JP3335516B2 - 半導体センサ - Google Patents
半導体センサInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P1/00—Details of instruments
- G01P1/006—Details of instruments used for thermal compensation
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/12—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
- G01P15/123—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance by piezo-resistive elements, e.g. semiconductor strain gauges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Amplifiers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上又は
半導体基板内に歪検出素子を形成し、弾性変化時に発生
する該歪検出素子の抵抗値の変化を電気信号に変換して
出力する半導体センサ、特に自動車用のＡＢＳ又はＳＲ
Ｓ等に用いられる半導体加速度センサ及び自動車の燃料
噴射制御等に用いられる半導体圧力センサに関するもの
である。
半導体基板内に歪検出素子を形成し、弾性変化時に発生
する該歪検出素子の抵抗値の変化を電気信号に変換して
出力する半導体センサ、特に自動車用のＡＢＳ又はＳＲ
Ｓ等に用いられる半導体加速度センサ及び自動車の燃料
噴射制御等に用いられる半導体圧力センサに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図５は、半導体加速度センサの内部構造
例を示した部分断面図であり、図５において、半導体加
速度センサ５０は、キャップ５１及びコバール等の金属
で形成されたステム５２からなるハーメチックシールパ
ッケージが使用されており、５３は、該パッケージの外
部との電気接続をするための導電用のリード端子であ
る。上記キャップ５１は、面積の最も広い一面を開放し
た箱形の容器をなし、該箱形の容器を伏せるようにし
て、該キャップ５１の開放端が大略平板をなすステム５
２に溶接されている。なお、上記キャップ５１における
ステム５２に溶接される開放端の縁部は、溶接しやすい
ようにフランジが設けられている。
例を示した部分断面図であり、図５において、半導体加
速度センサ５０は、キャップ５１及びコバール等の金属
で形成されたステム５２からなるハーメチックシールパ
ッケージが使用されており、５３は、該パッケージの外
部との電気接続をするための導電用のリード端子であ
る。上記キャップ５１は、面積の最も広い一面を開放し
た箱形の容器をなし、該箱形の容器を伏せるようにし
て、該キャップ５１の開放端が大略平板をなすステム５
２に溶接されている。なお、上記キャップ５１における
ステム５２に溶接される開放端の縁部は、溶接しやすい
ようにフランジが設けられている。
【０００３】また、上記ステム５２には上記リード端子
５３の数だけ貫通穴５４が設けられており、リード端子
５３におけるステム５２に挿着される部分には硬質ガラ
スからなるガラス管が挿入され、更に該リード端子５３
における該ガラス管が挿入された部分がステム５２の上
記貫通穴５４に挿入される。このような状態で加熱し上
記ガラス管を溶融してガラスシール部５５が形成され、
各リード端子５３をステム５２のそれぞれの貫通穴５４
に固着してシールすることができる。このことから、ス
テム５２にキャップ５１を溶接する際に、キャップ５１
内を密封することができ、ステム５２とリード端子５３
は上記ガラスシール部５５により電気的に絶縁されてい
る。
５３の数だけ貫通穴５４が設けられており、リード端子
５３におけるステム５２に挿着される部分には硬質ガラ
スからなるガラス管が挿入され、更に該リード端子５３
における該ガラス管が挿入された部分がステム５２の上
記貫通穴５４に挿入される。このような状態で加熱し上
記ガラス管を溶融してガラスシール部５５が形成され、
各リード端子５３をステム５２のそれぞれの貫通穴５４
に固着してシールすることができる。このことから、ス
テム５２にキャップ５１を溶接する際に、キャップ５１
内を密封することができ、ステム５２とリード端子５３
は上記ガラスシール部５５により電気的に絶縁されてい
る。
【０００４】ステム５２上には、半導体加速度センサ５
０のセンサチップ５６の一端が、台座５７を介して片持
ちばり構造を形成するように固着され、固定端をなす。
該センサチップ５６は、例えばＮ型単結晶シリコンから
なり、センサチップ５６の裏面をエッチングして薄肉化
したダイヤフラム部５８の表面には、ボロン等のＰ型不
純物を熱拡散又はイオン注入して形成された、ピエゾ抵
抗効果を利用するための４つの抵抗（以下、ピエゾ抵抗
と呼ぶ）が、Ｐ型不純物を高濃度で導入して形成した拡
散配線又は蒸着等によって形成されたアルミ配線により
ブリッジ回路を形成するように結線されて加速度検出素
子６０を形成し、ピエゾ抵抗に応力が集中するようにな
っている。
０のセンサチップ５６の一端が、台座５７を介して片持
ちばり構造を形成するように固着され、固定端をなす。
該センサチップ５６は、例えばＮ型単結晶シリコンから
なり、センサチップ５６の裏面をエッチングして薄肉化
したダイヤフラム部５８の表面には、ボロン等のＰ型不
純物を熱拡散又はイオン注入して形成された、ピエゾ抵
抗効果を利用するための４つの抵抗（以下、ピエゾ抵抗
と呼ぶ）が、Ｐ型不純物を高濃度で導入して形成した拡
散配線又は蒸着等によって形成されたアルミ配線により
ブリッジ回路を形成するように結線されて加速度検出素
子６０を形成し、ピエゾ抵抗に応力が集中するようにな
っている。
【０００５】上記センサチップ５６は、加速度によって
応力が加わることにより上記ダイヤフラム部５８を境に
してたわみ、ダイヤフラム部５８に歪が生じて、加速度
の大きさに応じて各ピエゾ抵抗の抵抗値が変化し、上記
ブリッジ回路にあらかじめ電圧を印加しておくことによ
り該ブリッジ回路の出力端子に不平衡電圧が発生し、該
電圧（以下、加速度信号と呼ぶ）から加速度を検出する
ことができる。しかし、該加速度信号は非常に小信号で
あるため、センサチップ５６の上記固定端側に信号増幅
回路、診断回路、異常検出回路等の信号処理回路６１が
形成されている。
応力が加わることにより上記ダイヤフラム部５８を境に
してたわみ、ダイヤフラム部５８に歪が生じて、加速度
の大きさに応じて各ピエゾ抵抗の抵抗値が変化し、上記
ブリッジ回路にあらかじめ電圧を印加しておくことによ
り該ブリッジ回路の出力端子に不平衡電圧が発生し、該
電圧（以下、加速度信号と呼ぶ）から加速度を検出する
ことができる。しかし、該加速度信号は非常に小信号で
あるため、センサチップ５６の上記固定端側に信号増幅
回路、診断回路、異常検出回路等の信号処理回路６１が
形成されている。
【０００６】上記信号処理回路６１は、金又はアルミの
ボンディングワイヤ６２によって、感度調整厚膜抵抗、
オフセット調整厚膜抵抗等からなる混成集積回路６３
（ハイブリッドＩＣ）に接続され、更に該混成集積回路
６３は、ボンディングワイヤ６２によって上記各リード
端子５３に接続されている。このように、上記信号処理
回路６１で増幅された加速度信号は、上記混成集積回路
６３で補正された後、リード端子５３から外部のマイコ
ン等へ出力される。
ボンディングワイヤ６２によって、感度調整厚膜抵抗、
オフセット調整厚膜抵抗等からなる混成集積回路６３
（ハイブリッドＩＣ）に接続され、更に該混成集積回路
６３は、ボンディングワイヤ６２によって上記各リード
端子５３に接続されている。このように、上記信号処理
回路６１で増幅された加速度信号は、上記混成集積回路
６３で補正された後、リード端子５３から外部のマイコ
ン等へ出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】次に、図６は、上記半
導体加速度センサ５０における従来の増幅回路例を示し
た回路図である。図６において、４つのピエゾ抵抗６５
からなる加速度検出素子６０より出力された加速度信号
は差動増幅段の演算増幅器７０で差動増幅された後、温
度補償段の演算増幅器７１で温度補償を行うと共に反転
増幅を行い、更に最終増幅段の演算増幅器７３で反転増
幅して出力される。ここで、温度補償段の演算増幅器７
１の出力端子が抵抗７２を介して最終増幅段の演算増幅
器７３の反転入力端子に接続され、該演算増幅器７３の
出力端子は抵抗７４を介して該反転入力端子に接続さ
れ、演算増幅器７３の出力端子は半導体加速度センサ５
０の出力端子をなす。
導体加速度センサ５０における従来の増幅回路例を示し
た回路図である。図６において、４つのピエゾ抵抗６５
からなる加速度検出素子６０より出力された加速度信号
は差動増幅段の演算増幅器７０で差動増幅された後、温
度補償段の演算増幅器７１で温度補償を行うと共に反転
増幅を行い、更に最終増幅段の演算増幅器７３で反転増
幅して出力される。ここで、温度補償段の演算増幅器７
１の出力端子が抵抗７２を介して最終増幅段の演算増幅
器７３の反転入力端子に接続され、該演算増幅器７３の
出力端子は抵抗７４を介して該反転入力端子に接続さ
れ、演算増幅器７３の出力端子は半導体加速度センサ５
０の出力端子をなす。
【０００８】図７は、上記演算増幅器７３の出力部の例
を示した回路図であり、図７で示しているように、該演
算増幅器７３の出力端子は抵抗８０によって電源電圧Ｖ
ｃｃにプルアップされており、該抵抗８０は、演算増幅
器７３の出力端子から出力される電流の供給路を形成す
ると共に、半導体加速度センサ５０の自己診断を行う際
に使用されるものである。ここで、半導体加速度センサ
５０に過大な加速度が加わり、差動増幅段の演算増幅器
７０から温度補償段の演算増幅器７１の反転入力端子に
入力される電圧が大きくなり、温度補償段の演算増幅器
７１の出力電圧が小さくなって最終増幅段の演算増幅器
７３のＮＰＮ型トランジスタＱ８１がオフして、演算増
幅器７３の出力端子から出力される電圧、すなわち半導
体加速度センサ５０の出力電圧Ｖｏｕｔが飽和し、更に
演算増幅器７１の出力電圧が接地レベルになると、図８
で示すような等価回路が成立する。
を示した回路図であり、図７で示しているように、該演
算増幅器７３の出力端子は抵抗８０によって電源電圧Ｖ
ｃｃにプルアップされており、該抵抗８０は、演算増幅
器７３の出力端子から出力される電流の供給路を形成す
ると共に、半導体加速度センサ５０の自己診断を行う際
に使用されるものである。ここで、半導体加速度センサ
５０に過大な加速度が加わり、差動増幅段の演算増幅器
７０から温度補償段の演算増幅器７１の反転入力端子に
入力される電圧が大きくなり、温度補償段の演算増幅器
７１の出力電圧が小さくなって最終増幅段の演算増幅器
７３のＮＰＮ型トランジスタＱ８１がオフして、演算増
幅器７３の出力端子から出力される電圧、すなわち半導
体加速度センサ５０の出力電圧Ｖｏｕｔが飽和し、更に
演算増幅器７１の出力電圧が接地レベルになると、図８
で示すような等価回路が成立する。
【０００９】このように、半導体加速度センサ５０の出
力端子からの出力電圧Ｖｏｕｔは抵抗７２、抵抗７４及
び抵抗８０の分圧比に依存し、下記（１）式で示すよう
な値となる。 Ｖｏｕｔ＝Ｖｃｃ×(Ｒ７２＋Ｒ７４)／(Ｒ７２＋Ｒ７４＋Ｒ８０) ………… …………（１） 上記（１）式において、Ｒ７２，Ｒ７４，Ｒ８０は抵抗
７２，７４，８０の抵抗値を示している。
力端子からの出力電圧Ｖｏｕｔは抵抗７２、抵抗７４及
び抵抗８０の分圧比に依存し、下記（１）式で示すよう
な値となる。 Ｖｏｕｔ＝Ｖｃｃ×(Ｒ７２＋Ｒ７４)／(Ｒ７２＋Ｒ７４＋Ｒ８０) ………… …………（１） 上記（１）式において、Ｒ７２，Ｒ７４，Ｒ８０は抵抗
７２，７４，８０の抵抗値を示している。
【００１０】図９は、演算増幅器７１の出力電圧と半導
体加速度センサ５０の出力電圧Ｖｏｕｔとの関係をグラ
フにして示した図であり、演算増幅器７１の出力電圧
が、上記出力電圧Ｖｏｕｔが飽和するときの値であるα
よりも下がると上記出力電圧Ｖｏｕｔが飽和するはずの
ものが飽和せず、更に演算増幅器７１の出力電圧が下が
って接地レベルになると出力電圧Ｖｏｕｔは上記（１）
式のようになる。すなわち、半導体加速度センサ５０に
出力電圧Ｖｏｕｔが飽和するような過大な加速度が加わ
っているにもかかわらず、半導体加速度センサ５０は、
該真の加速度を小さく検出してしまうという問題があっ
た。
体加速度センサ５０の出力電圧Ｖｏｕｔとの関係をグラ
フにして示した図であり、演算増幅器７１の出力電圧
が、上記出力電圧Ｖｏｕｔが飽和するときの値であるα
よりも下がると上記出力電圧Ｖｏｕｔが飽和するはずの
ものが飽和せず、更に演算増幅器７１の出力電圧が下が
って接地レベルになると出力電圧Ｖｏｕｔは上記（１）
式のようになる。すなわち、半導体加速度センサ５０に
出力電圧Ｖｏｕｔが飽和するような過大な加速度が加わ
っているにもかかわらず、半導体加速度センサ５０は、
該真の加速度を小さく検出してしまうという問題があっ
た。
【００１１】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、最終増幅段の演算増幅器の出
力端子にプルアップ抵抗が接続されている半導体センサ
において、誤作動をなくし検出精度の向上を図るもので
ある。
めになされたものであり、最終増幅段の演算増幅器の出
力端子にプルアップ抵抗が接続されている半導体センサ
において、誤作動をなくし検出精度の向上を図るもので
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、最終増幅段の
演算増幅器が反転増幅回路を形成し、該演算増幅器の出
力端子にはプルアップ抵抗が接続された回路構成を有す
る、センサに半導体を使用した半導体センサにおいて、
上記最終増幅段の演算増幅器の反転入力端子の電圧が、
該出力端子からの出力電圧が飽和するときの値αよりも
下がった場合に、該演算増幅器の出力電圧を飽和させる
飽和手段を備えたことを特徴とする半導体センサを提供
するものであり、具体的には、上記プルアップ抵抗と並
列に上記飽和手段である定電流源を接続したものであ
る。
演算増幅器が反転増幅回路を形成し、該演算増幅器の出
力端子にはプルアップ抵抗が接続された回路構成を有す
る、センサに半導体を使用した半導体センサにおいて、
上記最終増幅段の演算増幅器の反転入力端子の電圧が、
該出力端子からの出力電圧が飽和するときの値αよりも
下がった場合に、該演算増幅器の出力電圧を飽和させる
飽和手段を備えたことを特徴とする半導体センサを提供
するものであり、具体的には、上記プルアップ抵抗と並
列に上記飽和手段である定電流源を接続したものであ
る。
【００１３】このように、最終増幅段の演算増幅器の出
力が抵抗を介して反転入力端子にフィードバックされる
反転増幅回路を形成し、該演算増幅器の出力端子にはプ
ルアップ抵抗が接続された回路構成を有する、センサに
半導体を使用した半導体センサにおいて、上記プルアッ
プ抵抗と並列に定電流源を接続し、上記最終増幅段の演
算増幅器の反転入力端子の電圧が、該出力端子からの出
力電圧が飽和するときの値αよりも下がった場合に、該
演算増幅器の出力電圧が飽和するようにし、例えば半導
体加速度センサの場合、過大な加速度が加わったとき、
該センサの出力端子である最終増幅段の演算増幅器にお
けるプルアップ抵抗が接続された出力端子からの出力電
圧を飽和させることができる。このため、誤作動のない
高精度な半導体センサを得ることができる。
力が抵抗を介して反転入力端子にフィードバックされる
反転増幅回路を形成し、該演算増幅器の出力端子にはプ
ルアップ抵抗が接続された回路構成を有する、センサに
半導体を使用した半導体センサにおいて、上記プルアッ
プ抵抗と並列に定電流源を接続し、上記最終増幅段の演
算増幅器の反転入力端子の電圧が、該出力端子からの出
力電圧が飽和するときの値αよりも下がった場合に、該
演算増幅器の出力電圧が飽和するようにし、例えば半導
体加速度センサの場合、過大な加速度が加わったとき、
該センサの出力端子である最終増幅段の演算増幅器にお
けるプルアップ抵抗が接続された出力端子からの出力電
圧を飽和させることができる。このため、誤作動のない
高精度な半導体センサを得ることができる。
【００１４】また、上記最終増幅段の演算増幅器の出力
が飽和しないように、該最終増幅段の演算増幅器におけ
る反転入力端子に入力される電圧を制限するための制限
手段を設けてもよく、具体的には、上記最終増幅段の演
算増幅器の反転入力端子に抵抗を介して接続された前段
の回路の出力端子に、クランプ回路を接続し、該クラン
プ回路によって、最終増幅段の演算増幅器の反転入力端
子の電圧を、該最終増幅段の演算増幅器の出力電圧が飽
和するまで下がらないようにすることができるため、誤
作動のない高精度な半導体センサを得ることができる。
が飽和しないように、該最終増幅段の演算増幅器におけ
る反転入力端子に入力される電圧を制限するための制限
手段を設けてもよく、具体的には、上記最終増幅段の演
算増幅器の反転入力端子に抵抗を介して接続された前段
の回路の出力端子に、クランプ回路を接続し、該クラン
プ回路によって、最終増幅段の演算増幅器の反転入力端
子の電圧を、該最終増幅段の演算増幅器の出力電圧が飽
和するまで下がらないようにすることができるため、誤
作動のない高精度な半導体センサを得ることができる。
【００１５】このように、本発明は、最終増幅段の演算
増幅器が反転増幅回路を形成し、該演算増幅器の出力端
子にはプルアップ抵抗が接続された回路構成を有する、
センサに半導体を使用した半導体センサにおいて、上記
最終増幅段の演算増幅器の出力が飽和しないように、該
最終増幅段の演算増幅器における反転入力端子に入力さ
れる電圧を制限することを特徴とする半導体センサを提
供するものであり、例えば半導体加速度センサの場合、
過大な加速度が加わったとき、上記最終増幅段の演算増
幅器における反転入力端子の電圧を制限して、該最終増
幅段の演算増幅器の出力電圧が飽和しないようにするこ
とができ、誤作動の少ない高精度な半導体センサを得る
ことができる。
増幅器が反転増幅回路を形成し、該演算増幅器の出力端
子にはプルアップ抵抗が接続された回路構成を有する、
センサに半導体を使用した半導体センサにおいて、上記
最終増幅段の演算増幅器の出力が飽和しないように、該
最終増幅段の演算増幅器における反転入力端子に入力さ
れる電圧を制限することを特徴とする半導体センサを提
供するものであり、例えば半導体加速度センサの場合、
過大な加速度が加わったとき、上記最終増幅段の演算増
幅器における反転入力端子の電圧を制限して、該最終増
幅段の演算増幅器の出力電圧が飽和しないようにするこ
とができ、誤作動の少ない高精度な半導体センサを得る
ことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、図面に示す実施の形態に基
づいて、本発明を詳細に説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１における
半導体加速度センサの回路例を示した回路図である。図
１において、加速度検出素子１は、センサチップにおけ
るダイヤフラム部の表面に形成された４本のピエゾ抵抗
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにより構成されたブリッジ回路
からなり、該ブリッジ回路の入力の一方、すなわちピエ
ゾ抵抗２ａと２ｂとの接続部は電源から電源電圧Ｖｃｃ
が印加され、他方、すなわちピエゾ抵抗２ｃと２ｄとの
接続部は接地されている。
づいて、本発明を詳細に説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１における
半導体加速度センサの回路例を示した回路図である。図
１において、加速度検出素子１は、センサチップにおけ
るダイヤフラム部の表面に形成された４本のピエゾ抵抗
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにより構成されたブリッジ回路
からなり、該ブリッジ回路の入力の一方、すなわちピエ
ゾ抵抗２ａと２ｂとの接続部は電源から電源電圧Ｖｃｃ
が印加され、他方、すなわちピエゾ抵抗２ｃと２ｄとの
接続部は接地されている。
【００１７】また、該ブリッジ回路の一方の出力端子、
すなわちピエゾ抵抗２ａと２ｃとの接続部は差動増幅段
の演算増幅器３の非反転入力端子に、他方の出力端子、
すなわちピエゾ抵抗２ｂと２ｄとの接続部は演算増幅器
３の反転入力端子にそれぞれ接続されている。該演算増
幅器３の出力端子は抵抗４を介して温度補償段の演算増
幅器５の反転入力端子に接続されており、該演算増幅器
５の出力端子は、温度補償用の抵抗回路６を介して演算
増幅器５の反転入力端子に接続されている。
すなわちピエゾ抵抗２ａと２ｃとの接続部は差動増幅段
の演算増幅器３の非反転入力端子に、他方の出力端子、
すなわちピエゾ抵抗２ｂと２ｄとの接続部は演算増幅器
３の反転入力端子にそれぞれ接続されている。該演算増
幅器３の出力端子は抵抗４を介して温度補償段の演算増
幅器５の反転入力端子に接続されており、該演算増幅器
５の出力端子は、温度補償用の抵抗回路６を介して演算
増幅器５の反転入力端子に接続されている。
【００１８】また、演算増幅器５の出力端子は抵抗７を
介して最終増幅段の演算増幅器８の反転入力端子に接続
されており、演算増幅器５と演算増幅器８の各非反転入
力端子にはそれぞれ基準電圧Ｖｒが印加されている。上
記演算増幅器８の出力端子は抵抗９を介して演算増幅器
８の反転入力端子に接続されている。更に演算増幅器８
の出力端子と電源との間には定電流源１０が接続されて
おり、該演算増幅器８の出力端子は半導体加速度センサ
１５の出力端子をなす。
介して最終増幅段の演算増幅器８の反転入力端子に接続
されており、演算増幅器５と演算増幅器８の各非反転入
力端子にはそれぞれ基準電圧Ｖｒが印加されている。上
記演算増幅器８の出力端子は抵抗９を介して演算増幅器
８の反転入力端子に接続されている。更に演算増幅器８
の出力端子と電源との間には定電流源１０が接続されて
おり、該演算増幅器８の出力端子は半導体加速度センサ
１５の出力端子をなす。
【００１９】ここで、加速度検出素子１は負の温度特性
を有しており、温度が上昇すると差動増幅段の演算増幅
器３の両入力端子間の電圧差が小さくなり、演算増幅器
３の出力電圧は小さくなるため、温度補償段の演算増幅
器５に接続された上記抵抗回路６は、１つの抵抗又は複
数の種類の抵抗からなり、温度補償段の回路が正の温度
特性を有するように該抵抗回路６は正の温度特性を有
し、上記加速度検出素子１の温度特性を打ち消すことが
できる。更に、温度補償段は反転増幅回路を形成してお
り、上記演算増幅器３から出力された信号は、温度補償
段の演算増幅器５で反転増幅され、抵抗７を介して最終
増幅段の演算増幅器８の反転入力端子に入力される。
を有しており、温度が上昇すると差動増幅段の演算増幅
器３の両入力端子間の電圧差が小さくなり、演算増幅器
３の出力電圧は小さくなるため、温度補償段の演算増幅
器５に接続された上記抵抗回路６は、１つの抵抗又は複
数の種類の抵抗からなり、温度補償段の回路が正の温度
特性を有するように該抵抗回路６は正の温度特性を有
し、上記加速度検出素子１の温度特性を打ち消すことが
できる。更に、温度補償段は反転増幅回路を形成してお
り、上記演算増幅器３から出力された信号は、温度補償
段の演算増幅器５で反転増幅され、抵抗７を介して最終
増幅段の演算増幅器８の反転入力端子に入力される。
【００２０】上記のような構成において、半導体加速度
センサ１５に過大な加速度が加わると、差動増幅段の演
算増幅器３から温度補償段の演算増幅器５の反転入力端
子に入力される電圧が大きくなり、温度補償段の演算増
幅器５の出力電圧が小さくなって最終増幅段の演算増幅
器８の出力端子から出力される電圧、すなわち半導体加
速度センサ１５の出力端子から出力される出力電圧Ｖｏ
ｕｔが飽和するように、該定電流源１０は、半導体加速
度センサ１５の出力端子から出力される電流の供給源を
形成している。なお、上記定電流源１０は飽和手段をな
す。
センサ１５に過大な加速度が加わると、差動増幅段の演
算増幅器３から温度補償段の演算増幅器５の反転入力端
子に入力される電圧が大きくなり、温度補償段の演算増
幅器５の出力電圧が小さくなって最終増幅段の演算増幅
器８の出力端子から出力される電圧、すなわち半導体加
速度センサ１５の出力端子から出力される出力電圧Ｖｏ
ｕｔが飽和するように、該定電流源１０は、半導体加速
度センサ１５の出力端子から出力される電流の供給源を
形成している。なお、上記定電流源１０は飽和手段をな
す。
【００２１】図２は、上記演算増幅器８の出力部の例を
示した回路図であり、図２で示しているように、該演算
増幅器８の出力端子は抵抗１３によって電源電圧Ｖｃｃ
にプルアップされており、該抵抗１３は、演算増幅器８
の出力端子から出力される電流の供給路を形成すると共
に、半導体加速度センサ１５の自己診断を行う際に使用
されるものである。
示した回路図であり、図２で示しているように、該演算
増幅器８の出力端子は抵抗１３によって電源電圧Ｖｃｃ
にプルアップされており、該抵抗１３は、演算増幅器８
の出力端子から出力される電流の供給路を形成すると共
に、半導体加速度センサ１５の自己診断を行う際に使用
されるものである。
【００２２】ここで、半導体加速度センサ１５に過大な
加速度が加わり、差動増幅段の演算増幅器３から温度補
償段の演算増幅器５の反転入力端子に入力される電圧が
大きくなり、温度補償段の演算増幅器５の出力電圧が小
さくなって最終増幅段の演算増幅器８のＮＰＮ型トラン
ジスタＱ１がオフし、半導体加速度センサ１５の出力端
子から出力される電圧Ｖｏｕｔが飽和する。更に演算増
幅器５の出力電圧が０になっても、上記図７で示したよ
うな等価回路が成立しないように、半導体加速度センサ
１５の出力端子には上記定電流源１０によって定電流Ｉ
Ｓ２が供給され、半導体加速度センサ１５に過大な加速
度が加わると、該半導体加速度センサ１５の出力端子か
ら出力される出力電圧Ｖｏｕｔは飽和するようになる。
加速度が加わり、差動増幅段の演算増幅器３から温度補
償段の演算増幅器５の反転入力端子に入力される電圧が
大きくなり、温度補償段の演算増幅器５の出力電圧が小
さくなって最終増幅段の演算増幅器８のＮＰＮ型トラン
ジスタＱ１がオフし、半導体加速度センサ１５の出力端
子から出力される電圧Ｖｏｕｔが飽和する。更に演算増
幅器５の出力電圧が０になっても、上記図７で示したよ
うな等価回路が成立しないように、半導体加速度センサ
１５の出力端子には上記定電流源１０によって定電流Ｉ
Ｓ２が供給され、半導体加速度センサ１５に過大な加速
度が加わると、該半導体加速度センサ１５の出力端子か
ら出力される出力電圧Ｖｏｕｔは飽和するようになる。
【００２３】このように、本実施の形態１における半導
体センサは、最終増幅段の演算増幅器８の出力が抵抗９
を介して反転入力端子にフィードバックされる反転増幅
回路を形成し、該演算増幅器８の出力端子にはプルアッ
プ抵抗１３が接続された回路構成を有し、該プルアップ
抵抗１３と並列に定電流源１０を接続し、上記最終増幅
段の演算増幅器８の反転入力端子の電圧が接地レベルに
なった場合に、該演算増幅器の出力電圧が飽和するよう
にし、例えば上記半導体加速度センサ１５に出力電圧Ｖ
ｏｕｔが飽和するような過大な加速度が加わった場合、
半導体加速度センサ１５は、該真の加速度を小さく検出
してしまうことなく、出力電圧Ｖｏｕｔを飽和させるこ
とにより過大な加速度が加わったことを示すことができ
る。このため、誤作動のない高精度な半導体加速度セン
サを得ることができる。
体センサは、最終増幅段の演算増幅器８の出力が抵抗９
を介して反転入力端子にフィードバックされる反転増幅
回路を形成し、該演算増幅器８の出力端子にはプルアッ
プ抵抗１３が接続された回路構成を有し、該プルアップ
抵抗１３と並列に定電流源１０を接続し、上記最終増幅
段の演算増幅器８の反転入力端子の電圧が接地レベルに
なった場合に、該演算増幅器の出力電圧が飽和するよう
にし、例えば上記半導体加速度センサ１５に出力電圧Ｖ
ｏｕｔが飽和するような過大な加速度が加わった場合、
半導体加速度センサ１５は、該真の加速度を小さく検出
してしまうことなく、出力電圧Ｖｏｕｔを飽和させるこ
とにより過大な加速度が加わったことを示すことができ
る。このため、誤作動のない高精度な半導体加速度セン
サを得ることができる。
【００２４】実施の形態２．次に、上記実施の形態１で
は、例えば半導体加速度センサにおいて、過大な加速度
が加わった場合、該過大な加速度が加わったことを示す
ために出力電圧が飽和しなければいけないときに飽和さ
せるようにしたものであったが、温度補償段の演算増幅
器の出力電圧が、最終増幅段の演算増幅器の出力電圧が
飽和するまで下がらないように、すなわち上記図９にお
いて上記αよりも小さくならないように該温度補償段の
演算増幅器の出力電圧を例えばクランプ回路を用いて制
限するようにしてもよく、このようにしたものを本発明
の半導体センサにおける実施の形態２とする。
は、例えば半導体加速度センサにおいて、過大な加速度
が加わった場合、該過大な加速度が加わったことを示す
ために出力電圧が飽和しなければいけないときに飽和さ
せるようにしたものであったが、温度補償段の演算増幅
器の出力電圧が、最終増幅段の演算増幅器の出力電圧が
飽和するまで下がらないように、すなわち上記図９にお
いて上記αよりも小さくならないように該温度補償段の
演算増幅器の出力電圧を例えばクランプ回路を用いて制
限するようにしてもよく、このようにしたものを本発明
の半導体センサにおける実施の形態２とする。
【００２５】図３は、本発明の実施の形態２における半
導体加速度センサの回路例を示した回路図である。な
お、図３において、上記図１と同じものは同じ符号で示
しており、ここではその説明を省略すると共に、上記図
１との相違点のみ説明する。図３における図１との相違
点は、上記定電流源１０をなくすと共に、温度補償段の
演算増幅器５の出力端子と抵抗回路６と抵抗７との接続
部Ａにクランプ回路２０を接続したことにあり、これに
伴って半導体加速度センサ１５を半導体加速度センサ２
５としたことにある。
導体加速度センサの回路例を示した回路図である。な
お、図３において、上記図１と同じものは同じ符号で示
しており、ここではその説明を省略すると共に、上記図
１との相違点のみ説明する。図３における図１との相違
点は、上記定電流源１０をなくすと共に、温度補償段の
演算増幅器５の出力端子と抵抗回路６と抵抗７との接続
部Ａにクランプ回路２０を接続したことにあり、これに
伴って半導体加速度センサ１５を半導体加速度センサ２
５としたことにある。
【００２６】図３において、演算増幅器５の出力端子は
抵抗７を介して最終増幅段の演算増幅器８の反転入力端
子に接続されており、演算増幅器５と演算増幅器８の各
非反転入力端子にはそれぞれ基準電圧Ｖｒが印加されて
いる。また、演算増幅器５の出力端子と抵抗回路６と抵
抗７との接続部Ａにクランプ回路２０が接続されてい
る。上記演算増幅器８の出力端子は抵抗９を介して演算
増幅器８の反転入力端子に接続されている。該演算増幅
器８の出力端子は半導体加速度センサ２５の出力端子を
なす。なお、上記クランプ回路２０は制限手段をなす。
抵抗７を介して最終増幅段の演算増幅器８の反転入力端
子に接続されており、演算増幅器５と演算増幅器８の各
非反転入力端子にはそれぞれ基準電圧Ｖｒが印加されて
いる。また、演算増幅器５の出力端子と抵抗回路６と抵
抗７との接続部Ａにクランプ回路２０が接続されてい
る。上記演算増幅器８の出力端子は抵抗９を介して演算
増幅器８の反転入力端子に接続されている。該演算増幅
器８の出力端子は半導体加速度センサ２５の出力端子を
なす。なお、上記クランプ回路２０は制限手段をなす。
【００２７】図４は、上記クランプ回路２０の回路例を
示した図であり、図３及び図４を用いて、上記クランプ
回路２０における演算増幅器５の出力電圧を制限する動
作例を説明する。図４において、クランプ回路２０は、
２つのマルチコレクタトランジスタＱ１０及びＱ１７
と、４つのＮＰＮ型トランジスタＱ１２，Ｑ１３，Ｑ１
４，Ｑ１６と、３つのＰＮＰ型トランジスタＱ１１，Ｑ
１５，Ｑ１８と、５つの抵抗３０，３１，３２，３３，
３４と、定電流源３５とからなる。なお、上記マルチコ
レクタトランジスタＱ１０及びＱ１７は２つのコレクタ
を有するものである。
示した図であり、図３及び図４を用いて、上記クランプ
回路２０における演算増幅器５の出力電圧を制限する動
作例を説明する。図４において、クランプ回路２０は、
２つのマルチコレクタトランジスタＱ１０及びＱ１７
と、４つのＮＰＮ型トランジスタＱ１２，Ｑ１３，Ｑ１
４，Ｑ１６と、３つのＰＮＰ型トランジスタＱ１１，Ｑ
１５，Ｑ１８と、５つの抵抗３０，３１，３２，３３，
３４と、定電流源３５とからなる。なお、上記マルチコ
レクタトランジスタＱ１０及びＱ１７は２つのコレクタ
を有するものである。
【００２８】マルチコレクタトランジスタＱ１０のエミ
ッタは抵抗３０を介して電源電圧Ｖｃｃの電源に接続さ
れており、マルチコレクタトランジスタＱ１０の一方の
コレクタはＰＮＰ型トランジスタＱ１１のエミッタに接
続されており、該接続部にＮＰＮ型トランジスタＱ１４
のベースが接続され、上記ＰＮＰ型トランジスタＱ１１
のコレクタは接地されている。上記ＮＰＮ型トランジス
タＱ１４のコレクタは電源電圧Ｖｃｃの電源に接続され
ており、該エミッタはＰＮＰ型トランジスタＱ１５のエ
ミッタに接続されると共に、クランプ回路２０の入出力
端子をなしており、上記図３の接続部Ａに接続され、上
記ＰＮＰ型トランジスタＱ１５のコレクタは接地されて
いる。
ッタは抵抗３０を介して電源電圧Ｖｃｃの電源に接続さ
れており、マルチコレクタトランジスタＱ１０の一方の
コレクタはＰＮＰ型トランジスタＱ１１のエミッタに接
続されており、該接続部にＮＰＮ型トランジスタＱ１４
のベースが接続され、上記ＰＮＰ型トランジスタＱ１１
のコレクタは接地されている。上記ＮＰＮ型トランジス
タＱ１４のコレクタは電源電圧Ｖｃｃの電源に接続され
ており、該エミッタはＰＮＰ型トランジスタＱ１５のエ
ミッタに接続されると共に、クランプ回路２０の入出力
端子をなしており、上記図３の接続部Ａに接続され、上
記ＰＮＰ型トランジスタＱ１５のコレクタは接地されて
いる。
【００２９】また、マルチコレクタトランジスタＱ１０
の他方のコレクタはＮＰＮ型トランジスタＱ１２のコレ
クタに接続され、該ＮＰＮ型トランジスタＱ１２のエミ
ッタは接地されており、該ベースはＮＰＮ型トランジス
タＱ１３のベースに接続されており、ＮＰＮ型トランジ
スタＱ１２及びＱ１３でカレントミラー回路を形成して
いる。該ＮＰＮ型トランジスタＱ１２のコレクタとエミ
ッタは接続されており、ＮＰＮ型トランジスタＱ１３の
エミッタは接地されている。
の他方のコレクタはＮＰＮ型トランジスタＱ１２のコレ
クタに接続され、該ＮＰＮ型トランジスタＱ１２のエミ
ッタは接地されており、該ベースはＮＰＮ型トランジス
タＱ１３のベースに接続されており、ＮＰＮ型トランジ
スタＱ１２及びＱ１３でカレントミラー回路を形成して
いる。該ＮＰＮ型トランジスタＱ１２のコレクタとエミ
ッタは接続されており、ＮＰＮ型トランジスタＱ１３の
エミッタは接地されている。
【００３０】上記ＮＰＮ型トランジスタＱ１３のコレク
タにはＮＰＮ型トランジスタＱ１６のエミッタが接続さ
れ、該接続部に上記ＰＮＰ型トランジスタＱ１５のベー
スが接続され、該ＮＰＮ型トランジスタＱ１６のコレク
タは電源電圧Ｖｃｃの電源に接続されている。また、抵
抗３１，３２，３３が直列に接続され、該直列回路が電
源電圧Ｖｃｃと接地間に接続されている。該直列回路の
抵抗３１，３２，３３の抵抗値によってクランピングす
る電圧が決定され、抵抗３１と抵抗３２の接続部Ｂは上
記ＮＰＮ型トランジスタＱ１６のベースに接続され、抵
抗３２と抵抗３３との接続部Ｃは上記ＰＮＰ型トランジ
スタＱ１１のベースに接続されている。
タにはＮＰＮ型トランジスタＱ１６のエミッタが接続さ
れ、該接続部に上記ＰＮＰ型トランジスタＱ１５のベー
スが接続され、該ＮＰＮ型トランジスタＱ１６のコレク
タは電源電圧Ｖｃｃの電源に接続されている。また、抵
抗３１，３２，３３が直列に接続され、該直列回路が電
源電圧Ｖｃｃと接地間に接続されている。該直列回路の
抵抗３１，３２，３３の抵抗値によってクランピングす
る電圧が決定され、抵抗３１と抵抗３２の接続部Ｂは上
記ＮＰＮ型トランジスタＱ１６のベースに接続され、抵
抗３２と抵抗３３との接続部Ｃは上記ＰＮＰ型トランジ
スタＱ１１のベースに接続されている。
【００３１】上記マルチコレクタトランジスタＱ１０の
ベースは、上記マルチコレクタトランジスタＱ１７のベ
ースに接続され、該接続部にはＰＮＰ型トランジスタＱ
１８のエミッタが接続されている。該ＰＮＰ型トランジ
スタＱ１８のコレクタは接地されており、該ベースにマ
ルチコレクタトランジスタＱ１７の両コレクタが接続さ
れており、該接続部と接地間に定電流源３５が接続され
ている。更に、マルチコレクタトランジスタＱ１７のエ
ミッタは抵抗３４を介して電源電圧Ｖｃｃの電源に接続
されている。
ベースは、上記マルチコレクタトランジスタＱ１７のベ
ースに接続され、該接続部にはＰＮＰ型トランジスタＱ
１８のエミッタが接続されている。該ＰＮＰ型トランジ
スタＱ１８のコレクタは接地されており、該ベースにマ
ルチコレクタトランジスタＱ１７の両コレクタが接続さ
れており、該接続部と接地間に定電流源３５が接続され
ている。更に、マルチコレクタトランジスタＱ１７のエ
ミッタは抵抗３４を介して電源電圧Ｖｃｃの電源に接続
されている。
【００３２】上記のような構成において、例えば、図４
の接続部Ｃの電圧を１Ｖとすると、ＮＰＮ型トランジス
タＱ１４のベースが、該１ＶにＰＮＰ型トランジスタＱ
１１のエミッタ・ベース間の順電圧０.６Ｖを加算した
１.６Ｖとなり、ＮＰＮ型トランジスタＱ１４のベース
・エミッタ間の順電圧が０.６Ｖであることから、ＮＰ
Ｎ型トランジスタＱ１４のエミッタの電圧、すなわち接
続部Ａの電圧が１Ｖ未満となるとＮＰＮ型トランジスタ
Ｑ１４はオンすることから、上記接続部Ａの電圧は１Ｖ
未満になることがなくなる。
の接続部Ｃの電圧を１Ｖとすると、ＮＰＮ型トランジス
タＱ１４のベースが、該１ＶにＰＮＰ型トランジスタＱ
１１のエミッタ・ベース間の順電圧０.６Ｖを加算した
１.６Ｖとなり、ＮＰＮ型トランジスタＱ１４のベース
・エミッタ間の順電圧が０.６Ｖであることから、ＮＰ
Ｎ型トランジスタＱ１４のエミッタの電圧、すなわち接
続部Ａの電圧が１Ｖ未満となるとＮＰＮ型トランジスタ
Ｑ１４はオンすることから、上記接続部Ａの電圧は１Ｖ
未満になることがなくなる。
【００３３】また、例えば、図４の接続部Ｂの電圧を４
Ｖとすると、ＰＮＰ型トランジスタＱ１５のベース電圧
は、上記４ＶからＮＰＮ型トランジスタＱ１６のベース
・エミッタ間の順電圧である０.６Ｖを減算した３.４Ｖ
となり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１５のエミッタ・ベー
ス間の順電圧が０.６Ｖであることから、ＰＮＰ型トラ
ンジスタＱ１５は接続部Ａが４Ｖになるまでオンし、接
続部Ａの電圧は４Ｖとなり、４Ｖを超えることがなくな
る。
Ｖとすると、ＰＮＰ型トランジスタＱ１５のベース電圧
は、上記４ＶからＮＰＮ型トランジスタＱ１６のベース
・エミッタ間の順電圧である０.６Ｖを減算した３.４Ｖ
となり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１５のエミッタ・ベー
ス間の順電圧が０.６Ｖであることから、ＰＮＰ型トラ
ンジスタＱ１５は接続部Ａが４Ｖになるまでオンし、接
続部Ａの電圧は４Ｖとなり、４Ｖを超えることがなくな
る。
【００３４】これらのことから、図４で示したようなク
ランプ回路２０を上記図３の接続部Ａに接続することに
より、該接続部Ａの電圧は、上記図４の接続部Ｃの電圧
を超え上記図４の接続部Ｂの電圧未満となる。このよう
に、クランプ回路２０によって、上記図３の接続部Ａの
電圧をクランピングする。なお、本実施の形態２におい
ては、上記図３の接続部Ａの電圧を上記図９のα未満に
ならないようにすればよく、接続部Ａの電圧が上記α未
満にならないようにクランピングするだけでもよい。
ランプ回路２０を上記図３の接続部Ａに接続することに
より、該接続部Ａの電圧は、上記図４の接続部Ｃの電圧
を超え上記図４の接続部Ｂの電圧未満となる。このよう
に、クランプ回路２０によって、上記図３の接続部Ａの
電圧をクランピングする。なお、本実施の形態２におい
ては、上記図３の接続部Ａの電圧を上記図９のα未満に
ならないようにすればよく、接続部Ａの電圧が上記α未
満にならないようにクランピングするだけでもよい。
【００３５】このように、本実施の形態２における半導
体センサは、最終増幅段の演算増幅器８の出力が抵抗９
を介して反転入力端子にフィードバックされる反転増幅
回路を形成し、該演算増幅器８の出力端子にはプルアッ
プ抵抗１３が接続された回路構成を有し、温度補償段の
演算増幅器５の出力電圧が上記α未満にならないように
クランピングするクランプ回路２０を上記演算増幅器５
の出力端子に接続し、例えば上記半導体加速度センサ２
５に出力電圧Ｖｏｕｔが飽和するような過大な加速度が
加わった場合、半導体加速度センサ２５は、該真の加速
度を小さく検出してしまうことなく、過大な加速度が加
わったことを示すことができる。このため、誤作動のな
い高精度な半導体加速度センサを得ることができる。
体センサは、最終増幅段の演算増幅器８の出力が抵抗９
を介して反転入力端子にフィードバックされる反転増幅
回路を形成し、該演算増幅器８の出力端子にはプルアッ
プ抵抗１３が接続された回路構成を有し、温度補償段の
演算増幅器５の出力電圧が上記α未満にならないように
クランピングするクランプ回路２０を上記演算増幅器５
の出力端子に接続し、例えば上記半導体加速度センサ２
５に出力電圧Ｖｏｕｔが飽和するような過大な加速度が
加わった場合、半導体加速度センサ２５は、該真の加速
度を小さく検出してしまうことなく、過大な加速度が加
わったことを示すことができる。このため、誤作動のな
い高精度な半導体加速度センサを得ることができる。
【図１】 本発明の実施の形態１における半導体加速度
センサの回路例を示した図である。
センサの回路例を示した図である。
【図２】 図１で示した演算増幅器８の出力部の例を示
した回路図である。
した回路図である。
【図３】 本発明の実施の形態２における半導体加速度
センサの回路例を示した図である。
センサの回路例を示した図である。
【図４】 図３のクランプ回路２０の回路例を示した図
である。
である。
【図５】 半導体加速度センサの内部構造例を示した部
分断面図である。
分断面図である。
【図６】 従来の半導体加速度センサにおける増幅回路
例を示した図である。
例を示した図である。
【図７】 図６の演算増幅器７３における出力部の例を
示した回路図である。
示した回路図である。
【図８】 図６で示した半導体加速度センサに過大な加
速度が加わったときの抵抗７２，７４，８０の等価回路
を示した図である。
速度が加わったときの抵抗７２，７４，８０の等価回路
を示した図である。
【図９】 図６の演算増幅器７１の出力電圧と半導体加
速度センサ５０の出力電圧Ｖｏｕｔとの関係を示したグ
ラフである。
速度センサ５０の出力電圧Ｖｏｕｔとの関係を示したグ
ラフである。
１ 加速度検出素子、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ ピエゾ
抵抗、３ 差動増幅段の演算増幅器、４，７，９ 抵
抗、５ 温度補償段の演算増幅器、６ 抵抗回路、８
最終増幅段の演算増幅器、１０ 定電流源、１３ プル
アップ抵抗、１５，２５ 半導体加速度センサ、２０
クランプ回路、Ｖｒ 基準電圧。
抵抗、３ 差動増幅段の演算増幅器、４，７，９ 抵
抗、５ 温度補償段の演算増幅器、６ 抵抗回路、８
最終増幅段の演算増幅器、１０ 定電流源、１３ プル
アップ抵抗、１５，２５ 半導体加速度センサ、２０
クランプ回路、Ｖｒ 基準電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/08 - 15/13 G01L 9/04 - 9/12 H01L 29/84
Claims (6)
- 【請求項１】 最終増幅段の演算増幅器が反転増幅回路
を形成し、該演算増幅器の出力端子にはプルアップ抵抗
が接続された回路構成を有する、センサに半導体を使用
した半導体センサにおいて、 上記最終増幅段の演算増幅器の反転入力端子の電圧が、
該出力端子からの出力電圧が飽和するときの値αよりも
下がった場合に、該演算増幅器の出力電圧を飽和させる
飽和手段を備えたことを特徴とする半導体センサ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体センサにして、
上記飽和手段は、上記プルアップ抵抗と並列に接続され
た定電流源であることを特徴とする半導体センサ。 - 【請求項３】 最終増幅段の演算増幅器の出力が抵抗を
介して反転入力端子にフィードバックされる反転増幅回
路を形成し、該演算増幅器の出力端子にはプルアップ抵
抗が接続された回路構成を有する、センサに半導体を使
用した半導体センサにおいて、 上記プルアップ抵抗と並列に定電流源を接続し、上記最
終増幅段の演算増幅器の反転入力端子の電圧が、該出力
端子からの出力電圧が飽和するときの値αよりも下がっ
た場合に、該演算増幅器の出力電圧を飽和させるように
したことを特徴とする半導体センサ。 - 【請求項４】 最終増幅段の演算増幅器が反転増幅回路
を形成し、該演算増幅器の出力端子にはプルアップ抵抗
が接続された回路構成を有する、センサに半導体を使用
した半導体センサにおいて、 上記最終増幅段の演算増幅器の出力が飽和しないよう
に、該最終増幅段の演算増幅器における反転入力端子に
入力される電圧を制限するための制限手段を設けたこと
を特徴とする半導体センサ。 - 【請求項５】 請求項４に記載の半導体センサにして、
上記制限手段は、上記最終増幅段の演算増幅器の反転入
力端子に抵抗を介して接続された前段の回路の出力端子
に接続するクランプ回路であることを特徴とする半導体
センサ。 - 【請求項６】 最終増幅段の演算増幅器が反転増幅回路
を形成し、該演算増幅器の出力端子にはプルアップ抵抗
が接続された回路構成を有する、センサに半導体を使用
した半導体センサにおいて、 上記最終増幅段の演算増幅器の出力が飽和しないよう
に、該最終増幅段の演算増幅器における反転入力端子に
入力される電圧を制限することを特徴とする半導体セン
サ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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