JPH05288621A - 半導体圧力センサ用の圧力検出回路 - Google Patents
半導体圧力センサ用の圧力検出回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体圧力センサの零点出力電圧の温度依存
性を補償することを目的とする。 【構成】 この発明では、半導体圧力センサの信号処理
回路中の差動増幅回路を構成する２個のトランジスタに
流れる各々のエミッタ電流に、圧力検出部であるブリッ
ジ回路の零点出力電圧の温度依存性に応じて差を持た
せ、２個のトランジスタのベース−エミッタ間の電圧に
差ができるようにし、この電圧差の温度依存性を利用し
てブリッジ回路の零点出力電圧の温度依存性を補償す
る。
性を補償することを目的とする。 【構成】 この発明では、半導体圧力センサの信号処理
回路中の差動増幅回路を構成する２個のトランジスタに
流れる各々のエミッタ電流に、圧力検出部であるブリッ
ジ回路の零点出力電圧の温度依存性に応じて差を持た
せ、２個のトランジスタのベース−エミッタ間の電圧に
差ができるようにし、この電圧差の温度依存性を利用し
てブリッジ回路の零点出力電圧の温度依存性を補償す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体圧力センサ用
の圧力検出回路、特に圧力センサの零点出力電圧の温度
依存性の補償に関するものである。
の圧力検出回路、特に圧力センサの零点出力電圧の温度
依存性の補償に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０はピエゾ効果を利用したこの種の
半導体圧力センサの全体の構造を示す透視側面図であ
る。図において、半導体圧力センサ１００は台座１０１
とキャップ１０２で形成されるパッケージの中にセンサ
部１０４が収納されてなる。パッケージ内の空間１０３
は真空状態になっている。センサ部１０４はガラス台座
１０５およびこの上に固定された半導体センサチップ１
０６からなり、台座１０１上に固定されている。センサ
チップ１０６の中央部は下側が削られて薄い板状にされ
ている。検出する圧力は、台座１０１の下に延びるパイ
プ部１０７から台座１０１およびガラス台座１０５に渡
ってこの中央を貫通して延びる圧力導入穴１０８によっ
てガラス台座１０５と半導体センサチップ１０６間に形
成された空間１０６ａ内に導かれる。
半導体圧力センサの全体の構造を示す透視側面図であ
る。図において、半導体圧力センサ１００は台座１０１
とキャップ１０２で形成されるパッケージの中にセンサ
部１０４が収納されてなる。パッケージ内の空間１０３
は真空状態になっている。センサ部１０４はガラス台座
１０５およびこの上に固定された半導体センサチップ１
０６からなり、台座１０１上に固定されている。センサ
チップ１０６の中央部は下側が削られて薄い板状にされ
ている。検出する圧力は、台座１０１の下に延びるパイ
プ部１０７から台座１０１およびガラス台座１０５に渡
ってこの中央を貫通して延びる圧力導入穴１０８によっ
てガラス台座１０５と半導体センサチップ１０６間に形
成された空間１０６ａ内に導かれる。
【０００３】センサチップ１０６の中央部の薄い板状の
部分は、空間１０６ａと空間１０３との間の圧力差に従
って変形する。そしてセンサチップ１０６の中央部の変
形により発生する歪みを、この中央部に形成された後述
する圧力検出回路により測定して圧力を求める。圧力検
出回路で得られた信号はワイヤ１０９および台座１０１
を貫通して延びるリード１１０によってパッケージ外部
に導かれる。
部分は、空間１０６ａと空間１０３との間の圧力差に従
って変形する。そしてセンサチップ１０６の中央部の変
形により発生する歪みを、この中央部に形成された後述
する圧力検出回路により測定して圧力を求める。圧力検
出回路で得られた信号はワイヤ１０９および台座１０１
を貫通して延びるリード１１０によってパッケージ外部
に導かれる。
【０００４】図１１には半導体センサチップ１０６の上
面の構成を概略的に示す斜視図を示した。センサチップ
１０６の中央部１０６ｂには圧力を検出するためのピエ
ゾ効果を利用したブリッジ回路が形成され、その周囲部
分１０６ｃに信号処理回路等が形成されている。これら
の回路はセンサチップ上に不純物拡散等の手法により形
成される。
面の構成を概略的に示す斜視図を示した。センサチップ
１０６の中央部１０６ｂには圧力を検出するためのピエ
ゾ効果を利用したブリッジ回路が形成され、その周囲部
分１０６ｃに信号処理回路等が形成されている。これら
の回路はセンサチップ上に不純物拡散等の手法により形
成される。
【０００５】図１２には半導体センサチップ１０６上に
形成される従来の圧力検出回路を示す。図中、１はセン
サチップの中央に形成される圧力検出手段に当たるブリ
ッジ回路であり、ゲージ抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが
ホイートストンブリッジ回路を形成するように接続され
てなる。これらのゲージ抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは
実際には図１１に示すように四角形をなすように、かつ
それぞれ同一方向に延びるように配置されている。３
Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄはブリッジ回路１の４つの端子で
あり、端子３Ａはゲージ抵抗２Ａと２Ｃの接続点であ
り、端子３Ｂはゲージ抵抗２Ａと２Ｂの接続点である。
端子３Ｃはゲージ抵抗２Ｃと２Ｄの接続点であり、端子
３Ｄはゲージ抵抗２Ｂと２Ｄの接続点である。また、端
子３Ａは電源４に接続され、端子３Ｄはグランド５に接
続されている。６はブリッジ回路１の端子３Ｂと端子３
Ｃとの間に発生する電力を増幅する信号処理回路、７は
端子３Ｂと端子３Ｄとの間に接続された温度補償用の低
温度係数の抵抗である。
形成される従来の圧力検出回路を示す。図中、１はセン
サチップの中央に形成される圧力検出手段に当たるブリ
ッジ回路であり、ゲージ抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが
ホイートストンブリッジ回路を形成するように接続され
てなる。これらのゲージ抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは
実際には図１１に示すように四角形をなすように、かつ
それぞれ同一方向に延びるように配置されている。３
Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄはブリッジ回路１の４つの端子で
あり、端子３Ａはゲージ抵抗２Ａと２Ｃの接続点であ
り、端子３Ｂはゲージ抵抗２Ａと２Ｂの接続点である。
端子３Ｃはゲージ抵抗２Ｃと２Ｄの接続点であり、端子
３Ｄはゲージ抵抗２Ｂと２Ｄの接続点である。また、端
子３Ａは電源４に接続され、端子３Ｄはグランド５に接
続されている。６はブリッジ回路１の端子３Ｂと端子３
Ｃとの間に発生する電力を増幅する信号処理回路、７は
端子３Ｂと端子３Ｄとの間に接続された温度補償用の低
温度係数の抵抗である。
【０００６】次に動作について説明する。ブリッジ回路
１は、印加された圧力により生じる歪応力に応じた電圧
が端子３Ｂと端子３Ｃ間に発生するように構成されてい
る。即ち、ゲージ抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは歪応力
が印加されると抵抗値が変化すが、歪応力を受ける方向
が隣合う抵抗で異なるため、抵抗値が増加するものと減
少するものとがあり、抵抗値に差が生じる。これにより
ブリッジ回路１にアンバランスが生じ、電圧が発生す
る。
１は、印加された圧力により生じる歪応力に応じた電圧
が端子３Ｂと端子３Ｃ間に発生するように構成されてい
る。即ち、ゲージ抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは歪応力
が印加されると抵抗値が変化すが、歪応力を受ける方向
が隣合う抵抗で異なるため、抵抗値が増加するものと減
少するものとがあり、抵抗値に差が生じる。これにより
ブリッジ回路１にアンバランスが生じ、電圧が発生す
る。
【数１】 但し、Ｖodは端子３Ｂと３Ｃとの差電圧、ｆは歪応力、
ｋは比例定数である。(１)式によると歪応力が零の時、
即ちｆ＝０の時、Ｖod＝０であるが、実際はＶod≠０で
あり、これを零点出力電圧Ｖoffsetとすると(１)式は、
ｋは比例定数である。(１)式によると歪応力が零の時、
即ちｆ＝０の時、Ｖod＝０であるが、実際はＶod≠０で
あり、これを零点出力電圧Ｖoffsetとすると(１)式は、
【数２】 で表せる。
【０００７】一般にＶoffsetの補正は信号処理回路６に
外部からそれに見合う補正電圧を印加して行う。Ｖodの
温度特性は(２)式を温度で微分すれば求まる。
外部からそれに見合う補正電圧を印加して行う。Ｖodの
温度特性は(２)式を温度で微分すれば求まる。
【数３】 ｆ＝０の時は、
【数４】 これが零点出力電圧の温度依存性である。この零点出力
電圧の温度依存性は歪応力を検知するブリッジ回路１の
場合、組み立て時に生じる残留応力あるいはゲージ抵抗
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの温度係数のアンバランス等で
発生し、一般に温度に対し一次関数で近似できる。
電圧の温度依存性は歪応力を検知するブリッジ回路１の
場合、組み立て時に生じる残留応力あるいはゲージ抵抗
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの温度係数のアンバランス等で
発生し、一般に温度に対し一次関数で近似できる。
【数５】 αは比例定数である。この零点出力電圧Ｖoffsetと温度
Ｔとの関係を図１３に示した。図１３において、横軸は
温度Ｔ、縦軸は零点出力電圧Ｖoffsetを示す。ブリッジ
回路１(半導体圧力センサ)の使用温度範囲をＴ1からＴ2
とすると、
Ｔとの関係を図１３に示した。図１３において、横軸は
温度Ｔ、縦軸は零点出力電圧Ｖoffsetを示す。ブリッジ
回路１(半導体圧力センサ)の使用温度範囲をＴ1からＴ2
とすると、
【数６】 従って(６)式による零点出力電圧の温度依存性を補償す
ればよい。
ればよい。
【０００８】さて抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの抵抗値
を各々ＲA、ＲB、ＲC、ＲDとし、電源４の電圧をＶrと
すると端子３Ｂの電位Ｖ3Bは、
を各々ＲA、ＲB、ＲC、ＲDとし、電源４の電圧をＶrと
すると端子３Ｂの電位Ｖ3Bは、
【数７】 また、端子３Ｃの電位Ｖ3Cは、
【数８】 従って、ブリッジ回路１の出力電圧Ｖodは、
【数９】 となる。
【０００９】ところで、抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの
温度係数が等しいと仮定し、これをγとし、Ｔ＝０の時
の抵抗値をＲ0とすれば、
温度係数が等しいと仮定し、これをγとし、Ｔ＝０の時
の抵抗値をＲ0とすれば、
【数１０】 Ｖofdriftを補正するために抵抗７を端子３Ｂと３Ｄ間
に接続する。即ち、抵抗ＲBに並列接続すれば(９)式
は、
に接続する。即ち、抵抗ＲBに並列接続すれば(９)式
は、
【数１１】 但し、ＲPは抵抗７の抵抗値である。(１１)式に(１０)
式を代入すると、
式を代入すると、
【数１２】 となる。ここで、ＲP≫ＲBとすれば、
【数１３】 温度Ｔの範囲がＴ1からＴ2の時のＶodの変化量Ｖcomp
は、
は、
【数１４】 従って(１４)式で与えられるＶcompがＶofdriftの補正
量となる。即ち、
量となる。即ち、
【数１５】 が成立するように抵抗７の抵抗値ＲPを定めればよい。
【数１６】 によりＲPは一義的に与えられる。
【００１０】以上のように、零点出力電圧の温度依存性
を補正するために抵抗７を端子３Ｂと３Ｄ間に挿入すれ
ばよい。また、Ｖofdriftが負の場合は抵抗７を端子３
Ｃと３Ｄの間に挿入するか、もしくは端子３Ａと３Ｂの
間に挿入すればよい。ここで注意すべき点は、抵抗７の
温度係数が零もしくは抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの温
度係数に比べはるかに小さくなければこの補正は成立し
ない。また、抵抗７を挿入することにより、零点出力電
圧Ｖoffsetも変化するが、これは別の独立した補正方法
により補正できる。
を補正するために抵抗７を端子３Ｂと３Ｄ間に挿入すれ
ばよい。また、Ｖofdriftが負の場合は抵抗７を端子３
Ｃと３Ｄの間に挿入するか、もしくは端子３Ａと３Ｂの
間に挿入すればよい。ここで注意すべき点は、抵抗７の
温度係数が零もしくは抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの温
度係数に比べはるかに小さくなければこの補正は成立し
ない。また、抵抗７を挿入することにより、零点出力電
圧Ｖoffsetも変化するが、これは別の独立した補正方法
により補正できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体圧力セン
サ用の圧力検出回路は以上のように構成されているた
め、零点出力電圧の温度依存性を補正するために抵抗と
して温度係数の非常に小さい抵抗が必要であり、集積化
する上で障害になるという問題があった。
サ用の圧力検出回路は以上のように構成されているた
め、零点出力電圧の温度依存性を補正するために抵抗と
して温度係数の非常に小さい抵抗が必要であり、集積化
する上で障害になるという問題があった。
【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、温度係数の小さい抵抗を使わず
に零点出力電圧の温度依存性の補償を行う半導体圧力セ
ンサ用の圧力検出回路を得ることを目的とする。
ためになされたもので、温度係数の小さい抵抗を使わず
に零点出力電圧の温度依存性の補償を行う半導体圧力セ
ンサ用の圧力検出回路を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明は、信号処理回路に圧力検出用ブリッジ回路の零点
出力電圧の温度依存性を補正する回路を設けた半導体圧
力センサ用の圧力検出回路にある。
発明は、信号処理回路に圧力検出用ブリッジ回路の零点
出力電圧の温度依存性を補正する回路を設けた半導体圧
力センサ用の圧力検出回路にある。
【００１４】
【作用】この発明に係る半導体圧力センサ用の圧力検出
回路では、信号処理回路の中の差動増幅部の１対のトラ
ンジスタのそれぞれのバイアス電流(通常演算増幅器が
正常に動作している時は各々等しい)を差動バイアス電
流調節部により調節して故意アンバランスにして入力オ
フセット電圧を発生させ、この入力オフセット電圧の温
度依存性を用いてブリッジ回路の零点出力電圧の温度依
存性を補正する。発生させる入力オフセット電圧の電圧
値は上記バイアス電流の差によって決まるが、このバイ
アス電流の調節は後述する各実施例で説明する可変抵抗
或はＤ／Ａコンバータ等により行われる。
回路では、信号処理回路の中の差動増幅部の１対のトラ
ンジスタのそれぞれのバイアス電流(通常演算増幅器が
正常に動作している時は各々等しい)を差動バイアス電
流調節部により調節して故意アンバランスにして入力オ
フセット電圧を発生させ、この入力オフセット電圧の温
度依存性を用いてブリッジ回路の零点出力電圧の温度依
存性を補正する。発生させる入力オフセット電圧の電圧
値は上記バイアス電流の差によって決まるが、このバイ
アス電流の調節は後述する各実施例で説明する可変抵抗
或はＤ／Ａコンバータ等により行われる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１はこの発明による半導体圧力センサ用
の圧力検出回路の一実施例を示す回路図である。図中、
図１２に示す従来のものと同一もしくは相当する部分は
同一の符号で示した。図１の圧力検出回路では零点出力
電圧の温度依存性の補正は信号処理手段である信号処理
回路６０内で行わる。従って温度依存性を補正するため
の温度係数の低い抵抗は設けられていない。なお、図１
に示す回路は図１１に示す半導体センサチップに不純物
拡散等の方法により形成される。
て説明する。図１はこの発明による半導体圧力センサ用
の圧力検出回路の一実施例を示す回路図である。図中、
図１２に示す従来のものと同一もしくは相当する部分は
同一の符号で示した。図１の圧力検出回路では零点出力
電圧の温度依存性の補正は信号処理手段である信号処理
回路６０内で行わる。従って温度依存性を補正するため
の温度係数の低い抵抗は設けられていない。なお、図１
に示す回路は図１１に示す半導体センサチップに不純物
拡散等の方法により形成される。
【００１６】図２は図１の信号処理回路６０の詳細な回
路図である。図２において、８および９は演算増幅器、
１０および１１は演算増幅器８の増幅率を決める抵抗で
ある。１２および１３は演算増幅器９の増幅率を決める
抵抗である。１４は信号処理回路６０の基準電圧を示
す。
路図である。図２において、８および９は演算増幅器、
１０および１１は演算増幅器８の増幅率を決める抵抗で
ある。１２および１３は演算増幅器９の増幅率を決める
抵抗である。１４は信号処理回路６０の基準電圧を示
す。
【００１７】図３は演算増幅器８の入力部を示した回路
図である。１５は演算増幅器８の正入力端子にベースが
接続されたＰＮＰトランジスタ、１６は演算増幅器８の
負入力端子にベースが接続されたＰＮＰトランジスタ、
１７はコレクタとベースがＰＮＰトランジスタ１５のコ
レクタに接続されたＮＰＮトランジスタ、１８はコレク
タがＰＮＰトランジスタ１６のコレクタに接続され、ベ
ースがＮＰＮトランジスタ１７のベースおよびコレクタ
に接続されたＮＰＮトランジスタ、１９はＰＮＰトラン
ジスタ１５および１６のエミッタにそれぞれ電流を流し
込む電流源、２０はＮＰＮトランジスタ１８のコレクタ
に入力が接続された電力増幅器、２１はＰＮＰトランジ
スタ１５のコレクタから電流を引き抜く電流源、２２は
ＰＮＰトランジスタ１６のコレクタから電流を引き抜く
電流源である。
図である。１５は演算増幅器８の正入力端子にベースが
接続されたＰＮＰトランジスタ、１６は演算増幅器８の
負入力端子にベースが接続されたＰＮＰトランジスタ、
１７はコレクタとベースがＰＮＰトランジスタ１５のコ
レクタに接続されたＮＰＮトランジスタ、１８はコレク
タがＰＮＰトランジスタ１６のコレクタに接続され、ベ
ースがＮＰＮトランジスタ１７のベースおよびコレクタ
に接続されたＮＰＮトランジスタ、１９はＰＮＰトラン
ジスタ１５および１６のエミッタにそれぞれ電流を流し
込む電流源、２０はＮＰＮトランジスタ１８のコレクタ
に入力が接続された電力増幅器、２１はＰＮＰトランジ
スタ１５のコレクタから電流を引き抜く電流源、２２は
ＰＮＰトランジスタ１６のコレクタから電流を引き抜く
電流源である。
【００１８】ＰＮＰトランジスタ１５および１６、ＮＰ
Ｎトランジスタ１７および１８、電流源１９は差動増幅
部を構成する。電力増幅器２０は図２の演算増幅器９と
共に電力増幅部を構成する。演算増幅器９は圧力検出手
段に当たるブリッジ回路１の端子３Ｂと演算増幅器８を
介して得られたブリッジ回路１の端子３Ｃの差電圧を得
るためのもので、一般的な増幅器でよく、従って詳細な
回路説明は省略する。そして電圧源２１および２２は差
動バイアス電流調節部を構成する。
Ｎトランジスタ１７および１８、電流源１９は差動増幅
部を構成する。電力増幅器２０は図２の演算増幅器９と
共に電力増幅部を構成する。演算増幅器９は圧力検出手
段に当たるブリッジ回路１の端子３Ｂと演算増幅器８を
介して得られたブリッジ回路１の端子３Ｃの差電圧を得
るためのもので、一般的な増幅器でよく、従って詳細な
回路説明は省略する。そして電圧源２１および２２は差
動バイアス電流調節部を構成する。
【００１９】図４は図３の差動バイアス電流調節部を構
成する電流源２１と電流源２２を詳細に示した回路図で
ある。２３はＰＮＰトランジスタ１５のコレクタにコレ
クタが接続されるＮＰＮトランジスタ、２４はベースと
コレクタがＮＰＮトランジスタ２３のベースに接続され
たＮＰＮトランジスタであり、ＮＰＮトランジスタ２３
および２４のそれぞれのエミッタはグランド５に共通に
接続されている。２５はＮＰＮトランジスタ２４のベー
スとコレクタに一端が接続された可変抵抗である。
成する電流源２１と電流源２２を詳細に示した回路図で
ある。２３はＰＮＰトランジスタ１５のコレクタにコレ
クタが接続されるＮＰＮトランジスタ、２４はベースと
コレクタがＮＰＮトランジスタ２３のベースに接続され
たＮＰＮトランジスタであり、ＮＰＮトランジスタ２３
および２４のそれぞれのエミッタはグランド５に共通に
接続されている。２５はＮＰＮトランジスタ２４のベー
スとコレクタに一端が接続された可変抵抗である。
【００２０】２６はＰＮＰトランジスタ１６のコレクタ
にコレクタが接続されるＮＰＮトランジスタ、２７はベ
ースとコレクタがＮＰＮトランジスタ２６のベースに接
続されるＮＰＮトランジスタであり、ＮＰＮトランジス
タ２６および２７のそれぞれのエミッタはグランド５に
共通に接続されている。２８はＮＰＮトランジスタ２７
のベースとコレクタに一端が接続される可変抵抗であ
る。そして２９は可変抵抗２５および２８の他端が接続
された電源である。
にコレクタが接続されるＮＰＮトランジスタ、２７はベ
ースとコレクタがＮＰＮトランジスタ２６のベースに接
続されるＮＰＮトランジスタであり、ＮＰＮトランジス
タ２６および２７のそれぞれのエミッタはグランド５に
共通に接続されている。２８はＮＰＮトランジスタ２７
のベースとコレクタに一端が接続される可変抵抗であ
る。そして２９は可変抵抗２５および２８の他端が接続
された電源である。
【００２１】以下各回路について詳細に説明する。ま
ず、図２の回路について説明する。電源１４の電圧をＶ
R1とし、演算増幅器８の出力電圧をＶo1とすれば、
ず、図２の回路について説明する。電源１４の電圧をＶ
R1とし、演算増幅器８の出力電圧をＶo1とすれば、
【数１７】 但し抵抗１０、１１の抵抗値は各々Ｒ10、Ｒ11とする。
演算増幅器９の出力電圧をＶoとすると、
演算増幅器９の出力電圧をＶoとすると、
【数１８】 但し抵抗１２、１３の抵抗値は各々Ｒ12、Ｒ13とする。
(１７)式を(１８)式に代入すると、
(１７)式を(１８)式に代入すると、
【数１９】 となる。ここでＲ10＝Ｒ13、Ｒ11＝Ｒ12に設定すると、
【数２０】 Ｖ3B−Ｖ3C＝Ｖodであるから、
【数２１】 となる。従って、ブリッジ回路１の出力Ｖodを(１＋Ｒ
13／Ｒ12)倍に増幅し、ＶR1を加算した出力が対接地間
に出力される。すなわちシングルエンドとなる。
13／Ｒ12)倍に増幅し、ＶR1を加算した出力が対接地間
に出力される。すなわちシングルエンドとなる。
【００２２】ブリッジ回路１が零点の時、Ｖod＝Ｖoffs
etであるからその時の出力電圧は、
etであるからその時の出力電圧は、
【数２２】 Ｖoffset＝０の時、Ｖo＝ＶR10にしたい場合には(２２)
式からＶR1は、
式からＶR1は、
【数２３】 と設定すればよい。
【００２３】さて演算増幅器８に正のオフセット電圧Ｖ
ofがある場合(２０)式は、
ofがある場合(２０)式は、
【数２４】 となる。(２４)式を温度Ｔで微分すると、
【数２５】 となる。(２５)式で零点の時∂Ｖo／∂Ｔ＝∂Ｖoffset
／∂Ｔ＝αなので、
／∂Ｔ＝αなので、
【数２６】 となる。従って、零点の温度依存性を補正するには、
【数２７】 とすればよい。
【００２４】ところで、図３の演算増幅器８の入力部に
おいて電流源２１および２２の電流を零とし、電流源１
９の電流をＩoとし、ＮＰＮトランジスタ１７のエミッ
タ電流をＩE17、ＮＰＮトランジスタ１８のエミッタ電
流をＩE18とすると、
おいて電流源２１および２２の電流を零とし、電流源１
９の電流をＩoとし、ＮＰＮトランジスタ１７のエミッ
タ電流をＩE17、ＮＰＮトランジスタ１８のエミッタ電
流をＩE18とすると、
【数２８】 但し、ＮＰＮトランジスタ１７および１８のエミッタ面
積が等しいとし、電流増幅率が十分大きいとする。従っ
て、ＰＮＰトランジスタ１５および１６のエミッタ電流
を各々ＩＥ15、ＩＥ16とすれば、
積が等しいとし、電流増幅率が十分大きいとする。従っ
て、ＰＮＰトランジスタ１５および１６のエミッタ電流
を各々ＩＥ15、ＩＥ16とすれば、
【数２９】 となる。
【００２５】さてＰＮＰトランジスタ１５および１６の
エミッタは共通に接続されており、また一般にトランジ
スタのベース−エミッタ間の電圧BEとエミッタ電流ＩE
との関係は、
エミッタは共通に接続されており、また一般にトランジ
スタのベース−エミッタ間の電圧BEとエミッタ電流ＩE
との関係は、
【数３０】 で表される。但しｑは電子の電荷、ｋはボルツマン定
数、Ｉsはトランジスタの飽和電流である。(３０)式を
ＰＮＰトランジスタ１５および１６に適用した場合、
数、Ｉsはトランジスタの飽和電流である。(３０)式を
ＰＮＰトランジスタ１５および１６に適用した場合、
【数３１】
【数３２】 但し、ＶBE15はＰＮＰトランジスタ１５のベース−エミ
ッタ間の電圧、ＶBE16はＰＮＰトランジスタ１６のベー
ス−エミッタ間の電圧で、ＩS15、ＩS16はＰＮＰトラン
ジスタ１５および１６の飽和電流を示す。ここで演算増
幅器８のオフセット電圧Ｖofは、
ッタ間の電圧、ＶBE16はＰＮＰトランジスタ１６のベー
ス−エミッタ間の電圧で、ＩS15、ＩS16はＰＮＰトラン
ジスタ１５および１６の飽和電流を示す。ここで演算増
幅器８のオフセット電圧Ｖofは、
【数３３】 であるから(３１)(３２)式より、
【数３４】 となる。ＰＮＰトランジスタ１５および１６を同一形状
にすればＩS15＝ＩS16なので、
にすればＩS15＝ＩS16なので、
【数３５】 となり、(２９)式よりＩE16＝ＩE15であればＶof＝０で
ある。
ある。
【００２６】さて、電流源２２の電流をＩfとすると、
まずＮＰＮトランジスタ１７、１８のエミッタ電流は等
しいため、ＩE17＝ＩE18となる。また、ＰＮＰトランジ
スタ１５、１６のエミッタ電流はＩE15＋ＩE16＝Ｉoと
なる。ＰＮＰトランジスタ１５のコレクタ電流ＩC15は
ＩC15＝ＩE17となる。ＰＮＰトランジスタ１６のコレク
タ電流ＩC16はＩC16＝ＩE18＋Ｉfとなる。また、ＩE15
＝ＩC15、ＩE16＝ＩC16より、
まずＮＰＮトランジスタ１７、１８のエミッタ電流は等
