易となる。
【００２１】例えば、請求項３に示すように、第１、第
２の抵抗の不純物濃度が約１×１０ 19ｃｍ-3、フィード
バック抵抗の不純物濃度が約４×１０17ｃｍ-3とすれ
ば、第１、第２の抵抗の抵抗温度係数（ＴＣＲ）とピエ
ゾ抵抗効果によるゲージ抵抗の感度温度係数（ＴＣＳ）
との差と、フィードバック抵抗の抵抗温度係数（ＴＣＲ
ｔｓ）とがほぼ同等となる。
【００２２】なお、第１、第２の抵抗が共にセンシング
素子として構成されていても良いが、請求項４に示すよ
うに、第１、第２の抵抗のうちのいずれか一方が、物理
量に応じて抵抗値を変化させるセンシング素子として構
成され、他方が物理量に応じて抵抗値を変化させない抵
抗として構成されていてもよい。
【００２３】請求項５に記載の発明においては、参照電
圧発生部は、第１の基準電位点と第２の基準電位点との
間において直列接続された第３、第４の抵抗（Ｒ１、Ｒ
２）で構成され、該第３、第４の抵抗によって抵抗分割
された電圧を参照電圧としており、第３、第４の抵抗の
抵抗温度係数がほぼ同等に構成されていることを特徴と
している。
【００２４】このように、第３、第４の抵抗温度係数が
ほぼ同等に構成されていれば、参照電圧が温度変化に対
して変化しないようにすることができる。
【００２５】この場合、請求項６に示すように、第３、
第４の抵抗のいずれか一方をトリミング調整することに
より、第１のオペアンプの出力におけるオフセットの調
整が行える。
【００２６】請求項７に記載の発明においては、フィー
ドバック抵抗と並列に調整抵抗（Ｒｔｓ’）が接続され
ていることを特徴としている。このような調整抵抗を設
けることにより、ダイヤフラム厚が大幅に違うチップを
製造する際等に発生する感度温度特性を調整抵抗のトリ
ミング調整によって調整できる。
【００２７】請求項８に記載の発明においては、第１の
オペアンプの出力端子に接続された第５の抵抗（Ｒ３）
と、第５の抵抗を介して、第１のオペアンプの出力が反
転入力端子に入力されると共に、参照電圧が非反転入力
端子に入力されるように構成された第２のオペアンプ
（ＯＰ２）と、第２のオペアンプの出力端子と反転入力
端子との間に配置された第６の抵抗（Ｒ６）と、を備え
ていることを特徴としている。
【００２８】このような構成により、第１のオペアンプ
の出力は参照電圧を基準として物理量変化と共に減少さ
せておき、第２のオペアンプによってさらに増幅すると
共に反転させ、物理量変化に伴って出力電圧が上昇する
ような出力を発生させることができる。
【００２９】この場合、請求項９に示すように、第１の
基準電位点と第２のオペアンプの反転入力端子との間に
オフセット調整用抵抗（Ｒ５）を備えることで、第１の
オペアンプの出力に対してオフセット調整を行うことが
できる。
【００３０】なお、オフセット調整用抵抗の抵抗値の調
整によって、第２のオペアンプの出力電圧の零点シフト
を行えるため、負圧に対する出力を得たい場合には、負
圧を見込んだシフト量とすればよい。例えば、想定され
る負圧の最小値と第２のオペアンプの出力電圧の通常使
用範囲の最小値（例えば０．５Ｖ）とが一致するように
オフセット調整用抵抗の抵抗値を設定すればよい。
【００３１】請求項１０に記載の発明においては、第１
の基準電位点と第２のオペアンプの反転入力端子との間
に第７、第８の抵抗（Ｒ４１、Ｒｔｏ１）が備えられて
いると共に、第２のオペアンプの反転入力端子と第２の
基準電位点との間に第９、第１０の抵抗（Ｒｔｏ２、Ｒ
４２）が備えられており、第８、第９の抵抗が抵抗温度
特性を有した構成となっていることを特徴としている。
【００３２】このような構成により、第８、第９の抵抗
温度特性に基づいて、第２のオペアンプの出力に対して
オフセット温度特性の補償を行うことができる。
【００３３】また、請求項１１に示すように、第７、１
０の抵抗のいずれか一方をトリミング調整することで、
第７、第８の抵抗と第９、第１０の抵抗とのバランスを
崩すなどの調整を行うことができるため、これによって
第２のオペアンプの出力のオフセット温度特性の調整を
行うことができる。すなわち、以上のようにオペアンプ
が２個でも、所望のセンサ用温度補償回路を実現でき
る。
【００３４】請求項１３に記載の発明においては、第１
の抵抗に流れる電流のほとんどが第２の抵抗に流れ込む
ように参照電圧を設定したことを特徴としている。この
ように設定すれば、第２のオペアンプに入力される参照
電圧が第１のオペアンプに入力される参照電圧と共通化
されていることから、第１のオペアンプの出力を第２の
オペアンプで処理する際に好ましい。
【００３５】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。
【００３６】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明の一実施
形態を適用した物理量センサとしての圧力センサの回路
