JPS5995420A - Ｍｏｓ型センサ - Google Patents
Ｍｏｓ型センサInfo
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- JPS5995420A JPS5995420A JP57204668A JP20466882A JPS5995420A JP S5995420 A JPS5995420 A JP S5995420A JP 57204668 A JP57204668 A JP 57204668A JP 20466882 A JP20466882 A JP 20466882A JP S5995420 A JPS5995420 A JP S5995420A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/18—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material
-
- 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
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/18—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying effective impedance of discharge tubes or semiconductor devices
- G01D5/183—Sensing rotation or linear movement using strain, force or pressure sensors
- G01D5/185—Sensing rotation or linear movement using strain, force or pressure sensors using piezoelectric sensors
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—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
- G01L9/0098—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 using semiconductor body comprising at least one PN junction as detecting element
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—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
- 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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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明はＮＯ８型電界効果トランジスタ（以下ＭＯ８Ｆ
ＥＴと称する）を用いたセンサに関する。
ＥＴと称する）を用いたセンサに関する。
ＭＯ８ＦＥＴｉ各種センサに応用する例としてそのピエ
ゾ抵抗効果を利用した圧力センサまたは歪センサに関す
る提案が、例えばＳＯ目ｄ ５ｔａｔｅＥｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃｓ、 Ｖｏｌ １８（１９７５）、Ｐ２９５〜
２９９に開示されておシ、複数の感圧ＭＯ８ＦＥＴによ
るブリッジ回路について述べられている。このほか、感
圧ＭＯ８ＦＥＴ ｋそのまま増幅素子として用い、複数
の素子からなる差動増幅回路ヲＣり成する提案もされて
いる。しかし、これら従来のセンサはいずれも、ゲート
電圧を一定にして、ＭＯＳＦＥＴに圧力等が加わるとド
レン電流が変化するため、このドレン電流の変化分を検
出して圧力等の被検出要素を測定していた。このため、
従来の検出器は、温度の変化によって同じ圧力等であっ