しいため、ＩE17＝ＩE18となる。また、ＰＮＰトランジ
スタ１５、１６のエミッタ電流はＩE15＋ＩE16＝Ｉoと
なる。ＰＮＰトランジスタ１５のコレクタ電流ＩC15は
ＩC15＝ＩE17となる。ＰＮＰトランジスタ１６のコレク
タ電流ＩC16はＩC16＝ＩE18＋Ｉfとなる。また、ＩE15
＝ＩC15、ＩE16＝ＩC16より、
【数３６】
【数３７】 となる。(３６)(３７)式を(３５)式に代入すると、
【数３８】 となる。ここでＩoとＩfが温度依存性を持たないかある
いはＩoとＩfの温度依存性が等しければ互いに温度依存
性は相殺されるため、
いはＩoとＩfの温度依存性が等しければ互いに温度依存
性は相殺されるため、
【数３９】 となる。従って(５)(２７)式より、
【数４０】 となるようにＩfを設定してやればよいことになる。但
し、
し、
【数４１】
【数４２】 例えば、Ｉo＝１０μＡ、Ｖofdrift＝５ｍＶ、Ｔ2−Ｔ1
＝１３０゜Ｃとすると、Ｉf＝２.２μＡとなり、Ｖofdri
ft＝１０ｍＶの時、Ｉf＝４.２μＡである。
＝１３０゜Ｃとすると、Ｉf＝２.２μＡとなり、Ｖofdri
ft＝１０ｍＶの時、Ｉf＝４.２μＡである。
【００２７】図４では、Ｉfを設定するための抵抗とし
て可変抵抗２５および２８が示されている。実際にこれ
らの可変抵抗を半導体センサチップ上に形成する場合に
は、例えばクロムニッケル(ＮiＣr)等の薄膜を用いて演
算増幅器８、９と共にチップ上に抵抗を形成し、後でレ
ーザ等でこの抵抗の抵抗値を調整すればよい。Ｉf＝０
とするには、例えば抵抗２５もしくは２８を切断してオ
ープン(開放)にすればよい。さて、電源２９の電位をＶ
ccとし、抵抗２８の抵抗値をＲ28とすれば、
て可変抵抗２５および２８が示されている。実際にこれ
らの可変抵抗を半導体センサチップ上に形成する場合に
は、例えばクロムニッケル(ＮiＣr)等の薄膜を用いて演
算増幅器８、９と共にチップ上に抵抗を形成し、後でレ
ーザ等でこの抵抗の抵抗値を調整すればよい。Ｉf＝０
とするには、例えば抵抗２５もしくは２８を切断してオ
ープン(開放)にすればよい。さて、電源２９の電位をＶ
ccとし、抵抗２８の抵抗値をＲ28とすれば、
【数４３】 ここでＶBE27はＮＰＮトランジスタ２７のベース−エミ
ッタ間の電圧である。(４３)式より解るようにＩfはＶ
BE27に依存し、またＲ28は一義的に決まる。従って、電
流源１９の電流Ｉoを電流源２２あるいは２１と同等な
回路で作れば温度依存性は互いに相殺し、(３９)式の∂
Ｖof／∂Ｔは一定な値となる。
ッタ間の電圧である。(４３)式より解るようにＩfはＶ
BE27に依存し、またＲ28は一義的に決まる。従って、電
流源１９の電流Ｉoを電流源２２あるいは２１と同等な
回路で作れば温度依存性は互いに相殺し、(３９)式の∂
Ｖof／∂Ｔは一定な値となる。
【００２８】Ｉfの調整は具体的には予めブリッジ回路
１のＶofdriftを測定しておき、この値に応じてＩfの値
を測定しながら調整するか、演算増幅器８のオフセット
電圧Ｖofを測定しながら調整することになる((３８)式
よりＶofはＩfに依存する)。なお、電流源２１は上述し
た電流源２２を使用した場合と逆の温度特性を持たせる
場合に用い、ブリッジ回路の温度特性の極性によりいず
れかを選択することになる。
１のＶofdriftを測定しておき、この値に応じてＩfの値
を測定しながら調整するか、演算増幅器８のオフセット
電圧Ｖofを測定しながら調整することになる((３８)式
よりＶofはＩfに依存する)。なお、電流源２１は上述し
た電流源２２を使用した場合と逆の温度特性を持たせる
場合に用い、ブリッジ回路の温度特性の極性によりいず
れかを選択することになる。
【００２９】図４ではＩfを調整する抵抗が可変抵抗２
５、２８で示されており、これらの可変抵抗は、例えば
抵抗をチップ上に形成し、この抵抗の抵抗値をレーザ等
で所望の値に調整することを述べた。図５では第２実施
例として、抵抗２５-１と例えばアルミ(Ａl)等により形
成されたヒューズ３０-１とを直列接続したものを並列
にｎ個接続して、抵抗２５-１〜２５-ｎおよびヒューズ
３０-１〜３０-ｎを設け、同様に、抵抗２８-１とヒュ
ーズ３１-１とを直列接続したものを並列にｍ個接続し
て、抵抗２８-１〜２８-ｍおよびヒューズ３１-１〜３
１-ｍを図示のように設ける。そして、ヒューズ３０-１
〜３０-ｎおよび３１-１〜３１-ｍをレーザ等の溶接手
段で切断して抵抗値を変えることによりＩfを設定す
る。この場合、各抵抗２５-１〜２５-ｎおよび２８-１
〜２８-ｍは不純物拡散による抵抗でよく、かつ各々の
抵抗値は等しくても異なっていてもよい。また上記ｎと
ｍは同じ値であってもよい。
５、２８で示されており、これらの可変抵抗は、例えば
抵抗をチップ上に形成し、この抵抗の抵抗値をレーザ等
で所望の値に調整することを述べた。図５では第２実施
例として、抵抗２５-１と例えばアルミ(Ａl)等により形
成されたヒューズ３０-１とを直列接続したものを並列
にｎ個接続して、抵抗２５-１〜２５-ｎおよびヒューズ
３０-１〜３０-ｎを設け、同様に、抵抗２８-１とヒュ
ーズ３１-１とを直列接続したものを並列にｍ個接続し
て、抵抗２８-１〜２８-ｍおよびヒューズ３１-１〜３
１-ｍを図示のように設ける。そして、ヒューズ３０-１
〜３０-ｎおよび３１-１〜３１-ｍをレーザ等の溶接手
段で切断して抵抗値を変えることによりＩfを設定す
る。この場合、各抵抗２５-１〜２５-ｎおよび２８-１
〜２８-ｍは不純物拡散による抵抗でよく、かつ各々の
抵抗値は等しくても異なっていてもよい。また上記ｎと
ｍは同じ値であってもよい。
【００３０】この実施例では、ブリッジ回路１のＶofdr
iftを予め測定しておき、この値に応じた抵抗値になる
ようにヒューズ３０-１〜３０-ｎおよび３１-１〜３１-
ｍを切断する。Ｉfを零にする場合は全てのヒューズ３
０-１〜３０-ｎおよび３１-１〜３１-ｍを切断すればよ
い。
iftを予め測定しておき、この値に応じた抵抗値になる
ようにヒューズ３０-１〜３０-ｎおよび３１-１〜３１-
ｍを切断する。Ｉfを零にする場合は全てのヒューズ３
０-１〜３０-ｎおよび３１-１〜３１-ｍを切断すればよ
い。
【００３１】図６には第３実施例を示した。この実施例
では、直列に接続された抵抗３２-１〜３２-ｎおよび３
３-１〜３３-ｍを設け、各抵抗に並列にツェナダイオー
ド３４-１〜３４-ｎおよび３５-１〜３５-ｍを接続し
た。そして、ツェナダイオードのアノードとカソードを
プロービングし、カソードからアノードに大きな電流
(一般に数１０ｍＡ〜数１００ｍＡ)を流し、選択された
ツェナダイオードをショートさせることによりＩfが調
整される。また上記ｎとｍは同じ値であってもよい。