構成を図１に示す。以下、図１に基づいて圧力センサの
構成について説明する。
【００３７】圧力センサには、歪ゲージを成すピエゾ抵
抗効果を有する第１、第２の抵抗としての拡散抵抗Ｒ
ａ、Ｒｂ、感度の温度特性補償用回路１、オフセット及
びオフセット温度特性補償用回路２が備えられている。
拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂは直列接続されており、電源電圧Ｖ
ｃｃ（例えば５Ｖ電源からの電圧）が印加される第１の
基準電位点と、この第１の基準電位点よりも低電位とさ
れる第２の基準電位点（本実施形態ではグランド電位）
との間に配置されている。これら拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂの
圧力変化に伴う抵抗値変化は、感度の温度特性補償用回
路１やオフセット及びオフセット温度特性補償用回路２
によって感度の温度特性やオフセット及びオフセット温
度特性が補償されたのち、センサ出力として出力端子Ｖ
ｏｕｔから出力される。
【００３８】感度の温度特性補償用回路１は、オペアン
プ（第１のオペアンプ）ＯＰ１と、オペアンプＯＰ１の
反転入力端子と出力端子との間に備えられたフィードバ
ック抵抗Ｒｔｓとを有した構成となっている。オペアン
プＯＰ１の反転入力端子には、拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂの中
間電圧Ｖ１が入力され、非反転入力端子には、電源電圧
Ｖｃｃを第３、第４の抵抗としての抵抗Ｒ１、Ｒ２によ
って抵抗分割した参照電圧Ｖｒｅｆが入力されるように
なっている。参照電圧Ｖｒｅｆは電源電圧Ｖｃｃの半分
（Ｖｃｃ／２）を想定しており、この参照電圧Ｖｒｅｆ
に対して中間電圧Ｖ１が変動しないようにオペアンプＯ
Ｐ１が制御している。このため、圧力変化に伴う電圧変
化はオペアンプＯＰ１の出力においてはじめて発生し、
通常のブリッジ回路の２つの出力に相当するのは、オペ
アンプＯＰ１の出力Ｖ２と参照電圧Ｖｒｅｆである。な
お、本発明は歪ゲージを成すブリッジが第１、第２の抵
抗（拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂ）からなるハーフブリッジ構造
を用いることで成り立つものである。
【００３９】ここで、参照電圧Ｖｒｅｆを形成している
抵抗Ｒ１、Ｒ２の役割について説明する。
【００４０】通常、歪ゲージでホイートストン・ブリッ
ジを構成すると、４個の拡散抵抗の微妙なばらつきによ
ってブリッジの零点がずれ、オフセットが生じる。この
ため、圧力感度調整の前にオフセット調整が必要だが、
通常は図２に示すいずれかの回路構成によって行われ
る。
【００４１】すなわち、図２（ａ）に示すように拡散抵
抗Ｒａ’〜Ｒｄ’に直列に抵抗５０、５１を設けるか、
図２（ｂ）に示すように拡散抵抗Ｒａ’〜Ｒｄ’に並列
に抵抗５２、５３を設け、これらの抵抗をトリミング調
整することによってブリッジにおけるオフセット調整を
行う。
【００４２】しかし、調整用の抵抗５０〜５３にはレー
ザトリミングが行えるＣｒＳｉ等、抵抗温度係数ＴＣＲ
がほぼ零の薄膜抵抗が用いられるので、歪ゲージとの抵
抗温度係数ＴＣＲの差によって温度が変わるとブリッジ
の零点がずれるという現象が生じる。よって、オフセッ
トの温度特性も別途調整する必要が生じる。
【００４３】上記現象は、抵抗温度係数ＴＣＲの違う抵
抗同士を直接接続することによって生じている。これに
対し、本実施形態では、ゲージ抵抗部分における零点
（すなわち歪ゲージに圧力が印加されていない時におけ
るオペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖ２と参照電圧Ｖｒｅｆ
との差）の調整を抵抗Ｒ２あるいはＲ１で行っており、
さらに抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とを同じ種類の抵抗としてい
る。このため、抵抗温度係数ＴＣＲが違う抵抗同士が直
接接続されず、ゲージ抵抗部分における零点がずれない
ようにできると共に、参照電圧Ｖｒｅｆが温度変化に対
して変化しないようにできる。従って、オペアンプのオ
フセット電圧が十分小さく、その温度特性の影響が問題
とならない場合には、室温等のある１点の温度において
抵抗Ｒ２あるいはＲ１により上記オフセットの調整を行
えば、オフセット温度特性補償も兼ねることが可能とな
る。
【００４４】なお、実際にはオフセット及びオフセット
温度特性は拡散抵抗の線幅ばらつき以外が原因となって
生じる場合がある。例えば、図９に示すチップ構造の圧
力センサがある。なお、図９（ａ）は圧力センサの斜視
図、図９（ｂ）は圧力センサの断面図を表している。こ
の図に示されるようなチップ構造の場合、歪ゲージＲ
ａ、Ｒｂが形成されているダイアフラム１０上での熱応
力分布に起因する場合が多く、台座１１の線膨張係数や
形状、さらにダイアフラム形状や歪ゲージＲａ、Ｒｂの
配置、パッシベーション等のチップ構造で決定されやす
い。このため、本実施形態では、これらに起因するオフ
セット温度特性およびオペアンプのオフセット電圧によ
るオフセット温度特性の補償のために、後述する抵抗Ｒ
ｔｏ１、Ｒｔｏ２、Ｒ４１、Ｒ４２が設けてある。
【００４５】このような構成においては、歪ゲージに圧
力が印加されて拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂの抵抗値が変化する
と、オペアンプＯＰ１の反転入力端子に入力される抵抗
Ｒａと抵抗Ｒｂの中間電圧Ｖ１が参照電圧Ｖｒｅｆと同
等になるようにオペアンプＯＰ１が制御することから、
抵抗Ｒａ、Ｒｂの抵抗値変化に伴ってオペアンプＯＰ１
の反転入力端子側に流れ込む電流量が変化する。この電
流はそのままフィードバック抵抗Ｒｔｓを介してオペア
ンプＯＰ１の出力端子側に流れ込むため、歪ゲージへの
印加圧力に応じてオペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖ２が変
化するという作動を行う。例えば、電源として５Ｖ電源
を用いている場合、Ｒａ＝Ｒｂ≒Ｒｔｓとして、参照電
圧Ｖｒｅｆを２．５Ｖとすると、オペアンプＯＰ１の出
力が２．５Ｖ−数十ｍＶとなる。
【００４６】また、この回路においては、フィードバッ
ク抵抗Ｒｔｓを感温素子で構成している。そして、この
フィードバック抵抗Ｒｔｓの抵抗温度係数ＴＣＲｔｓを
以下のように設定している。
【００４７】上述したように、参照電圧ＶｒｅｆがＶｃ
ｃ／２である場合、オペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖ２
は、数１のように示される。
【００４８】
【数１】
【００４９】また、圧力印加時における抵抗Ｒａ、Ｒｂ
の抵抗値を、それぞれＲａ＝Ｒ−ΔＲ、Ｒｂ＝Ｒ＋ΔＲ
であるとすると、出力電圧Ｖ２は数２のように示され
る。
【００５０】
【数２】
【００５１】数２の第１項はＶｒｅｆ＝Ｖｃｃ／２とな
っており、第２項が圧力信号を含む項となっている。こ
のため、Ｖ２−Ｖｒｅｆが圧力信号と見なせる。数２の
第２項をもとに、温度上昇と共にゲージ率ΔＲ／Ｒが低
下することに基づき、出力電圧Ｖ２に関して温度補償す
るための条件を出力電圧Ｖ２の温度に対する偏微分を零
とおくことによって求めると、フィードバック抵抗Ｒｔ
ｓの抵抗温度係数ＴＣＲｔｓについて数３が成り立つ。
【００５２】
【数３】
【００５３】ただし、ＴＣＲは拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂの抵
抗温度係数、ＴＣＳは拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂの感度温度係
数を示している。なお、フィードバック抵抗Ｒｔｓの抵
抗温度係数ＴＣＲｔｓ、拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂの抵抗温度
係数ＴＣＲ及び感度温度係数ＴＣＳとは、次の各数式を
満たすものをいう。
【００５４】
【数４】
【００５５】
【数５】
【００５６】
【数６】
【００５７】なお、数３の導出時には通常ΔＲ／Ｒ＝
０．００２〜０．０２程度であることから、（ΔＲ／
Ｒ）2≪１として、（ΔＲ／Ｒ）2を無視している。上述
したことを換言すれば、フィードバック抵抗Ｒｔｓの抵
抗温度係数ＴＣＲｔｓが数３を満たせば、感度の温度特
性を補償できることになる。
【００５８】一方、オフセット及びオフセット温度特性
補償用回路２には、オペアンプＯＰ２と、オペアンプＯ
Ｐ２の反転入力端子と上記したオペアンプＯＰ１の出力
端子との間に配置された第５の抵抗としての抵抗Ｒ３
と、オペアンプＯＰ２の反転入力端子と出力端子との間
に備えられた第６の抵抗としてのフィードバック抵抗Ｒ
６とが備えられており、非反転入力端子には参照電圧Ｖ
ｒｅｆが入力されている。
【００５９】このため、抵抗Ｒ３を介してオペアンプＯ
Ｐ１の出力がＯＰ２の反転入力端子に入力され、オペア
ンプＯＰ２によって反転増幅されたのち、センサ出力と
して出力端子Ｖｏｕｔから出力される。すなわち、上記
数２から出力電圧Ｖ２と参照電圧Ｖｒｅｆとの差電圧が
Ｖｃｃ・Ｒｔｓ・ΔＲ／Ｒ2で示されるとすると、この
差電圧を（Ｒ６／Ｒ３）倍に増幅して、出力端子Ｖｏｕ
ｔから出力するようになっている。後述するＲ４１、Ｒ
４２、Ｒｔｏ１、Ｒｔｏ２、Ｒ５、Ｒ５’がない場合で
は、例えば、オペアンプＯＰ１の出力が２．５Ｖ−数十
ｍＶであったとすると、出力端子Ｖｏｕｔの電圧（以
下、出力電圧という）は、２．５Ｖ＋Ａ×（数十ｍＶ）
となる。なお、ＡはオペアンプＯＰ２のゲインを示して
いる。従って、圧力上昇に伴って出力電圧が上昇する出
力を得ることができる。
【００６０】このように、オペアンプＯＰ１の出力は
２．５Ｖを基準に使用しており、０Ｖ付近を使用してい
ないため、オペアンプＯＰ１に備えられている出力トラ
ンジスタの｜Ｖｃｅ（ｓａｔ）｜≒０．２Ｖによる制限
を受けることなく、圧力が零の場合にも正確に出力電圧
を発生させることができる。
【００６１】ただし、圧力センサの通常使用範囲の電圧
が例えば０．５〜４．５Ｖである場合には、出力電圧が
０．５Ｖから出力されるようにする必要がある。このよ
うな場合、電源とオペアンプＯＰ２の反転入力端子との
間に抵抗Ｒ５を備え、抵抗Ｒ５を介してオペアンプＯＰ
２のフィードバック抵抗であるＲ６に電流が流れ込むよ
うにすることで、オペアンプＯＰ２の出力をシフトさせ
て最終的なオフセット調整も行える。
【００６２】さらに、オフセット及びオフセット温度特
性補償用回路２には、第１の基準電位点（Ｖｃｃ）とオ
ペアンプＯＰ２の反転入力端子との間に配置された第
７、第８の抵抗としての抵抗Ｒ４１と抵抗Ｒｔｏ１、及
びオペアンプＯＰ２の反転入力端子と第２の基準電位点
（グランド）との間に配置された第９、第１０の抵抗と
しての抵抗Ｒｔｏ２とＲ４２が備えられている。これら
のうち、抵抗Ｒｔｏ１、Ｒｔｏ２は抵抗温度特性を有す
るものとして構成されている。
【００６３】これら各抵抗Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒｔｏ１、
Ｒｔｏ２はオフセット温度特性補償に用いられ、例えば
抵抗Ｒ４２をトリミング調整することで抵抗Ｒ４１との
バランスを崩させ、オフセット温度特性を調整する。つ
まり、参照電圧ＶｒｅｆがＶｃｃ／２となっているの
で、各抵抗がバランスしている際には抵抗Ｒ４１及び抵
抗Ｒｔｏ１に流れる電流は、抵抗Ｒ４２及び抵抗Ｒｔｏ
２にそのまま流れ込むため、これらの抵抗値のバランス
を崩すことによって、その差分に相当する電流がオペア
ンプＯＰ２のフィードバック抵抗Ｒ６に流れ込むことに
なる。このとき、抵抗Ｒｔｏ１、Ｒｔｏ２が抵抗温度特
性を有しているため、オフセット温度特性の補償が可能
となる。なお、抵抗Ｒ４２のトリム量は電圧Ｖ５をモニ
ターすることで知ることができる。
【００６４】以上説明したように、感度の温度特性補償
用回路１に備えられたオペアンプＯＰ１に関して、参照
電圧Ｖｒｅｆとして零Ｖ付近を用いず、例えば電源電圧
Ｖｃｃの中間電圧を用いているため、印加圧力が零の場
合にも正確に出力電圧を発生させることができる。
【００６５】また、オフセットおよびオフセット温度特
性補償用回路２においても、オペアンプＯＰ２の非反転
入力にはオペアンプＯＰ１と同じ参照電圧Ｖｒｅｆ＝Ｖ
ｃｃ／２を入力する構成としている。
【００６６】また、第１の抵抗Ｒａ、第２の抵抗Ｒとし
て等しい傾きのものを用い、中間電圧Ｖ１がＶｃｃ／２
となっており、参照電圧ＶｒｅｆもＶｃｃ／２となって
いるため、圧力が印加されないときには第１の抵抗Ｒａ
に流れる電流は第２の抵抗Ｒｂにすべて流れることとな
る。そして、オペアンプＯＰ１としての参照電圧が共通
であるため、圧力が印加されていないときに抵抗Ｒａに
流れる電流がすべて抵抗Ｒｂにようにすることで、オペ
アンプＯＰ１の出力信号を処理するオペアンプＯＰ２に
とっては好ましい構成となる。すなわち、圧力が印加さ
れていないときに抵抗Ｒａに流れる電流Ｉａと抵抗Ｒｂ
に全て流れる電流Ｉｂとの差が大きい場合、オペアンプ
ＯＰ２の出力が飽和することがあり、回路上好ましくな
い。
【００６７】さらに、トリミング用抵抗として、感度調
整用抵抗Ｒ３、オフセット調整用抵抗Ｒ５、オフセット
温度特性調整用抵抗Ｒ４１、Ｒ４２があるが、フィード
バック抵抗Ｒ６はトリミング用抵抗と同種の抵抗（例え
ば、ＣｒＳｉ等のＴＣＲがゼロに近い薄膜抵抗）とする
ことを想定している。
【００６８】感度調整用抵抗Ｒ３とフィードバック抵抗
Ｒ６の組み合わせで考えると、抵抗温度係数ＴＣＲが等
しいことでその比率において温度特性は相殺されるた
め、感度調整値に温度特性が発生しないというメリット
がある。
【００６９】オフセット調整においても、参照電圧Ｖｒ
ｅｆが圧力信号を含まず、温度依存性もないため、オフ
セット調整用抵抗Ｒ５による調整は純粋にオフセットの
みが調整可能である。オフセット温度特性調整では抵抗
Ｒ４１およびＲ４２をトリミングすることになるが、こ
の調整では、オフセット温度特性のみでなく、オフセッ
トも変化する。このため、実際の調整ではオフセット温
度特性調整後にオフセット調整を行うことにより、前の
調整結果に影響を与えないという、いわゆる独立調整が
オフセットとオフセット温度特性においても実現でき
る。
【００７０】上述のように、この回路構成では感度、オ
フセット温度特性、オフセットのそれぞれが独立調整可
能であるため、調整しやすく精度の良い調整が実現でき
る。
【００７１】参考のため、出力電圧Ｖｏｕｔについての
関係式を示しておく。
【００７２】
【数７】
【００７３】ここで、Ｖｒｅｆ＝Ｖｃｃ／２、Ｖ２−Ｖ
ｒｅｆ＝−Ｖｃｃ・Ｒｔｓ・△Ｒ／Ｒ2を代入して、下
式を得る。
【００７４】
【数８】
【００７５】上式において、圧力に依存するのは△Ｒの
みであるため、第２項のみが圧力信号に関係しており、
第１項はオフセットおよびオフセット温度特性に関係し
ていることがわかる。このことからも独立調整ができる
ようになっていることがわかる。
【００７６】なお、圧力センサを差圧検出に使用する場
合においては、想定される負圧の最小値とオペアンプＯ
Ｐ２の出力電圧の通常使用範囲の最小値（例えば０．５
Ｖ）とが一致するように抵抗Ｒ５の抵抗値を設定し、オ
ペアンプＯＰ２の出力をシフトさせるようにすればよ
い。このようにすれば、負圧に対する出力も発生させる
ことができる。なお、オペアンプＯＰ２から、正圧に対
しては２．５Ｖから増加する出力、負圧に対しては２．
５Ｖから減少する出力を発生させるなど、参照電圧Ｖｒ
ｅｆ付近以上を中心に出力させる場合には、抵抗Ｒ５’
を追加することで対応でき、場合によってはＲ５は削除
できる。
【００７７】（第２実施形態）本発明の第２実施形態に
ついて説明する。本実施形態では、第１実施形態に対し
てさらに感度温度特性の非直線性の改善を考慮した場合
について説明する。なお、本実施形態における圧力セン
サの回路構成は、図１と同様であるため、図１を参照す
る。
【００７８】感度温度特性の非直線性とは、例えば室温
と高温で感度の補正を行うと氷点下などの低温で感度誤
差が増大するという現象をいう。ボロン（ホウ素；Ｂ）
によって構成したＰ型の拡散抵抗（ピエゾ抵抗素子）に
おける非直線性を含む抵抗温度特性、及びピエゾ抵抗効
果の温度特性について、以下のように表現できることが
発表されている（『第５回「センサの基礎と応用」シン
ポジウム 講演予稿集』（開催地：日本、主催：電気学
会、１９８５年５月３０〜３１日）の「シリコン圧力セ
ンサの温度特性の非直線性」参照）。
【００７９】
【数９】 Ｒ（Ｔ）＝Ｒ０・（１＋α１・Ｔ＋α２・Ｔ
2）
【００８０】
【数１０】 Ｓ（Ｔ）＝Ｓ０・（１＋β１・Ｔ＋β２・
Ｔ2） ここで、Ｒ（Ｔ）は拡散抵抗の抵抗値を示し、Ｓ（Ｔ）
はピエゾ抵抗効果の感度を示している。また、Ｔは基準
温度（図３においては室温２５℃）との温度差を示して
おり、Ｒ０およびＳ０はそれぞれ基準温度における抵抗
値及び感度を示している。α１、α２、β１、β２は温
度係数である。また、Ｓ（Ｔ）、Ｓ０は前出のΔＲ／Ｒ
に置き換えて考えることができる。
【００８１】これら数９、数１０に示される各温度係数
は、拡散抵抗の不純物濃度に依存し、実測値をグラフ化
すると、図３のように示されることが分かっている。
【００８２】このデータに基づいて、図３の近似曲線を
それぞれｙ＝Ｃ0＋Ｃ1・（ｌｏｇｘ）＋Ｃ2・（ｌｏｇ
ｘ）2＋Ｃ3・（ｌｏｇｘ）3（ここでＣｉは係数）、の
ように数式化した上で、図１に示す回路構成で感度温度
特性における非直線性を最小にする条件をシミュレーシ
ョンで求めたところ、図４に示される結果が得られた。
このシミュレーション結果では、拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂの
濃度が約１．２×１０19ｃｍ-3、フィードバック抵抗Ｒ
ｔｓの濃度が約３．６×１０17ｃｍ-3となるときに、非
直線性が最小となった。
【００８３】このため、本実施形態では拡散抵抗Ｒａ、
Ｒｂとフィードバック抵抗Ｒｔｓの不純物濃度が異なる
ようにし、拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂやフィードバック抵抗Ｒ
ｔｓの不純物濃度が上記最適値となるようにしている。
このようにした場合、−３０℃〜１２０℃の広い温度範
囲においても、感度の誤差が±０．１％以下と計算され
る。
【００８４】この最適条件を別の方法で求めてみる。感
度温度特性補償回路１の出力Ｖ２を数２、数７、数８を
もとに表すと下式のようになる。
【００８５】
【数１１】
【００８６】ここではＲｔｓ０の温度係数はＡ１、Ａ２
として、Ｒａ、Ｒｂの係数α１、α２と区別した。上式
をさらに基準温度との温度差Ｔで偏微分し、小さい桁の
項を無視すると、最終的に次式を得る。
【００８７】
【数１２】
【００８８】感度の温度補償ができる条件は上式がゼロ
のときであるから、下式を得る。
【００８９】
【数１３】 Ａ１＝α１−β１
【００９０】
【数１４】 Ａ２＝α２−β２−β１・（α１−β１） 上式は連立方程式であり、それぞれ左辺はＲｔｓの温度
係数、右辺はＲａ、Ｒｂの温度係数で表されている。図
１０、図１１にそれぞれの関係を表すグラフを示す。図
１０は数９の左辺Ａ１のグラフと右辺の条件のグラフを
示し、図１１は数１０の左辺Ａ２のグラフと右辺の条件
のグラフを示している。それぞれのグラフは図３の各グ
ラフの近似曲線をもとに求めている。
【００９１】図１０、図１１で数９、数１０が成り立つ
不純物濃度を探すことができる。あくまで数９、数１０
が同時に成り立つ必要があるので、結果として不純物濃
度の組合せは１つに限られ、拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂの濃度
は約１．５×１０19ｃｍ-3、フィードバック抵抗Ｒｔｓ
の濃度は約３．６×１０17ｃｍ-3で成り立つことがわか
る。すなわち、１０16ｃｍ-3から１０20ｃｍ-3の範囲で
は、この組合せのみが最適条件となる。ただし、感度の
温度特性は不純物濃度のみでなく、チップのパッシベー
ションや台座からの熱応力による影響を受けてズレてし
まうことがあるため、実際に上記条件を適用するに当た
っては上記濃度の前後の条件も実験して、製品構造ごと
に微調整して最適化することが望ましい。
【００９２】上記不純物濃度の条件は先のシミュレーシ
ョン結果ともほぼ一致している。なお、数１３はほぼ先
の数３に相当している。
【００９３】ちなみに、特公平３−６７２１１号公報の
例では、拡散抵抗Ｒａ〜Ｒｄの濃度が１．５×１０19ｃ
ｍ-3、フィードバック抵抗の濃度は１．５×１０18ｃｍ
-3であり、−３０〜１１０℃で０．０５％／℃（すなわ
ち、感度の誤差は７％（上記従来公報値より換算））と
なっている。しかし、車載用圧力センサに要求される使
用温度範囲は近年広がってきており、かつ精度もその他
の誤差を含めて±１〜２％程度以下となることが求めら
れることから、高精度化の観点からみて好ましくない。
【００９４】また、特開平４−２５７６７号公報に示す
４個のオペアンプで構成した例では、拡散抵抗の不純物
濃度を約１０20ｃｍ-3にしている。これを図３のグラフ
で確かめると１次係数の和が零（α１＋β１＝１．８×
１０-3＋（−１．８×１０-3）＝０）となる条件を満た
していることが分かる。これは、感度は温度上昇で低下
する（β１＜０）が、抵抗値が上昇する（α１＞０）の
で定電流を流せば実質的には印加電圧が上昇し、α１＝
−β１ならば温度補償できるということを示していると
いえる。
【００９５】しかしながら、その反面、２次係数の和が
零とならないため（α２＋β２≠０）、この方式では原
理的に感度温度特性に非直線性が存在することになる。
この場合、−３０℃〜１２０℃で、感度の誤差が約０．
５％程度になる。
【００９６】また、図３より、１次係数の和（α１＋β
１）に関しては拡散抵抗の濃度が１０18ｃｍ-3付近でも
ほぼ零となるが、２次係数の和（α２＋β２）に関して
は拡散抵抗の濃度が１０20ｃｍ-3の場合よりも大きくな
ることが分かる。
【００９７】このように、従来の方式では感度温度特性
の非直線性までは合せ込みが不可能であったが、本実施
形態のように、２種類の不純物濃度の抵抗（フィードバ
ック抵抗Ｒｔｓ及び拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂ）を用いること
で、非直線性も含めて感度温度特性をほぼ零にすること
が可能である。
【００９８】なお、上記第１実施形態においては、フィ
ードバック抵抗として抵抗Ｒｔｓについてしか述べてい
ないが、図１の破線で示したように、抵抗Ｒｔｓに対し
て調整抵抗Ｒｔｓ’を並列接続し、それらの合成抵抗を
変化させて感度温度特性を調整することも可能である。
すなわち、熱応力等の影響で実際の製造においてダイア
フラム厚が大幅に違うチップを製造すると感度温度特性
が微妙にずれる場合があるため、フィードバック抵抗Ｒ
ｔｓの不純物濃度はそのままの状態にしておき、ＣｒＳ
ｉ薄膜抵抗等で構成した抵抗を調整することで感度温度
特性を微調整することができる。
【００９９】また、抵抗Ｒｔｏ１、Ｒｔｏ２を拡散抵抗
で形成する場合、数９及び図３（ａ）、（ｂ）が適用で
きることは言うまでもない。
【０１００】（他の実施形態）上記実施形態では、拡散
抵抗Ｒａ、Ｒｂが共に歪ゲージで構成される例を示した
が、拡散抵抗Ｒａのみが歪ゲージで構成され、拡散抵抗
Ｒｂが拡散抵抗Ｒａと同様の抵抗温度係数ＴＣＲを有す
る歪ゲージではない抵抗で構成されるようにするように
してもよい。すなわち、例えば拡散抵抗Ｒａのみがダイ
ヤフラム部に形成され、拡散抵抗Ｒｂがダイヤフラム部
以外に形成されるようにしてもよい。
【０１０１】また、数３、数１３、数１４を含め、第
１、第２実施形態の考え方及び数９と図３（ａ）、
（ｂ）のデータは、ピエゾ抵抗効果を利用した力学量検
出装置のみでなく、その他の抵抗変化による物理量検出
装置にも適用可能である。
【０１０２】最後に、実装上および回路設計上の留意点
について述べておく。本発明は温度補償回路についての
発明であることから、温度の均一性について留意する必
要がある。
【０１０３】感度温度補償については、センシング素子
の感度温度補償をフィードバック抵抗で行っており、同
一温度であることを前提としているため、この２種類の
抵抗の温度をできるだけ近づけることが必要であり、具
体的には半導体センサならば同一チップ内に近接して形
成することが望ましい。また、ピエゾ抵抗効果を利用し
たセンサではフィードバック抵抗は応力の影響を受けな
いことを想定しているので、圧力など検出対象となる物
理量による応力がほとんどない領域に置くか、さらに抵
抗の長手方向（電流方向）をピエゾ抵抗効果の発生しな
い（１００）方向に向けて形成することが望ましい。
【０１０４】また、オフセット温度補償についてはＲｔ
ｏ１、Ｒｔｏ２の温度特性を利用するが、オフセット温
度特性の誤差原因は拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂのバラツキ、お
よびオペアンプＯＰ１、ＯＰ２のオフセット電圧によっ
ているため、Ｒｔｏ１、Ｒｔｏ２およびＲａ、Ｒｂ、Ｏ
Ｐ１、ＯＰ２は同一チップ内にあることが望ましい。
【０１０５】すなわち、回路全体を１チップ内に収める
ことが最も望ましい。こうすることで温度の均一性が得
られ、特に過渡的な温度変化に対する精度が向上でき
る。
【０１０６】また、数２からわかるように感度の温度特
性補償回路１のフィードバック抵抗Ｒｔｓとセンシング
素子の抵抗Ｒとの比率Ｒｔｓ／Ｒに比例して大きな信号
が得られる。こうすることで、２段目のオフセットおよ
びオフセット温度特性補償回路２での増幅度を抑えるこ
とができ、出力Ｖｏｕｔにおけるオペアンプのオフセッ
ト電圧の影響を低減できるメリットがある。しかし、第
２実施形態において前記フィードバック抵抗を約３．６
×１０-17ｃｍ-3程度の低濃度にした場合、電圧Ｖ２に
おいて大きな信号を得るとアイソレーション用の逆バイ
アスによるフィードバック抵抗内の空乏層幅が大きく変
化して、信号に対する非直線性を生じる可能性があるの
で注意を要する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における圧力センサの回
路構成を示す図である。
【図２】ブリッジのオフセット調整を行う回路構成例を
示す図である。
【図３】温度係数α１、α２、β１、β２と不純物濃度
との関係を示す図である。
【図４】（ａ）は拡散抵抗Ｒａ、Ｒｂの不純物濃度の対
する温度と感度誤差の関係を示す図であり、（ｂ）はフ
ィードバック抵抗Ｒｔｓの不純物濃度に対する温度と感
度誤差の関係を示す図である。
【図５】従来公報に示される圧力センサの回路構成を示
す図である。
【図６】従来公報に示される圧力センサの回路構成を示
す図である。
【図７】（ａ）は要望される圧力と出力電圧との関係を
示す図であり、（ｂ）は図６に示す圧力センサの圧力と
出力電圧との関係を示す図である。
【図８】従来公報に示される圧力センサの回路構成を示
す図である。
【図９】圧力センサの具体的な構成を示した図である。
【図１０】数９の左辺と右辺の条件を示す図である。
【図１１】数１０の左辺と右辺の条件を示す図である。
【符号の説明】
ＯＰ１、ＯＰ２…オペアンプ、Ｒｔｓ…フィードバック
抵抗、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ４１、Ｒ４２
…抵抗、Ｒａ、Ｒｂ…拡散抵抗、Ｒｔｏ１、Ｒｔｏ２…
温度特性を有する抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｐ 21/00 Ｇ０１Ｒ 17/12 Ａ Ｇ０１Ｒ 17/12 Ｇ０１Ｄ 5/16 Ｎ

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１のオペアンプと、 前記第１のオペアンプの反転入力端子と第１の基準電位
    点（Ｖｃｃ）に接続される第１の抵抗（Ｒａ）と、 前記第１のオペアンプの反転入力端子と第２の基準電位
    点（グランド）に接続される第２の抵抗（Ｒｂ）と、 前記第１のオペアンプの反転入力端子と出力端子との間
    に配置されたフィードバック抵抗（Ｒｔｓ）と、 前記第１のオペアンプの非反転入力端子に入力される参
    照電圧（Ｖｒｅｆ）を発生させる参照電圧発生部（Ｒ
    １、Ｒ２）とを備え、 前記第１、第２の抵抗（Ｒａ、Ｒｂ）の少なくとも一方
    はセンシング素子である物理量検出センサにおいて、 前記第１、第２の抵抗の抵抗温度係数（ＴＣＲ）とセン
    シング素子としての感度温度係数（ＴＣＳ）との差と前
    記フィードバック抵抗の抵抗温度係数（ＴＣＲｔｓ）と
    がほぼ同等としたことを特徴とする物理量検出装置。
  2. 【請求項２】 前記第１、第２の抵抗と前記フィードバ
    ック抵抗は、共に拡散抵抗で構成されており、これら第
    １、第２の抵抗と前記フィードバック抵抗とが異なる不
    純物濃度で構成されていることを特徴とする請求項１に
    記載の物理量検出装置。