てもドレン電流が変化し、検出誤差という問題を有して
いた。そこで、この温度変化による検出誤差全なくすた
め、従来の検出器は、温度補償回路を設けなければなら
なかった。
ゾ抵抗効果を利用した圧力センサまたは歪センサに関す
る提案が、例えばＳＯ目ｄ ５ｔａｔｅＥｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃｓ、 Ｖｏｌ １８（１９７５）、Ｐ２９５〜
２９９に開示されておシ、複数の感圧ＭＯ８ＦＥＴによ
るブリッジ回路について述べられている。このほか、感
圧ＭＯ８ＦＥＴ ｋそのまま増幅素子として用い、複数
の素子からなる差動増幅回路ヲＣり成する提案もされて
いる。しかし、これら従来のセンサはいずれも、ゲート
電圧を一定にして、ＭＯＳＦＥＴに圧力等が加わるとド
レン電流が変化するため、このドレン電流の変化分を検
出して圧力等の被検出要素を測定していた。このため、
従来の検出器は、温度の変化によって同じ圧力等であっ
てもドレン電流が変化し、検出誤差という問題を有して
いた。そこで、この温度変化による検出誤差全なくすた
め、従来の検出器は、温度補償回路を設けなければなら
なかった。
本発明の目的は、温度補償回路を設けることなく、温度
変化の影＃を受けることのないＭＯ８型七ンセンサ供す
ることにある。
変化の影＃を受けることのないＭＯ８型七ンセンサ供す
ることにある。
本発明は、ドレン電流を温度変化があっても変化しない
値に一定にし検出前のゲート電圧と検出後のゲート電圧
の変化分によって検出することによシ、温度補償回路を
設けることなく温度変化の影響を受けないようにしよう
というものである。
値に一定にし検出前のゲート電圧と検出後のゲート電圧
の変化分によって検出することによシ、温度補償回路を
設けることなく温度変化の影響を受けないようにしよう
というものである。
以下、本発明の実施例について説り」する。
第１図には、本発明の一実施例が示されている。
図において、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のドレン端子には負荷
インピーダンスＺＬと、増幅回路Ａ１とが接続されてい
る。この負荷インピーダンスＺｈには電源電圧ｖ１．が
印加されている。また、増幅回路Ａ１の出力端にはＭＯ
８ＦＥＴＴｌのゲートが接続されていると共に出力端子
が接続されている。
インピーダンスＺＬと、増幅回路Ａ１とが接続されてい
る。この負荷インピーダンスＺｈには電源電圧ｖ１．が
印加されている。また、増幅回路Ａ１の出力端にはＭＯ
８ＦＥＴＴｌのゲートが接続されていると共に出力端子
が接続されている。
ＭＯ８Ｌ”ＥＴ Ｔｌ のソース端子は接地されている
。
。
この増幅回路Ａ１のゲインはμである。また、ＭＯＳＦ
ＥＴ Ｔ１は感圧兼増幅機能を有するものである。
ＥＴ Ｔ１は感圧兼増幅機能を有するものである。
本実施例は、増幅回路Ａ１を介してＭＯＳ ＦＥＴＴ１
の圧力によるドレン電流変化分＝ｉＭＯ８ＦＥＴＴ１の
ゲート端子に帰還し、帰還制御量ΔＶ、をもって印加圧
力変化に対応する出力電圧変化とゆするものである。
の圧力によるドレン電流変化分＝ｉＭＯ８ＦＥＴＴ１の
ゲート端子に帰還し、帰還制御量ΔＶ、をもって印加圧
力変化に対応する出力電圧変化とゆするものである。
このような楢成において、いま、ＭＯ８ＦＥＴＴｌの圧
力零における相互コンダクタンスｆｇｍｖ、圧力印加時
の圧力変化分に相当する相互コンダクタンス’ｆｃｇｍ
ｐとすると、それぞれ次９ように定義される。
力零における相互コンダクタンスｆｇｍｖ、圧力印加時
の圧力変化分に相当する相互コンダクタンス’ｆｃｇｍ
ｐとすると、それぞれ次９ように定義される。
ｇｍｙ＝ΔＩｄｓｖ／Δｖ、 −（ｉ）ｇ
ｍｐ＝ΔＩｄｓｐ／ΔＶｐ ・（２）こ
こでΔＪｓｖ は前記ＭＯ８ＦＥＴ Ｔ１の静特性によ
シ定まるドレン藏流変化分、ΔＩｄｓｐ及びΔＶ、はそ
れぞれＭＯＳＦＥＴ Ｔ１の圧力によるドレン電流変化
分及びゲート′ハ圧変化分である。前記ＭＯ８ＦＥＴ
Ｔ １のドレン電流変化Δ■ｄＳは前記静特性により定
まるドレンｄ流変化分ΔＩｄｓｖと圧力によるドレン電
流変化分ΔＪｄｓｐとの和となり次式のように表わされ
る。
ｍｐ＝ΔＩｄｓｐ／ΔＶｐ ・（２）こ
こでΔＪｓｖ は前記ＭＯ８ＦＥＴ Ｔ１の静特性によ
シ定まるドレン藏流変化分、ΔＩｄｓｐ及びΔＶ、はそ
れぞれＭＯＳＦＥＴ Ｔ１の圧力によるドレン電流変化
分及びゲート′ハ圧変化分である。前記ＭＯ８ＦＥＴ
Ｔ １のドレン電流変化Δ■ｄＳは前記静特性により定
まるドレンｄ流変化分ΔＩｄｓｖと圧力によるドレン電
流変化分ΔＪｄｓｐとの和となり次式のように表わされ
る。
ΔＩｄｓ ＝ Δ工ｄｓｖ＋ΔＩｄｓｐ＝ ｇｍｖ・
Δｖ、 ＋ｇｍｌ）・ΔＶ、 ・・・（３）本実施例で
は、上記（３）式に示したドレン電流変化分ΔＩｄｓが
常に苓になるように前記ＭＯ８ＦＥＴのゲートバイアス
電圧を負帰還制御し、該制＃量をもって出力電圧変化分
とするもめである。
Δｖ、 ＋ｇｍｌ）・ΔＶ、 ・・・（３）本実施例で
は、上記（３）式に示したドレン電流変化分ΔＩｄｓが
常に苓になるように前記ＭＯ８ＦＥＴのゲートバイアス
電圧を負帰還制御し、該制＃量をもって出力電圧変化分
とするもめである。
第２図には、本実施例のＭＯＳＦＥＴのドレン電流とゲ
ート電圧との関係が示されている。すなわち、特性曲線
Ａが圧力印加によって曲線Ｂに変化する時、曲線Ａにお
ける電流値■ｄＯの点Ｐはゲート電圧が一定ならば、１
ΔＩｄｓｐｌたけ変化した曲線Ｂ上の点几に移動する。
ート電圧との関係が示されている。すなわち、特性曲線
Ａが圧力印加によって曲線Ｂに変化する時、曲線Ａにお
ける電流値■ｄＯの点Ｐはゲート電圧が一定ならば、１
ΔＩｄｓｐｌたけ変化した曲線Ｂ上の点几に移動する。
これを１ΔＩｄｓｖｌだけ変化させて元の■ｄＯに戻す
ために曲線Ｂに沿ってＱ点まで移動させればよい。この
ときのゲート電圧のＰ点からＱ点への制御量全出力電圧
変化として取出す訳である。
ために曲線Ｂに沿ってＱ点まで移動させればよい。この
ときのゲート電圧のＰ点からＱ点への制御量全出力電圧
変化として取出す訳である。
第３図には、ＭＯＳＦＥＴのドレン電流とゲート電圧と
の関係が、同一圧力における温度変化による変動が示さ
れている。この温度による変化があっても、点Ｐに示す
如き温度変化による影響の全く生じない点がある。この
点Ｐにドレン′ε流値を選ぶことによシ、温度の影響全
受けない安定なセンサの実現できる。
の関係が、同一圧力における温度変化による変動が示さ
れている。この温度による変化があっても、点Ｐに示す
如き温度変化による影響の全く生じない点がある。この
点Ｐにドレン′ε流値を選ぶことによシ、温度の影響全
受けない安定なセンサの実現できる。
いま、第１図の如く、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のドレン端子
に負荷素子ＺＬが接続されている状態では、第１図端子
１の電圧変化ΔＶ＋は次式の如くなる。
に負荷素子ＺＬが接続されている状態では、第１図端子
１の電圧変化ΔＶ＋は次式の如くなる。
ΔＶ＞ ＝−Δ工ｄｓＺｈ ・・・（４）
一方、増幅回路Ａ１によシ、端子１の電圧変化分ΔＶｌ
と増幅回路Ａｔ よシへ４０ＳＦＥＴ Ｔ １のゲ帰
唱る 一ト端子に 還制御量ΔＶ、との関係は次式の如△ くなる。
一方、増幅回路Ａ１によシ、端子１の電圧変化分ΔＶｌ
と増幅回路Ａｔ よシへ４０ＳＦＥＴ Ｔ １のゲ帰
唱る 一ト端子に 還制御量ΔＶ、との関係は次式の如△ くなる。
Δｖ０
ΔＶｔ −□ ・・・（５）μ
となる。この（６）式は、ゲインμが、μ）１（μは約
１０２〜１０３ ）とすれば、１／μ−〇としてよく、
（６）式は、 となる。この（７）式は、前記（３）式においてΔＩｄ
ｓ＝０ とした場合に相当するものである。
１０２〜１０３ ）とすれば、１／μ−〇としてよく、
（６）式は、 となる。この（７）式は、前記（３）式においてΔＩｄ
ｓ＝０ とした場合に相当するものである。
したがって、ゲインμの増幅回路Ａ１を介して端子１に
おける電圧変化分ΔＶｘ’ｒ前記ＭＯ８Ｆ’ＥＴＴ１の
ゲート端子２に負帰還することにょシ、前記ＭＯ８ＦＥ
Ｔ Ｔ１のドレン電流変化分を常に零に制御できると同
時にゲート電圧の帰還量によって圧力変化に対応した出
力電圧変化分Δｖ０が得られる。
おける電圧変化分ΔＶｘ’ｒ前記ＭＯ８Ｆ’ＥＴＴ１の
ゲート端子２に負帰還することにょシ、前記ＭＯ８ＦＥ
Ｔ Ｔ１のドレン電流変化分を常に零に制御できると同
時にゲート電圧の帰還量によって圧力変化に対応した出
力電圧変化分Δｖ０が得られる。
第４図には、本発明の他の実施例が示されている。
本実施例が第１図図示実施例と異る点は、ＭＯＳＦＥＴ
Ｔ１のドレン端子Ｄ１とゲート端子Ｇ１との間に負帰
還増幅器Ｎ１を挿入接続した点で６る。この負帰還増幅
器Ｎ１のゲインはβである。
Ｔ１のドレン端子Ｄ１とゲート端子Ｇ１との間に負帰
還増幅器Ｎ１を挿入接続した点で６る。この負帰還増幅
器Ｎ１のゲインはβである。
このような構成において、上記（７）式は、となる。
この場合、帰還量βは通常１よシ小さく、シかも抵抗、
コンデンサなどの安定な受動素子で構成できるため、圧
力変化に対応した出力電圧変化分ΔＶ、とじて１／β倍
に増幅された安定な出力電第５図には、本発明の別の実
施例が示されている。
コンデンサなどの安定な受動素子で構成できるため、圧
力変化に対応した出力電圧変化分ΔＶ、とじて１／β倍
に増幅された安定な出力電第５図には、本発明の別の実
施例が示されている。
図において、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のドレン端子Ｄ１には
、抵抗ＲＬｉ介して電源電圧Ｖ。、が供給されるように
構成されておシ、このＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のソース端子
Ｓ４は接地されている。また、このＭＯＳＦＥＴ Ｔ
：Ｌのドレン端子Ｄ１には、演算増幅器Ａの（＋）入力
端子が接続されている。この演算増幅器Ａの（−）入力
端子には、基準電圧源Ｖｔｒが接続されている。また、
この演算増幅器Ａの出力端子には、検出値出力端子Ｖと
、抵抗Ｒ１が接続されている。この抵抗几１の他端には
、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のゲート端子Ｇ１が接続されてい
る。
、抵抗ＲＬｉ介して電源電圧Ｖ。、が供給されるように
構成されておシ、このＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のソース端子
Ｓ４は接地されている。また、このＭＯＳＦＥＴ Ｔ
：Ｌのドレン端子Ｄ１には、演算増幅器Ａの（＋）入力
端子が接続されている。この演算増幅器Ａの（−）入力
端子には、基準電圧源Ｖｔｒが接続されている。また、
この演算増幅器Ａの出力端子には、検出値出力端子Ｖと
、抵抗Ｒ１が接続されている。この抵抗几１の他端には
、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のゲート端子Ｇ１が接続されてい
る。
本実施例において、第４図図示増幅器Ａ１が、演算増幅
器Ａに相当し、帰還回路Ｎ１に相当するものが抵抗几１
．几２の抵抗分割回路である。
器Ａに相当し、帰還回路Ｎ１に相当するものが抵抗几１
．几２の抵抗分割回路である。
このように構成されるものであるから、ＭＯＳＦＥＴ・
Ｔ１のドレン端子ＤＩの端子電圧ｖ１は常に前記演算増
幅器Ａの（−）入力端子に接続される基準電圧Ｖｊと等
しくなるように制御され、しかも、演算増幅器Ａの出力
端子に接続された抵抗分割回路によって、出力Ｖ、は 倍に増幅され、感度良く検出が可能である。
Ｔ１のドレン端子ＤＩの端子電圧ｖ１は常に前記演算増
幅器Ａの（−）入力端子に接続される基準電圧Ｖｊと等
しくなるように制御され、しかも、演算増幅器Ａの出力
端子に接続された抵抗分割回路によって、出力Ｖ、は 倍に増幅され、感度良く検出が可能である。
第６図には、本発明の更に別な実施例が示されている。
本実施例が第５図図示実施例と異る点は、ＭＯＳＦＥＴ
Ｔ１のゲート端子Ｇｌ金コンデンサＣ１＝ｉ介して接
地している点である。
Ｔ１のゲート端子Ｇｌ金コンデンサＣ１＝ｉ介して接
地している点である。
このコンデンサＣ１は、交流会を除去し、直流成分のみ
をフィードバックして宮に電流値Ｉｄｓを一定に保たせ
るだめのものであシ、このコンデンサＣ１によって直流
バイアスレベルが安定化され、振動等の交流的信号を検
出することが可能となる。
をフィードバックして宮に電流値Ｉｄｓを一定に保たせ
るだめのものであシ、このコンデンサＣ１によって直流
バイアスレベルが安定化され、振動等の交流的信号を検
出することが可能となる。
第７図には、本発明の更に別な実施例が示されている。
本実施例が第５図図示実施例と異る点は、第５図図示抵
抗几Ｌｋ取除き、代りにＭＯ８型電界効果トランジスタ
Ｔ２’に挿入接続した点である。このように、ＭＯ８型
電界効果トランジスタＴ２を用いるのは、例えば、ＭＯ
ＳＦＥＴにおけるピエゾ抵抗効果を利用した圧力センサ
とした場合、感圧ＭＯ８ＦＥＴ と同一チップ上に負
荷素子をＩＣ化するに、拡散抵抗に比して形成面積全大
幅に縮小することができ小形化を図ることができる。ま
た、駆動トランジスタＴ１と負荷トランジスタ’Ｉ’２
ｔ−それぞれ同じ圧力に対して異なったピエゾ抵抗効果
を示すものとすれば、すなわち、Ｓｉダイアフラム上に
ＭＯＳＦＥＴ ＴｌとＭＯＳＦＥＴ Ｔ２と全それぞれ
圧力印加によってΔＩｄｓが逆方向に変化するように（
引張圧力と圧縮圧力、電流と応力が平行するものと電流
全応力が直交するもの）配置することによシ感度全その
分倍加することができる。
抗几Ｌｋ取除き、代りにＭＯ８型電界効果トランジスタ
Ｔ２’に挿入接続した点である。このように、ＭＯ８型
電界効果トランジスタＴ２を用いるのは、例えば、ＭＯ
ＳＦＥＴにおけるピエゾ抵抗効果を利用した圧力センサ
とした場合、感圧ＭＯ８ＦＥＴ と同一チップ上に負
荷素子をＩＣ化するに、拡散抵抗に比して形成面積全大
幅に縮小することができ小形化を図ることができる。ま
た、駆動トランジスタＴ１と負荷トランジスタ’Ｉ’２
ｔ−それぞれ同じ圧力に対して異なったピエゾ抵抗効果
を示すものとすれば、すなわち、Ｓｉダイアフラム上に
ＭＯＳＦＥＴ ＴｌとＭＯＳＦＥＴ Ｔ２と全それぞれ
圧力印加によってΔＩｄｓが逆方向に変化するように（
引張圧力と圧縮圧力、電流と応力が平行するものと電流
全応力が直交するもの）配置することによシ感度全その
分倍加することができる。
第８図は第７図の負荷素子として用いたトランジスタＴ
２の代わシに前記駆動トランジスタＴＩと異なるチャネ
ル型のＭＯ８型電界効果トランジスタを接続して相補型
とし、該２つのトランジスタのゲートドイアス電圧を負
帰還制御するものである。かかる構成にすると、周知の
ように極めて低い消費電力でセンサを駆動でき、且つ高
感度化が図れる。例えば、第７図で説明したように、こ
れを圧力センサに応用すれば、何らの工夫ヲ要すること
なく、ｎチャネルとｐチャネルの異なったピエゾ抵抗効
果をそのまま応用できることも可能で、センサの高感度
化又は高精度化が１７＋］単に具現化する。
２の代わシに前記駆動トランジスタＴＩと異なるチャネ
ル型のＭＯ８型電界効果トランジスタを接続して相補型
とし、該２つのトランジスタのゲートドイアス電圧を負
帰還制御するものである。かかる構成にすると、周知の
ように極めて低い消費電力でセンサを駆動でき、且つ高
感度化が図れる。例えば、第７図で説明したように、こ
れを圧力センサに応用すれば、何らの工夫ヲ要すること
なく、ｎチャネルとｐチャネルの異なったピエゾ抵抗効
果をそのまま応用できることも可能で、センサの高感度
化又は高精度化が１７＋］単に具現化する。
第９図は本発明を圧力センサに適用する場合のセンサ構
造の一例である。即ち、１１１はｓ１単結晶の基板、１
１２はホウケイ酸ガラスダイであシ、該Ｂｉ単結晶基板
１１１は中央部を裏側から加工して薄いダイアフラム１
１４を形成している。また、該基板１１１と前記ガラス
ダイ１１２は例えば陽極接合法等で堅固に接着されてい
る。該ガラスダイ１１２にはその中央部に貫通孔１ｉｓ
ｙ設けてあり、かかる孔を通して被測定圧力が印加され
る。前記ダイアフラム１１４の上面にはこれまでに述べ
てきたＭＯ８型電界効果トランジスタ１１３がＩＣ技術
？用いて形成されている。これによシ、圧力印加に応じ
て前記ダイアフラム１１ｉ４が変形し、その結果ＭＯ８
型電界効果トランジスタ１１３に応力が加わり、センサ
として作動する。
造の一例である。即ち、１１１はｓ１単結晶の基板、１
１２はホウケイ酸ガラスダイであシ、該Ｂｉ単結晶基板
１１１は中央部を裏側から加工して薄いダイアフラム１
１４を形成している。また、該基板１１１と前記ガラス
ダイ１１２は例えば陽極接合法等で堅固に接着されてい
る。該ガラスダイ１１２にはその中央部に貫通孔１ｉｓ
ｙ設けてあり、かかる孔を通して被測定圧力が印加され
る。前記ダイアフラム１１４の上面にはこれまでに述べ
てきたＭＯ８型電界効果トランジスタ１１３がＩＣ技術
？用いて形成されている。これによシ、圧力印加に応じ
て前記ダイアフラム１１ｉ４が変形し、その結果ＭＯ８
型電界効果トランジスタ１１３に応力が加わり、センサ
として作動する。
なお、１１６は上述した演算増幅器や抵抗分割回路など
の信号処理用素子であり、前記３ｉ基板１１１の固定部
上に同時に形成することによりＭＯＳのＩＣ化圧力セン
サが具現化できる。
の信号処理用素子であり、前記３ｉ基板１１１の固定部
上に同時に形成することによりＭＯＳのＩＣ化圧力セン
サが具現化できる。
なお、本発明について、圧力センサを実施例として挙げ
てｉｉ７と明したが、この圧力センサに限られるもので
はない。本発明の適用例としては、ＭＯＳ（１り造のゲ
ート電楓部に機能薄膜を形成することによシ各ねセンサ
がある。すなわち、機能薄膜としてポリマを用いれば湿
既センサが、また、ｐｔ。
てｉｉ７と明したが、この圧力センサに限られるもので
はない。本発明の適用例としては、ＭＯＳ（１り造のゲ
ート電楓部に機能薄膜を形成することによシ各ねセンサ
がある。すなわち、機能薄膜としてポリマを用いれば湿
既センサが、また、ｐｔ。
Ｐｄなどに機能Ｎ、膜として用いればガスセンサとして
、さらに、Ｓｉ３Ｎ４ などを機能薄膜として用いれば
イオン（Ｈ” 、Ｎａ” 、Ｋ”等）センサとして、ま
たさらに、圧電膜（ＺｎＯ等）′ｆ：機能薄膜として用
いれば歪センサとして構成することができる。
、さらに、Ｓｉ３Ｎ４ などを機能薄膜として用いれば
イオン（Ｈ” 、Ｎａ” 、Ｋ”等）センサとして、ま
たさらに、圧電膜（ＺｎＯ等）′ｆ：機能薄膜として用
いれば歪センサとして構成することができる。
以上説明したように、本発明によれば、温度補償回路を
設けることなく、温度変化の影響を受けることがない。
設けることなく、温度変化の影響を受けることがない。
第１図は本発明の第１の実施例金示す図、第２図はＭＯ
ＳＦＥＴの圧力特性図、第３図はＭＯＳＦＥＴの靜温度
特性図、第４図は本発明の第２の実施例を示す図、第５
図は本発明の第３図の実施例を示す図、第６図は本発明
の第４の実施例を示すＬ１第７図は本発明の第５の実施
例を示す図、第８図は本発明の第６の実施例を示す図、
第９図は本発明の圧力センサとしての実施例を示す構造
図である。 Ｔ＋１・・・ＭＯＳＦＥＴ 、Ｔ２・・・ＭＯＳＦＥＴ
、Ｚｂ・・・負荷インピーダンス、Ａ１・・・増幅器、
Ｎ１・・・負帰還増コ ブ ＄ １ 目 茅２０ Ｄ下− 茅３ 目 茅４目 芋５ 目 第６ 目 茅７目 茅δ目 茅ｑ 目
ＳＦＥＴの圧力特性図、第３図はＭＯＳＦＥＴの靜温度
特性図、第４図は本発明の第２の実施例を示す図、第５
図は本発明の第３図の実施例を示す図、第６図は本発明
の第４の実施例を示すＬ１第７図は本発明の第５の実施
例を示す図、第８図は本発明の第６の実施例を示す図、
第９図は本発明の圧力センサとしての実施例を示す構造
図である。 Ｔ＋１・・・ＭＯＳＦＥＴ 、Ｔ２・・・ＭＯＳＦＥＴ
、Ｚｂ・・・負荷インピーダンス、Ａ１・・・増幅器、
Ｎ１・・・負帰還増コ ブ ＄ １ 目 茅２０ Ｄ下− 茅３ 目 茅４目 芋５ 目 第６ 目 茅７目 茅δ目 茅ｑ 目
Claims (1)
- １、ゲート電極部に被検出物に対応する機能薄膜の形成
されるＮＯ８型電界効果トランジスタと、該トランジス
タのドレン電流を温度変化によっては変化しない値にな
るように前記トランジスタのゲート電圧を制御する制御
手段と、前記トランジスタのゲート電圧変化を検出する
検出手段とからなることを特徴とするＭＯ８型セフ’９
−０
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204668A JPS5995420A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | Ｍｏｓ型センサ |
| US06/554,332 US4633099A (en) | 1982-11-24 | 1983-11-22 | Feedback circuit for a semiconductor active element sensor |
| EP83111718A EP0118605B1 (en) | 1982-11-24 | 1983-11-23 | Feedback circuit for a semiconductor active element sensor |
| DE8383111718T DE3375739D1 (en) | 1982-11-24 | 1983-11-23 | Feedback circuit for a semiconductor active element sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204668A JPS5995420A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | Ｍｏｓ型センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5995420A true JPS5995420A (ja) | 1984-06-01 |
| JPH0159525B2 JPH0159525B2 (ja) | 1989-12-18 |
Family
ID=16494305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57204668A Granted JPS5995420A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | Ｍｏｓ型センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4633099A (ja) |
| EP (1) | EP0118605B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5995420A (ja) |
| DE (1) | DE3375739D1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015075623A (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | セイコーエプソン株式会社 | 発光装置、電子機器、及び発光装置の設計方法 |
| JP2015075622A (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | セイコーエプソン株式会社 | 発光装置、電子機器、及び半導体装置の設計方法 |
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-
1982
- 1982-11-24 JP JP57204668A patent/JPS5995420A/ja active Granted
-
1983
- 1983-11-22 US US06/554,332 patent/US4633099A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-11-23 EP EP83111718A patent/EP0118605B1/en not_active Expired
- 1983-11-23 DE DE8383111718T patent/DE3375739D1/de not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0118605B1 (en) | 1988-02-24 |
| DE3375739D1 (en) | 1988-03-31 |
| JPH0159525B2 (ja) | 1989-12-18 |
| US4633099A (en) | 1986-12-30 |
| EP0118605A3 (en) | 1985-05-29 |
| EP0118605A2 (en) | 1984-09-19 |
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