JPH0634471A - 半導体圧力センサの出力増幅温度補償回路 - Google Patents
半導体圧力センサの出力増幅温度補償回路Info
- Publication number
- JPH0634471A JPH0634471A JP18675992A JP18675992A JPH0634471A JP H0634471 A JPH0634471 A JP H0634471A JP 18675992 A JP18675992 A JP 18675992A JP 18675992 A JP18675992 A JP 18675992A JP H0634471 A JPH0634471 A JP H0634471A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- output
- pressure sensor
- operational amplifier
- circuit
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 回路構成が簡単であり、集積化圧力センサに
おける出力増幅温度補償回路として好適の半導体圧力セ
ンサの出力増幅温度補償回路を提供することを目的とす
る。 【構成】 ピエゾ抵抗素子１〜４からなる半導体圧力セ
ンサ素子の出力は演算増幅器５，６の非反転入力端に与
えられる。この演算増幅器５の出力端は出力端子７及び
抵抗素子Ｒ21の一端に接続されており、反転入力端は抵
抗素子Ｒ21の他端、抵抗素子Ｒ0 の一端及び抵抗素子Ｒ
11の一端に接続されている。また、演算増幅器６の出力
端は抵抗素子Ｒ11の他端及び抵抗素子Ｒ12の一端に接続
されており、反転入力端は抵抗素子Ｒ12の他端、抵抗素
子Ｒ0 の他端及び抵抗素子Ｒ22の一端に接続されてい
る。更に、この抵抗素子Ｒ22の他端は出力端子８に接続
されている。抵抗素子Ｒ11，Ｒ12，Ｒ21，Ｒ22はいずれ
も拡散抵抗であり、抵抗素子Ｒ0 はその抵抗値をトリミ
ング調整した薄膜抵抗である。
おける出力増幅温度補償回路として好適の半導体圧力セ
ンサの出力増幅温度補償回路を提供することを目的とす
る。 【構成】 ピエゾ抵抗素子１〜４からなる半導体圧力セ
ンサ素子の出力は演算増幅器５，６の非反転入力端に与
えられる。この演算増幅器５の出力端は出力端子７及び
抵抗素子Ｒ21の一端に接続されており、反転入力端は抵
抗素子Ｒ21の他端、抵抗素子Ｒ0 の一端及び抵抗素子Ｒ
11の一端に接続されている。また、演算増幅器６の出力
端は抵抗素子Ｒ11の他端及び抵抗素子Ｒ12の一端に接続
されており、反転入力端は抵抗素子Ｒ12の他端、抵抗素
子Ｒ0 の他端及び抵抗素子Ｒ22の一端に接続されてい
る。更に、この抵抗素子Ｒ22の他端は出力端子８に接続
されている。抵抗素子Ｒ11，Ｒ12，Ｒ21，Ｒ22はいずれ
も拡散抵抗であり、抵抗素子Ｒ0 はその抵抗値をトリミ
ング調整した薄膜抵抗である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に、ピエゾ抵抗型半
導体圧力センサ素子とこのセンサ素子から出力された信
号を増幅するバイポーラリニアＩＣ（集積回路）とを同
一半導体チップに集積化した所謂集積化圧力センサにお
ける出力増幅温度補償回路として好適の半導体圧力セン
サの出力増幅温度補償回路に関する。
導体圧力センサ素子とこのセンサ素子から出力された信
号を増幅するバイポーラリニアＩＣ（集積回路）とを同
一半導体チップに集積化した所謂集積化圧力センサにお
ける出力増幅温度補償回路として好適の半導体圧力セン
サの出力増幅温度補償回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２はピエゾ抵抗型半導体圧力センサ素
子を示す回路図である。この圧力センサ素子は、シリコ
ンダイヤフラムの表面に設けられた４個の感圧ゲージ抵
抗（ピエゾ抵抗素子Ｒ1 〜Ｒ4 ）により構成されたブリ
ッジ回路からなる。この圧力センサ素子においては、そ
の入力端間（即ち、抵抗素子１，４の相互接続点と抵抗
素子２，３の相互接続点との間）に電圧Ｖi を印加す