では、直列に接続された抵抗３２-１〜３２-ｎおよび３
３-１〜３３-ｍを設け、各抵抗に並列にツェナダイオー
ド３４-１〜３４-ｎおよび３５-１〜３５-ｍを接続し
た。そして、ツェナダイオードのアノードとカソードを
プロービングし、カソードからアノードに大きな電流
(一般に数１０ｍＡ〜数１００ｍＡ)を流し、選択された
ツェナダイオードをショートさせることによりＩfが調
整される。また上記ｎとｍは同じ値であってもよい。
【００３２】この実施例では、ブリッジ回路１のＶofdr
iftを予め測定しておき、適当なツェナダイオード３４-
１〜３４-ｎおよび３５-１〜３５-ｍを選択し電流を流
してショートさせる。この実施例では、Ｉfを零にする
のは難しいので、トランジスタ２６および２３の各々の
コレクタ電流が等しくなるよにしておけば、見掛け上Ｉ
fが零と同じ状態にできる。即ち、この実施例ではトラ
ンジスタ２６と２３のコレクタ電流の差をＩfとして設
定することになる。
iftを予め測定しておき、適当なツェナダイオード３４-
１〜３４-ｎおよび３５-１〜３５-ｍを選択し電流を流
してショートさせる。この実施例では、Ｉfを零にする
のは難しいので、トランジスタ２６および２３の各々の
コレクタ電流が等しくなるよにしておけば、見掛け上Ｉ
fが零と同じ状態にできる。即ち、この実施例ではトラ
ンジスタ２６と２３のコレクタ電流の差をＩfとして設
定することになる。
【００３３】図７には第４実施例を示した。この実施例
では、抵抗３６-１〜３６-ｎおよび３７-１〜３７-ｍ、
これらの抵抗に直列に接続されたそれぞれＰＮＰトラン
ジスタ３８-１〜３８-ｎおよび３９-１〜３９-ｍ、並び
に各ＰＮＰトランジスタ３８-１〜３８-ｎおよび３９-
１〜３９-ｍのオンオフ制御を行う不揮発性メモリ４０
を設けている。不揮発性メモリ４０はＥＥＰＲＯＭ、フ
ラッシュＥＰＲＯＭ、ＯＴＰＲＯＭ、ヒューズＲＯＭ等
のいずれかが使用され、またバッファ４０ａを備えてい
る。なお、上記ｎとｍは同じ値であってもよい。
では、抵抗３６-１〜３６-ｎおよび３７-１〜３７-ｍ、
これらの抵抗に直列に接続されたそれぞれＰＮＰトラン
ジスタ３８-１〜３８-ｎおよび３９-１〜３９-ｍ、並び
に各ＰＮＰトランジスタ３８-１〜３８-ｎおよび３９-
１〜３９-ｍのオンオフ制御を行う不揮発性メモリ４０
を設けている。不揮発性メモリ４０はＥＥＰＲＯＭ、フ
ラッシュＥＰＲＯＭ、ＯＴＰＲＯＭ、ヒューズＲＯＭ等
のいずれかが使用され、またバッファ４０ａを備えてい
る。なお、上記ｎとｍは同じ値であってもよい。
【００３４】この実施例では、ブリッジ回路１のＶofdr
iftを予め測定しておいき、その値に応じてＩfを設定す
るように、適当なＰＮＰトランジスタ３８-１〜３８-ｎ
および３９-１〜３９-ｍをオン状態にするように、不揮
発性メモリ４０にデータを記憶させている。Ｉfを零に
する場合には、ＰＮＰトランジスタ３８-１〜３８-ｎお
よび３９-１〜３９-ｍを全てオフ状態にすればよい。
iftを予め測定しておいき、その値に応じてＩfを設定す
るように、適当なＰＮＰトランジスタ３８-１〜３８-ｎ
および３９-１〜３９-ｍをオン状態にするように、不揮
発性メモリ４０にデータを記憶させている。Ｉfを零に
する場合には、ＰＮＰトランジスタ３８-１〜３８-ｎお
よび３９-１〜３９-ｍを全てオフ状態にすればよい。
【００３５】図８には第５実施例を示した。この実施例
では、電流を吸い込むための電流出力であるＤ／Ａ変換
器４１、電流スイッチ４２、４３および不揮発性メモリ
４０を備えている。そして、Ｄ／Ａ変換器４１での吸い
込む電流値および電流スイッチ４２、４３のオンオフ動
作が、不揮発性メモリ４０からデータバス４４、データ
ライン４５、４６を介して送られる信号によって制御さ
れる。
では、電流を吸い込むための電流出力であるＤ／Ａ変換
器４１、電流スイッチ４２、４３および不揮発性メモリ
４０を備えている。そして、Ｄ／Ａ変換器４１での吸い
込む電流値および電流スイッチ４２、４３のオンオフ動
作が、不揮発性メモリ４０からデータバス４４、データ
ライン４５、４６を介して送られる信号によって制御さ
れる。
【００３６】この実施例では、ブリッジ回路１のＶofdr
iftを予め測定しておき、Ｄ／Ａ変換器４１の出力電流
Ｉfが適当な値になるように不揮発性メモリ４０にデー
タを記憶させておく。また同時に、Ｖofdriftの極性に
応じて電流スイッチ４２、４３を適当に選択してオンさ
せるようにデータを不揮発性メモリ４０に記憶させてお
く。そして、不揮発性メモリ４０からのデータに基づい
てＤ／Ａ変換器４１および電流スイッチ４２、４３が制
御される。この場合、電流スイッチ４２、４３を双方オ
フにすればＩfは零になる。
iftを予め測定しておき、Ｄ／Ａ変換器４１の出力電流
Ｉfが適当な値になるように不揮発性メモリ４０にデー
タを記憶させておく。また同時に、Ｖofdriftの極性に
応じて電流スイッチ４２、４３を適当に選択してオンさ
せるようにデータを不揮発性メモリ４０に記憶させてお
く。そして、不揮発性メモリ４０からのデータに基づい
てＤ／Ａ変換器４１および電流スイッチ４２、４３が制
御される。この場合、電流スイッチ４２、４３を双方オ
フにすればＩfは零になる。
【００３７】図９には第６実施例を示した。上記各実施
例では演算増幅器８の入力部にＰＮＰトランジスタ１
５、１６を用いていたが、この実施例では、吐き出し形
の電流源１９の代わりに吸い込み形の電流源４７を用
い、ＰＮＰトランジスタ１５、１６の代わりにＮＰＮト
ランジスタ４８、４９、ＮＰＮトランジスタ１７、１８
の代わりにＰＮＰトランジスタ５０、５１、さらに吸い
込み形の電流源２１、２２の代わりに吐き出し形の電流
源５２、５３を用いて構成した。この実施例においても
上記実施例と同様の効果を奏する。
例では演算増幅器８の入力部にＰＮＰトランジスタ１
５、１６を用いていたが、この実施例では、吐き出し形
の電流源１９の代わりに吸い込み形の電流源４７を用
い、ＰＮＰトランジスタ１５、１６の代わりにＮＰＮト
ランジスタ４８、４９、ＮＰＮトランジスタ１７、１８
の代わりにＰＮＰトランジスタ５０、５１、さらに吸い
込み形の電流源２１、２２の代わりに吐き出し形の電流
源５２、５３を用いて構成した。この実施例においても
上記実施例と同様の効果を奏する。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、２個のトランジスタ対を用いた差動増幅器の２個の
トランジスタのエミッタ電流に故意に差を与え、２個の
トランジスタのベース−エミッタ電圧の電圧差の温度依
存性によって、圧力検出部であるブリッジ回路の零点出
力電圧の温度依存性を補償するようにしたので、装置の
集積化が容易になり安価な半導体圧力センサ用の圧力検
出回路さらには半導体圧力センサを提供できる。また、
より正確な温度補償が可能となり、精度の高い半導体圧
力センサを提供できる効果がある。
ば、２個のトランジスタ対を用いた差動増幅器の２個の
トランジスタのエミッタ電流に故意に差を与え、２個の
トランジスタのベース−エミッタ電圧の電圧差の温度依
存性によって、圧力検出部であるブリッジ回路の零点出
力電圧の温度依存性を補償するようにしたので、装置の
集積化が容易になり安価な半導体圧力センサ用の圧力検
出回路さらには半導体圧力センサを提供できる。また、
より正確な温度補償が可能となり、精度の高い半導体圧
力センサを提供できる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による半導体圧力センサの
ための圧力検出回路を概略的に示す回路図である。
ための圧力検出回路を概略的に示す回路図である。
【図２】図１の信号処理回路の一実施例を示す回路図で
ある。
ある。
【図３】図２の信号処理回路の主要部の一実施例を示す
回路図である。
回路図である。
【図４】図３の特に差動バイアス電流調節部の第１実施
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
【図５】図３の差動バイアス電流調節部の第２実施例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図６】図３の差動バイアス電流調節部の第３実施例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図７】図３の差動バイアス電流調節部の第４実施例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図８】図３の差動バイアス電流調節部の第５実施例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図９】図２の信号処理回路の主要部の別の実施例を示
すこの発明の第６実施例を示す回路図である。
すこの発明の第６実施例を示す回路図である。
【図１０】この種の半導体圧力センサを示す透視側面図
である。
である。
【図１１】図１０の半導体センサチップを示す斜視図で
ある。
ある。
【図１２】従来の半導体圧力センサのための圧力検出回
路を概略的に示す回路図である。
路を概略的に示す回路図である。
【図１３】零点出力電圧と温度との関係を示す図であ
る。
る。
１ ブリッジ回路 ８ 演算増幅器 ９ 演算増幅器 １５ ＰＮＰトランジスタ １６ ＰＮＰトランジスタ １７ ＮＰＮトランジスタ １８ ＮＰＮトランジスタ １９ 電流源 ２０ 電力増幅器 ２１ 電流源 ２２ 電流源 ２５ 可変抵抗 ２８ 可変抵抗 ２９ 電源 ４０ 不揮発性メモリ ４１ Ｄ／Ａ変換器 ４２ 電流スイッチ ４３ 電流スイッチ ４７ 電流源 ４８ ＮＰＮトランジスタ ４９ ＮＰＮトランジスタ ５０ ＰＮＰトランジスタ ５１ ＰＮＰトランジスタ ５２ 電流源 ５３ 電流源
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】次に動作について説明する。ブリッジ回路
１は、印加された圧力により生じる歪応力に応じた電圧
が端子３Ｂと端子３Ｃ間に発生するように構成されてい
る。即ち、ゲージ抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは歪応力
が印加されると抵抗値が変化するが、歪応力を受ける方
向が隣合う抵抗で異なるため、抵抗値が増加するものと
減少するものとがあり、抵抗値に差が生じる。これによ
りブリッジ回路１にアンバランスが生じ、電圧が発生す
る。
１は、印加された圧力により生じる歪応力に応じた電圧
が端子３Ｂと端子３Ｃ間に発生するように構成されてい
る。即ち、ゲージ抵抗２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは歪応力
が印加されると抵抗値が変化するが、歪応力を受ける方
向が隣合う抵抗で異なるため、抵抗値が増加するものと
減少するものとがあり、抵抗値に差が生じる。これによ
りブリッジ回路１にアンバランスが生じ、電圧が発生す
る。
【数１】 但し、Ｖodは端子３Ｂと３Ｃとの差電圧、ｆは歪応力、
ｋは比例定数である。(１)式によると歪応力が零の時、
即ちｆ＝０の時、Ｖod＝０であるが、実際はＶod≠０で
あり、これを零点出力電圧Ｖoffsetとすると(１)式は、
ｋは比例定数である。(１)式によると歪応力が零の時、
即ちｆ＝０の時、Ｖod＝０であるが、実際はＶod≠０で
あり、これを零点出力電圧Ｖoffsetとすると(１)式は、
【数２】 で表せる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】一般にＶoffsetの補正は信号処理回路６に
外部からそれに見合う補正電圧を印加して行う。Ｖodの
温度特性は(２)式を温度で微分すれば求まる。
外部からそれに見合う補正電圧を印加して行う。Ｖodの
温度特性は(２)式を温度で微分すれば求まる。
【数３】 ｆ＝０の時は、
【数４】 これが零点出力電圧の温度依存性である。この零点出力
電圧の温度依存性は歪応力を検知するブリッジ回路１の
場合、組み立て時に生じる残留応力あるいはゲージ抵抗
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの温度係数のアンバランス等で
発生し、一般に温度に対し一次関数で近似できる。
電圧の温度依存性は歪応力を検知するブリッジ回路１の
場合、組み立て時に生じる残留応力あるいはゲージ抵抗
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの温度係数のアンバランス等で
発生し、一般に温度に対し一次関数で近似できる。
【数５】 αは比例定数である。この零点出力電圧Ｖoffsetと温度
Ｔとの関係を図１３に示した。図１３において、横軸は
温度Ｔ、縦軸は零点出力電圧Ｖoffsetを示す。ブリッジ
回路１(半導体圧力センサ)の使用温度範囲をＴ1からＴ2
とすると、
Ｔとの関係を図１３に示した。図１３において、横軸は
温度Ｔ、縦軸は零点出力電圧Ｖoffsetを示す。ブリッジ
回路１(半導体圧力センサ)の使用温度範囲をＴ1からＴ2
とすると、
【数６】 従って(６)式による零点出力電圧の温度依存性を補償す
ればよい。
ればよい。
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体圧力センサの半導体センサチップ
に形成される温度補償機能を有する圧力検出回路であっ
て、 ４つのゲージ抵抗がブリッジ回路状に接続されてなり、
このブリッジ回路の対角位置にある端子間に、受けた圧
力に応じて電圧差を発生する圧力検出手段と、 １対のトランジスタを含み上記ブリッジ回路の一方の端
子が接続される差動増幅部、この差動増幅部の２個のト
ランジスタのエミッタ電流を調節して２個のトランジス
タのベース−エミッタ間電圧に電圧差を発生させて上記
差動増幅部に入力オフセット電圧を発生させる、上記２
個のトランジスタのコレクタにそれぞれ接続された差動
バイアス電流調節部、および上記差動増幅部を介して得
られた上記圧力検出手段で発生された電圧差を増幅する
電力増幅部を設けた信号処理手段と、 を備え、 上記差動増幅部で発生される入力オフセット電圧の温度
依存性により、圧力検出手段の零点出力電圧の温度依存
性を補償する半導体圧力センサ用の圧力検出回路。 - 【請求項２】 上記差動バイアス電流調節部が上記差動
増幅部の２個のトランジスタのコレクタにそれぞれ接続
された２個の電流源からなり、上記電流源がそれぞれ、
可変抵抗によりエミッタ電流を調節する回路からなる請
求項１の半導体圧力センサ用の圧力検出回路。 - 【請求項３】 上記差動バイアス電流調節部が上記差動
増幅部の２個のトランジスタのコレクタにそれぞれ接続
された２個の電流源からなり、上記電流源がそれぞれ、
ヒューズと抵抗の直列回路を複数個並列に接続し、上記
ヒューズを切断して抵抗値を変える回路からなる請求項
１の半導体圧力センサ用の圧力検出回路。 - 【請求項４】 上記差動バイアス電流調節部が上記差動
増幅部の２個のトランジスタのコレクタにそれぞれ接続
された２個の電流源からなり、上記電流源がそれぞれ、
ツェナダイオードと抵抗の並列回路を複数個直列に接続
し、上記ツェナダイオードを短絡させて抵抗値を変える
回路からなる請求項１の半導体圧力センサ用の圧力検出
回路。 - 【請求項５】 上記差動バイアス電流調節部が上記差動
増幅部の２個のトランジスタのコレクタにそれぞれ接続
された２個の電流源からなり、上記電流源がそれぞれ、
トランジスタと抵抗の直列回路を複数個並列に接続た回
路、および上記各トランジスタのオンオフ制御を行う不
揮発性メモリを設けた回路からなり、上記不揮発性メモ
リに上記圧力検出部の零点出力電圧の温度依存性に応じ
たデータが記憶されている請求項１の半導体圧力センサ
用の圧力検出回路。 - 【請求項６】 上記差動バイアス電流調節部が、電流を
吸い込むＤ／Ａ変換器、上記差動増幅部の２個のトラン
ジスタのコレクタに上記Ｄ／Ａ変換器を選択的に接続す
る電流スイッチ、および上記Ｄ／Ａ変換器および電流ス
イッチの制御を行う不揮発性メモリを備え、上記不揮発
性メモリに上記圧力検出部の零点出力電圧の温度依存性
に応じたデータが記憶されている請求項１の半導体圧力
センサ用の圧力検出回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08570092A JP3264689B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 半導体圧力センサ用の圧力検出回路 |
| US08/043,536 US5408885A (en) | 1992-04-07 | 1993-04-06 | Pressure detecting circuit for semiconductor pressure sensor |
| DE4311298A DE4311298C2 (de) | 1992-04-07 | 1993-04-06 | Druckerfassungsschaltung für einen Halbleiter-Drucksensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08570092A JP3264689B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 半導体圧力センサ用の圧力検出回路 |
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|---|---|
| JPH05288621A true JPH05288621A (ja) | 1993-11-02 |
| JP3264689B2 JP3264689B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=13866105
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP08570092A Expired - Fee Related JP3264689B2 (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 半導体圧力センサ用の圧力検出回路 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0383419A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-09 | Fujitsu Ltd | Ｄ／ａコンバータ |
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| JPS5961736A (ja) * | 1982-10-01 | 1984-04-09 | Hitachi Ltd | 集積化圧力センサ |
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-
1992
- 1992-04-07 JP JP08570092A patent/JP3264689B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-04-06 US US08/043,536 patent/US5408885A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-06 DE DE4311298A patent/DE4311298C2/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| US5408885A (en) | 1995-04-25 |
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| DE4311298A1 (de) | 1993-10-14 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |