JP2021099220A - ガスセンサ - Google Patents
ガスセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021099220A JP2021099220A JP2019229620A JP2019229620A JP2021099220A JP 2021099220 A JP2021099220 A JP 2021099220A JP 2019229620 A JP2019229620 A JP 2019229620A JP 2019229620 A JP2019229620 A JP 2019229620A JP 2021099220 A JP2021099220 A JP 2021099220A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermistor
- heater resistor
- heater
- gas sensor
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 31
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 156
- 239000010408 film Substances 0.000 description 48
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 19
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 15
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 description 3
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910016928 MnNiCo Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000008642 heat stress Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
図1は、本発明の基本構成によるガスセンサ1の回路図である。
図2は、本発明の第1の実施形態によるガスセンサ1Aの回路図である。
図4は、第1例による第1及び第2のセンサ素子S1,S2のデバイス構造を説明するための上面図である。また、図5は、図4に示すA−A線に沿った断面図である。尚、図面は模式的なものであり、説明の便宜上、厚みと平面寸法との関係、デバイス相互間の厚みの比率などは、本実施形態の効果が得られる範囲内で現実の構造とは異なっていても構わない。
図6は、第2例による第1及び第2のセンサ素子S1,S2のデバイス構造を説明するための上面図である。また、図7は、図6に示すA−A線に沿った断面図である。
図8は、本発明の第2の実施形態によるガスセンサ2Aの回路図である。
図10は、本発明の第3の実施形態によるガスセンサ3Aの回路図である。
図12は、本発明の第4の実施形態によるガスセンサ4Aの回路図である。
図14は、本発明の第5の実施形態によるガスセンサ5Aの回路図である。
図16は、本発明の第6の実施形態によるガスセンサ6Aの回路図である。
10,11 フィードバック回路部
20,21A〜26A,21B〜26B センサ回路部
31,41 基板
31a,41a キャビティ
32,33,42,43 絶縁膜
34,44 ヒータ保護膜
35,45 サーミスタ電極
36,46 サーミスタ保護膜
37a〜37d,47a〜47d 電極パッド
51 セラミックパッケージ
52 リッド
53 通気口
54 パッケージ電極
55 ボンディングワイヤ
56 外部端子
A1 第1のアンプ回路
A2 第2のアンプ回路
A3 第3のアンプ回路
Aout 出力アンプ
C 電流調整回路
CC1,CC2 定電流源
CM1,CM2 カレントミラー回路
CV 定電圧源
MH1 第1のヒータ抵抗
MH2 第2のヒータ抵抗
MH3 第3のヒータ抵抗
N0,N1 接続点
Q1〜Q3 トランジスタ
R 分流抵抗
Rd1 第1のサーミスタ
Rd2 第2のサーミスタ
Rd3 第3のサーミスタ
S1 第1のセンサ素子
S2 第2のセンサ素子
S3 第3のセンサ素子
Claims (15)
- 直列に接続された第1の定電流源及び第1のサーミスタと、前記第1のサーミスタを加熱する第1のヒータ抵抗と、前記第1の定電流源と前記第1のサーミスタの接続点の電位に基づいて、前記第1のヒータ抵抗に流す電流量を制御する第1のアンプ回路とを含むフィードバック回路部と、
測定対象ガスの濃度に応じて抵抗値が変化する第2のサーミスタと、前記第2のサーミスタを加熱する第2のヒータ抵抗とを含むセンサ回路部と、を備え、
前記第2のヒータ抵抗には、前記第1のアンプ回路の出力に応じた電流が流れることを特徴とするガスセンサ。 - 前記センサ回路部は、前記第2のサーミスタに直列に接続された第2の定電流源をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ。
- 第1のサーミスタと、前記第1のサーミスタを加熱する第1のヒータ抵抗と、前記第1のサーミスタの抵抗値に基づいて、前記第1のヒータ抵抗に流す電流量を制御する第1のアンプ回路とを含むフィードバック回路部と、
測定対象ガスの濃度に応じて抵抗値が変化する第2のサーミスタと、前記第2のサーミスタに直列に接続された定電流源と、前記第2のサーミスタを加熱する第2のヒータ抵抗と含むセンサ回路部と、を備え、
前記第2のヒータ抵抗には、前記第1のアンプ回路の出力に応じた電流が流れることを特徴とするガスセンサ。 - 前記センサ回路部は、前記第1のアンプ回路の出力電圧に応じて、前記第2のヒータ抵抗に流す電流量を制御する第2のアンプ回路をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記第1のヒータ抵抗に流れる電流量と前記第2のヒータ抵抗に流れる電流量が互いに異なることを特徴とする請求項4に記載のガスセンサ。
- 前記センサ回路部は、前記第2のサーミスタに直列に接続された第3のサーミスタと、前記第3のサーミスタを加熱する第3のヒータ抵抗と、前記第1のアンプ回路の出力電圧に応じて、前記第3のヒータ抵抗に流す電流量を制御する第3のアンプ回路とをさらに含むことを特徴とする請求項4又は5に記載のガスセンサ。
- 前記第2のヒータ抵抗に流れる電流量と前記第3のヒータ抵抗に流れる電流量が互いに異なることを特徴とする請求項6に記載のガスセンサ。
- 前記第1のヒータ抵抗と前記第2のヒータ抵抗が直列に接続されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記センサ回路部は、前記第2のサーミスタに直列に接続された第3のサーミスタと、前記第3のサーミスタを加熱する第3のヒータ抵抗とをさらに含み、
前記第1、第2及び第3のヒータ抵抗が直列に接続されていることを特徴とする請求項8に記載のガスセンサ。 - 前記第1及び第2のヒータ抵抗に所定の比率で電流を流すカレントミラー回路をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記センサ回路部は、前記第2のサーミスタに直列に接続された第3のサーミスタと、前記第3のサーミスタを加熱する第3のヒータ抵抗とをさらに含み、
