KR100261315B1 - Signal conditioning circuit for pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압력 센서용 신호 처리 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 옵셋전압 및 스팬(span)의 조정과 옵셋전압 및 스팬의 온도 특성의 보상을 행하는 신호 처리 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing circuit for a pressure sensor, and more particularly, to a signal processing circuit for adjusting an offset voltage and a span and compensating for offset voltage and span temperature characteristics.
일반적인 압력 센서들은 센서에 인가된 압력에 따라 전기적인 특성이 변하며, 이 전기적인 특성으로부터 센서에 인가된 압력을 측정한다. 근래 압력 센서로서 집적화된 실리콘 압력 센서가 많이 사용되는데, 이 실리콘 압력 센서는 실리콘의 압저항 효과(piezoresistive)를 이용하는 것이다. 즉, 실리콘 압력 센서는 센서에 인가되는 압력에 따라 다른 전압을 발생하며, 이 전압을 이용하여 센서에 인가되는 압력을 측정하는 것이다.Typical pressure sensors change their electrical characteristics according to the pressure applied to the sensor, and measure the pressure applied to the sensor from this electrical characteristic. Recently, an integrated silicon pressure sensor is used as a pressure sensor, which uses the piezoresistive effect of silicon. That is, the silicon pressure sensor generates a different voltage depending on the pressure applied to the sensor, and measures the pressure applied to the sensor using this voltage.
그러나, 실리콘 압력 센서 그 자체로는 사용자가 요구하는 사양을 맞출 수 없는 경우가 많기 때문에, 일반적으로 실리콘 압력 센서에 신호 처리 회로를 부가하고, 이 신호 처리 회로의 출력 전압을 조절함으로써 사용자가 요구하는 사양을 맞추고 있다.However, since the silicon pressure sensor itself cannot often meet the specifications required by the user, a signal processing circuit is generally added to the silicon pressure sensor, and the output voltage of the signal processing circuit is adjusted so that the user can I meet specifications.
도1은 압력 센서에 인가된 압력과 신호 처리 회로의 출력 전압과의 관계를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the relationship between the pressure applied to the pressure sensor and the output voltage of the signal processing circuit.
도1에서 가로축은 압력을 나타내며, 세로축은 압력에 따른 신호 처리 회로의 출력전압을 나타낸다. 도1에서 압력이 0인 경우 즉, 압력 센서에 압력이 인가되지 않은 경우의 신호 처리 회로의 출력전압을 옵셋 전압(Voff)이라 하고, 압력의 증가에 대한 출력 전압의 증가의 비 즉, 기울기를 스팬(span)이라 한다.In Fig. 1, the horizontal axis represents pressure, and the vertical axis represents output voltage of the signal processing circuit according to the pressure. In FIG. 1, when the pressure is 0, that is, when no pressure is applied to the pressure sensor, the output voltage of the signal processing circuit is called an offset voltage Voff, and the ratio of the increase of the output voltage to the increase in pressure, that is, the slope This is called span.
이와 같은 옵셋 전압 및 스팬은 사용자가 요구하는 사양에 따라 신호 처리 회로를 설계함으로써 구할 수 있다. 도1의 A는 사용자가 요구하는 사양의 일예를 나타내는 그래프이다.Such offset voltage and span can be obtained by designing the signal processing circuit according to the specification required by the user. 1A is a graph showing an example of a specification requested by a user.
그러나, 실리콘의 압저항효과를 이용하는 압력 센서는 실리콘의 압저항 계수가 온도 변화에 민감하기 때문에 압력 센서의 출력전압이 온도에 따라 변하게 된다. 이에 따라 압력 센서에 부가된 신호 처리 회로의 출력 전압도 변하게 되어 사용자가 원하는 사양과는 다른 특성이 생기게 된다.However, in the pressure sensor using the piezoresistive effect of silicon, since the piezoresistive coefficient of silicon is sensitive to temperature change, the output voltage of the pressure sensor changes with temperature. As a result, the output voltage of the signal processing circuit added to the pressure sensor is also changed, resulting in characteristics different from the specifications desired by the user.
도1의 B는 압력 센서의 온도변화에 따른 신호 처리 회로의 출력 전압의 일예를 나타내는 그래프이다. 도1에 도시한 바와 같이, 압력 센서의 온도가 변함에 따라 옵센 전압 및 스팬이 변하여 사용자가 원하는 사양(도1에서는 'A')과는 차이가 생기게 된다.1B is a graph showing an example of an output voltage of a signal processing circuit according to a temperature change of a pressure sensor. As shown in FIG. 1, as the temperature of the pressure sensor is changed, the opsen voltage and span are changed, thereby causing a difference from the specification desired by the user ('A' in FIG. 1).
따라서, 신호 처리 회로는 옵셋 전압 및 스팬의 조정 뿐만 아니라 옵셋 전압 및 스팬의 온도 보상도 행해져야 한다.Therefore, the signal processing circuit must perform the temperature compensation of the offset voltage and the span as well as the adjustment of the offset voltage and the span.
종래에는 이와 같은 실리콘 압력 센서의 온도 보상을 위해 NTC(부 온도 계수) 써미스터를 이용하거나 온도 계수가 아주 작은 박막 저항을 이용하여 레이저 트리밍을 하였다. 이와 같은 NTC 써미스터를 이용한 온도 보상의 일예는 미합중국 특허 제 4,813,272호에 개시되어 있으며, 박막 저항을 이용한 온도보상의 일예는 미합중국 특허 제 5,042,307호에 개시되어 있다.Conventionally, laser trimming is performed using an NTC (negative temperature coefficient) thermistor or a thin film resistor having a very small temperature coefficient for temperature compensation of such a silicon pressure sensor. An example of such temperature compensation using an NTC thermistor is disclosed in US Pat. No. 4,813,272, and an example of temperature compensation using a thin film resistor is disclosed in US Pat. No. 5,042,307.
그러나, 써미스터나 박막 저항을 이용하여 온도 보상을 행하는 종래의 기술에서는 별도의 박막 공정이 추가되고, 고가의 레이저 트리밍 장비를 이용해야 한다는 문제점이 있었다.However, in the conventional technology of performing temperature compensation using a thermistor or a thin film resistor, there is a problem in that a separate thin film process is added and an expensive laser trimming equipment must be used.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 별도의 공정 없이 표준 반도체 공정으로 제작된 온도 계수가 서로 다른 이온 주입 저항을 이용하여 신호 처리 회로를 구성함으로써 옵셋 전압 및 스팬의 조정과 옵센 전압 및 스팬의 온도 보상을 행하기 위한 것이다.The present invention is to solve the problems described above, by adjusting the offset voltage and span and the opsen voltage and by configuring the signal processing circuit using the ion implantation resistance is a different temperature coefficient produced by a standard semiconductor process without a separate process This is to perform temperature compensation of the span.
도1은 압력 센서에 인가되는 압력과 출력 전압의 관계를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a relationship between a pressure applied to a pressure sensor and an output voltage.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 압력 센서용 신호 처리 회로도이다.2 is a signal processing circuit diagram for a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
도3은 도2의 신호 처리 회로의 상세 회로도이다.3 is a detailed circuit diagram of the signal processing circuit of FIG.
도4는 본 발명의 일실시예에 따라 옵셋 전압 및 옵셋 전압의 온도 드리프트의 조정과 스팬 및 스팬의 온도계수를 조정한 결과를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a result of adjusting an offset voltage and a temperature drift of an offset voltage and adjusting a span and a temperature coefficient of the span according to an embodiment of the present invention.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압력 센서용 신호 처리 회로는Pressure sensor signal processing circuit according to the present invention for achieving the above object
제1 이온 주입 저항과 제2 이온 주입 저항을 가지며 압력 센서의 옵셋 전압 및 옵셋 전압의 온도 드리프트를 조정하기 위한 옵셋 조정부와; 압력 센서의 제1 출력이 제1 단자에 입력되고 옵셋 전압이 제2 단자에 입력되는 제1 연산 증폭기와; 압력 센서의 제2 출력이 제1 단자에 입력되고 제1 연산 증폭기의 출력 전압이 제2 단자에 입력되는 제2 연산 증폭기와; 제1 연산 증폭기의 제2 단자와 제2 증폭기의 제2 단자에 연결되어 상기 압력 센서의 스팬 및 스팬의 온도 조정을 하며 서로 다른 온도 계수를 갖는 제3 이온 주입 저항과 제4 이온 주입 저항을 가지는 스팬 조정부를 포함한다.An offset adjuster having a first ion implantation resistance and a second ion implantation resistance, for adjusting a temperature drift of an offset voltage and an offset voltage of the pressure sensor; A first operational amplifier, the first output of the pressure sensor being input to the first terminal and the offset voltage to the second terminal; A second operational amplifier, wherein a second output of the pressure sensor is input to the first terminal and an output voltage of the first operational amplifier is input to the second terminal; It is connected to the second terminal of the first operational amplifier and the second terminal of the second amplifier to adjust the temperature of the span and the span of the pressure sensor and has a third ion implantation resistance and a fourth ion implantation resistance having different temperature coefficients And a span adjuster.
여기서, 압력 센서는 집적화된 실리콘 압력 센서인 것이 바람직하다.Here, the pressure sensor is preferably an integrated silicon pressure sensor.
또한 옵셋 조정부는 제1 이온 주입 저항을 가변하여 옵셋 전압을 조정하고, 제2 이온 주입 저항을 가변하여 옵셋 전압의 온도 드리프트를 조정하는 것이 바람직하며, 스팬 조정부는 제3 이온 주입 저항을 가변하여 압력 센서의 스팬을 조정하고, 제4 이온 주입 저항을 가변하여 압력 센서의 스팬 온도 계수를 조정하는 것이 바람직하다.The offset adjuster may adjust the offset voltage by varying the first ion implantation resistance, and adjust the temperature drift of the offset voltage by varying the second ion implantation resistance, and the span adjuster may vary the pressure by varying the third ion implantation resistance. It is preferable to adjust the span of a sensor, and to adjust the span temperature coefficient of a pressure sensor by varying a 4th ion implantation resistance.
이 때, 상기 스팬의 온도 계수는 1700∼2300 ppm/℃의 범위내에서 가변하도록 하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the temperature coefficient of the span is varied within the range of 1700-2300 ppm / 占 폚.
또한, 상기 압력 센서용 신호 처리 회로는 제1 연산 증폭기의 제2 단자와 옵셋 전압 사이에 연결되는 제5 이온 주입 저항과, 제1 연산 증폭기의 제2 단자와 제1 연산 증폭기의 출력 단자 사이에 연결되는 제6 이온 주입 저항과, 제2 연산 증폭기의 제2 단자와 제1 연산 증폭기의 출력 단자 사이에 연결되는 제7 이온 주입 저항과, 제2 연산 증폭기의 제2 단자와 제2 연산 증폭기의 출력 단자 사이에 연결되는 제8 이온 주입 저항을 더 포함하는 것이 바람직하다.The signal processing circuit for the pressure sensor may further include a fifth ion implantation resistor connected between the second terminal of the first operational amplifier and an offset voltage, and between the second terminal of the first operational amplifier and the output terminal of the first operational amplifier. A sixth ion implantation resistor connected, a seventh ion implantation resistor connected between the second terminal of the second operational amplifier and the output terminal of the first operational amplifier, and a second terminal of the second operational amplifier and the second operational amplifier It is preferable to further include an eighth ion implantation resistor connected between the output terminals.
여기서, 제5, 제6, 제7 이온 주입 저항은 다른 온도 계수를 가지는 이온 주입 저항들로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the fifth, sixth, and seventh ion implantation resistors are preferably made of ion implantation resistors having different temperature coefficients.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서와 신호 처리 회로를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a pressure sensor and a signal processing circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도2에서, 압력 센서(100)는 저항(RS1, RS2, RS3, RS4)으로 이루어지며, 신호 처리 회로(200)은 두 개의 연산 증폭기(OP1, OP2)와 저항(R1, Rd, Ra, Rb, Rc, Rg, R16)으로 이루어진다.In Fig. 2, the pressure sensor 100 consists of resistors RS1, RS2, RS3, RS4, and the signal processing circuit 200 includes two operational amplifiers OP1, OP2 and resistors R1, Rd, Ra, Rb. , Rc, Rg, R16).
압력 센서(100)의 출력 전압 vin1, Vin2는 각각 연산 증폭기 OP1과 OP2의 비반전 입력단자에 연결된다. 이 때, 출력 전압 Vin1, Vin2는 각각 저항 Rs2와 Rs4 사이의 접점의 전압, 저항 Rs1과 Rs3 사이의 접점의 전압을 나타낸다.The output voltages vin1 and Vin2 of the pressure sensor 100 are connected to non-inverting input terminals of the operational amplifiers OP1 and OP2, respectively. At this time, the output voltages Vin1 and Vin2 represent the voltages of the contacts between the resistors Rs2 and Rs4 and the voltages of the contacts between the resistors Rs1 and Rs3, respectively.
저항 R1의 일단은 전원 전압 Vcc에 연결되고, 저항 R1의 타단은 저항 Rd의 일단에 연결되며, 저항 Rd의 타단은 접지점에 연결된다. 저항 R1과 Rd 사이의 접점의 전압 Vref은 옵셋 전압에 해당하며, 이들 저항 R1, Rd는 옵셋 전압을 조정하기 위한 것이다. 즉, 옵셋 전압 Vref은 전원 전압 Vcc를 저항 R1과 저항 Rd로 전압 분배한 식인 수학식 1로 구해진다.One end of the resistor R1 is connected to the power supply voltage Vcc, the other end of the resistor R1 is connected to one end of the resistor Rd, and the other end of the resistor Rd is connected to the ground point. The voltage Vref of the contact between the resistors R1 and Rd corresponds to the offset voltage, and these resistors R1 and Rd are for adjusting the offset voltage. In other words, the offset voltage Vref is obtained by Equation 1, which is obtained by dividing the power supply voltage Vcc into a resistor R1 and a resistor Rd.
이 옵셋 전압 및 옵셋 전압의 온도 드리프트의 조정은 후술하는 바와 같이 저항 Rd를 통해 행해진다.The adjustment of the offset voltage and the temperature drift of the offset voltage is performed through the resistor Rd as described later.
저항 Ra의 일단은 저항 R1과 저항 Rd 사이의 접점에 연결되며, 저항 Ra의 타단은 연산 증폭기 OP1의 반전 입력 단자와 저항 Rb의 일단에 연결되고, 저항 Rb의 타단은 연산 증폭기 OP1의 출력단에 연결된다. 이들 저항 Ra와 저항 Rb는 연산 증폭기 OP1의 이득을 조절하기 위한 것이다.One end of the resistor Ra is connected to the contact between the resistor R1 and the resistor Rd, the other end of the resistor Ra is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 and one end of the resistor Rb, and the other end of the resistor Rb is connected to the output terminal of the operational amplifier OP1. do. These resistors Ra and Rb are for adjusting the gain of the operational amplifier OP1.
저항 Rc의 일단은 저항 Rb의 타단에 연결되며, 저항 Rc의 타단은 연산 증폭기 OP2의 반전 입력 단자와 저항 R16의 일단에 연결되고, 저항 R16의 타단은 연산 증폭기 OP2의 출력단에 연결된다. 이들 저항 Rc와 저항 R16은 연산 증폭기 OP2의 이득을 조절하기 위한 것이다.One end of the resistor Rc is connected to the other end of the resistor Rb, the other end of the resistor Rc is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2 and one end of the resistor R16, and the other end of the resistor R16 is connected to the output terminal of the operational amplifier OP2. These resistors Rc and R16 are for adjusting the gain of the operational amplifier OP2.
저항 Rg는 일단이 연산 증폭기 OP1의 반전 입력 단자에 연결되고, 타단이 연산 증폭기 OP2의 반전 입력 단자에 연결된다. 이 저항 Rg는 스팬을 조정하기 위한 것으로서, 이 저항 Rg를 통해 후술하는 바와 같이 스팬과 스팬의 온도 계수를 조정한다.One end of the resistor Rg is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 and the other end is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP2. This resistance Rg is for adjusting a span, and adjusts the temperature coefficient of a span and a span as mentioned later through this resistance Rg.
도2에서 신호 처리 회로(200)의 출력 전압 Vout은 수학식 1로 나타내어진다.In FIG. 2, the output voltage Vout of the signal processing circuit 200 is represented by equation (1).
수학식 2에서 CMRR(Common Mode Rejection Ratio)를 향상시키기 위해서는 Ra=R16, Rb=Rc이어야 하며, 이때의 출력 전압은 수학식 3으로 나타낼 수 있다.In order to improve Common Mode Rejection Ratio (CMRR) in Equation 2, Ra = R16 and Rb = Rc, and the output voltage at this time may be represented by Equation 3.
여기서, Vsensor는 Vin1과 Vin2의 합을 나타내며, 이는 압력 센서(100)의 출력 전압을 나타낸다. 이 압력 센서의 출력 전압은 센서에 인가되는 전압에 따라 변한다. 즉, 센서에 인가되는 전압에 대한 함수이다.Here, Vsensor represents the sum of Vin1 and Vin2, which represents the output voltage of the pressure sensor 100. The output voltage of this pressure sensor varies with the voltage applied to the sensor. That is, a function of the voltage applied to the sensor.
수학식 3에서, Vref는 옵셋전압이며, 수학식 1로부터 알 수 있듯이 저항 Rd의 값을 조절함으로써 이 옵셋 전압 및 옵셋 전압의 온도 드리프트를 조정할 수 있다. Rg는 스팬을 조정하는 저항으로서, 이 값을 조절함으로써 스팬과 스팬의 온도계수를 조정할 수 있다.In Equation 3, Vref is an offset voltage, and as can be seen from Equation 1, the offset voltage and the temperature drift of the offset voltage can be adjusted by adjusting the value of the resistor Rd. Rg is a resistor for adjusting the span. By adjusting this value, Rg can adjust the span and the temperature coefficient of the span.
수학식 3으로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 일실시예에서는 옵셋 전압의 조정과 스팬의 조정은 서로 영향을 미치지 않고 독립적으로 행해진다.As can be seen from Equation 3, in one embodiment of the present invention, the adjustment of the offset voltage and the adjustment of the span are performed independently without affecting each other.
다음에는 도3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 온도 보상 방법을 상세하게 설명한다.Next, a temperature compensation method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.
도3은 도2의 상세 회로도로서, 서로 다른 온도계수를 가지는 이온 주입 저항으로 이루어진 신호 처리 회로를 나타낸다.FIG. 3 is a detailed circuit diagram of FIG. 2 showing a signal processing circuit composed of ion implantation resistors having different temperature coefficients.
도3에서, 저항 R2, R3, R4는 도2의 저항 Rd를 구성하고, 저항 R5, R6, R7은 저항 Ra를 구성하며, 저항 R8, R9는 저항 Rb를 구성한다. 또한 저항 R10, R11, R12는 저항 Rc를 구성하고, 저항 R13, R14, R15는 저항 Rg를 구성한다.In Fig. 3, the resistors R2, R3 and R4 constitute the resistor Rd of Fig. 2, the resistors R5, R6 and R7 constitute the resistor Ra, and the resistors R8 and R9 constitute the resistor Rb. The resistors R10, R11, and R12 constitute a resistor Rc, and the resistors R13, R14, and R15 constitute a resistor Rg.
도3에서는 온도 보상을 위하여 온도 계수가 서로 다른 이온 주입 저항을 이용하였다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 온도 계수가 1700 ppm/℃인 이온 주입 저항과 온도 계수가 4700 ppm/℃인 이온 주입 저항을 사용하였다. 도3에서 저항 R1, R2, R4, R7, R8, R13, R14, R10, R12는 온도 계수가 1700 ppm/℃인 이온 주입 저항을 나타내며, 저항 R3, R5, R6, R9, R11, R15, R16은 온도 계수가 4700 ppm/℃인 이온 주입 저항을 나타낸다.In FIG. 3, ion implantation resistances having different temperature coefficients are used for temperature compensation. That is, in the embodiment of the present invention, an ion implantation resistance having a temperature coefficient of 1700 ppm / 占 폚 and an ion implantation resistance having a temperature coefficient of 4700 ppm / 占 폚 were used. In Fig. 3, the resistors R1, R2, R4, R7, R8, R13, R14, R10, R12 represent ion implantation resistances having a temperature coefficient of 1700 ppm / ° C, and the resistors R3, R5, R6, R9, R11, R15, R16. Represents an ion implantation resistance with a temperature coefficient of 4700 ppm / ° C.
도3에서, 옵셋 전압 및 옵셋 전압의 온도 드리프트의 조정은 저항 R2와 저항 R4를 가변함으로써 행한다. 즉, 먼저 저항 R2를 가변하여 옵셋 전압을 조정하고 나서 저항 R4를 가변하여 옵셋 전압의 온도 드리프트를 조정한다. 본 발명의 실시예에서는 저항 R2는 100Ω 단위로 트리밍하도록 하였으며, 저항 R4는 50Ω 단위로 트리밍하도록 하였다.In Fig. 3, the adjustment of the offset voltage and the temperature drift of the offset voltage is performed by varying the resistors R2 and R4. That is, the resistor R2 is first adjusted to adjust the offset voltage, and then the resistor R4 is varied to adjust the temperature drift of the offset voltage. In the embodiment of the present invention, the resistor R2 is trimmed in units of 100Ω, and the resistor R4 is trimmed in units of 50Ω.
그러나, 옵셋 전압 및 옵셋 전압의 온도 드리프트를 조정하더라도 압력 센서의 온도에 따라 스팬이 다르게 되므로, 옵셋 전압 및 옵셋 전압의 온도 드리프트를 조정한 후에 스팬의 온도 계수를 조정할 필요가 있다.However, even when the offset voltage and the temperature drift of the offset voltage are adjusted, the span varies according to the temperature of the pressure sensor, so it is necessary to adjust the temperature coefficient of the span after adjusting the temperature drift of the offset voltage and the offset voltage.
본 발명의 실시예에서는 R14, R15를 가변하여 스팬 및 스팬의 온도 계수를 조정하였다. 일반적으로 실리콘 압력 센서의 압저항 계수의 온도 계수는 약 -2000 ppm/℃의 값을 갖게 되므로, 이의 보상을 위해 스팬의 출력 전압이 양의 온도 계수를 갖도록 한다. 본 발명의 실시예서는 스팬의 정확한 조정을 위하여 스팬의 온도 계수가 1700 ∼ 2300 ppm/℃의 범위내에서 가변하도록 하였다. 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 먼저 저항 R14를 1kΩ 간격으로 트리밍하여 스팬의 온도 계수를 원하는 온도 계수 값으로 조정하고, 저항 R15를 0.1kΩ 간격으로 트리밍하여 스팬을 조정하였다.In the embodiment of the present invention, the temperature coefficients of the span and the span were adjusted by varying R14 and R15. In general, the temperature coefficient of the piezoresistive coefficient of the silicon pressure sensor has a value of about −2000 ppm / ° C., so that the output voltage of the span has a positive temperature coefficient to compensate for this. In the embodiment of the present invention, the temperature coefficient of the span was varied within the range of 1700-2300 ppm / ° C for accurate adjustment of the span. To this end, in the embodiment of the present invention, first, the resistor R14 is trimmed at 1kΩ intervals to adjust the span temperature coefficient to a desired temperature coefficient value, and the resistor R15 is trimmed at 0.1kΩ intervals to adjust the span.
도4는 본 발명의 실시예에 따라 옵셋 전압 및 옵셋 전압의 온도 드리프트의 조정과, 스팬 및 스팬의 온도 계수를 조정한 결과를 나타내는 도면이다.4 is a view showing a result of adjusting an offset voltage and a temperature drift of an offset voltage and adjusting a span and a temperature coefficient of the span according to an embodiment of the present invention.
도4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 압력 센서의 온도에 관계없이 옵셋 전압 및 스팬이 일정하게 된다.As shown in Fig. 4, according to the embodiment of the present invention, the offset voltage and span are constant regardless of the temperature of the pressure sensor.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 서로 다른 온도 계수를 가진 이온 주입 저항을 가변시킴으로써 옵셋 전압 및 옵셋 전압의 온도 드리프트를 조정하였고, 스팬 및 스팬의 온도 계수를 조정하였다.As described above, in the embodiment of the present invention, the temperature drift of the offset voltage and the offset voltage is adjusted by varying ion implantation resistances having different temperature coefficients, and the span and the temperature coefficients of the span are adjusted.
본 발명의 실시예에서는 온도 계수가 다른 2 종류의 이온 주입 저항을 사용하였으나, 그 이상의 이온 주입 저항의 종류를 사용하여도 무방하다.In the embodiment of the present invention, two kinds of ion implantation resistors having different temperature coefficients are used, but more than one kind of ion implantation resistors may be used.
또한, 본 발명의 실시예에서는 도2의 저항 Rg 만을 가지고 스팬 및 스팬의 온도계수를 조정하였으나, 수학식 3으로부터 알 수 있듯이 저항 Rg 이외에 저항 Ra, R16을 이용해서 스팬을 조정하고 저항 Rb, Rc를 이용해서 스팬의 온도 계수를조정할 수 있음은 물론이다. 이 경우에는 먼저, 저항 Ra, R16과 저항 Rb, Rc를 이용해서 각각 스팬 및 스팬의 온도 계수를 대략적으로 조정하고, 저항 Rb를 가지고스팬 및 스팬의 온도계수를 미세하게 조정할 수 있으며, 그 역으로도 조정할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, only the resistance Rg of FIG. 2 is adjusted to adjust the span and the temperature coefficient of the span. As can be seen from Equation 3, in addition to the resistance Rg, the span is adjusted using the resistors Ra and R16, and the resistors Rb and Rc are used. Of course, the temperature coefficient of the span can be adjusted using. In this case, first, the temperature coefficients of the span and span are roughly adjusted using the resistors Ra, R16, and the resistors Rb, Rc, respectively, and the temperature coefficients of the span and span can be finely adjusted with the resistor Rb, and vice versa. You can also adjust.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 별도의 공정 없이 표준 반도체 공정으로 제작된 온도 계수가 서로 다른 이온 주입 저항을 이용하여 신호 처리회로를 구성함으로써 옵셋 전압 및 스팬의 조정과 옵센 전압 및 스팬의 온도 보상을 행할 수 있다.As described above, according to the present invention, a signal processing circuit is constructed using ion implantation resistors having different temperature coefficients manufactured by a standard semiconductor process without a separate process, thereby adjusting offset voltage and span, and opsen voltage and span temperature. Compensation can be made.
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