JPS5931404A - 圧力センサ回路 - Google Patents
圧力センサ回路Info
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- JPS5931404A JPS5931404A JP57141067A JP14106782A JPS5931404A JP S5931404 A JPS5931404 A JP S5931404A JP 57141067 A JP57141067 A JP 57141067A JP 14106782 A JP14106782 A JP 14106782A JP S5931404 A JPS5931404 A JP S5931404A
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- G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
- G01L9/06—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
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- Y10S323/907—Temperature compensation of semiconductor
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧力センサ回路に係り、特にセンサ部と温度補
償回路部とを集積化した圧力センサ回路に関する。
償回路部とを集積化した圧力センサ回路に関する。
たとえば、シリコン単結晶板の中央部に薄肉のダイヤフ
ラムを形成し、そのダイヤフラム面に不純物拡散層から
なるゲージ抵抗を設け、このゲージ抵抗を組み合わせて
ブリッジ回路全構成した半導体圧力センサが知られてい
る。そして、近年ではこの半導体圧力センサのダイヤフ
ラム面あるいは周辺の厚肉部にセンサの感度の温度補償
を行なう回路あるいは増幅回路を集積化させたものも知
られるようになった。
ラムを形成し、そのダイヤフラム面に不純物拡散層から
なるゲージ抵抗を設け、このゲージ抵抗を組み合わせて
ブリッジ回路全構成した半導体圧力センサが知られてい
る。そして、近年ではこの半導体圧力センサのダイヤフ
ラム面あるいは周辺の厚肉部にセンサの感度の温度補償
を行なう回路あるいは増幅回路を集積化させたものも知
られるようになった。
半導体圧力センサは、第１図に示すように、半導体基板
１の裏面中央部に凹陥部を形成することにより薄肉のダ
イヤフラムとその周辺の支持部を構成し、前記ダイヤフ
ラムの表面にはゲージ抵抗２．３，４．５が形成されて
なる。また、半導体基板１からなる支持部面には感度の
＠度補償用のトランジスタ６を配置してなる。このよう
にして形成される半導体基板１上の各素子は第２図に示
すように結線される。図中、第１図と同符号のものは同
一のものを示している。ブリッジ回路の各対辺のゲージ
抵抗２，３，４．５Ｕ圧力によって同一抵抗変化を示し
、他の対辺のり°−ジ抵抗とは逆打の抵抗変化をするよ
うになっている。１次、感度の温度補償用のトランジス
タ６はブリッジ回路の電源供給端子１０にそのエミッタ
９が接続され、コレクタ７とべ〜ス８、ベース８とエミ
ッタ９の間にはそれぞれ抵抗１ｔ、、 、 Ｉｔ、が
接続されている。ここで抵抗１４． 、 Ｈ，２ば、
前記ゲージ抵抗２．３，４．５と１？７１嵌千４体−乱
板ｌ而の拡散抵抗とすることがあるが、一般にはトリミ
ングがし易いように外部抵抗たとえば淳膜抵抗として（
１゛ｑ成し、必要な温１ｕ′、ｌｔ！Ｊ性をイＩＩるよ
うにしている。すなわち、トランジスタ６、抵抗Ｉｔ、
、 Ｉｔ２ からなる回路は、一般にｎＶ１１１
Ｎ回路として知られ、ψ１“＾１子１０および１１間の
電圧ｖ、 Ｏ−Ｉ＋は、トランジスタ６のベース８およ
びエミッタ９間の％１： ＩＩミＶＬ３Ｅと抵抗１も、
およびＩｔ２で表わされ次式となる。
１の裏面中央部に凹陥部を形成することにより薄肉のダ
イヤフラムとその周辺の支持部を構成し、前記ダイヤフ
ラムの表面にはゲージ抵抗２．３，４．５が形成されて
なる。また、半導体基板１からなる支持部面には感度の
＠度補償用のトランジスタ６を配置してなる。このよう
にして形成される半導体基板１上の各素子は第２図に示
すように結線される。図中、第１図と同符号のものは同
一のものを示している。ブリッジ回路の各対辺のゲージ
抵抗２，３，４．５Ｕ圧力によって同一抵抗変化を示し
、他の対辺のり°−ジ抵抗とは逆打の抵抗変化をするよ
うになっている。１次、感度の温度補償用のトランジス
タ６はブリッジ回路の電源供給端子１０にそのエミッタ
９が接続され、コレクタ７とべ〜ス８、ベース８とエミ
ッタ９の間にはそれぞれ抵抗１ｔ、、 、 Ｉｔ、が
接続されている。ここで抵抗１４． 、 Ｈ，２ば、
前記ゲージ抵抗２．３，４．５と１？７１嵌千４体−乱
板ｌ而の拡散抵抗とすることがあるが、一般にはトリミ
ングがし易いように外部抵抗たとえば淳膜抵抗として（
１゛ｑ成し、必要な温１ｕ′、ｌｔ！Ｊ性をイＩＩるよ
うにしている。すなわち、トランジスタ６、抵抗Ｉｔ、
、 Ｉｔ２ からなる回路は、一般にｎＶ１１１
Ｎ回路として知られ、ψ１“＾１子１０および１１間の
電圧ｖ、 Ｏ−Ｉ＋は、トランジスタ６のベース８およ
びエミッタ９間の％１： ＩＩミＶＬ３Ｅと抵抗１も、
およびＩｔ２で表わされ次式となる。
コア１． Ｉｃ ｆす、Ｖ Ｂ Ｉｙ ）Ｊ！Ｅ抗Ｉも
、とｉｔ、で決Ｗ−ａノする定数倍の電圧となることが
判る。
、とｉｔ、で決Ｗ−ａノする定数倍の電圧となることが
判る。
半導体圧力センサの感度は高温になると低下するため、
これを袖イ′４するためには、ｖｌｏ−１１（ｔ−／Ｊ
＼畑くすることによシ、ブリッジ０（給ψ１１１；子１
０゜１２間の′重圧Ｖ＋ｏ−＋２紫人さくする必要があ
る。したがって、Ｖ、□は高温になると小さくなる順向
にあるため、その変化全県かけ一ヒ増幅するｕ Ｉ／
Ｉｃ ２を適当に選ぶことにより温度補償ができる。
これを袖イ′４するためには、ｖｌｏ−１１（ｔ−／Ｊ
＼畑くすることによシ、ブリッジ０（給ψ１１１；子１
０゜１２間の′重圧Ｖ＋ｏ−＋２紫人さくする必要があ
る。したがって、Ｖ、□は高温になると小さくなる順向
にあるため、その変化全県かけ一ヒ増幅するｕ Ｉ／
Ｉｃ ２を適当に選ぶことにより温度補償ができる。
しかしながら、電源電圧ＶＯＯが変！幼した際、温度補
償特性が大幅に変動するという大きな欠点がある。Ｖ’
ＢＥはコレクタ電流によって決まり、ｖｏ。
償特性が大幅に変動するという大きな欠点がある。Ｖ’
ＢＥはコレクタ電流によって決まり、ｖｏ。
が変化しても大きな影＃全受けない したがって温度変
化にともなうＶｌｏ−ｏの変化−鼠は電源電圧ＶＯＯの
影Ｖｔ−受けずほぼ一定となるため、ＶＯＱが上昇する
と温度補償が不足し、一方、ＶＯＯが下った際は過補償
となってしまう。
化にともなうＶｌｏ−ｏの変化−鼠は電源電圧ＶＯＯの
影Ｖｔ−受けずほぼ一定となるため、ＶＯＱが上昇する
と温度補償が不足し、一方、ＶＯＯが下った際は過補償
となってしまう。
それ故、本発明の目的は、電源電圧変動に拘わらず、精
度よく温度補償が図れる圧力センサ回路を提供するもの
である。
度よく温度補償が図れる圧力センサ回路を提供するもの
である。
このような目的を達成するために、本発明に、ゲージ抵
抗を組み合わせてブリッジ回路とし、このケージ抵抗変
化に対して、定電流で駆動した場会圧力に対するブリッ
ジ出力電圧が温度変化で極めて非線形に変化することは
よく知られ、この特性を温度変化にともなって駆動電流
全変化させることによって補償する場合、温度に比例す
る電流からゲージ抵抗の温度特性に比例する電流を引い
た電流で駆動すればよいことを明らかにしてなされたも
のである。
抗を組み合わせてブリッジ回路とし、このケージ抵抗変
化に対して、定電流で駆動した場会圧力に対するブリッ
ジ出力電圧が温度変化で極めて非線形に変化することは
よく知られ、この特性を温度変化にともなって駆動電流
全変化させることによって補償する場合、温度に比例す
る電流からゲージ抵抗の温度特性に比例する電流を引い
た電流で駆動すればよいことを明らかにしてなされたも