る。この状態で圧力によりシリコンダイヤフラムが変形
すると、出力端間（即ち、抵抗素子１，２の相互接続点
と抵抗素子３，４の相互接続点との間）からその変形量
に応じた電気信号が出力される。この電気信号に基づい
て、圧力を測定することができる。
子を示す回路図である。この圧力センサ素子は、シリコ
ンダイヤフラムの表面に設けられた４個の感圧ゲージ抵
抗（ピエゾ抵抗素子Ｒ1 〜Ｒ4 ）により構成されたブリ
ッジ回路からなる。この圧力センサ素子においては、そ
の入力端間（即ち、抵抗素子１，４の相互接続点と抵抗
素子２，３の相互接続点との間）に電圧Ｖi を印加す
る。この状態で圧力によりシリコンダイヤフラムが変形
すると、出力端間（即ち、抵抗素子１，２の相互接続点
と抵抗素子３，４の相互接続点との間）からその変形量
に応じた電気信号が出力される。この電気信号に基づい
て、圧力を測定することができる。
【０００３】ところで、この種のピエゾ抵抗型半導体圧
力センサ素子の圧力感度ΔＶ0 は、例えばｎ−Ｓｉ単結
晶の（１１０）面にピエゾ抵抗素子１〜４を形成した場
合、ピエゾ抵抗素子１〜４のピエゾ抵抗係数をπ44、応
力（ダイヤフラムの半径方向の応力）をσr 、入力端間
に印加する印加電圧をＶi とすると、下記数式１にて示
される。
力センサ素子の圧力感度ΔＶ0 は、例えばｎ−Ｓｉ単結
晶の（１１０）面にピエゾ抵抗素子１〜４を形成した場
合、ピエゾ抵抗素子１〜４のピエゾ抵抗係数をπ44、応
力（ダイヤフラムの半径方向の応力）をσr 、入力端間
に印加する印加電圧をＶi とすると、下記数式１にて示
される。
【０００４】
【数１】ΔＶ0 ≒（１／２）・π44・σr ・Ｖi
【０００５】この場合に、ピエゾ抵抗係数π44は感歪抵
抗（ピエゾ抵抗素子）の表面不純物濃度に応じた温度特
性を有しているため、センサ素子の圧力感度ΔＶ0 は温
度により変動する。従って、広い温度範囲において圧力
を高精度で測定するためには、このセンサ素子の圧力感
度の温度による変動（以下、感度温度特性という）をセ
ンサ素子の周辺電気回路で補償することが必要である。
このため、例えば、ピエゾ抵抗係数の温度変化に応じて
センサ素子に印加する電圧を変化させる等の方法によ
り、センサ素子の感度温度特性を補償している。
抗（ピエゾ抵抗素子）の表面不純物濃度に応じた温度特
性を有しているため、センサ素子の圧力感度ΔＶ0 は温
度により変動する。従って、広い温度範囲において圧力
を高精度で測定するためには、このセンサ素子の圧力感
度の温度による変動（以下、感度温度特性という）をセ
ンサ素子の周辺電気回路で補償することが必要である。
このため、例えば、ピエゾ抵抗係数の温度変化に応じて
センサ素子に印加する電圧を変化させる等の方法によ
り、センサ素子の感度温度特性を補償している。
【０００６】図３は従来の半導体圧力センサの感度温度
特性補償回路の一例を示す回路図である。この補償回路
においては、ピエゾ抵抗素子１〜４により構成されたセ
ンサ素子と電源との間に抵抗素子１２とサーミスタ１３
とを直列接続し、更にこの直列接続回路に抵抗素子１１
を並列接続して構成されている。
特性補償回路の一例を示す回路図である。この補償回路
においては、ピエゾ抵抗素子１〜４により構成されたセ
ンサ素子と電源との間に抵抗素子１２とサーミスタ１３
とを直列接続し、更にこの直列接続回路に抵抗素子１１
を並列接続して構成されている。
【０００７】この補償回路においては、サーミスタ１３
の温度による抵抗値の変化を利用してセンサ素子に印加
する電圧を変化させることにより、センサ素子の感度温
度特性を補償する。
の温度による抵抗値の変化を利用してセンサ素子に印加
する電圧を変化させることにより、センサ素子の感度温
度特性を補償する。
【０００８】また、センサ素子には一定の電圧を印加し
ておき、センサ素子から出力された信号を増幅する増幅
回路の増幅率を温度により変化させてセンサ素子の感度
温度特性を補償する方法もある。この場合も、サーミス
タ等の感温抵抗素子等を増幅回路内に設けて、増幅回路
の増幅率をセンサ素子の感度温度特性を打ち消すように
変化させる。
ておき、センサ素子から出力された信号を増幅する増幅
回路の増幅率を温度により変化させてセンサ素子の感度
温度特性を補償する方法もある。この場合も、サーミス
タ等の感温抵抗素子等を増幅回路内に設けて、増幅回路
の増幅率をセンサ素子の感度温度特性を打ち消すように
変化させる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体圧力センサの感度温度特性補償方法には
いずれも以下に示す難点がある。即ち、センサ素子への
印加電圧を温度に応じて変化させる方法においては、図
２に示すように、抵抗素子及びサーミスタにより電圧調
整回路を構成するため、印加電圧はこの電圧調整回路に
より降下する分だけ電源電圧よりも低くなる。センサ素
子の出力は印加電圧に比例するので、この感度温度特性
補償方法においては、特に電源電圧が低い場合にセンサ
からの出力電圧が小さくなり、ノイズの混入及び検出精
度の低下等を招来する。また、感度温度補償に使用する
感温素子としては、サーミスタ等の個別素子及びセンサ
素子と同一チップ内に形成した拡散抵抗等が使用される
が、これらの素子の抵抗値を所望の値に調整して所定の
温度特性を得ることは困難であり、他の素子と組み合わ
せてセンサ素子の感度温度特性をキャンセルする温度特
性を得る必要がある。このため、素子数が増えて回路が
複雑になるという欠点もある。
た従来の半導体圧力センサの感度温度特性補償方法には
いずれも以下に示す難点がある。即ち、センサ素子への
印加電圧を温度に応じて変化させる方法においては、図
２に示すように、抵抗素子及びサーミスタにより電圧調
整回路を構成するため、印加電圧はこの電圧調整回路に
より降下する分だけ電源電圧よりも低くなる。センサ素
子の出力は印加電圧に比例するので、この感度温度特性
補償方法においては、特に電源電圧が低い場合にセンサ
からの出力電圧が小さくなり、ノイズの混入及び検出精
度の低下等を招来する。また、感度温度補償に使用する
感温素子としては、サーミスタ等の個別素子及びセンサ
素子と同一チップ内に形成した拡散抵抗等が使用される
が、これらの素子の抵抗値を所望の値に調整して所定の
温度特性を得ることは困難であり、他の素子と組み合わ
せてセンサ素子の感度温度特性をキャンセルする温度特
性を得る必要がある。このため、素子数が増えて回路が
複雑になるという欠点もある。
【００１０】これと同様に、センサ素子の出力を増幅す
る増幅回路の増幅率を温度に応じて変化させる方法にお
いても、サーミスタ及び抵抗素子の抵抗値を調整して所
定の温度特性を得る必要があり、回路が複雑になるとい
う欠点がある。
る増幅回路の増幅率を温度に応じて変化させる方法にお
いても、サーミスタ及び抵抗素子の抵抗値を調整して所
定の温度特性を得る必要があり、回路が複雑になるとい
う欠点がある。
【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、従来に比して回路構成が簡単であると共に
温度特性の調整が容易であり、集積化圧力センサに適用
するのに好適の半導体圧力センサの出力増幅温度補償回
路を提供することを目的とする。
のであって、従来に比して回路構成が簡単であると共に
温度特性の調整が容易であり、集積化圧力センサに適用
するのに好適の半導体圧力センサの出力増幅温度補償回
路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体圧力
センサの出力増幅温度補償回路は、半導体圧力センサ素
子の第１及び第２の出力端から出力された信号が夫々そ
の非反転入力端に与えられる第１及び第２の演算増幅器
と、この第１の演算増幅器の出力が与えられる第１の出
力端子と、前記第１の演算増幅器の反転入力端と前記第
２の演算増幅器の出力端との間に接続された第１の抵抗
素子と、前記第２の演算増幅器の出力端及び反転入力端
間に接続された第２の抵抗素子と、前記第１の演算増幅
器の出力端及び反転入力端間に接続された第３の抵抗素
子と、前記第２の演算増幅器の反転入力端と第２の出力
端子との間に接続された第４の抵抗素子と、前記第１の
演算増幅器の反転入力端と前記第２の演算増幅器の反転
入力端との間に接続された第５の抵抗素子とを有し、前
記第１乃至４の抵抗素子はいずれも半導体基板表面に不
純物を拡散して形成された拡散抵抗からなることを特徴
とする。
センサの出力増幅温度補償回路は、半導体圧力センサ素
子の第１及び第２の出力端から出力された信号が夫々そ
の非反転入力端に与えられる第１及び第２の演算増幅器
と、この第１の演算増幅器の出力が与えられる第１の出
力端子と、前記第１の演算増幅器の反転入力端と前記第
２の演算増幅器の出力端との間に接続された第１の抵抗
素子と、前記第２の演算増幅器の出力端及び反転入力端
間に接続された第２の抵抗素子と、前記第１の演算増幅
器の出力端及び反転入力端間に接続された第３の抵抗素
子と、前記第２の演算増幅器の反転入力端と第２の出力
端子との間に接続された第４の抵抗素子と、前記第１の
演算増幅器の反転入力端と前記第２の演算増幅器の反転
入力端との間に接続された第５の抵抗素子とを有し、前
記第１乃至４の抵抗素子はいずれも半導体基板表面に不
純物を拡散して形成された拡散抵抗からなることを特徴
とする。
【００１３】
【作用】本発明においては、抵抗素子のもつ温度特性を
利用して圧力センサ素子の感度温度特性を補償する。つ
まり、第１及び第２の演算増幅器（オペアンプ）の増幅
率を決定する第１乃至第４の抵抗素子として、半導体基
板の表面に不純物を拡散して形成した拡散抵抗を使用す
る。この拡散抵抗はその抵抗値が温度により比較的大き
く変化する。これにより、サーミスタ等の特殊な素子を
用いることなく、圧力センサ素子の感度温度特性の補償
を行なうことができる。しかし、この種の抵抗素子は、
その抵抗値を正確に制御することが極めて困難である。
このため、第５の抵抗素子として、温度による抵抗値の
変化が少ない薄膜抵抗等を用いて、増幅率の温度特性を
調整できるようにしておく。この薄膜抵抗は、例えば半
導体基板上に形成した後トリミングを施すことにより、
容易に且つ正確に抵抗値を調整することができる。
利用して圧力センサ素子の感度温度特性を補償する。つ
まり、第１及び第２の演算増幅器（オペアンプ）の増幅
率を決定する第１乃至第４の抵抗素子として、半導体基
板の表面に不純物を拡散して形成した拡散抵抗を使用す
る。この拡散抵抗はその抵抗値が温度により比較的大き
く変化する。これにより、サーミスタ等の特殊な素子を
用いることなく、圧力センサ素子の感度温度特性の補償
を行なうことができる。しかし、この種の抵抗素子は、
その抵抗値を正確に制御することが極めて困難である。
このため、第５の抵抗素子として、温度による抵抗値の
変化が少ない薄膜抵抗等を用いて、増幅率の温度特性を
調整できるようにしておく。この薄膜抵抗は、例えば半
導体基板上に形成した後トリミングを施すことにより、
容易に且つ正確に抵抗値を調整することができる。
【００１４】本発明においては、センサ素子から出力さ
れた信号を増幅する回路においてセンサ素子の感度温度
特性を補償する。このため、センサ素子の印加電圧を変
化させて感度温度特性を補償する場合に比してセンサ素
子の出力が大きく、ノイズの混入を抑制できると共に、
検出精度の低下を抑制することができる。また、本発明
においては、圧力センサ素子の感度温度特性に応じて第
５の抵抗素子の抵抗値のみを調整すればよいため、温度
特性の調整が容易である。更に、第１乃至第４の抵抗素
子が拡散抵抗であるため、ＩＣ作製プロセスを用いて、
第１及び第２の演算増幅器の形成工程において同時に第
１乃至第４の抵抗素子を形成することができるので、製
造が容易である。
れた信号を増幅する回路においてセンサ素子の感度温度
特性を補償する。このため、センサ素子の印加電圧を変
化させて感度温度特性を補償する場合に比してセンサ素
子の出力が大きく、ノイズの混入を抑制できると共に、
検出精度の低下を抑制することができる。また、本発明
においては、圧力センサ素子の感度温度特性に応じて第
５の抵抗素子の抵抗値のみを調整すればよいため、温度
特性の調整が容易である。更に、第１乃至第４の抵抗素
子が拡散抵抗であるため、ＩＣ作製プロセスを用いて、
第１及び第２の演算増幅器の形成工程において同時に第
１乃至第４の抵抗素子を形成することができるので、製
造が容易である。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１６】図１は、本発明の実施例に係る半導体圧力
センサの出力増幅温度補償回路を示す回路図である。
センサの出力増幅温度補償回路を示す回路図である。
【００１７】圧力センサ素子は、半導体ダイヤフラムの
表面に形成されたピエゾ抵抗素子１〜４により構成され
たブリッジ回路からなる。この圧力センサ素子の一方の
入力端（即ち、抵抗素子１，４の相互接続点）には電源
から電圧Ｖi が供給され、他方の入力端（即ち、抵抗素
子２，３の相互接続点）は接地に接続されている。
表面に形成されたピエゾ抵抗素子１〜４により構成され
たブリッジ回路からなる。この圧力センサ素子の一方の
入力端（即ち、抵抗素子１，４の相互接続点）には電源
から電圧Ｖi が供給され、他方の入力端（即ち、抵抗素
子２，３の相互接続点）は接地に接続されている。
【００１８】このセンサ素子の出力端（即ち、抵抗素子
１，２の相互接続点及び抵抗素子３，４の相互接続点）
から出力された信号は、夫々第１及び第２の演算増幅器
５，６の非反転（＋）入力端に与えられる。第１の演算
増幅器５はその出力端が出力端子７に接続されている。
抵抗素子Ｒ11は、この演算増幅器５の反転（−）入力端
と第２の演算増幅器６の出力端との間に接続されてい
る。また、抵抗素子Ｒ12は第２の演算増幅器６の出力端
及び反転入力端間に接続されている。この抵抗素子
Ｒ11，Ｒ12はいずれもシリコン半導体基板の表面に拡散
又はイオン打ち込み等の方法により不純物を導入し、下
地基板との間にｐ−ｎジャンクションによる絶縁を行な
った所謂拡散抵抗であり、その抵抗値は等しく設定され
ている。
１，２の相互接続点及び抵抗素子３，４の相互接続点）
から出力された信号は、夫々第１及び第２の演算増幅器
５，６の非反転（＋）入力端に与えられる。第１の演算
増幅器５はその出力端が出力端子７に接続されている。
抵抗素子Ｒ11は、この演算増幅器５の反転（−）入力端
と第２の演算増幅器６の出力端との間に接続されてい
る。また、抵抗素子Ｒ12は第２の演算増幅器６の出力端
及び反転入力端間に接続されている。この抵抗素子
Ｒ11，Ｒ12はいずれもシリコン半導体基板の表面に拡散
又はイオン打ち込み等の方法により不純物を導入し、下
地基板との間にｐ−ｎジャンクションによる絶縁を行な
った所謂拡散抵抗であり、その抵抗値は等しく設定され
ている。
【００１９】抵抗素子Ｒ21は第１の演算増幅器５の出力
端及び反転入力端間に接続されている。また、抵抗素子
Ｒ22は第２の演算増幅器６の反転入力端と出力端子８と
の間に接続されている。この抵抗素子Ｒ21，Ｒ22も、シ
リコン半導体基板の表面に拡散又はイオン打ち込み等の
方法により不純物を導入して形成した拡散抵抗であり、
その抵抗値は等しく設定されている。
端及び反転入力端間に接続されている。また、抵抗素子
Ｒ22は第２の演算増幅器６の反転入力端と出力端子８と
の間に接続されている。この抵抗素子Ｒ21，Ｒ22も、シ
リコン半導体基板の表面に拡散又はイオン打ち込み等の
方法により不純物を導入して形成した拡散抵抗であり、
その抵抗値は等しく設定されている。
【００２０】更に、第１の演算増幅器５の反転入力端と
第２の演算増幅器の反転入力端との間には抵抗素子Ｒ0
が接続されている。この抵抗素子Ｒ0 はシリコン半導体
基板上に形成された金属薄膜抵抗であり、その抵抗値は
トリミングにより調整されている。
第２の演算増幅器の反転入力端との間には抵抗素子Ｒ0
が接続されている。この抵抗素子Ｒ0 はシリコン半導体
基板上に形成された金属薄膜抵抗であり、その抵抗値は
トリミングにより調整されている。
【００２１】以下、本実施例に係る出力増幅温度補償回
路の動作について説明する。
路の動作について説明する。
【００２２】この出力増幅温度補償回路の特性（回路出
力Ｖout 及び増幅率Ａv ）は、センサ素子からこの出力
増幅温度補償回路に与えられる電圧をＶin、抵抗素子Ｒ
11，Ｒ12の抵抗値をＲ1 、抵抗素子Ｒ21，Ｒ22の抵抗値
をＲ2 及び抵抗素子Ｒ0 の抵抗値をＲ0 、出力端子７の
電圧（回路出力）をＶout 、出力端子８の電圧をＶbi as
とすると、下記数式２，３により表される。
力Ｖout 及び増幅率Ａv ）は、センサ素子からこの出力
増幅温度補償回路に与えられる電圧をＶin、抵抗素子Ｒ
11，Ｒ12の抵抗値をＲ1 、抵抗素子Ｒ21，Ｒ22の抵抗値
をＲ2 及び抵抗素子Ｒ0 の抵抗値をＲ0 、出力端子７の
電圧（回路出力）をＶout 、出力端子８の電圧をＶbi as
とすると、下記数式２，３により表される。
【００２３】
【数２】Ｖout ＝Ｖin×Ａv ＋Ｖbias
【００２４】
【数３】Ａv ＝１＋（２×Ｒ2 ）／Ｒ0 ＋Ｒ2 ／Ｒ1
【００２５】ここで、抵抗値Ｒ0 の温度係数が０であ
り、温度変化ΔＴにおける拡散抵抗素子の抵抗値Ｒ1 ，
Ｒ2 の温度係数がαとすると、この出力増幅温度補償回
路の増幅率の温度変化Ａv （ΔＴ）は下記数式４に示す
ように表される。
り、温度変化ΔＴにおける拡散抵抗素子の抵抗値Ｒ1 ，
Ｒ2 の温度係数がαとすると、この出力増幅温度補償回
路の増幅率の温度変化Ａv （ΔＴ）は下記数式４に示す
ように表される。
【００２６】
【数４】Ａv （ΔＴ）＝１＋｛２×Ｒ2 （１＋α）｝／
Ｒ0 ＋｛Ｒ2 （１＋α）｝／｛Ｒ1 （１＋α）｝
Ｒ0 ＋｛Ｒ2 （１＋α）｝／｛Ｒ1 （１＋α）｝
【００２７】上記の数式４から明らかなように、本実施
例に係る回路においては、抵抗素子Ｒ0 の抵抗値を適正
に調整することにより、増幅率に任意の温度特性をもた
せることが可能である。
例に係る回路においては、抵抗素子Ｒ0 の抵抗値を適正
に調整することにより、増幅率に任意の温度特性をもた
せることが可能である。
【００２８】ピエゾ抵抗係数π44の温度係数をβとする
と、センサを含めた回路全体の温度特性Ｖout （Ｔ）
は、下記数式５に示すようになる。
と、センサを含めた回路全体の温度特性Ｖout （Ｔ）
は、下記数式５に示すようになる。
【００２９】
【数５】 Ｖout （Ｔ）＝Ｖin・（１＋β）×Ａv （ΔＴ）＋Ｖbias
【００３０】ここで、αは通常正の値であり、βは通常
負の値であるので、抵抗値Ｒ0 を適正に調整すること
で、ピエゾ抵抗係数π44の温度係数βによるセンサ素子
の感度温度特性をキャンセルするように増幅回路の増幅
率の温度特性を調整することができる。
負の値であるので、抵抗値Ｒ0 を適正に調整すること
で、ピエゾ抵抗係数π44の温度係数βによるセンサ素子
の感度温度特性をキャンセルするように増幅回路の増幅
率の温度特性を調整することができる。
【００３１】本実施例は、サーミスタ等のように特殊な
部品を必要とせず、且つ、素子の数が少ないと共に、一
個の抵抗素子の抵抗値の調整のみで、増幅率に任意の温
度特性をもたせることができる。従って、従来に比し
て、半導体圧力センサ素子の感度温度特性の補償が容易
である。
部品を必要とせず、且つ、素子の数が少ないと共に、一
個の抵抗素子の抵抗値の調整のみで、増幅率に任意の温
度特性をもたせることができる。従って、従来に比し
て、半導体圧力センサ素子の感度温度特性の補償が容易
である。
【００３２】また、抵抗素子Ｒ11，Ｒ12，Ｒ21，Ｒ22が
いずれも拡散抵抗であるため、演算増幅器５，６の形成
時に同時にこれらの抵抗素子を形成することができる。
従って、本実施例回路は、ピエゾ抵抗素子からなる圧力
センサ素子と周辺回路とを同一のシリコン基板を用いて
形成する集積化圧力センサに極めて好適である。
いずれも拡散抵抗であるため、演算増幅器５，６の形成
時に同時にこれらの抵抗素子を形成することができる。
従って、本実施例回路は、ピエゾ抵抗素子からなる圧力
センサ素子と周辺回路とを同一のシリコン基板を用いて
形成する集積化圧力センサに極めて好適である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
第１及び第２の演算増幅器の増幅率を決定する抵抗素子
として拡散抵抗を使用し、この拡散抵抗の温度特性を利
用して半導体圧力センサ素子の感度温度特性を補償する
ため、回路構成が簡単であると共に調整箇所が少なく、
且つノイズの混入及び検出精度の低下を抑制することが
できる。また、これらの抵抗素子を半導体圧力センサ素
子と同一の半導体基板を用いて形成することができるた
め、本発明に係る回路は集積化圧力センサにおける出力
増幅温度補償回路として極めて好適である。
第１及び第２の演算増幅器の増幅率を決定する抵抗素子
として拡散抵抗を使用し、この拡散抵抗の温度特性を利
用して半導体圧力センサ素子の感度温度特性を補償する
ため、回路構成が簡単であると共に調整箇所が少なく、
且つノイズの混入及び検出精度の低下を抑制することが
できる。また、これらの抵抗素子を半導体圧力センサ素
子と同一の半導体基板を用いて形成することができるた
め、本発明に係る回路は集積化圧力センサにおける出力
増幅温度補償回路として極めて好適である。
【図１】本発明の実施例に係る半導体圧力センサの出力
増幅温度補償回路を示す回路図である。
増幅温度補償回路を示す回路図である。
【図２】ピエゾ抵抗型半導体圧力センサ素子を示す回路
図である。
図である。
【図３】従来の半導体圧力センサの感度温度特性補償回
路の一例を示す回路図である。
路の一例を示す回路図である。
１〜４；ピエゾ抵抗素子 ５，６；演算増幅器 ７，８；出力端子 １１，１２，Ｒ11，Ｒ12，Ｒ21，Ｒ22，Ｒ0 ；抵抗素子 １３；サーミスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体圧力センサ素子の第１及び第２の
出力端から出力された信号が夫々その非反転入力端に与
えられる第１及び第２の演算増幅器と、この第１の演算
増幅器の出力が与えられる第１の出力端子と、前記第１
の演算増幅器の反転入力端と前記第２の演算増幅器の出
力端との間に接続された第１の抵抗素子と、前記第２の
演算増幅器の出力端及び反転入力端間に接続された第２
の抵抗素子と、前記第１の演算増幅器の出力端及び反転
入力端間に接続された第３の抵抗素子と、前記第２の演
算増幅器の反転入力端と第２の出力端子との間に接続さ
れた第４の抵抗素子と、前記第１の演算増幅器の反転入
力端と前記第２の演算増幅器の反転入力端との間に接続
された第５の抵抗素子とを有し、前記第１乃至４の抵抗
素子はいずれも半導体基板表面に不純物を拡散して形成
された拡散抵抗からなることを特徴とする半導体圧力セ
ンサの出力増幅温度補償回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18675992A JPH0634471A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 半導体圧力センサの出力増幅温度補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18675992A JPH0634471A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 半導体圧力センサの出力増幅温度補償回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634471A true JPH0634471A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16194149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18675992A Pending JPH0634471A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 半導体圧力センサの出力増幅温度補償回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634471A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0751383A1 (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor with output correcting function |
-
1992
- 1992-07-14 JP JP18675992A patent/JPH0634471A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0751383A1 (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor with output correcting function |
| US5844122A (en) * | 1995-06-26 | 1998-12-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor with output correcting function |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0053486B1 (en) | Stress sensing apparatus | |
| US4333349A (en) | Binary balancing apparatus for semiconductor transducer structures | |
| US4480478A (en) | Pressure sensor employing semiconductor strain gauge | |
| EP0106050B1 (en) | Pressure transducer with temperature compensation circuit | |
| US4320664A (en) | Thermally compensated silicon pressure sensor | |
| US4911016A (en) | Semiconductor strain gauge bridge circuit | |
| US5686826A (en) | Ambient temperature compensation for semiconductor transducer structures | |
| JP3399953B2 (ja) | 圧力センサ | |
| US4986131A (en) | Semiconductor strain detector | |
| US4813272A (en) | Semiconductor pressure sensor | |
| JPH07311100A (ja) | トランスデューサ回路 | |
| US3956927A (en) | Strain gauge transducer apparatus | |
| US4766655A (en) | Method for fabricating a compensated silicon pressure sensing device | |
| US3922597A (en) | Circuit for detecting a physical quantity | |
| JPH0634471A (ja) | 半導体圧力センサの出力増幅温度補償回路 | |
| US4611129A (en) | Signal conversion circuit | |
| JPH0125425B2 (ja) | ||
| JPS6343697B2 (ja) | ||
| RU2086940C1 (ru) | Полупроводниковый датчик давления | |
| JP2934538B2 (ja) | トランスジューサ回路とその製造方法 | |
| JPH08226862A (ja) | センサおよび該センサにおける測定範囲変動を温度補償する方法 | |
| JP2610736B2 (ja) | 半導体圧力センサの増幅補償回路 | |
| JP2948958B2 (ja) | トランスジューサ回路 | |
| JP2001272203A (ja) | 歪み測定装置 | |
| JPS5833482B2 (ja) | ストレンゲ−ジブリツジ回路 |