  3. 【請求項３】 前記第１、第２の抵抗の不純物濃度が約
    １×１０19ｃｍ-3であり、前記フィードバック抵抗の不
    純物濃度が約４×１０17ｃｍ-3であることを特徴とする
    請求項２に記載の物理量検出装置。
  4. 【請求項４】 前記第１、第２の抵抗のうちのいずれか
    一方が、物理量に応じて抵抗値を変化させるセンシング
    素子として構成され、他方が物理量に応じて抵抗値を変
    化させない抵抗として構成されていることを特徴とする
    請求項１乃至３のいずれか１つに記載の物理量検出装
    置。
  5. 【請求項５】 前記参照電圧発生部は、前記第１の基準
    電位点と前記第２の基準電位点との間において直列接続
    された第３、第４の抵抗（Ｒ１、Ｒ２）で構成され、該
    第３、第４の抵抗によって抵抗分割された電圧を前記参
    照電圧としており、前記第３、第４の抵抗の抵抗温度係
    数がほぼ同等に構成されていることを特徴とする請求項
    １乃至４のいずれか１つに記載の物理量検出装置。
  6. 【請求項６】 前記第３、第４の抵抗のいずれか一方が
    トリミング調整され、前記中間電圧の零点調整が成され
    ていることを特徴とする請求項５に記載の物理量検出装
    置。
  7. 【請求項７】 前記フィードバック抵抗と並列に調整抵
    抗（Ｒｔｓ’）が接続されていることを特徴とする請求
    項１乃至６のいずれか１つに記載の物理量検出装置。
  8. 【請求項８】 前記第１のオペアンプの出力端子に接続
    された第５の抵抗（Ｒ３）と、 前記第５の抵抗を介して、前記第１のオペアンプの出力
    が反転入力端子に接続されると共に、前記参照電圧が非
    反転入力端子に入力されるように構成された第２のオペ
    アンプ（ＯＰ２）と、 前記第２のオペアンプの出力端子と反転入力端子との間
    に配置された第６の抵抗（Ｒ６）と、を備えていること
    を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の物
    理量検出装置。
  9. 【請求項９】 前記第１の基準電位点と前記第２のオペ
    アンプの反転入力端子との間に接続されるオフセット調
    整用抵抗（Ｒ５）か、前記第２の基準電位点と前記第２
    のオペアンプの反転入力端子との間に接続されるオフセ
    ット調整用抵抗（Ｒ５’）の少なくともいずれか一方が
    備えられていることを特徴とする請求項８に記載の物理
    量検出装置。
  10. 【請求項１０】 前記第１の基準電位点と前記第２のオ
    ペアンプの反転入力端子との間に第７、第８の抵抗（Ｒ
    ４１、Ｒｔｏ１）が備えられていると共に、 前記第２のオペアンプの反転入力端子と前記第２の基準
    電位点との間に第９、第１０の抵抗（Ｒｔｏ２、Ｒ４
    ２）が備えられており、 前記第８、第９の抵抗が抵抗温度依存性を有した構成と
    なっていることを特徴とする請求項８又は９に記載の物
    理量検出装置。
  11. 【請求項１１】 前記第８、１０の抵抗の少なくともい
    ずれか一方がトリミング調整され、前記第２のオペアン
    プの出力のオフセット温度特性補償が成されていること
    を特徴とする請求項１０に記載の物理量検出装置。
  12. 【請求項１２】 基準温度における前記センシング素子
    の感度をＳ０、前記基準温度における前記センシング素
    子の抵抗値をＲ０、前記基準温度における前記フィード
    バック抵抗の抵抗値をＲｔｓ０とすると、 前記基準温度からの温度差がＴである温度において、前
    記センシング素子の感度Ｓ（Ｔ）がＳ（Ｔ）＝Ｓ０・
    （１＋β１・Ｔ＋β２・Ｔ2）、前記センシング素子の
    抵抗値Ｒ（Ｔ）がＲ（Ｔ）＝Ｒ０・（１＋α１・Ｔ＋α
    ２・Ｔ2）、さらに、前記フィードバック抵抗の抵抗値
    Ｒｔｓ（Ｔ）がＲｔｓ（Ｔ）＝Ｒｔｓ０・（１＋Ａ１・
    Ｔ＋Ａ２・Ｔ2）で表せるとき、 それぞれの温度係数α１、α２、β１、β２、Ａ１、Ａ
    ２をＡ１＝α１−β１、Ａ２＝α２−β２−β１・（α
    １−β１）の両式がほぼ成り立つように構成したことを
    特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の物
    理量検出装置。
  13. 【請求項１３】 前記第１の抵抗に流れる電流のほとん
    どが第２の抵抗に流れ込むように前記参照電圧を設定し
    たことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１つに
    記載の物理量検出装置。
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