のである。
以下、本発明の詳細な説明する前に半導体圧力センサの
感度の温度特性を定量的に説明する。
感度の温度特性を定量的に説明する。
第３図（ａ）に半導体圧力センサのダイヤフラム面に形
成されたゲージ抵抗２．３，４．５にブリッジ接続し、
定電流ＩＢを駆動した場合を示している。
成されたゲージ抵抗２．３，４．５にブリッジ接続し、
定電流ＩＢを駆動した場合を示している。
圧力による出力変化分Ｖｏは前述したように温度特性を
示す。第３図（ｂ）はその模様を示したグラフで、縦ｌ
１ｌＩは次式で示す感度変化率全示す。
示す。第３図（ｂ）はその模様を示したグラフで、縦ｌ
１ｌＩは次式で示す感度変化率全示す。
ここで、Ｖｏ（Ｔ）ｉｄγＡｎ ３ Ｔのときのブリッ
ジ出力、Ｖｏ （２０） ｒａ、基準源ｉ２０１ｍ’に
おけるブリッジ出力を示している。図中、曲線１３が実
測結果であり、この特性はゲージ抵抗の不純物濃度ある
いはシリコンダイヤフラムの熱応力等によって若干具な
りいずれにしても、一般に用いられる不純物濃度でに低
温側にて感度が制＜、高温側にて低くなる。
ジ出力、Ｖｏ （２０） ｒａ、基準源ｉ２０１ｍ’に
おけるブリッジ出力を示している。図中、曲線１３が実
測結果であり、この特性はゲージ抵抗の不純物濃度ある
いはシリコンダイヤフラムの熱応力等によって若干具な
りいずれにしても、一般に用いられる不純物濃度でに低
温側にて感度が制＜、高温側にて低くなる。
この温度特性を補償するためには駆動電流ＩＢの温度特
性を図中面？ＩＭ１４のようにする必要がある。
性を図中面？ＩＭ１４のようにする必要がある。
たとえば、低温で感度が高くな−ったとき、駆動電流全
軍げ、出力を一定に保つことができるわけである。この
駆動電流特性を得るために従来からす〜ミスタと抵抗と
からなる温度補償回路が使用されているが、サーミスタ
を半導体圧カセ／すと同一チップ上に形成することは不
適となる。それ故トランジスタ等の能動素子の温度特性
を利用することが好ましいが、トランジスタの温度特性
はかなり制限を受けることとなる。ここで、容易に夾現
し得る温度特性としては、トランジスタ特性全応用した
絶対温度に比例する電流、温度に依存しない電流、抵抗
温度係数に比例する電流等が考えられる。
軍げ、出力を一定に保つことができるわけである。この
駆動電流特性を得るために従来からす〜ミスタと抵抗と
からなる温度補償回路が使用されているが、サーミスタ
を半導体圧カセ／すと同一チップ上に形成することは不
適となる。それ故トランジスタ等の能動素子の温度特性
を利用することが好ましいが、トランジスタの温度特性
はかなり制限を受けることとなる。ここで、容易に夾現
し得る温度特性としては、トランジスタ特性全応用した
絶対温度に比例する電流、温度に依存しない電流、抵抗
温度係数に比例する電流等が考えられる。
本発明に集積回路技術で容易に製造できる電流源を用い
て、第３図（ｂ）中の曲ｉ１４’ｉａ［るものである。
て、第３図（ｂ）中の曲ｉ１４’ｉａ［るものである。
まず、本発明を第４図（、）を用いて足性的に簡明する
。横軸に温度、縦軸に任意目盛のブリッジ駆動電流をと
る。図中曲線１５が補償に必安な駆動電流の温度特性で
ある。２００を基準にして感りｎ’化率？プロットすれ
ば、第３図（ｂ）の図中曲線１４となる。前記曲線１５
を得るには、温度に比例した電流】６から、ゲージ抵抗
の温度特性に比例したｌＥ流１７全差し引けばよい。抵
抗の温１更特性は低温度で変化が少なく、高温度で大き
い特性をもつため、曲線１５のような曲った特性を得る
ことができる。このような特性を得るに汀、第４図（ｂ
）に示すような等価回路が考えられる。図において、絶
対温度ＩＩＩに比世ｊした電流と温度に依存しない′直
流■ｏケノースとし、ゲージ抵抗の温度特性に比例した
′ｒＦＬ流■Ｒを５ｉｎｋとすれば１ゲージ抵抗２，３
，４．５で構成きれたブリッジに第４図（、）中曲線１
５で示す電流を供給することのできることが判る。
。横軸に温度、縦軸に任意目盛のブリッジ駆動電流をと
る。図中曲線１５が補償に必安な駆動電流の温度特性で
ある。２００を基準にして感りｎ’化率？プロットすれ
ば、第３図（ｂ）の図中曲線１４となる。前記曲線１５
を得るには、温度に比例した電流】６から、ゲージ抵抗
の温度特性に比例したｌＥ流１７全差し引けばよい。抵
抗の温１更特性は低温度で変化が少なく、高温度で大き
い特性をもつため、曲線１５のような曲った特性を得る
ことができる。このような特性を得るに汀、第４図（ｂ
）に示すような等価回路が考えられる。図において、絶
対温度ＩＩＩに比世ｊした電流と温度に依存しない′直
流■ｏケノースとし、ゲージ抵抗の温度特性に比例した
′ｒＦＬ流■Ｒを５ｉｎｋとすれば１ゲージ抵抗２，３
，４．５で構成きれたブリッジに第４図（、）中曲線１
５で示す電流を供給することのできることが判る。
このような原理に基づいた補償結果について、第５図ケ
もちいて説明する。半導体圧力センサの温度による感度
変化率に曲線１３にて示される。
もちいて説明する。半導体圧力センサの温度による感度
変化率に曲線１３にて示される。
２０Ｃにおいて、ブリッジに流れるぼ流’ｉｋ １ ｍ
Ａとした場合、第４図（ｂ）のＩＴ’ｅｏ、９ｍＡ、Ｉ
Ｏ’ｔ１、７ ｍＡ ＩＲ全１．６ ｍＡとしたときの
補償結果は曲線１８で示される。この結果±０．１％以
内に補償できることが判明できる。
Ａとした場合、第４図（ｂ）のＩＴ’ｅｏ、９ｍＡ、Ｉ
Ｏ’ｔ１、７ ｍＡ ＩＲ全１．６ ｍＡとしたときの
補償結果は曲線１８で示される。この結果±０．１％以
内に補償できることが判明できる。
以下、本発明による圧力センサ回路の一実施例について
、第６図を用いて説明する。トランジスタＱ＋ および
Ｑ２１温反係数はぼ苓の抵抗ｒｔ、。
、第６図を用いて説明する。トランジスタＱ＋ および
Ｑ２１温反係数はぼ苓の抵抗ｒｔ、。
■ｔ４および定電流源１９で構成する回路は一般には定
電流源として集積回路で多く用いられ、この回路によっ
て、温度に比例した電流、すなわち第４図（ｂ）におけ
るＩＴ＋ＩＯ′市流全供給するようになっている。トラ
ンジスタＱ３、定′市流源２ｏ、Ｊ￥ｉ幅器２１．はぼ
温厩影臀のない抵抗Ｌ（う、およびブリッジ２２全構成
する拡￥Ｉ抵抗とほとんど等しい温度係数をもつ抵抗Ｒ
６とで構成する回路によって、第４図に示した抵抗１１
ｔすなわちゲージ抵抗の温度係数とほぼ等しい定電流５
ＩＮＫが形成されるようになっている。このような回路
によってＩＴ＋ｌ０−ＩＲなる一流をブリッジ２２に供
給できることとなる。
電流源として集積回路で多く用いられ、この回路によっ
て、温度に比例した電流、すなわち第４図（ｂ）におけ
るＩＴ＋ＩＯ′市流全供給するようになっている。トラ
ンジスタＱ３、定′市流源２ｏ、Ｊ￥ｉ幅器２１．はぼ
温厩影臀のない抵抗Ｌ（う、およびブリッジ２２全構成
する拡￥Ｉ抵抗とほとんど等しい温度係数をもつ抵抗Ｒ
６とで構成する回路によって、第４図に示した抵抗１１
ｔすなわちゲージ抵抗の温度係数とほぼ等しい定電流５
ＩＮＫが形成されるようになっている。このような回路
によってＩＴ＋ｌ０−ＩＲなる一流をブリッジ２２に供
給できることとなる。
以下、それぞれの回路における動作の定性的説明をする
。まず、温度比例電流を得る回路では、一般の集積回路
と異なる点は、出力電流■ｏ、に、積極的に温度特性を
もたせる点で、このためにＱ。
。まず、温度比例電流を得る回路では、一般の集積回路
と異なる点は、出力電流■ｏ、に、積極的に温度特性を
もたせる点で、このためにＱ。
とＱ、のエミッタ面積金かえる点にある。一般に定′ポ
流１９の電流以上に出力電流をとりたいためトランジス
タＱ２のエミッタ面積をトランジスタＱ１のそれに比較
し大きくとる。エミッタ単位面積当りの飽和電流を等し
いとおけば、面積化分全飽和電流比が生じる。ここで、
トランジスタの電流増幅率βを無限大と仮定すると、 ここで、Ｉｒｅｆｌは定電流１９の電流、ｋはボルツマ
ン定数、ｑは電荷、γはエミツタ面積比である。上記（
３）式で定められるＩＯＵ近似的に第１項が一定電流項
・第２項が絶対温度比例項である。
流１９の電流以上に出力電流をとりたいためトランジス
タＱ２のエミッタ面積をトランジスタＱ１のそれに比較
し大きくとる。エミッタ単位面積当りの飽和電流を等し
いとおけば、面積化分全飽和電流比が生じる。ここで、
トランジスタの電流増幅率βを無限大と仮定すると、 ここで、Ｉｒｅｆｌは定電流１９の電流、ｋはボルツマ
ン定数、ｑは電荷、γはエミツタ面積比である。上記（
３）式で定められるＩＯＵ近似的に第１項が一定電流項
・第２項が絶対温度比例項である。
−ト記（３）式から、大略ｔＩＯｔを小さくすれば、Ｉ
Ｏ２の温度影響が大きくなり、ＩＯ２を大きくすれば、
その逆になることが判る。
Ｏ２の温度影響が大きくなり、ＩＯ２を大きくすれば、
その逆になることが判る。
一方、ゲージ抵抗の温度特性比電流５ｉｎｋは、増幅器
２１の増幅度が無限大とすれば、定電流２０によって発
生する抵抗Ｒ０の両端電圧と抵抗Ｒ６の両端電圧は等し
い。また、抵抗Ｒ３の両端電圧とトランジスタＱのコレ
クタ電流Ｔｏ、は比例することから５結果的に抵抗Ｒ６
ヲゲージ抵抗と同一プロセスで形成すれば、Ｔ□、ｌｄ
ゲージ抵抗の温度特性に比例した電流が流れる。
２１の増幅度が無限大とすれば、定電流２０によって発
生する抵抗Ｒ０の両端電圧と抵抗Ｒ６の両端電圧は等し
い。また、抵抗Ｒ３の両端電圧とトランジスタＱのコレ
クタ電流Ｔｏ、は比例することから５結果的に抵抗Ｒ６
ヲゲージ抵抗と同一プロセスで形成すれば、Ｔ□、ｌｄ
ゲージ抵抗の温度特性に比例した電流が流れる。
第８図（、）に示す原理回路でに、トランジスタの電流
増幅率βが有限のとき、製造上のβのばらつきによって
温Ｉｆ補償特性が変化する欠点がある。
増幅率βが有限のとき、製造上のβのばらつきによって
温Ｉｆ補償特性が変化する欠点がある。
βが一定であれば第８図（ａ）の回路で充分であるけれ
ども、一般にはばらつくものとして設計することが普通
である。そこで、そのβの効果を補償した回路が第８図
（ｂ）に示されている。温度比例電流源でｎＱａ Ｙｃ
付加しｉＱ、＋およびＱ２のペース電流影響をＱ、で補
償した。一方、抵抗温度特性比例電流源は（λ３とＱ、
のダーリントン接続とした。
ども、一般にはばらつくものとして設計することが普通
である。そこで、そのβの効果を補償した回路が第８図
（ｂ）に示されている。温度比例電流源でｎＱａ Ｙｃ
付加しｉＱ、＋およびＱ２のペース電流影響をＱ、で補
償した。一方、抵抗温度特性比例電流源は（λ３とＱ、
のダーリントン接続とした。
この回路で得られた感度補償特性全第７図に示す。
各軸および曲線１３け第５図に等しい。補償特性を曲線
２３に示した。全温度域でにほぼ±０．１チ以内に入る
ことがわかる。
２３に示した。全温度域でにほぼ±０．１チ以内に入る
ことがわかる。
ま゛た、増幅回路の形態によっては、ブリッジ駆動電源
の異なった特性を必要とする場合がある。
の異なった特性を必要とする場合がある。
すなわち、第８図（、）に示すように、増幅回路が構成
され、Ｒｉが温度依存性のない抵抗で、Ｒｆがゲージ抵
抗２，３，４．５と同一プロセスで形成されていると、
感度の温度補償に必要な駆動電源の特性が異なる。この
場合はブリッジ抵抗負荷に対しては定電圧を供給し、か
つその温度特性を第３図（ｂ）の曲線１４のようにしな
けれげならない。これは上述（〜た定電流源を定電圧源
に置き換えればよいことから、原理的には第８図のよう
にすることによって容易に実現し得る。ここで、Ｒｆ、
は温度に依存しない抵抗、２４は増幅器である。
され、Ｒｉが温度依存性のない抵抗で、Ｒｆがゲージ抵
抗２，３，４．５と同一プロセスで形成されていると、
感度の温度補償に必要な駆動電源の特性が異なる。この
場合はブリッジ抵抗負荷に対しては定電圧を供給し、か
つその温度特性を第３図（ｂ）の曲線１４のようにしな
けれげならない。これは上述（〜た定電流源を定電圧源
に置き換えればよいことから、原理的には第８図のよう
にすることによって容易に実現し得る。ここで、Ｒｆ、
は温度に依存しない抵抗、２４は増幅器である。
これらの回路は、集積化に適した回路であシ、ゲージ抵
抗と容易に一体化できる。Ｒ３、■ｔ４およびｔｔａの
トリミング抵抗は薄膜抵抗で同一チップ上に集積化して
もよいし、外部の厚膜抵抗としてもよい。また、基本的
に定電流回路で構成するため、電源ＶＯＯの１０％程度
の変動影響はほとんど受けない特徴を有する。また、ブ
リッジ出力の増幅回路を同一チップ上に集積する場合に
は、増幅回路製造プロセスと同一プロセスで補償回路を
構成できることができる。さらに、抵抗温度特性比例電
流源のｐ子きして、ゲージ抵抗と同一プロセスで作る素
子を使うためゲージ抵抗の不純物濃度が変化したとして
も、補ｆ〆回路の特性も同じように変化するので、プロ
セス上のゆらぎの影響金堂けにくいという特徴を有する
。
抗と容易に一体化できる。Ｒ３、■ｔ４およびｔｔａの
トリミング抵抗は薄膜抵抗で同一チップ上に集積化して
もよいし、外部の厚膜抵抗としてもよい。また、基本的
に定電流回路で構成するため、電源ＶＯＯの１０％程度
の変動影響はほとんど受けない特徴を有する。また、ブ
リッジ出力の増幅回路を同一チップ上に集積する場合に
は、増幅回路製造プロセスと同一プロセスで補償回路を
構成できることができる。さらに、抵抗温度特性比例電
流源のｐ子きして、ゲージ抵抗と同一プロセスで作る素
子を使うためゲージ抵抗の不純物濃度が変化したとして
も、補ｆ〆回路の特性も同じように変化するので、プロ
セス上のゆらぎの影響金堂けにくいという特徴を有する
。
以上述べた補償回路の能動素子は、ゲージ抵抗と同−上
に配置されることが最も効果的であるが別チップとして
熱的ゲージ抵抗と近傍しておれば充分に本発明の効果が
得られることはもちろんである。
に配置されることが最も効果的であるが別チップとして
熱的ゲージ抵抗と近傍しておれば充分に本発明の効果が
得られることはもちろんである。
以上述べたように本発明によれば、圧力センサの感度の
温度特性を、電源電圧に影響することなく補償できる効
果がある。すなわち、温度補償回路を絶対温度に比例す
る定電流源、温度影響を受けない定電流源又はそれらが
−緒になった回路及びゲージ抵抗の温度特性に比例した
定電源を用いて、温度補償するためである。
温度特性を、電源電圧に影響することなく補償できる効
果がある。すなわち、温度補償回路を絶対温度に比例す
る定電流源、温度影響を受けない定電流源又はそれらが
−緒になった回路及びゲージ抵抗の温度特性に比例した
定電源を用いて、温度補償するためである。
第１図に従来技術圧力センサの断面図、第２図に従来技
術の感度温度補償回路、第３図は圧力センサの感度の温
度特性を説明する図、第４図は、本発明の基本方式を説
明する図、第５図は、基本方式によって補償した一例を
示す図、第６図は集積回路に適した具体的実施例を示す
図、第７図はその補償結果を示す図、第８図は本発明の
原理回路図をそれぞれ示す。 ■・・・ンリコ／チップ、２〜５にゲージ抵抗、６・・
・温度補償用トランジスタ、１３・・・圧カセ／すの感
度の温度特性金示ず曲線、１４・・・それを補償すべき
曲線、１５・・・補償するために必要なブリッジ駆動電
流の温度特性、１６・・・温度に比例した電流１１の温
ＩＷ特性、１７ｒｌ′ｉ、ゲージ抵抗の温度特性に比例
した電流■凡の温度特性、１８は本発明の原理に基づい
て補償、した結果、１９．２０は定電流源、２２・・・
ゲージ抵抗で構成したブリッジ、２１は増幅器、Ｑ＋−
Ｑ、−にトランジスタを示す。 第３図 （ＯＬ） 匁 岩 εご１２ （ｂン（ 弔４−図 （（１） （ｂ） 第６０ （（Ｌ）
術の感度温度補償回路、第３図は圧力センサの感度の温
度特性を説明する図、第４図は、本発明の基本方式を説
明する図、第５図は、基本方式によって補償した一例を
示す図、第６図は集積回路に適した具体的実施例を示す
図、第７図はその補償結果を示す図、第８図は本発明の
原理回路図をそれぞれ示す。 ■・・・ンリコ／チップ、２〜５にゲージ抵抗、６・・
・温度補償用トランジスタ、１３・・・圧カセ／すの感
度の温度特性金示ず曲線、１４・・・それを補償すべき
曲線、１５・・・補償するために必要なブリッジ駆動電
流の温度特性、１６・・・温度に比例した電流１１の温
ＩＷ特性、１７ｒｌ′ｉ、ゲージ抵抗の温度特性に比例
した電流■凡の温度特性、１８は本発明の原理に基づい
て補償、した結果、１９．２０は定電流源、２２・・・
ゲージ抵抗で構成したブリッジ、２１は増幅器、Ｑ＋−
Ｑ、−にトランジスタを示す。 第３図 （ＯＬ） 匁 岩 εご１２ （ｂン（ 弔４−図 （（１） （ｂ） 第６０ （（Ｌ）
Claims (1)
- 半導（、ド基板のダイヤフラム面にブリッジ構成したゲ
ージ抵抗を有する圧力センサと、そのブリッジ電源供給
端子に、絶対温度に比例する電流を流すｖＩＬ流源と温
度に依存しない電流を供給する電流源とによって、電源
を供給するとともに、前記ゲージ抵抗の温度特性にほぼ
比例する電流をブリッジ電源供給端子から吸い込む定電
流源と、全備えたことを特徴とする圧力センサ回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57141067A JPS5931404A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 圧力センサ回路 |
| DE8383107850T DE3373343D1 (en) | 1982-08-16 | 1983-08-09 | Pressure transducer with temperature compensation circuit |
| EP83107850A EP0106050B1 (en) | 1982-08-16 | 1983-08-09 | Pressure transducer with temperature compensation circuit |
| US06/522,227 US4556807A (en) | 1982-08-16 | 1983-08-11 | Pressure transducer with temperature compensation circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57141067A JPS5931404A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 圧力センサ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5931404A true JPS5931404A (ja) | 1984-02-20 |
| JPH046887B2 JPH046887B2 (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=15283467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57141067A Granted JPS5931404A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 圧力センサ回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4556807A (ja) |
| EP (1) | EP0106050B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5931404A (ja) |
| DE (1) | DE3373343D1 (ja) |
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- 1983-08-09 DE DE8383107850T patent/DE3373343D1/de not_active Expired
- 1983-08-11 US US06/522,227 patent/US4556807A/en not_active Expired - Lifetime
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| US4556807A (en) | 1985-12-03 |
| EP0106050A1 (en) | 1984-04-25 |
| EP0106050B1 (en) | 1987-09-02 |
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