JPH01433A - Circuit configuration method for semiconductor pressure sensor - Google Patents
Circuit configuration method for semiconductor pressure sensorInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
本発明は圧力検出用の半導体ダイヤフラム上に形成され
た歪ゲージ抵抗を含むブリッジ回路の出力電圧を差動増
幅してセンサ出力電圧とする半導体圧力センサの回路構
成方法に関するもので、特に前記センサ出力電圧内にお
ける圧力検出成分を除くバイアス電圧成分を負とし、前
記ダイヤフラムに加わる圧力が所定値に増加するまでは
前記センサ検出電圧がほぼ0となるようにすることがで
きるような半導体圧力センサの回路構成方法に関する。
なお以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部
分を示す。The present invention relates to a circuit configuration method for a semiconductor pressure sensor that differentially amplifies the output voltage of a bridge circuit including a strain gauge resistor formed on a semiconductor diaphragm for pressure detection to obtain a sensor output voltage. A circuit for a semiconductor pressure sensor, in which a bias voltage component other than a pressure detection component in the voltage is negative, and the sensor detection voltage is approximately 0 until the pressure applied to the diaphragm increases to a predetermined value. Regarding the configuration method. Note that in the following figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
第2図はこの種の半導体圧力センサにおける、1個の演
算増幅器OPIを用いたご<一般的な差動増幅回路の例
である。同図においてVCCは直流電源、5GI−3G
4はそれぞれシリコンダイヤフラム上に形成された半専
体歪ゲージで、この各歪ゲージSGI〜SG4は順次環
状に接続されてブリッジ回路を構成している。ここでダ
イヤフラムに圧力を加えたときの歪ゲージの抵抗変化量
は例えばSGIとSG3が等しく、またSG2とSG4
が等しくなるように、ダイヤフラム上の歪ゲージSGI
〜SG4の位置が決められている。
このブロック回路の対向する2つの各接続端子T5.T
6はそれぞれ前記直流電gtVcc間に接続され、前記
ブロック回路の対向する他の2つの接続端子T2.TI
からブリッジ出力電圧Viが出力されている。
演算増幅器OPIと2つの抵抗R1および2つの抵抗R
2とは周知の差動増幅回路を構成しており、前記ブリッ
ジ出力電圧Viは前記の各抵抗R2を介して演算増幅器
OPIの反転入力端子T−と非反転入力端子T+との間
に入力されている。
また演算増幅器OPIの非反転入力端子T+には前記抵
抗R1を介し、直流電源Vccを抵抗R5およびR6に
よって分圧してなる基準電圧Vdが入力されている。な
おここで抵抗R5,R6は抵抗R1よりも充分小さいも
のとする。
通常ブリッジ出力電圧Viはシリコンダイヤフラムに圧
力を加えない状態ではほぼ零に等しく、この例では簡単
のためこれを零とする。この差動増幅器OPIの出力端
子T4の電圧(センサ出力電圧)Voは近似的に次式(
1)で表される。
即ちセンサ出力電圧VOはブリッジ出力電圧ViをR1
/R2倍に増幅した圧力検出成分と、バイアス電圧成分
としての前記基準電圧Vdとの和になる。
但し前記基準電圧Vdは直流電源Vccの分割電圧であ
り、下記式(2)で表される。
R5+R6
またダイヤフラムに加わる圧力をpとするとブリッジ出
力電圧Viは
Vi=a−p ・・−・−−一−−−−−−−−−
−−−−−・−−−−−−−−−−−−一・−−−一−
−−−・・(3)で表される。ただしaはダイヤフラム
の形状等によって定まる比例定数である。従って式(1
)を式(21,+31で書換えると、次式(4)のよう
になる。
このセンサ出力電圧VOと圧力pとの関係をグラフで表
すと第4図■のようになる。
第3図は従来の半導体圧力センサの他の回路例である。
この例では式Tllのセンサ出力電位vO中の基準電圧
Vdを、演算増幅器OP2と抵抗R7〜R12を用いて
発生したものであり、この場合のセンサ出力電圧Voも
第4図の特性■と同様な傾向を示す。FIG. 2 is an example of a general differential amplifier circuit using one operational amplifier OPI in this type of semiconductor pressure sensor. In the same figure, VCC is a DC power supply, 5GI-3G
Reference numeral 4 denotes a semi-dedicated strain gauge formed on a silicon diaphragm, and the strain gauges SGI to SG4 are sequentially connected in a ring to form a bridge circuit. Here, the amount of resistance change of the strain gauge when pressure is applied to the diaphragm is, for example, SGI and SG3 are equal, and SG2 and SG4 are equal.
strain gauge SGI on the diaphragm so that
~The position of SG4 has been determined. Each of the two opposing connection terminals T5. of this block circuit. T
6 are respectively connected between the DC current gtVcc and the other two opposing connection terminals T2.6 of the block circuit. T.I.
A bridge output voltage Vi is output from. Operational amplifier OPI and two resistors R1 and two resistors R
2 constitutes a well-known differential amplifier circuit, and the bridge output voltage Vi is input between the inverting input terminal T- and the non-inverting input terminal T+ of the operational amplifier OPI via the respective resistors R2. ing. Further, a reference voltage Vd obtained by dividing the DC power supply Vcc by resistors R5 and R6 is inputted to the non-inverting input terminal T+ of the operational amplifier OPI via the resistor R1. It is assumed here that the resistors R5 and R6 are sufficiently smaller than the resistor R1. Normally, the bridge output voltage Vi is approximately equal to zero when no pressure is applied to the silicon diaphragm, and in this example, it is set to zero for simplicity. The voltage (sensor output voltage) Vo of the output terminal T4 of this differential amplifier OPI is approximately expressed by the following formula (
1). That is, the sensor output voltage VO is equal to the bridge output voltage Vi by R1.
This is the sum of the pressure detection component amplified by /R2 times and the reference voltage Vd as the bias voltage component. However, the reference voltage Vd is a divided voltage of the DC power supply Vcc, and is expressed by the following formula (2). R5+R6 Also, if the pressure applied to the diaphragm is p, the bridge output voltage Vi is Vi=a-p...
−−−−−・−−−−−−−−−−−−1・−−−1−
---...It is expressed as (3). However, a is a proportionality constant determined by the shape of the diaphragm, etc. Therefore, the formula (1
) is rewritten as equation (21, +31), it becomes the following equation (4). The relationship between this sensor output voltage VO and pressure p is expressed in a graph as shown in Figure 4 ■. is another circuit example of a conventional semiconductor pressure sensor. In this example, the reference voltage Vd in the sensor output potential vO of formula Tll is generated using an operational amplifier OP2 and resistors R7 to R12. The sensor output voltage Vo also shows the same tendency as the characteristic (2) in FIG.
前記第2図の圧力センサ回路は簡単に構成できるが、圧
力pが零のときのセンサ出力電圧■0は基準電圧(バイ
アス電圧)Vd= (R6/ (R5+R6))Vcc
であり、第4図■のようにセンサ出力電圧Voの動作電
圧範囲が基準電圧Vd以上。
かつ直流電源電圧Vcc以下の範囲に限られる。従って
第4図■の特性のように圧力pの変化レンジが零よりも
高いところにあり、■の特性の延長線が圧力p=oの軸
(Y軸)と交わる点AOVo値が負になるような特性、
換言すれば圧力pが所定の圧力poに増加するまではセ
ンサ出力電圧VOがほぼOであり、圧力がpo以上に増
加するとセンサ出力電圧■0が直線的に増大するような
特性の圧力センサ、例えば大気圧付近をフルレンジとし
た大気圧センサを従来と同一の回路パターンで(つまり
抵抗R1〜R6の総数を変えることなく)実現すること
は不可能であった。また第3図の回路においても、基準
電圧Vdは演算増幅器OP2の出力であるため正の電圧
に限られ、第2図と同様、第4図■のような特性を実現
することは不可能であった。
本発明の目的は半導体圧力センサ内の圧力検出電圧を出
力する演算増幅器optと組合されて差動増幅回路を構
成する抵抗の値が新たな所定の条件を満たすような回路
構成方法を提供することにより、従来回路のパターンを
変えることなく、第4図の■のような特性を得るように
する点にある。The pressure sensor circuit shown in Fig. 2 can be easily configured, but when the pressure p is zero, the sensor output voltage ■0 is the reference voltage (bias voltage) Vd = (R6/ (R5 + R6)) Vcc
As shown in FIG. 4, the operating voltage range of the sensor output voltage Vo is equal to or higher than the reference voltage Vd. And it is limited to the range below the DC power supply voltage Vcc. Therefore, as shown in the characteristic shown in Figure 4 ■, the change range of the pressure p is higher than zero, and the AOVo value becomes negative at the point where the extension line of the characteristic shown in ■ intersects the axis (Y axis) of pressure p=o. Characteristics like,
In other words, the sensor output voltage VO is approximately O until the pressure p increases to a predetermined pressure po, and when the pressure increases beyond po, the sensor output voltage ■0 increases linearly. For example, it has been impossible to realize an atmospheric pressure sensor with a full range around atmospheric pressure using the same circuit pattern as in the past (that is, without changing the total number of resistors R1 to R6). Also, in the circuit shown in Figure 3, the reference voltage Vd is the output of the operational amplifier OP2, so it is limited to positive voltages, and as in Figure 2, it is impossible to achieve the characteristics shown in Figure 4 (■). there were. An object of the present invention is to provide a circuit configuration method in which the value of a resistor that constitutes a differential amplifier circuit in combination with an operational amplifier opt that outputs a pressure detection voltage within a semiconductor pressure sensor satisfies a new predetermined condition. The object of this invention is to obtain the characteristics shown in (2) in FIG. 4 without changing the pattern of the conventional circuit.
前記の目的を達成するために本発明の方法は、「半導体
のダイヤフラム上に形成された歪ゲージとしての抵抗(
SGI−3G4など)が少なくとも1つの抵抗辺に含ま
れ、かつ順次環状に接続された4つの抵抗辺からなるブ
リ・7ジ回路を備え、前記の4つの抵抗辺の接続点のう
ち、対向する2つの接続点(端子T5.T6など)をそ
れぞれ直流電源(Vccなどの)間に接続し、同じく対
向する他の2つの接続点(端子TI、72など)を、ま
たは該接続点間の電圧を増幅する差動入力・差動出力方
式の増幅器(図外)の2つの出力端子をそれぞれ第1お
よび第2のブリッジ出力端子とすると共に、さらに
演算増幅器(OPlなど)と、
この演算増幅器の反転入力端子(T−など)と該演算増
幅器の出力端子(T4など)との間に設けられた第1の
抵抗(R1など)と、
前記第1のブリッジ出力端子(T2など)と前記反転入
力端子との間に設けられた第2の抵抗(R2など)と、
前記第2のブリッジ出力端子(T1など)と前記演算増
幅器の非反転入力端子との間に設けられた第3の抵抗(
R3など)と、
前記直流電源を所定の分圧比で分圧してなる基準電圧(
Vdなど)の出力端子(73など)と前記非反転入力端
子との間に設けられた第4の抵抗(R4など)と、を備
え、
前記ダイヤフラムに加わる圧力を前記演算増幅器の前記
出力端子に発生する電圧(Voなど、以下センサ出力電
圧という)によって検出する半導体圧力センサにおいて
、
前記第1および第3の抵抗の抵抗値の積(R1・R3な
ど)と、前記第2および第4の抵抗の抵抗値の積(R2
・R4など)とを(例えばR1・R3>R2・R4とい
うように)異ならせ、前記ダイヤフラムに加わる圧力が
所定値(poなど)に増加するまでは前記センサ出力電
圧がほぼ零となるように」するものとする。In order to achieve the above-mentioned object, the method of the present invention utilizes a resistor as a strain gauge formed on a semiconductor diaphragm.
SGI-3G4, etc.) is included in at least one resistance side, and includes a bridge circuit consisting of four resistance sides sequentially connected in a ring, and of the connection points of the four resistance sides, opposing Connect two connection points (terminals T5, T6, etc.) between each DC power source (Vcc, etc.), and connect two other connection points (terminals TI, 72, etc.) that are also facing each other, or connect the voltage between the connection points. The two output terminals of a differential input/differential output type amplifier (not shown) that amplify are used as the first and second bridge output terminals, respectively, and an operational amplifier (such as OPl) and the a first resistor (R1, etc.) provided between an inverting input terminal (T-, etc.) and an output terminal (T4, etc.) of the operational amplifier; and a first resistor (R1, etc.) provided between the first bridge output terminal (T2, etc.) and the inverting a second resistor (R2, etc.) provided between the input terminal; and a third resistor provided between the second bridge output terminal (T1, etc.) and the non-inverting input terminal of the operational amplifier. (
R3, etc.) and a reference voltage (
a fourth resistor (such as R4) provided between an output terminal (such as 73) of the output terminal (such as Vd) and the non-inverting input terminal; In a semiconductor pressure sensor that detects a generated voltage (Vo, etc., hereinafter referred to as sensor output voltage), the product of the resistance values of the first and third resistors (R1, R3, etc.) and the second and fourth resistors The product of the resistance values (R2
・R4, etc.) are made different (for example, R1, R3 > R2, R4) so that the sensor output voltage is approximately zero until the pressure applied to the diaphragm increases to a predetermined value (po, etc.). "It shall be.
本発明では半導体圧力センサの回路のパターンを従来と
変えることなく、前記抵抗R1−R4の抵抗値について
、R1・R3>R2・R4の関係となるようにし、演算
増幅器OPIの出力電圧(センサ出力電圧)Vo中の圧
力検出成分を除く成分、即ち直流電源電圧Vccに比例
した固定のバイアス電圧成分を小に、さらには負の値と
するものである。In the present invention, without changing the circuit pattern of the semiconductor pressure sensor from the conventional one, the resistance values of the resistors R1-R4 are made to have a relationship of R1・R3>R2・R4, and the output voltage of the operational amplifier OPI (sensor output The components of the voltage) Vo other than the pressure detection component, that is, the fixed bias voltage component proportional to the DC power supply voltage Vcc, are made small, and even have a negative value.
第1図は本発明を適用した半導体圧力センサ回路の一実
施例で、第2図に対応するものである。
第1図が第2図と異なるところは、演算増幅器OPiと
組合され差動増幅回路を構成する抵抗、即らブリッジ出
力端子T1と増幅器OPlの非反転入力端子T半間の抵
抗がR2からR3に変わり、また直流電源電圧Vccの
分割電圧(従来の基準電圧)Vdを得る端子T3と前記
非反転入力端子T+間の抵抗がR1からR4に変わった
点である。
なおここでは簡単のためR5,R6<:R4、R2、R
3<=R1,R4とする。また歪ゲージブリッジの出力
抵抗はR2,R3よりも十分率さいとする。更に第2図
と同様、ブリッジ出力電圧Viはシリコンダイヤフラム
に圧力を加えない状態では零になるものとする。そして
本発明では後述のように前記抵抗R1〜R4の抵抗値は
R1−R3>R2・ R4
の関係となるように選択されるものである。
即ち第1図においては演算増幅器OPIの出力電圧(セ
ンサ出力電圧)Voは次式(5)で表される。
ここでVdは基準電圧、即ち抵抗R5とR6の接続点T
3の電圧である。またVsはブリッジ出力電圧Viの対
アース同相電圧である。通常Vd<VsになるようにV
dが決められ本例もこれに従うものとする。
式(5)において、R1・R3=R2・R4の場合、式
(5)の右辺第3項は零となり、式(5)は式(1)と
等しくなる。
さらにR1−R3>R2・R4の場合、式(5)の右辺
第3項は負になり、弐(1)で表される従来方式の差動
増幅器出力電圧に負の電圧を加え合わせることが可能で
ある。式(5)を書き換えると次式(6)のようになる
。ここでap=Vi (pは圧力)である。
ここでさらに
(R2・R4−R1・R3)Vs+R3(R1+R2)
Vd < 0−−−−−−・・−+7)すなわち
Vd
R1−R3> R2,R4+R3(R1+R2) −−
−−−−一・−・−−−−−−(8)Vs
になるようにR1へR4,VdO値を選ぶことにより、
式(6)の右辺第2項は負の値になり、第4図■のよう
な圧力検出電圧成分に負のバイアス電圧成分を加え合わ
せた特性を得ることができる。
ただし演算増幅器OPIの駆動用電源は直流電源Vcc
であるため、この増幅器OPIの出力電圧Voが現実に
負になることはなく、第4図■の特性はセンサ出力電圧
Voの正の領域、つまり同特性の実線部分が有効である
。
次に第1図において、ブリッジ出力電圧Viを一旦図外
の差動入力・差動出力の増幅器で増幅したうえ、この出
力電圧を第1図の電圧Viと同様に抵抗R2,R3を介
して演算増幅器OPIに与えるようにしても本発明の通
用が可能である。また直流型1fiVccの電圧に比例
する基準電圧Vdを第3図のように演算増幅器OP2を
含んだ回路で発生させた場合にも同様に本発明が適用で
きる。FIG. 1 shows an embodiment of a semiconductor pressure sensor circuit to which the present invention is applied, and corresponds to FIG. 2. The difference between Fig. 1 and Fig. 2 is that the resistance that is combined with the operational amplifier OPi to form the differential amplifier circuit, that is, the resistance between the bridge output terminal T1 and the non-inverting input terminal T half of the amplifier OPl, is from R2 to R3. Another difference is that the resistance between the terminal T3 for obtaining the divided voltage (conventional reference voltage) Vd of the DC power supply voltage Vcc and the non-inverting input terminal T+ has been changed from R1 to R4. Note that here, for simplicity, R5, R6 <: R4, R2, R
3<=R1, R4. It is also assumed that the output resistance of the strain gauge bridge is sufficiently higher than R2 and R3. Furthermore, as in FIG. 2, it is assumed that the bridge output voltage Vi becomes zero when no pressure is applied to the silicon diaphragm. In the present invention, as will be described later, the resistance values of the resistors R1 to R4 are selected such that the relationship R1-R3>R2*R4 holds. That is, in FIG. 1, the output voltage (sensor output voltage) Vo of the operational amplifier OPI is expressed by the following equation (5). Here, Vd is the reference voltage, that is, the connection point T between resistors R5 and R6.
3 voltage. Further, Vs is the common mode voltage of the bridge output voltage Vi with respect to the ground. Usually Vd<Vs.
It is assumed that d is determined and this example also follows. In equation (5), when R1·R3=R2·R4, the third term on the right side of equation (5) becomes zero, and equation (5) becomes equal to equation (1). Furthermore, if R1-R3>R2・R4, the third term on the right side of equation (5) becomes negative, and it is possible to add a negative voltage to the conventional differential amplifier output voltage represented by 2 (1). It is possible. Rewriting equation (5) gives the following equation (6). Here, ap=Vi (p is pressure). Here, further (R2・R4−R1・R3)Vs+R3(R1+R2)
Vd < 0------...-+7), that is, Vd R1-R3> R2, R4+R3 (R1+R2) --
−−−−−−−−−−−−−(8) By selecting R4 and VdO values for R1 so that Vs becomes
The second term on the right side of equation (6) takes a negative value, and a characteristic in which a negative bias voltage component is added to the pressure detection voltage component as shown in FIG. 4 can be obtained. However, the power supply for driving the operational amplifier OPI is the DC power supply Vcc.
Therefore, the output voltage Vo of this amplifier OPI does not actually become negative, and the characteristic shown in FIG. Next, in Fig. 1, the bridge output voltage Vi is once amplified by a differential input/differential output amplifier (not shown), and then this output voltage is amplified via resistors R2 and R3 in the same way as the voltage Vi in Fig. 1. The present invention can also be applied to the operational amplifier OPI. Further, the present invention can be similarly applied to a case where a reference voltage Vd proportional to a DC type 1fiVcc voltage is generated by a circuit including an operational amplifier OP2 as shown in FIG.
本発明によれば、半導体のダイヤフラム上に形成された
歪ゲージとしての抵抗SG1〜SG4からなるブリフジ
回路を備え、
前記ブリフジ回路の4つの抵抗辺の接続点のうち、対向
する2つの接続点(端子)T5.T6をそれぞれ直流電
源Vce間に接続し、同じく対向する他の2つの接続点
(端子)T1.T2を、または該接続点間の電圧を増幅
する差動人力・差動出力方式の増幅器(図外)の2つの
出力端子をそれぞれ第1および第2のブリッジ出力端子
とすると共に、さらに
演算増幅器OPIと、
この演算増幅器の反転入力端子T−と該演算増幅器の出
力端子T4との間に設置すられた抵抗R1と、
前記第1のブリッジ出力端子T2と前記反転入力端子と
の間に設けられた抵抗R2と、前記第2のブリッジ出力
端子TIと前記演算増幅器の非反転入力端子との間に設
けられた抵抗R3と、
前記直流電源を所定の分圧比で分圧してなる基準電圧V
dの出力端子T3と前記非反転入力端子との間に設けら
れた抵抗R4と、を備え、前記ダイヤフラムに加わる圧
力を前記演算増幅器の前記出力端子に発生する電圧(V
o、以下センサ出力電圧という)によって検出する半導
体圧力センサにおいて、
前記抵抗R1およびR3の抵抗値の積R1−R3と、前
記抵抗R2およびR4の抵抗値の積R2・R4とがR1
・R3>R2・R4となるようにすることとしたので、
従来の半導体圧力センサの回路パターンを変えることな
く、演算増幅器oP1の出力電圧(センサ出力電圧)V
o内における圧力検出成分を除く成分、即ち直流電源電
圧に比例した固定のバイアス電圧成分を小に、さらには
負の値とすることができるようになる。
従って従来におけ°る第4図■の特性をセンサ出力電圧
VOのレベルが下がる方向に移動させ、センサ出力電圧
■0の動作電圧範囲を広(とることができる。さらに抵
抗R1〜R4と基準電圧Vdを選び、式(8)の条件を
満足するようにすることにより、第4図■のような特性
になるまでセンサ出力電圧Voのレベルを下げることが
可能であり、例えば大気圧付近のみを検出するセンサの
ように圧力のフルレンジが零よりも高い特性を、広い電
圧レンジで検出することが可能となる。According to the present invention, there is provided a Brifuji circuit consisting of resistors SG1 to SG4 as strain gauges formed on a semiconductor diaphragm, and two opposing connection points ( terminal) T5. T6 are respectively connected between the DC power supplies Vce, and the other two opposing connection points (terminals) T1. T2 or the two output terminals of a differential output type amplifier (not shown) that amplifies the voltage between the connection points are used as first and second bridge output terminals, respectively, and an operational amplifier is also used. OPI, a resistor R1 installed between the inverting input terminal T- of this operational amplifier and the output terminal T4 of the operational amplifier, and a resistor R1 installed between the first bridge output terminal T2 and the inverting input terminal. a resistor R2 provided between the second bridge output terminal TI and the non-inverting input terminal of the operational amplifier; and a reference voltage V obtained by dividing the DC power supply at a predetermined voltage division ratio.
d, and a resistor R4 provided between the output terminal T3 of the operational amplifier and the non-inverting input terminal, and the pressure applied to the diaphragm is controlled by the voltage (V
o, hereinafter referred to as sensor output voltage), the product R1-R3 of the resistance values of the resistors R1 and R3 and the product R2·R4 of the resistance values of the resistors R2 and R4 are R1
・Since we decided to make R3>R2・R4,
The output voltage of operational amplifier oP1 (sensor output voltage) V can be adjusted without changing the circuit pattern of the conventional semiconductor pressure sensor.
Components other than the pressure detection component within o, that is, the fixed bias voltage component proportional to the DC power supply voltage can be made small, and even have a negative value. Therefore, the conventional characteristic shown in Figure 4 (2) can be moved in the direction of decreasing the level of the sensor output voltage VO, and the operating voltage range of the sensor output voltage (2) can be widened. By selecting the voltage Vd so that it satisfies the condition of equation (8), it is possible to lower the level of the sensor output voltage Vo until it has the characteristics shown in Figure 4 (■), for example, only near atmospheric pressure. This makes it possible to detect characteristics in which the full pressure range is higher than zero, such as a sensor that detects pressure, over a wide voltage range.
第1図は本発明の一実施例としての回路図、第2図、第
3図は第1図に対応する従来の回路図、第4図は第1図
ないう第3図の動作説明用の特性図である。
Vcc:直流電源(電圧)、SGl〜S64二半導体歪
ゲージ、R1へR6:抵抗、OPl:演算増幅器、Vi
ミニブリッジ力電圧、vd:基準電圧、VO:センサ出
力電圧、Tl〜T6:端子、T−:反転入力端子、T+
:非反転入力端子。Fig. 1 is a circuit diagram as an embodiment of the present invention, Figs. 2 and 3 are conventional circuit diagrams corresponding to Fig. 1, and Fig. 4 is for explaining the operation of Fig. 1 or Fig. 3. FIG. Vcc: DC power supply (voltage), SGl to S64 two semiconductor strain gauges, R1 to R6: resistance, OPl: operational amplifier, Vi
Mini bridge force voltage, vd: reference voltage, VO: sensor output voltage, Tl to T6: terminal, T-: inverting input terminal, T+
: Non-inverting input terminal.
Claims (1)
ての抵抗が少なくとも1つの抵抗辺に含まれ、かつ順次
環状に接続された4つの抵抗辺からなるブリッジ回路を
備え、 前記の4つの抵抗辺の接続点のうち、対向する2つの接
続点をそれぞれ直流電源間に接続し、同じく対向する他
の2つの接続点を、または該接続点間の電圧を増幅する
差動入力・差動出力方式の増幅器の2つの出力端子をそ
れぞれ第1および第2のブリッジ出力端子とすると共に
、さらに演算増幅器と、 この演算増幅器の反転入力端子と該演算増幅器の出力端
子との間に設けられた第1の抵抗と、前記第1のブリッ
ジ出力端子と前記反転入力端子との間に設けられた第2
の抵抗と、 前記第2のブリッジ出力端子と前記演算増幅器の非反転
入力端子との間に設けられた第3の抵抗と、 前記直流電源を所定の分圧比で分圧しななる基準電圧の
出力端子と前記非反転入力端子との間に設けられた第4
の抵抗と、を備え、 前記ダイヤフラムに加わる圧力を前記演算増幅器の前記
出力端子に発生する電圧(以下センサ出力電圧という)
によって検出する半導体圧力センサにおいて、 前記第1および第3の抵抗の抵抗値の積と、前記第2お
よび第4の抵抗の抵抗値の積とを異ならせ、前記ダイヤ
フラムに加わる圧力が所定値に増加するまでは前記セン
サ出力電圧がほぼ零となるようにしたことを特徴とする
半導体圧力センサの回路構成方法。[Scope of Claims] 1) A bridge circuit including a resistor as a strain gauge formed on a semiconductor diaphragm in at least one resistance side, and consisting of four resistance sides sequentially connected in a ring, Among the connection points of the four resistance sides, two opposing connection points are connected between the DC power supplies, and the other two connection points that are also opposite are connected, or a differential input that amplifies the voltage between the connection points. - The two output terminals of the differential output type amplifier are used as the first and second bridge output terminals, respectively, and further between the operational amplifier and the inverting input terminal of this operational amplifier and the output terminal of the operational amplifier. a first resistor provided, and a second resistor provided between the first bridge output terminal and the inverting input terminal.
a third resistor provided between the second bridge output terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier; and an output of a reference voltage obtained by dividing the DC power supply at a predetermined voltage division ratio. a fourth terminal provided between the terminal and the non-inverting input terminal;
and a voltage (hereinafter referred to as sensor output voltage) that causes pressure applied to the diaphragm to be generated at the output terminal of the operational amplifier.
In the semiconductor pressure sensor, the product of the resistance values of the first and third resistors is made different from the product of the resistance values of the second and fourth resistors, so that the pressure applied to the diaphragm reaches a predetermined value. A method of configuring a circuit for a semiconductor pressure sensor, characterized in that the sensor output voltage remains approximately zero until the voltage increases.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15624487A JPH061227B2 (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Semiconductor pressure sensor circuit configuration method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15624487A JPH061227B2 (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Semiconductor pressure sensor circuit configuration method |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01433A true JPH01433A (en) | 1989-01-05 |
| JPS64433A JPS64433A (en) | 1989-01-05 |
| JPH061227B2 JPH061227B2 (en) | 1994-01-05 |
Family
ID=15623528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15624487A Expired - Lifetime JPH061227B2 (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Semiconductor pressure sensor circuit configuration method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061227B2 (en) |
-
1987
- 1987-06-23 JP JP15624487A patent/JPH061227B2/en not_active Expired - Lifetime
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