前記カレントミラー回路は、前記第1、第2及び第3のヒータ抵抗に所定の比率で電流を流すことを特徴とする請求項10に記載のガスセンサ。 - 前記センサ回路部は、前記第2のヒータ抵抗に並列に接続された分流抵抗をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記センサ回路部は、前記第2のサーミスタの一端の電位と基準電位を比較することによって出力信号を生成する出力アンプをさらに含み、
前記第1のアンプ回路は、前記接続点の電位と前記基準電位を比較することによって、前記第1のヒータ抵抗に流す電流量を制御することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載のガスセンサ。 - 前記第1のサーミスタ及び前記第1のヒータ抵抗を含む第1のセンサ素子と、前記第2のサーミスタ及び前記第2のヒータ抵抗を含む第2のセンサ素子が、同じパッケージ内に収容されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載のガスセンサ。
- 前記第1のサーミスタ及び前記第1のヒータ抵抗を含む第1のセンサ素子と、前記第2のサーミスタ及び前記第2のヒータ抵抗を含む第2のセンサ素子が、同じ基板上に集積されていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一項に記載のガスセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019229620A JP7314791B2 (ja) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | ガスセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019229620A JP7314791B2 (ja) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | ガスセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021099220A true JP2021099220A (ja) | 2021-07-01 |
JP7314791B2 JP7314791B2 (ja) | 2023-07-26 |
Family
ID=76541889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019229620A Active JP7314791B2 (ja) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | ガスセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7314791B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024105868A1 (ja) * | 2022-11-18 | 2024-05-23 | Tdk株式会社 | ガスセンサ |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06148109A (ja) * | 1992-11-10 | 1994-05-27 | Taisee:Kk | ガスセンサ温度制御装置 |
JP2019060848A (ja) * | 2017-09-26 | 2019-04-18 | Tdk株式会社 | ガスセンサ |
JP2019197285A (ja) * | 2018-05-07 | 2019-11-14 | 東京瓦斯株式会社 | 情報提供システム |
WO2020129341A1 (ja) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | Tdk株式会社 | ガスセンサ |
-
2019
- 2019-12-19 JP JP2019229620A patent/JP7314791B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06148109A (ja) * | 1992-11-10 | 1994-05-27 | Taisee:Kk | ガスセンサ温度制御装置 |
JP2019060848A (ja) * | 2017-09-26 | 2019-04-18 | Tdk株式会社 | ガスセンサ |
JP2019197285A (ja) * | 2018-05-07 | 2019-11-14 | 東京瓦斯株式会社 | 情報提供システム |
WO2020129341A1 (ja) * | 2018-12-17 | 2020-06-25 | Tdk株式会社 | ガスセンサ |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024105868A1 (ja) * | 2022-11-18 | 2024-05-23 | Tdk株式会社 | ガスセンサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7314791B2 (ja) | 2023-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11499932B2 (en) | Gas sensor | |
JP7235057B2 (ja) | ガスセンサ | |
EP3835774B1 (en) | Gas sensor | |
US11408843B2 (en) | Gas sensor | |
WO2019065127A1 (ja) | ガスセンサ | |
JP6160667B2 (ja) | 熱伝導式ガスセンサ | |
JP6679993B2 (ja) | ガス検出装置 | |
JP6631049B2 (ja) | ガス検出装置 | |
JP6879060B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2015227822A (ja) | 熱伝導式ガスセンサ | |
JP6729197B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP2021099220A (ja) | ガスセンサ | |
JP7307525B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP6119701B2 (ja) | ガスセンサ | |
US20200049647A1 (en) | Sensor Device and Electronic Assembly | |
JP2022056487A (ja) | ガスセンサ | |
JP7351228B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP7415493B2 (ja) | ガスセンサ | |
JP7415494B2 (ja) | ガスセンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220826 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230517 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230613 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230626 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7314791 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |