JP2021189109A - センサ駆動回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】比較的簡易な回路構成により、温度によるセンサの出力誤差を高精度に補正すること。【解決手段】センサ駆動回路は、感度の温度特性の一次係数が負であり、二次係数が正であるセンサを電流で駆動するセンサ駆動回路であって、温度特性の一次係数が正であり、二次係数が負である第１の電流を生成する第１の電流源と、温度特性の一次係数が負であり、二次係数が負である第２の電流を生成する第２の電流源と、前記第１の電流と前記第２の電流とを加算して第３の電流を生成する第１の電流演算部と、前記第３の電流を増幅して増幅後電流を生成する電流増幅部と、温度補正された定電流を生成する定電流源と、前記増幅後電流に前記定電流を加算して前記センサを駆動する駆動電流を生成する第２の電流演算部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、センサ駆動回路に関する。
従来、センサの駆動電流または駆動電圧に対して温度特性を持たせることにより、センサのスパン電圧の温度特性を改善できるようにした技術が考案されている。
例えば、下記特許文献１，２には、駆動電流を作成する際に、感温抵抗（サーミスタや温特係数の異なる抵抗の組）による電源電圧の分圧により、センサの温度特性の一次成分を補償できるようにした技術が開示されている。
また、下記特許文献３には、センサの駆動電圧をBGR（Band Gap Reference）電圧から生成する際のGainに感温抵抗を入れることで、センサの温度特性の二次成分までを補償できるようにした技術が開示されている。
また、下記特許文献４には、温度センサの出力を参照して、その出力に応じて電流を増減させることにより、温度センサの温度特性を補償できるようにした技術が開示されている。
特開２００１−０９１２９６号公報 特開平０９−１０１２１１号公報 特開２００１−０９１３８７号公報 特開平１１−１０８７８６号公報
しかしながら、上記特許文献１〜４の技術は、いずれも、比較的簡易な回路構成によってセンサのスパン電圧の温度特性の二次成分を補償できるものではない。このため、上記特許文献１〜４の技術は、いずれも、比較的簡易な回路構成により、温度によるセンサの出力誤差を高精度に補正することができるものではない。
また、高精度な温度によるセンサ出力誤差を行う場合、デジタル的な手法の補正が考えられる。デジタル的な手法の補正とは、温度データを取得し、記憶領域（ＮＶＭ（不揮発性メモリ）等）に温度に応じた補正量（関数）をあらかじめ記憶させておくことにより、センサの出力誤差を、Ａ−Ｄ変換後のデジタル化したのちに、演算器によって補正を行う手法である。例えば、温度取得のための温度センサと、補正を行いたいセンサとに対して、Ａ−Ｄコンバータが一つのみの構成を採用した場合、補正を行いたいセンサの出力と、温度センサの出力とを、マルチプレクサにより切り替えて取得し、それぞれの出力に対してＡ−Ｄ変換を行う必要がある。この場合、温度取得の切り替え動作ために、当該切り替え動作を行わない場合と比べて、一般的に数ｍｓの余計な時間が発生する。Ａ−Ｄコンバータを複数用意することで、余計な時間を発生させないことが可能ではあるが、Ａ−Ｄコンバータを複数用意することはチップの面積を広げ、センサ駆動回路の単価の上昇につながり望ましい手法ではない。
一実施形態に係るセンサ駆動回路は、感度の温度特性の一次係数が負であり、二次係数が正であるセンサを電流で駆動するセンサ駆動回路であって、温度特性の一次係数が正であり、二次係数が負である第１の電流を生成する第１の電流源と、温度特性の一次係数が負であり、二次係数が負である第２の電流を生成する第２の電流源と、前記第１の電流と前記第２の電流とを加算して第３の電流を生成する第１の電流演算部と、前記第３の電流を増幅して増幅後電流を生成する電流増幅部と、温度補正された定電流を生成する定電流源と、前記増幅後電流に前記定電流を加算して前記センサを駆動する駆動電流を生成する第２の電流演算部とを備える。
一実施形態に係るセンサ駆動回路によれば、比較的簡易な回路構成により、温度によるセンサの出力誤差を高精度に補正することができる。また、一実施形態に係るセンサ駆動回路によれば、アナログ的な手法により、Ａ−Ｄコンバータに入力された時点で温度によるセンサの出力誤差は補正されているので、温度取得のためにＡ−Ｄコンバータを切り替える必要がないため、この温度取得のための時間が発生しない。
第１実施形態に係るセンサ駆動回路の回路構成を示す図 第１実施形態に係るセンサ駆動回路によるＭＥＭＳ圧力センサのスパン電圧の温度特性の補正結果の一例を示す図 第２実施形態に係るセンサ駆動回路の回路構成を示す図 第３実施形態に係るセンサ駆動回路の回路構成を示す図 第４実施形態に係るセンサ駆動回路の回路構成を示す図
以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るセンサ駆動回路１００の回路構成を示す図である。図１に示すセンサ駆動回路１００は、ＭＥＭＳ圧力センサ１２を電流駆動することができる。特に、センサ駆動回路１００は、ＭＥＭＳ圧力センサ１２の駆動電流ｌｏｕｔに対し、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性と逆特性の温度特性（二次成分を含む）を持たせることにより、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性の二次成分を打ち消すことができる。これにより、センサ駆動回路１００は、温度によるＭＥＭＳ圧力センサ１２の出力誤差を高精度に補正することができる。図１に示す例では、ＭＥＭＳ圧力センサ１２の検出信号（アナログ信号）は、Ａ−Ｄコンバータ１４へ供給され、Ａ−Ｄコンバータ１４によってデジタル信号に変換される。
なお、図１に示すように、ＭＥＭＳ圧力センサ１２は、４つのピエゾ抵抗素子１２ａ〜１２ｄによってブリッジ回路が構成されている。第１実施形態に係るセンサ駆動回路１００は、ＭＥＭＳ圧力センサ１２の駆動用に限らず、その他のセンサ（例えば、力覚センサ、半導体ひずみゲージ、加速度センサ、ジャイロセンサ等）の駆動用に用いることも可能である。
図１に示すように、センサ駆動回路１００は、第１の電流源１１０、第２の電流源１２０、接続点Ａ、電流増幅部１３０、第１の定電流源１４０、接続点Ｂ、およびトリミングブロック１５０を備える。
第１の電流源１１０は、温度特性の一次係数が正であり、二次係数が負である第１の電流Ｉ１を生成する。具体的には、第１の電流源１１０は、Ｉ１＝Ｖ１／Ｒ１によって、第１の電流Ｉ１を生成する。電圧Ｖ１および抵抗Ｒ１は、いずれも正の温度特性を有する。図１に示す例では、第１の電流源１１０は、バイポーラトランジスタ１１１およびＮＭＯＳＦＥＴ１１２（「第１の抵抗」の一例）を備えて構成されている。そして、図１に示す例では、第１の電流源１１０は、電圧Ｖ１として、バンドギャップリファレンス電圧（ＰＴＡＴ（Proportional To Absolute Temperature）電圧）由来の定電圧（すなわち、温度特性がフラットな定電圧）Ｖｒｅｆから、バイポーラトランジスタ１１１の閾値電圧Ｖｆ１を減じることによって得られる電圧（Ｖｒｅｆ−Ｖｆ１）を用いている。また、第１の電流源１１０は、抵抗Ｒ１として、ＯＮ状態のＮＭＯＳＦＥＴ１１２を用いている。そして、図１に示す例では、第１の電流源１１０は、上記電圧（Ｖｒｅｆ−Ｖｆ１）をＮＭＯＳＦＥＴ１１２のドレイン端子に印加することにより、第１の電流Ｉ１を生成する。
第２の電流源１２０は、温度特性の一次係数が負であり、二次係数が負である第２の電流Ｉ２を生成する。具体的には、第２の電流源１２０は、Ｉ２＝Ｖ２／Ｒ２によって、第２の電流Ｉ２を生成する。電圧Ｖ２および抵抗Ｒ２は、いずれも負の温度特性を有する。図１に示す例では、第２の電流源１２０は、バイポーラトランジスタ１２１およびポリシリコン抵抗１２２（「第２の抵抗」の一例）を備えて構成されている。そして、図１に示す例では、第２の電流源１２０は、電圧Ｖ２として、バイポーラトランジスタ１２１の閾値電圧Ｖｆ２を用いている。また、第２の電流源１２０は、抵抗Ｒ２として、ポリシリコン抵抗１２２を用いている。そして、図１に示す例では、第２の電流源１２０は、上記閾値電圧Ｖｆ２をポリシリコン抵抗１２２に印加することにより、第２の電流Ｉ２を生成する。
接続点Ａは、「第１の電流演算部」の一例である。接続点Ａは、第１の電流源１１０と第２の電流源１２０とを接続する。これにより、接続点Ａは、第１の電流源１１０によって生成された第１の電流Ｉ１と、第２の電流源１２０によって生成された第２の電流Ｉ２とを加算して、第３の電流ＩＴＣを生成する。
接続点Ａにおいて生成される第３の電流ＩＴＣは、第１の電流Ｉ１における温度特性の一次係数（正）と、第２の電流Ｉ２における温度特性の一次係数（負）とが足し合わされることにより、比較的小さい（０または０近傍の）一次係数を有するものとなる。なお、第１の電流Ｉ１および第２の電流Ｉ２の各々の温度特性の寄与度を揃えることにより、第３の電流ＩＴＣの一次係数を０または０近傍にすることができる。例えば、室温が、２０〜３０℃、好ましくは２２〜２８℃、より好ましくは２３〜２７℃に設定された環境において、第１の電流Ｉ１および第２の電流Ｉ２の電流値を、例えば、Ｉ１／Ｉ２＝０．７〜１．３、好ましくはＩ１／Ｉ２＝０．８〜１．２、より好ましくは、Ｉ１/Ｉ２＝０．９〜１.１に設定するのが好ましい。
また、接続点Ａにおいて生成される第３の電流ＩＴＣは、第１の電流Ｉ１における温度特性の二次係数（負）と、第２の電流Ｉ２における温度特性の二次係数（負）とが足し合わされることにより、比較的大きい負の二次係数を有するものとなる。
なお、第３の電流ＩＴＣの温度特性における一次係数と二次係数との比が、スパン電圧の温度特性の逆特性における一次係数と二次係数との比と等しくなるように、または、近似するように、ポリシリコン抵抗１２２の抵抗Ｒ２等を、予め調整しておくことが好ましい。
電流増幅部１３０は、接続点Ａによって生成された第３の電流ＩＴＣをｍ倍に増幅して、増幅後電流ＩＴＣ'を生成する。図１に示す例では、電流増幅部１３０は、カレントミラー回路によって構成されている。ここで、電流増幅部１３０は、増幅後電流ＩＴＣ'における温度特性の二次係数の大きさが、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性の逆特性における温度特性の二次係数の大きさと等しくなるように、または、近似するように、第３の電流ＩＴＣをｍ倍に増幅することが好ましい。
第１の定電流源１４０は、温度補正された第１の定電流Ｉｃ（すなわち、温度特性がフラットである定電流）を生成する。なお、第１の定電流Ｉｃは、所定の基準温度（例えば、２５℃）において駆動電流Ｉｏｕｔが所定値（例えば、３００ｕＡ）となるように、ＭＥＭＳ圧力センサ１２の抵抗値、供給される電源電圧ＶＤＤ等に応じて、適宜調整されることが好ましい。
接続点Ｂは、「第２の電流演算部」の一例である。接続点Ｂは、電流増幅部１３０と第１の定電流源１４０とを接続する。これにより、接続点Ｂは、電流増幅部１３０によって生成された増幅後電流ＩＴＣ'に、第１の定電流源１４０によって生成された第１の定電流Ｉｃを加算して、ＭＥＭＳ圧力センサ１２を駆動する駆動電流Ｉｏｕｔを生成する。
トリミングブロック１５０は、「トリミング部」の一例である。トリミングブロック１５０は、センサ駆動回路１００の各部のトリミング（調整）を行うことができる。例えば、トリミングブロック１５０は、第２の電流源１２０が備えるポリシリコン抵抗１２２の抵抗Ｒ２、第１の電流源１１０における定電圧Ｖｒｅｆを決定づける可変抵抗の抵抗値、電流増幅部１３０の増幅率ｍ、等のトリミングを行うことができる。なお、トリミングブロック１５０によるトリミングは、デジタルトリミングを想定しているが、レーザトリミングであってもよい。
第１実施形態に係るセンサ駆動回路１００は、上記構成により、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性と逆特性の温度特性（二次特性を含む）を有する駆動電流Ｉｏｕｔを生成し、当該駆動電流Ｉｏｕｔによって、ＭＥＭＳ圧力センサ１２を駆動することができる。これにより、第１実施形態に係るセンサ駆動回路１００は、アナログ信号処理の段階で、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性の二次成分を打ち消すことができる。その結果、ＭＥＭＳ圧力センサ１２の出力電圧Ｖｏｕｔは、Ｖｏｕｔ≒１／２×π44×σ×Ｒ×Ｉｏｕｔ（但し、π44はピエゾ抵抗係数であり、σは素子にかかる応力である）となり、π44×ＲがＩｏｕｔと逆特性であるため、温度特性が平坦なものとなる。したがって、第１実施形態に係るセンサ駆動回路１００によれば、比較的簡易な回路構成により、温度によるＭＥＭＳ圧力センサ１２の出力誤差を高精度に補正することができる。
（実施例）
次に、図２を参照して、第１実施形態に係るセンサ駆動回路１００の一実施例を説明する。図２は、第１実施形態に係るセンサ駆動回路１００によるＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性の補正結果の一例を示す図である。
本実施例では、ＭＥＭＳ圧力センサ１２の４ｋＰａ、３００ｕＡ印加時のスパン電圧を実測データとして測定し、測定された実測データの温度特性と逆特性の温度特性を導出した。そして、本実施例では、導出された逆特性の温度特性を有する駆動電流を、第１実施形態に係るセンサ駆動回路１００によって生成される駆動電流Ｉｏｕｔとして用いて、ＭＥＭＳ圧力センサ１２を駆動するシミュレーションを行った。
なお、本実施例において用いた各条件は以下のとおりである。
・電源電圧：３．３Ｖ
・第１の電流源１１０の電圧Ｖ１に用いた定電圧：１．１Ｖ
・第１の電流源１１０のＮＭＯＳＦＥＴ１１２のサイズ：Ｗ＝２ｕｍ, Ｌ＝３５ｕｍ
・ポリシリコン抵抗１２２の抵抗値Ｒ２：８６ｋΩ
・基準温度「２５℃」において、駆動電流Ｉｏｕｔが「３００ｕＡ」となるように、第１の定電流源１４０から出力される第１の定電流Ｉｃを調整した。
図２において、補正前のスパン電圧の温度特性が点線で示されており、補正後のスパン電圧の温度特性を実線で示されている。なお、図２では、基準温度「２５℃」におけるスパン電圧を１００％としてプロットしてある。
図２に示すように、補正前のスパン電圧の温度特性では、０〜５０℃の温度範囲内において、スパン電圧の変化幅が比較的大きい。一方、図２に示すように、補正後のスパン電圧の温度特性では、０〜５０℃の温度範囲内において、スパン電圧の変化幅を比較的小さくできることが確認された。
具体的には、補正前のスパン電圧の温度特性では、スパン電圧の変化幅が１．６％である。これに対し、補正後のスパン電圧の温度特性では、スパン電圧の変化幅を目標とする±０．１％の範囲内に収めることができ、さらには、スパン電圧の変化幅を０．０２％と極めて小さくすることができることが確認された。
（第２実施形態）
次に、図３を参照して、第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係るセンサ駆動回路１００−２の回路構成を示す図である。以下、第２実施形態に係るセンサ駆動回路１００−２に関し、第１実施形態に係るセンサ駆動回路１００からの変更点について説明する。
図３に示すセンサ駆動回路１００−２は、接続点Ｂが設けられていない。代わりに、センサ駆動回路１００−２は、接続点Ａと電流増幅部１３０との間に接続点Ｃが設けられており、当該接続点Ｃに第１の定電流源１４０が接続されている。すなわち、図１に示すセンサ駆動回路１００は、電流増幅部１３０の後段に第１の定電流源１４０が設けられているのに対し、図３に示すセンサ駆動回路１００−２は、電流増幅部１３０の前段に第１の定電流源１４０が設けられている点で、両者は異なる。
接続点Ｃは、「第２の電流演算部」の一例である。接続点Ｃは、接続点Ａと第１の定電流源１４０とを接続する。これにより、接続点Ｃは、接続点Ａによって生成された第３の電流ＩＴＣから、第１の定電流源１４０によって生成された第１の定電流Ｉｃを減算して、第４の電流ＩＴＣ２を生成する。
図３に示すセンサ駆動回路１００−２においては、電流増幅部１３０は、接続点Ｃによって生成された第４の電流ＩＴＣ２をｍ倍に増幅して、ＭＥＭＳ圧力センサ１２を駆動する駆動電流Ｉｏｕｔ２を生成する。ここで、電流増幅部１３０は、駆動電流Ｉｏｕｔ２における温度特性の二次係数の大きさが、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性の逆特性における温度特性の二次係数の大きさと等しくなるように、または、近似するように、第４の電流ＩＴＣ２をｍ倍に増幅することが好ましい。
第２実施形態に係るセンサ駆動回路１００−２は、上記構成により、電流増幅部１３０による増幅処理の前に、第１の定電流源１４０によって生成された第１の定電流Ｉｃによって、第３の電流ＩＴＣを調整（第１の定電流Ｉｃを減算）し、第４の電流ＩＴＣ２を生成することができる。そして、第２実施形態に係るセンサ駆動回路１００−２は、電流増幅部１３０によって第４の電流ＩＴＣ２をｍ倍に増幅することにより、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性と逆特性の温度特性（二次特性を含む）を有する駆動電流Ｉｏｕｔ２を生成し、当該駆動電流Ｉｏｕｔ２によって、ＭＥＭＳ圧力センサ１２を駆動することができる。これにより、第２実施形態に係るセンサ駆動回路１００−２は、アナログ信号処理の段階で、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性の二次成分を打ち消すことができる。その結果、ＭＥＭＳ圧力センサ１２の出力電圧Ｖｏｕｔは、Ｖｏｕｔ≒１／２×π44×σ×Ｒ×Ｉｏｕｔとなり、π44×ＲがＩｏｕｔと逆特性であるため、温度特性が平坦なものとなる。したがって、第２実施形態に係るセンサ駆動回路１００−２によれば、比較的簡易な回路構成により、温度によるＭＥＭＳ圧力センサ１２の出力誤差を高精度に補正することができる。
（第３実施形態）
次に、図４を参照して、第３実施形態について説明する。図４は、第３実施形態に係るセンサ駆動回路１００−３の回路構成を示す図である。以下、第３実施形態に係るセンサ駆動回路１００−３に関し、第１実施形態に係るセンサ駆動回路１００からの変更点について説明する。
図４に示すセンサ駆動回路１００−３は、第１の電流源１１０および第２の電流源１２０の代わりに、第１の電流源１１０−２および第２の電流源１２０−２を備える。第１の電流源１１０−２は、ＮＭＯＳＦＥＴ１１２の代わりに、ポリシリコン抵抗１１３を備える。第２の電流源１２０−２は、ポリシリコン抵抗１２２の代わりに、ＮＭＯＳＦＥＴ１２３を備える。すなわち、図４に示すセンサ駆動回路１００−３は、第１の電流源１１０−２にポリシリコン抵抗１１３を備え、第２の電流源１２０−２にＮＭＯＳＦＥＴ１２３を備える点で、図１に示すセンサ駆動回路１００と異なる。
これにより、センサ駆動回路１００−３では、第１の電流源１１０−２は、上記電圧（Ｖｒｅｆ−Ｖｆ１）をポリシリコン抵抗１１３に印加することにより、温度特性の一次係数が正であり、二次係数が正である第１の電流Ｉ１ａを生成する。
また、センサ駆動回路１００−３では、第２の電流源１２０−２は、上記閾値電圧Ｖｆ２をＮＭＯＳＦＥＴ１２３のドレイン端子に印加することにより、温度特性の一次係数が負であり、二次係数が正である第２の電流Ｉ２ａを生成する。
そして、センサ駆動回路１００−３では、第１の電流源１１０−２によって生成された第１の電流Ｉ１ａと、第２の電流源１２０−２によって生成された第２の電流Ｉ２ａとを加算して、第３の電流ＩＴＣａを生成する。
センサ駆動回路１００−３では、接続点Ａにおいて生成される第３の電流ＩＴＣａは、第１の電流Ｉ１ａにおける温度特性の一次係数（正）と、第２の電流Ｉ２ａにおける温度特性の一次係数（負）とが足し合わされることにより、比較的小さい（０または０近傍の）一次係数を有するものとなる。
また、センサ駆動回路１００−３では、接続点Ａにおいて生成される第３の電流ＩＴＣａは、第１の電流Ｉ１ａにおける温度特性の二次係数（正）と、第２の電流Ｉ２ａにおける温度特性の二次係数（正）とが足し合わされることにより、比較的大きい正の二次係数を有するものとなる。
また、センサ駆動回路１００−３では、電流増幅部１３０は、接続点Ａによって生成された第３の電流ＩＴＣａをｍ倍に増幅して増幅後電流ＩＴＣａ'を生成する。
また、図４に示すセンサ駆動回路１００−３は、第２の定電流源１４２および接続点Ｄをさらに備える。第２の定電流源１４２は、温度補正された第２の定電流Ｉｃ２（すなわち、温度特性がフラットである定電流）を生成する。接続点Ｄは、電流増幅部１３０と第２の定電流源１４２とを接続する。これにより、接続点Ｄは、第２の定電流源１４２によって生成された第２の定電流Ｉｃ２から、電流増幅部１３０によって生成された増幅後電流ＩＴＣａ'を減算して、二次係数が負である減算後電流Ｉ３を生成する。
そして、センサ駆動回路１００−３では、接続点Ｂは、接続点Ｄによって生成された減算後電流Ｉ３に、第１の定電流源１４０によって生成された第１の定電流Ｉｃを加算して、ＭＥＭＳ圧力センサ１２を駆動する駆動電流Ｉｏｕｔ３を生成する。
第３実施形態に係るセンサ駆動回路１００−３は、上記構成により、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性と逆特性の温度特性（二次特性を含む）を有する駆動電流Ｉｏｕｔ３を生成し、当該駆動電流Ｉｏｕｔ３によって、ＭＥＭＳ圧力センサ１２を駆動することができる。これにより、第３実施形態に係るセンサ駆動回路１００−３は、アナログ信号処理の段階で、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性の二次成分を打ち消すことができる。その結果、ＭＥＭＳ圧力センサ１２の出力電圧Ｖｏｕｔは、Ｖｏｕｔ≒１／２×π44×σ×Ｒ×Ｉｏｕｔとなり、π44×ＲがＩｏｕｔと逆特性であるため、温度特性が平坦なものとなる。したがって、第３実施形態に係るセンサ駆動回路１００−３によれば、比較的簡易な回路構成により、温度によるＭＥＭＳ圧力センサ１２の出力誤差を高精度に補正することができる。
（第４実施形態）
次に、図５を参照して、第４実施形態について説明する。図５は、第４実施形態に係るセンサ駆動回路１００−４の回路構成を示す図である。以下、第４実施形態に係るセンサ駆動回路１００−４に関し、第３実施形態に係るセンサ駆動回路１００−３からの変更点について説明する。
図５に示すセンサ駆動回路１００−４は、接続点Ｄが設けられていない。代わりに、センサ駆動回路１００−４は、接続点Ａと電流増幅部１３０との間に接続点Ｃが設けられており、当該接続点Ｃに第２の定電流源１４２が接続されている。すなわち、図４に示すセンサ駆動回路１００−３は、電流増幅部１３０の後段に第２の定電流源１４２が設けられているのに対し、図５に示すセンサ駆動回路１００−４は、電流増幅部１３０の前段に第２の定電流源１４２が設けられている点で、両者は異なる。接続点Ｃは、第２の定電流源１４２によって生成された第２の定電流Ｉｃ２から、接続点Ａによって生成された第３の電流ＩＴＣａを減算して、二次係数が負である減算後電流Ｉ４を生成する。
図５に示すセンサ駆動回路１００−４においては、電流増幅部１３０は、接続点Ｃによって生成された減算後電流Ｉ４をｍ倍に増幅して、増幅後電流Ｉ４'を生成する。
また、センサ駆動回路１００−４では、接続点Ｂは、電流増幅部１３０によって生成された増幅後電流Ｉ４'に、第１の定電流源１４０によって生成された第１の定電流Ｉｃを加算して、ＭＥＭＳ圧力センサ１２を駆動する駆動電流Ｉｏｕｔ４を生成する。
第４実施形態に係るセンサ駆動回路１００−４は、上記構成により、電流増幅部１３０による増幅処理の前に、第２の定電流源１４２によって生成された第２の定電流Ｉｃ２から、二次係数が正である第３の電流ＩＴＣａを減算して、二次係数が負である減算後電流Ｉ４を生成することができる。そして、第４実施形態に係るセンサ駆動回路１００−４は、電流増幅部１３０によって減算後電流Ｉ４をｍ倍に増幅して、増幅後電流Ｉ４'を生成し、さらに、増幅後電流Ｉ４'に第１の定電流Ｉｃを加算することにより、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性と逆特性の温度特性（二次特性を含む）を有する駆動電流Ｉｏｕｔ４を生成し、当該駆動電流Ｉｏｕｔ４によって、ＭＥＭＳ圧力センサ１２を駆動することができる。これにより、第４実施形態に係るセンサ駆動回路１００−４は、アナログ信号処理の段階で、ＭＥＭＳ圧力センサ１２のスパン電圧の温度特性の二次成分を打ち消すことができる。その結果、ＭＥＭＳ圧力センサ１２の出力電圧Ｖｏｕｔは、Ｖｏｕｔ≒１／２×π44×σ×Ｒ×Ｉｏｕｔとなり、π44×ＲがＩｏｕｔと逆特性であるため、温度特性が平坦なものとなる。したがって、第４実施形態に係るセンサ駆動回路１００−４によれば、比較的簡易な回路構成により、温度によるＭＥＭＳ圧力センサ１２の出力誤差を高精度に補正することができる。
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
例えば、一実施形態では、抵抗Ｒ１，Ｒ２として、ポリシリコン抵抗およびＮＭＯＳＦＥＴを用いており、一般的なアナログＣＭＯＳプロセスで一つのチップ上に実現できるので、部品点数の削減によるコスト低減、故障確率の低減につながる。但し、これに限らず、抵抗Ｒ１，Ｒ２として、その他の抵抗（例えば、配線抵抗、サーミスタ等）を用いてもよい。
また、センサ駆動回路の回路構成は、一実施形態で説明した回路構成に限らない。センサ駆動回路の回路構成は、少なくとも、センサのスパン電圧の温度特性とは逆特性の温度特性を有する駆動電流を生成できるものであれば、如何なる回路構成であってもよい。
