JPH0375570A - 半導体素子の抵抗測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は定電圧駆動状態における４組の抵抗をブリッ
ジ状に接続してなる半導体圧力センサ素子の内部抵抗を
算出する半導体素子の抵抗測定方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

半導体圧力センサ素子は、４個の抵抗素子をブリッジの
形に接続した回路の半導体素子であシ、この素子の受け
る機械的圧力を電気信号に変換する素子である。

ブリッジ構造を有する半導体圧力センサ素子の代表的な
等何回路は、第２図に示すように４組の抵抗器Ｒ１＊　
Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が典型的なホイートストンブリッジ構
造を有して接続されておシ、半導体圧力センサ素子１で
は、例えば真空状、態などの規定の条件下では検出端子
間電圧は平衡状態、すなわちオフセット電圧は零である
ことが要求される。このため、このようｉ半導体素子の
製造工程では必らずオフセット電圧を測定する装置が使
用される。

第３図はブリッジ構造を有する半導体圧力センサ素子１
のオフセット電圧の測定回路の一例を示す回路図である
。同図において、半導体圧力センサ素子１は、４組の抵
抗Ｒ＋　、　Ｒｚ　、　Ｒｓ　、　Ｒ４がブリッジ接続
されてブリッジ回路が構成されて釦シ、これらの抵抗Ｒ
ｒ　＋　Ｒ１ｅ　Ｒｓ　、　Ｒａの各接続点ａ、ｂ。

ｃ、ｄは外部に取シ出され、接続点ａ、ｄの２組は外部
の直流電源２に接続され、接続点す、ｃはブリッジ回路
の出力電圧端子であシ、半導体圧力センサ素子１の出力
電圧（オフセット電圧）を測定するデジタル電圧計（Ｄ
、Ｖ、Ｍ）３の入力端子３ａ、３ｂに接続されている。

このような構成において、半導体圧力センサ素子１に機
械的な圧力が加えられると、内部の各抵抗Ｒ１，Ｒ２，
Ｒ３，Ｒ４の抵抗値に変化が生じ、ブリッジ回路はバラ
ンスが崩れて出力端子す、ｃ間には直流電圧が発生する
ので、この電圧から加えられた機械的圧力が求められる
。実際にはオフセット電圧は所定の圧力（例えば真空中
）のもとで測定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

とのよ゛うな半導体素子は、応用回路設計上、４組の抵
抗Ｒ１１Ｒ２，Ｒ３１Ｒ４の個々の抵抗値を正確に測定
する必要があったにもかかわらず、その接続構造がブリ
ッジ回路を構成しているため、分離して測定することが
できず、合成抵抗のみ測定されるのが普通であシ、回路
設計上、不都合々場合が多かった。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するためにこの発明は、定電圧駆
動状態における４組の抵抗をブリッジ状に接続してなる
半導体圧力センサ素子の単独のオフセット電圧、２つの
電圧検出点に接続される上記ブリッジ回路の任意の２組
の抵抗を外部から選択的に短絡したときのオフセット電
圧および上記ブリッジ回路の任意の２組の抵抗を外部か
ら選択的に並列に既知の抵抗を挿入したときのオフセッ
ト電圧を測定することによって上記半導体圧力センサ素
子の内部抵抗を算出するものである。

〔作　用〕

この発明においては、４種類の異なるオフセット電圧を
組み合わせることによってブリッジ接続された各内部抵
抗の抵抗値が算出される。

〔実施例〕

以下、図面を用いてこの発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図はこの発明による半導体素子の抵抗測定方法の一
実施例を説明するためのオフセット電圧測定回路を示す
回路図であシ、前述の図と同一部分には同一符号を付し
である。同図にかいて、Ｓｌ＊　Ｓｔ　ｒ　Ｓｓは選択
的に回路を切シ換えるためのスイッチであう、Ｂは抵抗
値が既知の抵抗である。

すなわち、通常のオフセット電圧の他にスイッチＳ＋＋
Ｓｚ、Ｓｓを各々オンさせた場合のオフセット電圧を測
定するための回路構成用スイッチである。この回路の例
では半導体圧力センサ素子１を構成する内部の４組の抵
抗Ｒｌｙ　Ｒ２＊　Ｒｓ　ｅ　Ｒ４のうち、２組の抵抗
Ｒｚ　、　Ｒ４と並列にスイッチＳ！〜８３からなる付
加回路が付加されるようになっているが、抵抗Ｒ，，Ｒ
，の代すに抵抗Ｒｔ、Ｒｓの２組をとっても基本的考え
方は同じである。

以下、第１図の例、すなわち抵抗Ｒ４を短絡または２組
の抵抗Ｒ２，Ｒ４に選択的に既知抵抗Ｒを並列に挿入し
た場合について説明する。同図において、オフセット電
圧として次の４つの場合を測定する。

（１）スイッチＳ１　＊　Ｓｔ　ｗ　８３の全都がオフ
の状態（すなわち通常のオフセット電圧測定）の場合 （２）スイッチＳ１のみオンにした状態（すなわちブリ
ッジ回路の抵抗Ｒ４を短絡）の場合（３）スイッチＳ１
のみオンにした状態（すなわちブリッジ回路の抵抗Ｒ２
に並列に既知抵抗Ｒを挿入）の場合 （４）スイッチＳ３のみオンにした状態（すなわちブリ
ッジ回路の抵抗Ｒ４に並列に既知抵抗Ｒを挿入）の場合 以上４つの場合のデジタル電圧計（Ｄ、Ｖ、Ｍ）３の読
みを各々ｅｏｓｅ３＊ｅｏ１１　ｅｏｓ　　とし）各抵
抗Ｒ１ｅ　Ｂ２　＃　Ｒ３？　Ｒ４＋　Ｒの抵抗値をそ
れぞれｒｌ　ｙｒ！　＋ｒ３　＋ｒ４　ｓｒ　とすると
、次の関係式が成立する。

式（６）を代入して 次にこの４つの関係式から抵抗Ｒ１１Ｒ２１Ｒｓ　ｒＲ
ａの各抵抗値’１　ｒ”２　＋ｒ３　、ｒ４を求める。

式（３）に式（２）を代入して 式（７）を代入して ・・・・・・（７） ・°−ｒｌ（ｒｔ＋ｒ）（ｅｏｔ＋ｅｓ）＝　Ｅｒ２ｒ
−ｒｚｒ（ｅｏｔ＋ｅ：ｓ）式（１）＄−よび式（２）
から ・・・・・・（５） ｒｌ＋ｒ２　　　　　Ｅ ｒｘ　　　　　ｅ２　　　ｅ３ Ｂ　　ｅ３ ・・ｒ２＝　ｒｔ　”　Ｅ−ｅａ＋ｅｓ・・・・・・（
６） 式（５）よυ ｒｚ　ｒ（Ｅ　　ｅｏｔ　　ｅｓ） ”　＝（ｒ＊＋ｒ　）（ｅｏｘ＋ｅｓ）また、式（１）
　、　（２）よう 式（４）に代入して ・・・−・・（８） 式（２）よシ Ｅ＠ｒ ｒｓ＝　　−ｒｉ ３ 式（８）に代入して Ｅ−ｅ３＋　ｅ６３　　ｅ＠　　Ｆａ　　ｅｓｒ、＝ｒ
（−−） ｅ３　　ｅ６３＋１４　　　　　ｅ３ ・・・・・・（９） すなわち ・・＝職訂τ−ｅＢ　ｅ３°゛） ｒｓ　＝　ｒ（Ｅ−ｅｓ＋ｅ°３　ｅ３　ｇ−ｅｓ）ｅ
ｓ　　　ｅ０３＋ｅｌ　　　　ｅｓ となシ、ブリッジ回路の各抵抗ＲＩＴ　Ｒｔ　＋　”　
Ｔ　Ｒ４の抵抗値ｒｔ　ｔ　ｒｚ　ｌ　ｒ３　、　ｒ４
は、電源電圧Ｅ、外部の既知抵抗Ｒｊ？よび第１図によ
って得られる各測定電圧＠ａｖ　ｅｓ　ｌ　ｅ　ＯＳ　
＋　ｅＯ３から算出することができることがわかる。な
か、上述したこれらの演算については、普通この種の半
導体用測定装置にはコンピュータが使われるため、予じ
め演算式をプログラムしてかくことができるので、簡単
なノ・−ドウエアの追加で素子の内部抵抗を求めること
が可能である。

１＞、これらの結果から更に合成抵抗を算出できること
は云う１でもない。

〔発明の効果〕 以上説明したようにこの発明によれば、４組の抵抗がブ
リッジ接続された半導体圧力センサ索子の各内部抵抗の
抵抗値を、ブリッジ回路を分離するとと女＜、正確に算
出することができるので、応用回路設計上、極めて有効
となるなどの優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による半導体素子の抵抗測定方法の一
実施例を説明するためのオフセット電圧測定回路を示す
回路図、第２図は半導体圧力センサ素子の代表的な等何
回路を示す回路図、第３図は半導体圧力センサ素子のオ
フセット電圧を測定するためのオフセット電圧測定回路
を示す回路図である。 １・・・・半導体圧力センサ素子、２・・・・直流電源
、３・・・・デジタル電圧計（Ｄ、Ｖ、Ｍ）、３ａ・・
・・入力端子（＋側）、３ｂ・・・・入力端子（−側）
、Ｒ，＃　Ｒ，・・・・抵抗、Ｒ・・・・既知抵抗、８
１〜Ｓ３　・・・・スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 定電圧駆動状態における４組の抵抗をブリッジ状に接続
   してなる半導体圧力センサ素子の単独のオフセット電圧
   、２つの電圧検出点に接続される上記ブリッジ回路の任
   意の２組の抵抗を外部から選択的に短絡したときのオフ
   セット電圧および上記ブリッジ回路の任意の２組の抵抗
   を外部から選択的に並列に既知の抵抗を挿入したときの
   オフセット電圧を測定することによつて上記半導体圧力
   センサ素子の内部抵抗を算出することを特徴とした半導
   体素子の抵抗測定方法。