JPS6038633A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JPS6038633A JPS6038633A JP14593183A JP14593183A JPS6038633A JP S6038633 A JPS6038633 A JP S6038633A JP 14593183 A JP14593183 A JP 14593183A JP 14593183 A JP14593183 A JP 14593183A JP S6038633 A JPS6038633 A JP S6038633A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- transistor
- voltage
- pellet
- pressure
- 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
Classifications
-
- 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
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2268—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects
- G01L1/2281—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects for temperature variations
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】
本発明は半導体圧力センサに関するもので、特に半導体
圧力セツテの温度補償回路を提供しようとするものであ
る。
圧力セツテの温度補償回路を提供しようとするものであ
る。
半導体圧力センサはシリコンのダイヤフラム上に配置さ
れた拡散抵抗がダイヤフラムが圧力を受けて歪む際に抵
抗値が変化するいわゆるピエゾ効果を利用して圧力の検
出を行なおうとするものであるが、半導体抵抗は温度特
性変化が大きく忠実な圧力の検出を行なう上で温度補償
回路がきわめて重要である。本発明はこの温度補償回路
に関するものであシ、以下、図面に従って説明する。
れた拡散抵抗がダイヤフラムが圧力を受けて歪む際に抵
抗値が変化するいわゆるピエゾ効果を利用して圧力の検
出を行なおうとするものであるが、半導体抵抗は温度特
性変化が大きく忠実な圧力の検出を行なう上で温度補償
回路がきわめて重要である。本発明はこの温度補償回路
に関するものであシ、以下、図面に従って説明する。
第１図は半導体ダイヤフラムの上に拡散された圧力を検
出する抵抗”１ ＊ ”２ ＊ ”３ 、Ｒ４を示す。
出する抵抗”１ ＊ ”２ ＊ ”３ 、Ｒ４を示す。
例えはクリコンペレットＰｅの結晶軸が＜ １００ ＞
の場合には抵抗”１ ＊ Ｒ２＋ ”３ ＋ Ｒ４を第
１図の様に全て同一方向に細長くして、各々を中心点か
ら９０°ずつずらしてクリコンペレットＰｅの周辺に配
置する。このように配置することによυ、抵抗Ｒ１ｌと
Ｒ２は圧力を受けると圧力に応じて抵抗イ１１が増大し
、又抵抗Ｒ３とＲ４は圧力に応じて抵抗値が減少する性
質を示す。
の場合には抵抗”１ ＊ Ｒ２＋ ”３ ＋ Ｒ４を第
１図の様に全て同一方向に細長くして、各々を中心点か
ら９０°ずつずらしてクリコンペレットＰｅの周辺に配
置する。このように配置することによυ、抵抗Ｒ１ｌと
Ｒ２は圧力を受けると圧力に応じて抵抗イ１１が増大し
、又抵抗Ｒ３とＲ４は圧力に応じて抵抗値が減少する性
質を示す。
第２図はこれらの抵抗をブリッヂ回路に組＝７＋−圧力
を電圧に変換しようとするものである。抵抗Ｒ１とＲ２
は圧力に対して同一方向に抵抗値が変化するもので、ブ
リッジの対辺に配置され、抵抗Ｒ３とＴＬ４は抵抗Ｒ１
とＲ２とは逆の方向に変化するので、やはシ、ブリッジ
の異なる対辺に配置されている。抵抗Ｒ１と８４の接続
点と抵抗Ｒ２とＲ３の接続点間に直流電圧を印加すると
、抵抗Ｒ１と′ＵＬ３０分割点ａ分割点色抵抗Ｒ２とＲ
４の分割点すの電圧はそれぞれの圧力に対し逆の方向に
電圧が変化する。従ってこの８点とｂ点の差電圧が圧力
に応じて拡大された電圧となる。
を電圧に変換しようとするものである。抵抗Ｒ１とＲ２
は圧力に対して同一方向に抵抗値が変化するもので、ブ
リッジの対辺に配置され、抵抗Ｒ３とＴＬ４は抵抗Ｒ１
とＲ２とは逆の方向に変化するので、やはシ、ブリッジ
の異なる対辺に配置されている。抵抗Ｒ１と８４の接続
点と抵抗Ｒ２とＲ３の接続点間に直流電圧を印加すると
、抵抗Ｒ１と′ＵＬ３０分割点ａ分割点色抵抗Ｒ２とＲ
４の分割点すの電圧はそれぞれの圧力に対し逆の方向に
電圧が変化する。従ってこの８点とｂ点の差電圧が圧力
に応じて拡大された電圧となる。
トコロカ、抵抗の温度係数は通常のモノリシックバイポ
ーラ構造の集積回路の場合２０００〜３０００ｐＩ）ｍ
と大きく、シリコンベレットＰｅが大きくなると抵抗の
位置による抵抗値の誤差が大きくなシ、又相対精度のバ
ラツキも配置する位置が脚ＩＧｉｔでいると大きくなる
。このため、温度が変化すると抵抗Ｉｔｌ、 Ｒ２、Ｉ
ｃ３ 、 Ｒ４の値が変化しその変化卸が抵抗にょ〕等
しくない為に、８点とｂ点の両端にオフセットｔカを発
生するという不都合がある。
ーラ構造の集積回路の場合２０００〜３０００ｐＩ）ｍ
と大きく、シリコンベレットＰｅが大きくなると抵抗の
位置による抵抗値の誤差が大きくなシ、又相対精度のバ
ラツキも配置する位置が脚ＩＧｉｔでいると大きくなる
。このため、温度が変化すると抵抗Ｉｔｌ、 Ｒ２、Ｉ
ｃ３ 、 Ｒ４の値が変化しその変化卸が抵抗にょ〕等
しくない為に、８点とｂ点の両端にオフセットｔカを発
生するという不都合がある。
本発明はこの圧力センサの温度変化を極めて小さくする
手段を提供しようとするものである。
手段を提供しようとするものである。
本発明は拡散抵抗の温度変化を一定におさえる為に周囲
の温度が変っても半導体ダイヤフラムの温度を常に一定
におさえることができれば、圧力センサ用拡散抵抗の温
度変化はきわめて小さくおさえられる点に着目しシリコ
ンダイヤプラムのベレットの温度を検出し、常にチップ
の温度を一定に保つ為に、検出されたベレットの温度と
基準温度とを比較し、その比較出力に応じて電流を駆動
して発熱する出力トランジスタを圧力センサ用拡散抵抗
の周辺に配置することによって、各抵抗の温度を一定に
保つことにある。
の温度が変っても半導体ダイヤフラムの温度を常に一定
におさえることができれば、圧力センサ用拡散抵抗の温
度変化はきわめて小さくおさえられる点に着目しシリコ
ンダイヤプラムのベレットの温度を検出し、常にチップ
の温度を一定に保つ為に、検出されたベレットの温度と
基準温度とを比較し、その比較出力に応じて電流を駆動
して発熱する出力トランジスタを圧力センサ用拡散抵抗
の周辺に配置することによって、各抵抗の温度を一定に
保つことにある。
第３図は本発明の一実施例によるペレット内の温度を一
定に保つ回路である。トランジスタＱｌｌＱ２は比較器
を構成している。ダイオードＤｌ。
定に保つ回路である。トランジスタＱｌｌＱ２は比較器
を構成している。ダイオードＤｌ。
Ｄ２はペレット内の温度を検出するダイオードでペレッ
ト内の温度が下るとダイオードは負の温度特性を持って
いるのでダイオードＤＩ ＋ Ｄ２の両端電圧は上昇す
るが、トランジスタＱ２のベースには定電圧源Ｖ人を抵
抗Ｒ７と′ＦＬ８とで分割した基準 。
ト内の温度が下るとダイオードは負の温度特性を持って
いるのでダイオードＤＩ ＋ Ｄ２の両端電圧は上昇す
るが、トランジスタＱ２のベースには定電圧源Ｖ人を抵
抗Ｒ７と′ＦＬ８とで分割した基準 。
電圧が与えられているので、この基準電圧よりダイオー
ドＤ１．Ｄ２の電圧変化に応じてトランジスタＱ１のベ
ース電位が下ると、トランジスタＱ４が駆動されてトラ
ンジスタＱ５・・・・・・Ｑｎ（この場合ｎ＝４）が駆
動される。トランジスタＱ５〜Ｑｎに電流が駆動される
とその発熱によってペレット内の温度が上昇し、ダイオ
ードＤ１．Ｄ２の両端電圧は小さくなり、トランジスタ
Ｑｌのペース電位が上るので、トランジスタＱ４及びト
ランジスタＱ５〜Ｑ、ｎの電流は減少する。この動作は
ちょうど熱の負帰還動作の為にペレット内の温度は抵抗
Ｒ７とｌ（・８によって設定された基準電圧で定められ
る温度に安定化されることになる。又発熱トランジスタ
Ｑ５〜Ｑｎ’ｔ−同一ぺｌ／ノット上均等に配−すれは
ペレット内の温度を均一にするのＫきわめて効果かある
ことはいうまでもない。
ドＤ１．Ｄ２の電圧変化に応じてトランジスタＱ１のベ
ース電位が下ると、トランジスタＱ４が駆動されてトラ
ンジスタＱ５・・・・・・Ｑｎ（この場合ｎ＝４）が駆
動される。トランジスタＱ５〜Ｑｎに電流が駆動される
とその発熱によってペレット内の温度が上昇し、ダイオ
ードＤ１．Ｄ２の両端電圧は小さくなり、トランジスタ
Ｑｌのペース電位が上るので、トランジスタＱ４及びト
ランジスタＱ５〜Ｑ、ｎの電流は減少する。この動作は
ちょうど熱の負帰還動作の為にペレット内の温度は抵抗
Ｒ７とｌ（・８によって設定された基準電圧で定められ
る温度に安定化されることになる。又発熱トランジスタ
Ｑ５〜Ｑｎ’ｔ−同一ぺｌ／ノット上均等に配−すれは
ペレット内の温度を均一にするのＫきわめて効果かある
ことはいうまでもない。
以上１本発明の回路によれば常にチップ内の温度を一定
に保つ仁とができるので温度特性の問題となる圧力セン
サ回路に用いて好適である。
に保つ仁とができるので温度特性の問題となる圧力セン
サ回路に用いて好適である。
第１図は従来の圧力センサの抵抗配置を示すベレット平
面図、第２図は圧力を電圧に変換する１例を示す回路図
である。 第３図は本発明の一実施例による圧力センサの温度を一
定にする回路手段を示す回路図である。 Ｐｅ・・・・・・シリコンベレットｓ ”１ ＊ ”２
・・・・・・ｌｔｎ・・・・・・拡散抵抗−ＤＩ ＋
Ｄ２ ＊ Ｄ３・・・・・・ダイオード、ＱＩＱ２・・
・・・・Ｑｎ・・・・・・トランジスタ、ｖ、ｖＡ、ｖ
Ｂ・−・・・・電源、ａ、ｂ・・・・・・それぞれ圧力
を電圧に変換するブリッジ回路の出力端子。
面図、第２図は圧力を電圧に変換する１例を示す回路図
である。 第３図は本発明の一実施例による圧力センサの温度を一
定にする回路手段を示す回路図である。 Ｐｅ・・・・・・シリコンベレットｓ ”１ ＊ ”２
・・・・・・ｌｔｎ・・・・・・拡散抵抗−ＤＩ ＋
Ｄ２ ＊ Ｄ３・・・・・・ダイオード、ＱＩＱ２・・
・・・・Ｑｎ・・・・・・トランジスタ、ｖ、ｖＡ、ｖ
Ｂ・−・・・・電源、ａ、ｂ・・・・・・それぞれ圧力
を電圧に変換するブリッジ回路の出力端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ピエゾ効果による拡散抵抗値変化を利用して圧力を検出
する少なくとも２つ以上の拡散抵抗を備えた半導体ペレ
ットと、前記半導体べ１ノツト上にＦ［シ装置され前記
半導体ペレットの温度を検出する飴。 ■検出回路と、該温度検出回路の出力を一方の入力とし
基準電圧を他方の入力とする比較器と、前記半導体べ１
／ノド上に配置され前記比較器の出力により発熱するト
ランジスタ群とを有することを４！ｆをｙとする圧力セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14593183A JPS6038633A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14593183A JPS6038633A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6038633A true JPS6038633A (ja) | 1985-02-28 |
Family
ID=15396384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14593183A Pending JPS6038633A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6038633A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6334457A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-15 | 松下電器産業株式会社 | 冷凍機 |
-
1983
- 1983-08-10 JP JP14593183A patent/JPS6038633A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6334457A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-15 | 松下電器産業株式会社 | 冷凍機 |
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