１２ ＭＥＭＳ圧力センサ
１４ Ａ−Ｄコンバータ
１００，１００−２，１００−３，１００−４ センサ駆動回路
１１０，１１０−２ 第１の電流源
１１１ バイポーラトランジスタ
１１２ ＮＭＯＳＦＥＴ（第１の抵抗）
１１３ ポリシリコン抵抗
１２０，１２０−２ 第２の電流源
１２１ バイポーラトランジスタ
１２２ ポリシリコン抵抗（第２の抵抗）
１２３ ＮＭＯＳＦＥＴ
１３０ 電流増幅部
１４０ 第１の定電流源
１４２ 第２の定電流源
１５０ トリミングブロック（トリミング部）
Ａ 接続点（第１の電流演算部）
Ｂ 接続点（第２の電流演算部）
Ｃ 接続点
Ｄ 接続点
Ｉ１，Ｉ１ａ 第１の電流
Ｉ２，Ｉ２ａ 第２の電流
Ｉ３，Ｉ４ 減算後電流
ＩＴＣ，ＩＴＣａ 第３の電流
ＩＴＣ２，ＩＴＣ３ 第４の電流
ＩＴＣ'，ＩＴＣａ'，Ｉ４' 増幅後電流
Ｉｃ 第１の定電流
Ｉｃ２ 第２の定電流
Ｉｏｕｔ 駆動電流

Claims (6)

  1. センサを電流で駆動するセンサ駆動回路であって、
    前記センサの出力電圧の温度特性とは逆特性の温度特性を有する前記センサの駆動電流を生成する
    ことを特徴とするセンサ駆動回路。
  2. 感度の温度特性の一次係数が負であり、二次係数が正である前記センサを電流で駆動する前記センサ駆動回路であって、
    温度特性の一次係数が正であり、二次係数が負である第１の電流を生成する第１の電流源と、
    温度特性の一次係数が負であり、二次係数が負である第２の電流を生成する第２の電流源と、
    前記第１の電流と前記第２の電流とを加算して第３の電流を生成する第１の電流演算部と、
    前記第３の電流を増幅して増幅後電流を生成する電流増幅部と、
    温度補正された定電流を生成する定電流源と、
    前記増幅後電流に前記定電流を加算して前記センサを駆動する駆動電流を生成する第２の電流演算部と
    を備えることを特徴とする請求項１に記載のセンサ駆動回路。
  3. 前記駆動電流は、
    前記センサの出力電圧の温度特性の一次係数および二次係数を打ち消す
    ことを特徴とする請求項２に記載のセンサ駆動回路。
  4. 前記第１の電流をトリミング可能なトリミング部を備える
    ことを特徴とする請求項２または３に記載のセンサ駆動回路。
  5. 前記増幅後電流をトリミング可能なトリミング部を備える
    ことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のセンサ駆動回路。
  6. 感度の温度特性の一次係数が負であり、二次係数が正である前記センサを電流で駆動する前記センサ駆動回路であって、
    温度特性の一次係数が正であり、二次係数が正である第１の電流を生成する第１の電流源と、
    温度特性の一次係数が負であり、二次係数が正である第２の電流を生成する第２の電流源と、
    前記第１の電流と前記第２の電流とを加算して第３の電流を生成する第１の電流演算部と、
    前記第３の電流を増幅して増幅後電流を生成する電流増幅部と、
    温度補正された第１の定電流を生成する第１の定電流源と、
    前記第１の定電流から前記増幅後電流を減算して減算後電流を生成する第２の電流演算部と
    温度補正された第２の定電流を生成する第２の定電流源と、
    前記減算後電流に前記第２の定電流を加算して前記センサを駆動する駆動電流を生成する第３の電流演算部と
    を備えることを特徴とする請求項１に記載のセンサ駆動回路。
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