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JP4244895B2 - Physical quantity sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description

本発明は、物理量センサにおいて、センサ出力の温度依存成分を補正する物理量センサおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a physical quantity sensor that corrects a temperature-dependent component of a sensor output in a physical quantity sensor, and a manufacturing method thereof.

従来より、物理量、例えば圧力媒体の圧力を検出する圧力センサ等の物理量センサが知られている。このような物理量センサにおいては、半導体基板にセンシング部が形成されており、このセンシング部にて所望の物理量が検出されるようになっている。   Conventionally, a physical quantity sensor such as a pressure sensor that detects a physical quantity, for example, a pressure of a pressure medium, is known. In such a physical quantity sensor, a sensing unit is formed on a semiconductor substrate, and a desired physical quantity is detected by the sensing unit.

しかしながら、上記物理量センサがさらされる温度によって、物理量センサのセンサ出力に温度に依存したオフセット成分が含まれてしまう。これは、物理量センサが半導体で形成されていることに基づいている。このような温度に依存したセンサ出力のオフセット成分には、温度に対して変化する一次成分や二次成分が含まれている。この一次成分とはセンサ出力が温度に線形に依存して変化する成分であり、二次成分とはセンサ出力が温度の二乗に依存して変化する成分である。したがって、各成分の温度特性をそれぞれ補正することで高精度のセンサ出力を得ることができる物理量センサを実現できると考えられる。   However, depending on the temperature to which the physical quantity sensor is exposed, an offset component depending on the temperature is included in the sensor output of the physical quantity sensor. This is based on the fact that the physical quantity sensor is made of a semiconductor. Such an offset component of the sensor output depending on the temperature includes a primary component and a secondary component that change with respect to the temperature. The primary component is a component in which the sensor output changes linearly depending on the temperature, and the secondary component is a component in which the sensor output changes depending on the square of the temperature. Therefore, it is considered that a physical quantity sensor capable of obtaining a highly accurate sensor output can be realized by correcting the temperature characteristics of each component.

ところで、物理量センサによっては、センサ出力の温度特性において二次成分の特性が大きいものがあり、このような物理量センサでは精度の良いセンサ出力を得ることができない。そこで、物理量センサ、特に圧力センサのセンサ出力の温度特性において二次成分を補正する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。以下、センサ出力の温度特性の二次成分の補正方法ついて、図7および図8を参照して説明する。   By the way, some physical quantity sensors have large secondary component characteristics in the temperature characteristics of sensor output, and such physical quantity sensors cannot obtain accurate sensor outputs. Therefore, a method of correcting the secondary component in the temperature characteristic of the sensor output of the physical quantity sensor, particularly the pressure sensor has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, a method for correcting the secondary component of the temperature characteristic of the sensor output will be described with reference to FIGS.

図7は、従来のセンサ出力の温度特性の二次成分を補正する補正工程を示した図である。また、図8は、圧力センサのオフセット温度特性の調整の様子を示した図である。図8(a)は図7(a)の感度調整(室温)の様子を示した図である。また、図8(b)は、図7(b)、(c)のオフセット温度特性調整(室温−高温)およびオフセット特性調整(室温)の様子を示した図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a correction process for correcting the secondary component of the temperature characteristic of the conventional sensor output. FIG. 8 is a diagram showing how the offset temperature characteristic of the pressure sensor is adjusted. FIG. 8A is a diagram showing the state of sensitivity adjustment (room temperature) in FIG. FIG. 8B is a diagram showing the state of the offset temperature characteristic adjustment (room temperature-high temperature) and the offset characteristic adjustment (room temperature) of FIGS. 7B and 7C.

まず、半導体基板に圧力センサを形成したものが用意され、室温においてセンサ出力の感度調整が行われる(図7(a))。この感度調整によって、図8(a)に示されるように、センサ出力が最適な値に調整される。この後、この圧力センサのセンサ出力の温度特性が調べられる。   First, a semiconductor substrate in which a pressure sensor is formed is prepared, and sensor output sensitivity adjustment is performed at room temperature (FIG. 7A). By this sensitivity adjustment, as shown in FIG. 8A, the sensor output is adjusted to an optimum value. Thereafter, the temperature characteristic of the sensor output of this pressure sensor is examined.

続いて、オフセット温度特性調整(室温−高温)が行われる(図7(b))。すなわち、図8(a)に示される圧力がゼロ(P=0)の状態で、室温−高温の温度領域におけるセンサ出力の補正が行われる。   Subsequently, offset temperature characteristic adjustment (room temperature-high temperature) is performed (FIG. 7B). That is, in the state where the pressure shown in FIG. 8A is zero (P = 0), the sensor output is corrected in the room temperature-high temperature range.

図8(b)に示されるように、室温−高温領域に対するセンサ出力の傾きがフラットになるように調整される。具体的には、図8(a)に示される破線の反転特性が作り出され、この反転特性がセンサ出力に加算される。これにより、温度に依存して変化するセンサ出力の二次成分が相殺される。   As shown in FIG. 8B, the inclination of the sensor output with respect to the room temperature-high temperature region is adjusted to be flat. Specifically, a reverse inversion characteristic shown in FIG. 8A is created, and this inversion characteristic is added to the sensor output. Thereby, the secondary component of the sensor output which changes depending on the temperature is canceled out.

この後、オフセット特性調整(室温)が行われる(図7(c))。すなわち、センサ出力が室温において狙い値となるように、センサ出力がオフセット補正される。このようにして、センサ出力の温度特性の二次成分が補正される。
特開2002−286573号公報
Thereafter, offset characteristic adjustment (room temperature) is performed (FIG. 7C). That is, the sensor output is offset-corrected so that the sensor output becomes a target value at room temperature. In this way, the secondary component of the temperature characteristic of the sensor output is corrected.
JP 2002-286573 A

しかしながら、上記従来の技術では、センサ出力の温度特性の二次成分を補正するために多くの回路を必要とし、その回路を形成するために多くの回路構成要素(オペアンプや抵抗等)を用意しなければならない。また、多くの回路構成要素および回路構成要素にて構成される回路を必要とすることから、二次成分を補正する回路のみならず物理量センサ全体の回路構成が煩雑になってしまう。   However, in the above conventional technique, many circuits are required to correct the secondary component of the temperature characteristics of the sensor output, and many circuit components (such as an operational amplifier and a resistor) are prepared to form the circuit. There must be. In addition, since many circuit components and a circuit composed of circuit components are required, the circuit configuration of the entire physical quantity sensor becomes complicated as well as a circuit that corrects the secondary component.

さらに、回路構成が煩雑になることから、センサ出力の補正方法において補正工程が煩雑になる。すなわち、図8(b)に示されるように、センサ出力の二次成分においては、室温近辺のセンサ出力の温度依存性は無くなっているものの、低温および高温領域では、センサ出力に温度依存する成分が残ってしまっている。   Further, since the circuit configuration becomes complicated, the correction process becomes complicated in the sensor output correction method. That is, as shown in FIG. 8B, in the secondary component of the sensor output, the temperature dependence of the sensor output near room temperature is eliminated, but in the low temperature and high temperature regions, the temperature dependent component of the sensor output. Remains.

本発明は、上記点に鑑み、温度特性の二次成分を高精度に補正することができる物理量センサおよびその製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to provide a physical quantity sensor capable of correcting a secondary component of temperature characteristics with high accuracy and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、センサ出力の温度特性の二次成分を補正する二次成分補正回路(40)を有する物理量センサであって、二次成分補正回路は、温度特性を有すると共に温度に対して二次的に変化する二次成分を有する抵抗(R11、R13)と、温度特性を有する抵抗に対して直列に接続されると共に温度特性を有しない抵抗(R12、R14)と、複数のダイオード(DI1〜DI4)と、オペアンプ(41)と、を備え、これらが反転増幅回路である半波整流回路として構成されると共に、ダイオードの整流特性によってオペアンプに入力される入力電圧Viの値が所定の電圧値を超えると出力電圧Voを一定値として出力する温度特性調整回路(CI)と、を有し、温度特性を有する抵抗と温度特性を有しない抵抗との間の電位をVRとし、この電位VRは温度特性調整回路のオペアンプの入力端子に接続されており、温度特性を有する抵抗が受ける温度が高くなることで温度特性を有する抵抗の抵抗値が変化して電位VRが前記出力電圧Voよりも大きくなる場合、温度特性調整回路は、ダイオードの整流特性に応じた一定電圧を出力電圧Voとして出力し、温度特性を有する抵抗が受ける温度が低くなることで温度特性を有する抵抗の抵抗値が変化して電位VRが出力電圧Voよりも小さくなる場合、温度特性調整回路は、温度特性を有する抵抗の温度特性に応じた電圧を出力電圧Voとして出力するようになっており、出力電圧Voにおいて温度に対して一定値を示す直線波形と温度に対して変化する直線波形との接続点を折れ曲がり点とすると、温度特性調整回路は、電位VRが出力電圧Voよりも小さくなる場合、入力電圧Viの値を変更して入力することで、折れ曲がり点を温度に対して低温側に移動させると共に、出力電圧Voを温度に対して一定とすることでセンサ出力の温度特性の二次成分を補正するようになっていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a physical quantity sensor having a secondary component correction circuit (40) for correcting a secondary component of the temperature characteristic of the sensor output, wherein the secondary component correction circuit is A resistor (R11, R13) having a temperature characteristic and a secondary component that changes secondarily with respect to the temperature, and a resistor that is connected in series to the resistor having the temperature characteristic and does not have a temperature characteristic ( R12, R14), a plurality of diodes (DI1 to DI4), and an operational amplifier (41), which are configured as a half-wave rectifier circuit that is an inverting amplifier circuit, and input to the operational amplifier by the rectification characteristics of the diode. A temperature characteristic adjusting circuit (CI) that outputs the output voltage Vo as a constant value when the value of the input voltage Vi exceeds a predetermined voltage value, and has a temperature characteristic resistor and temperature The potential between the resistor and the non-resistive resistor is VR, and this potential VR is connected to the input terminal of the operational amplifier of the temperature characteristic adjusting circuit, and has a temperature characteristic by increasing the temperature received by the resistor having the temperature characteristic. When the resistance value of the resistor changes and the potential VR becomes larger than the output voltage Vo, the temperature characteristic adjusting circuit outputs a constant voltage corresponding to the rectifying characteristic of the diode as the output voltage Vo, and the resistor having the temperature characteristic When the resistance value of the resistor having the temperature characteristic changes due to the lowering of the received temperature and the potential VR becomes smaller than the output voltage Vo, the temperature characteristic adjusting circuit generates a voltage corresponding to the temperature characteristic of the resistor having the temperature characteristic. The output voltage Vo is output, and at the output voltage Vo, the connection point between the linear waveform that shows a constant value with respect to temperature and the linear waveform that changes with temperature is broken. Assuming that the point is a point, the temperature characteristic adjusting circuit moves the bending point to a lower temperature side with respect to the temperature by changing and inputting the value of the input voltage Vi when the potential VR is smaller than the output voltage Vo. The second component of the temperature characteristic of the sensor output is corrected by making the output voltage Vo constant with respect to the temperature.

このように、ダイオードを用いると共に半整流回路である温度特性調整回路によって、温度特性によって変化する電位VRを一定値として出力することができる。これにより、複雑な回路を用いる必要はなく、安価で容易に温度特性の二次成分を補正することができる。したがって、温度特性の高温側においてはダイオードの整流特性、低温側においては入力電圧Viによる調整により、温度特性の二次成分を確実に補正することができる。   As described above, the potential VR that changes depending on the temperature characteristics can be output as a constant value by the temperature characteristics adjustment circuit that is a semi-rectifier circuit using a diode. Thereby, it is not necessary to use a complicated circuit, and the secondary component of the temperature characteristic can be easily corrected at a low cost. Therefore, the secondary component of the temperature characteristic can be reliably corrected by adjusting the rectification characteristic of the diode on the high temperature side of the temperature characteristic and adjusting the input voltage Vi on the low temperature side.

請求項2に記載の発明では、温度特性調整回路は、温度特性を有する抵抗の温度係数の極性に応じて切り換えられる極性スイッチ(SW1、SW2)を備えていることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, the temperature characteristic adjusting circuit includes a polarity switch (SW1, SW2) that is switched according to the polarity of the temperature coefficient of the resistor having the temperature characteristic.

このように、抵抗が有する温度係数の極性(正または負)に応じて、極性スイッチを切り換える。これにより、抵抗がどちらの極性を有していても、温度特性調整回路により温度特性の二次成分を補正できる。   Thus, the polarity switch is switched according to the polarity (positive or negative) of the temperature coefficient of the resistor. Thereby, the secondary component of the temperature characteristic can be corrected by the temperature characteristic adjusting circuit regardless of which polarity the resistor has.

請求項3に記載の発明では、出力電圧Voは、物理量センサのセンサ出力に加算されるようになっていることを特徴としている。   The invention according to claim 3 is characterized in that the output voltage Vo is added to the sensor output of the physical quantity sensor.

このように、補正した出力電圧Voを物理量センサのセンサ出力に加算する。これにより、物理量センサが有する温度特性の二次成分をキャンセルすることができる。   In this manner, the corrected output voltage Vo is added to the sensor output of the physical quantity sensor. Thereby, the secondary component of the temperature characteristic which a physical quantity sensor has can be canceled.

請求項4に記載の発明では、温度特性を有すると共に温度に対して二次的に変化する二次成分を有する抵抗(R11、R13)と、温度特性を有する抵抗に対して直列に接続されると共に温度特性を有しない抵抗(R12、R14)と、複数のダイオード(DI1〜DI4)と、オペアンプ(41)と、を備え、これらが反転増幅回路である半波整流回路として構成されると共に、ダイオードの整流特性によって、オペアンプに入力される入力電圧Viの値が所定の電圧値を超えると出力電圧Voを一定値として出力する温度特性調整回路(CI)と、を有し、温度特性を有する抵抗と温度係数を有しない抵抗との間の電位をVRとし、この電位VRが温度特性調整回路のオペアンプの入力端子に接続される二次成分補正回路(40)を備えた物理量センサの製造方法であって、温度特性を有する抵抗が受ける温度が高くなることで電位VRが出力電圧Voよりも大きくなる場合、温度特性調整回路においてダイオードの整流特性に応じた一定電圧を出力し、温度特性を有する抵抗が受ける温度が低くなることで電位VRが出力電圧Voよりも小さくなる場合、温度特性調整回路において温度特性を有する抵抗の温度特性に応じた電圧を出力電圧Voとして出力する補正工程と、出力電圧Voにおいて温度に対して一定値を示す直線波形と温度に対して変化する直線波形との接続点を折れ曲がり点とし、温度特性調整回路において入力電圧Viの値を変更して折れ曲がり点を温度に対して低温側に移動させることで温度に依存しない出力電圧Voを出力する補正工程と、を含むことを特徴としている。   In the invention described in claim 4, the resistor (R11, R13) having a temperature characteristic and having a secondary component that changes secondarily with respect to the temperature and the resistor having the temperature characteristic are connected in series. And a resistor (R12, R14) having no temperature characteristics, a plurality of diodes (DI1 to DI4), and an operational amplifier (41), which are configured as a half-wave rectifier circuit that is an inverting amplifier circuit, A temperature characteristic adjusting circuit (CI) that outputs the output voltage Vo as a constant value when the value of the input voltage Vi input to the operational amplifier exceeds a predetermined voltage value due to the rectifying characteristics of the diode, and has temperature characteristics There is provided a secondary component correction circuit (40) in which the potential between the resistor and the resistor having no temperature coefficient is VR, and this potential VR is connected to the input terminal of the operational amplifier of the temperature characteristic adjusting circuit. A method of manufacturing a physical quantity sensor, in which when a temperature received by a resistor having a temperature characteristic increases and the potential VR becomes larger than the output voltage Vo, a constant voltage corresponding to the rectification characteristic of the diode is output in the temperature characteristic adjustment circuit. When the potential VR is lower than the output voltage Vo due to the temperature received by the resistor having temperature characteristics, the voltage corresponding to the temperature characteristics of the resistor having temperature characteristics is output as the output voltage Vo in the temperature characteristic adjusting circuit. The connection point between the correction process to be performed and the linear waveform that shows a constant value with respect to the temperature at the output voltage Vo and the linear waveform that changes with respect to the temperature is used as a bending point, and the value of the input voltage Vi is changed in the temperature characteristic adjustment circuit. And a correction step of outputting an output voltage Vo independent of temperature by moving the bending point to a low temperature side with respect to the temperature. It is characterized.

このように、ダイオードで構成される回路を用いて温度特性を補正する。これにより、二次成分補正回路を安価で簡易な構成とすることができるので、補正工程数を減らすことができる。また、ダイオードの整流特性を利用しているので、出力電圧Voを一定値にすることができる。これについては、高温側ではダイオードの整流特性、低温側では温度特性調整回路の入力電圧Viの値を変えることで容易に実現できる。このようにして温度特性の二次成分を補正することができる。   In this way, the temperature characteristic is corrected using a circuit formed of a diode. As a result, the secondary component correction circuit can be made inexpensive and simple, and the number of correction steps can be reduced. Further, since the rectification characteristic of the diode is used, the output voltage Vo can be set to a constant value. This can be easily realized by changing the value of the input voltage Vi of the temperature characteristic adjusting circuit on the high temperature side and the temperature characteristic adjusting circuit on the low temperature side. In this way, the secondary component of the temperature characteristic can be corrected.

請求項5に記載の発明では、温度に依存しない出力電圧Voを出力する補正工程に、出力電圧Voを物理量センサのセンサ出力に加算する補正工程が含まれることを特徴としている。   The invention according to claim 5 is characterized in that the correction step of outputting the output voltage Vo independent of temperature includes a correction step of adding the output voltage Vo to the sensor output of the physical quantity sensor.

このように、出力電圧Voを物理量センサのセンサ出力に加算する。これにより、物理量センサのセンサ出力が持つ温度特性の二次成分をキャンセルすることができる。   In this way, the output voltage Vo is added to the sensor output of the physical quantity sensor. Thereby, the secondary component of the temperature characteristic which the sensor output of a physical quantity sensor has can be canceled.

請求項6に記載の発明では、入力電圧Viに温度特性を有する抵抗の極性に応じた信号が含まれた信号がオペアンプに入力されることを特徴としている。
In the invention described in claim 6, the signal the signal is included in accordance with the polarity of the resistor having a temperature characteristic in the input voltage Vi is characterized in that it is input to the operational amplifier.

このように、入力電圧Viに温度特性を有する抵抗の温度係数の極性(正または負)に応じた信号を含ませる。これにより、温度特性を有する抵抗がどちらの極性を有していても、温度特性調整回路により温度特性の二次成分を補正できる。   In this way, the input voltage Vi includes a signal corresponding to the polarity (positive or negative) of the temperature coefficient of the resistor having temperature characteristics. Thus, regardless of which polarity the resistor having the temperature characteristic has, the temperature characteristic adjustment circuit can correct the secondary component of the temperature characteristic.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

(第1実施形態)
以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。本実施形態では、物理量センサとして圧力センサについて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る圧力センサの全体回路図である。図1に示されるように、圧力センサは、メモリ回路10と、圧力検出部20と、一次成分補正回路30と、二次成分補正回路40と、加算器50と、アンプ60と、を備えて構成される。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a pressure sensor will be described as a physical quantity sensor. FIG. 1 is an overall circuit diagram of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 1, the pressure sensor includes a memory circuit 10, a pressure detection unit 20, a primary component correction circuit 30, a secondary component correction circuit 40, an adder 50, and an amplifier 60. Composed.

メモリ回路10は、TRIM端子から入力される信号に基づき所望の制御信号を出力するものである。具体的には、メモリ回路10は、圧力検出部20に圧力を検出する指令信号、一次成分補正回路30に入力電圧V、二次成分補正回路40に入力電圧Viおよび極性信号、加算器50にオフセット成分を補正する信号(オフセット補正電圧)、をそれぞれD/A変換して出力する。 The memory circuit 10 outputs a desired control signal based on a signal input from the TRIM terminal. Specifically, the memory circuit 10 includes a command signal for detecting pressure in the pressure detector 20, an input voltage V T in the primary component correction circuit 30, an input voltage Vi and polarity signal in the secondary component correction circuit 40, and an adder 50. The signal for correcting the offset component (offset correction voltage) is D / A converted and output.

圧力検出部20は、圧力を検出してその検出値に応じたレベルの電気信号を発生するものである。この圧力検出部20は、例えば、ピエゾ抵抗効果を利用した周知構成のもので、その上面に圧力を受けて歪むダイアフラムおよび拡散抵抗などにより形成されたブリッジ回路21を備えた構成となっている。また、このブリッジ回路21に駆動電流を出力するセンサ駆動電流回路22とブリッジ回路21の出力信号を増幅するアンプ23とが備えられている。   The pressure detection unit 20 detects pressure and generates an electric signal having a level corresponding to the detected value. The pressure detection unit 20 has a known configuration using, for example, a piezoresistance effect, and includes a bridge circuit 21 formed on its upper surface by a diaphragm distorted by pressure and a diffusion resistor. In addition, a sensor drive current circuit 22 that outputs a drive current to the bridge circuit 21 and an amplifier 23 that amplifies the output signal of the bridge circuit 21 are provided.

一次成分補正回路30は、上述した圧力検出部20出力されるセンサ出力信号の一次成分を補正するものである。図2は、一次成分補正回路30の回路図である。図2に示されるように、一次成分補正回路30は、温度特性がそれぞれ異なる2つの抵抗R1、R2とオペアンプ31とを備え、反転増幅回路として構成されている。したがって、この一次成分補正回路30では、メモリ回路10から入力電圧Vが入力されると、出力電圧VT0=(―R2/R1)Vが出力されることとなる。そして、この出力電圧VT0に入力電圧Vが加算された値V+VT0=(1−(R2/R1))Vが計算され、この計算された値がセンサ出力に加算されることで、センサ出力の温度特性の一次成分がキャンセルされるのである。 The primary component correction circuit 30 corrects the primary component of the sensor output signal output from the pressure detector 20 described above. FIG. 2 is a circuit diagram of the primary component correction circuit 30. As shown in FIG. 2, the primary component correction circuit 30 includes two resistors R1 and R2 having different temperature characteristics and an operational amplifier 31, and is configured as an inverting amplifier circuit. Therefore, in the primary component correction circuit 30, when the input voltage V T is input from the memory circuit 10, the output voltage V T0 = (− R2 / R1) V T is output. Then, a value V T + V T0 = (1− (R2 / R1)) V T obtained by adding the input voltage V T to the output voltage V T0 is calculated, and the calculated value is added to the sensor output. Thus, the primary component of the temperature characteristic of the sensor output is canceled.

二次成分補正回路40は、上述した圧力検出部20から出力されるセンサ出力信号の二次成分を補正するものである。図3は、図1に示される圧力センサの二次成分補正回路40の回路図である。図3に示されるように、二次成分補正回路40は、第1〜第4抵抗R11〜R14と、第1、第2調整用抵抗R21、R22と、温度特性調整回路CIと、出力用抵抗R40と、を備えて構成されている。   The secondary component correction circuit 40 corrects the secondary component of the sensor output signal output from the pressure detector 20 described above. FIG. 3 is a circuit diagram of the secondary component correction circuit 40 of the pressure sensor shown in FIG. As shown in FIG. 3, the secondary component correction circuit 40 includes first to fourth resistors R11 to R14, first and second adjustment resistors R21 and R22, a temperature characteristic adjustment circuit CI, and an output resistor. R40.

第1、第2抵抗R11、R12は、温度に応じて変化する電位V1を作り出すものである。このような第1、第2抵抗R11、R12のうち、第1抵抗R11は温度依存性を有しており、第2抵抗R12は温度依存性を有していない。また、第1抵抗R11の一端側が接地され、その他端側が第2抵抗R12の一端側に接続された状態となっている。そして、第1抵抗R11の他端側と第2抵抗R12の一端側との間が電位V1とされる。なお、電位V1は、後述する電位V2と共に、本発明の電位VRに相当する。   The first and second resistors R11 and R12 create a potential V1 that changes according to temperature. Of these first and second resistors R11 and R12, the first resistor R11 has temperature dependency, and the second resistor R12 has no temperature dependency. Further, one end of the first resistor R11 is grounded, and the other end is connected to one end of the second resistor R12. A potential V1 is set between the other end side of the first resistor R11 and one end side of the second resistor R12. Note that the potential V1 corresponds to the potential VR of the present invention together with the potential V2 described later.

このような接続形態により、第1、第2抵抗R11、R12が受ける温度が変化すると、第1抵抗R11の抵抗値が温度に応じて変化する。これに伴い、電位V1の値も変化するようになっている。例えば、第1抵抗R11が正の温度係数を有しているとすると、第1、第2抵抗R11、R12が受ける温度が高いほど第1抵抗R11の抵抗値が上がり、電位V1の値も上昇する。なお、本実施形態では、第1抵抗R11(および後述する第3抵抗R13)の温度係数が正の場合、極性が正であるという。   With such a connection configuration, when the temperature received by the first and second resistors R11 and R12 changes, the resistance value of the first resistor R11 changes according to the temperature. Along with this, the value of the potential V1 also changes. For example, if the first resistor R11 has a positive temperature coefficient, the resistance value of the first resistor R11 increases and the value of the potential V1 also increases as the temperature received by the first and second resistors R11, R12 increases. To do. In the present embodiment, when the temperature coefficient of the first resistor R11 (and a third resistor R13 described later) is positive, the polarity is positive.

第1調整用抵抗R21は、電位V1と温度特性調整回路CIとを繋ぐ役割を果たすものである。   The first adjustment resistor R21 plays a role of connecting the potential V1 and the temperature characteristic adjustment circuit CI.

温度特性調整回路CIは、第1抵抗R11の温度特性を無くす、すなわち温度特性の二次成分を補正する機能を有するものであり、第1極性スイッチSW1と、オペアンプ41と、抵抗R31〜R33と、第1、第2ダイオードDI1、DI2と、を備えて構成される。   The temperature characteristic adjustment circuit CI has a function of eliminating the temperature characteristic of the first resistor R11, that is, correcting a secondary component of the temperature characteristic, and includes a first polarity switch SW1, an operational amplifier 41, resistors R31 to R33, and , First and second diodes DI1 and DI2.

第1極性スイッチSW1は、入力される信号に応じて第1極性スイッチSW1の一端側と他端側とを接続(導通)または開放(断線)するものである。この第1極性スイッチSW1は、例えば半導体基板にMOSトランジスタとして形成される。また、オペアンプ41は、入力される電圧を所定の増幅率で増幅して出力するものである。この第1極性スイッチSW1は、後述するオペアンプ41の出力側に配置されるものと、上記電位V1と温度特性調整回路CIとを繋ぐものと、の2つのスイッチが採用される。   The first polarity switch SW1 connects (conducts) or opens (disconnects) one end side and the other end side of the first polarity switch SW1 according to an input signal. The first polarity switch SW1 is formed as a MOS transistor on a semiconductor substrate, for example. The operational amplifier 41 amplifies an input voltage with a predetermined amplification factor and outputs the amplified voltage. The first polarity switch SW1 employs two switches, one that is arranged on the output side of the operational amplifier 41, which will be described later, and one that connects the potential V1 and the temperature characteristic adjustment circuit CI.

抵抗R31、R33は、上記オペアンプ41が反転増幅回路として機能したときの増幅率(=R33/R31)をコントロールするものである。また、抵抗R32は、第1ダイオードDI1を保護するものである。なお、これらの抵抗R31〜R33は、温度特性を有しない。   The resistors R31 and R33 control the amplification factor (= R33 / R31) when the operational amplifier 41 functions as an inverting amplifier circuit. The resistor R32 protects the first diode DI1. These resistors R31 to R33 do not have temperature characteristics.

第1、第2ダイオードDI1、DI2は、順方向に電圧が印加される場合、これらダイオードDI1、DI2に流れる電流が所定値を超えると、一定の電圧値を出力するものである。逆に、逆方向に電圧が印加される場合、これらダイオードDI1、DI2には電流が流れない。   When a voltage is applied in the forward direction, the first and second diodes DI1 and DI2 output a constant voltage value when the current flowing through the diodes DI1 and DI2 exceeds a predetermined value. Conversely, when a voltage is applied in the reverse direction, no current flows through these diodes DI1 and DI2.

この温度特性調整回路CIは、オペアンプ41、抵抗R31〜R33、そして第1、第2ダイオードDI1、DI2によって反転増幅回路が構成される。すなわち、温度特性調整回路CIの出力電圧Vcは、温度特性調整回路CIに入力される入力電圧Viが抵抗R31、R33の値(詳しくはR33/R31)によって増幅された値として出力される。   In the temperature characteristic adjusting circuit CI, an operational amplifier 41, resistors R31 to R33, and first and second diodes DI1 and DI2 constitute an inverting amplifier circuit. That is, the output voltage Vc of the temperature characteristic adjustment circuit CI is output as a value obtained by amplifying the input voltage Vi input to the temperature characteristic adjustment circuit CI by the values of the resistors R31 and R33 (specifically, R33 / R31).

さらに、温度特性調整回路CIは、第1、第2ダイオードDI1、DI2の存在により、整流回路としての機能も有する。具体的には、第1抵抗R11が受ける温度が上昇すると抵抗値が上昇して電位V1の値も上昇する。これに伴い、V1>Voとなって、第1、第2ダイオードDI1、DI2がオンになることで、図3に示される電位Vcは一定値となる。つまり、第1抵抗R11が受ける温度が室温−高温領域では、温度特性調整回路CIにおいて電位Vcは一定値となる。   Furthermore, the temperature characteristic adjusting circuit CI also has a function as a rectifier circuit due to the presence of the first and second diodes DI1 and DI2. Specifically, when the temperature received by the first resistor R11 increases, the resistance value increases and the value of the potential V1 also increases. Accordingly, V1> Vo and the first and second diodes DI1 and DI2 are turned on, so that the potential Vc shown in FIG. 3 becomes a constant value. That is, when the temperature received by the first resistor R11 is in the room temperature-high temperature region, the potential Vc is a constant value in the temperature characteristic adjustment circuit CI.

逆に、第1抵抗R11が受ける温度が下がると抵抗値が下がり、電位V1の値も下がる。これに伴い、V1<Voとなって、第1、第2ダイオードDI1、DI2がオフとなり、第1、第2抵抗R11、R12の温度特性を反転した出力が電位Vcとなる。すなわち、電位Vcは、室温−低温領域では、温度に依存した電圧値となる。   Conversely, when the temperature received by the first resistor R11 decreases, the resistance value decreases and the value of the potential V1 also decreases. Accordingly, V1 <Vo, the first and second diodes DI1 and DI2 are turned off, and the output obtained by inverting the temperature characteristics of the first and second resistors R11 and R12 becomes the potential Vc. That is, the potential Vc has a voltage value depending on the temperature in the room temperature-low temperature region.

図4は、温度特性調整回路CIにおいて第1抵抗R11が受ける温度と電位Vcとの関係を示した図である。図4(a)は、第1極性スイッチSW1がオンになった場合の第1抵抗R11の温度変化に対する電位Vcを示した図である。図4(a)に示されるように、第1抵抗R11の温度が室温−高温領域では、第1、第2ダイオードDI1、DI2の整流特性によって電位Vcの値は温度に依存せずに一定値になっている。一方、第1抵抗R11の温度が低温−室温領域では、第1抵抗R11の温度特性に応じて電位Vcの値は温度に依存して変化する。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the temperature received by the first resistor R11 and the potential Vc in the temperature characteristic adjustment circuit CI. FIG. 4A is a diagram illustrating the potential Vc with respect to the temperature change of the first resistor R11 when the first polarity switch SW1 is turned on. As shown in FIG. 4A, when the temperature of the first resistor R11 is in the room temperature-high temperature region, the value of the potential Vc does not depend on the temperature and is a constant value due to the rectification characteristics of the first and second diodes DI1 and DI2. It has become. On the other hand, when the temperature of the first resistor R11 is in a low temperature-room temperature region, the value of the potential Vc changes depending on the temperature according to the temperature characteristics of the first resistor R11.

図4(a)において、電位Vcの値が一定値を示す線と温度に依存する線との接続点(以下、折れ曲がり点という)は、上記温度特性調整回路CIの入力電圧Viの値が変わると移動する。例えば、入力電圧Viが上昇すると、入力電圧Viと電位V1との電位差が小さくなり、第1、第2ダイオードDI1、DI2に流れる電流も減少する。これにより、ダイオードDI1、DI2の整流特性を得られずに、電位Vcは温度に応じて変化する。逆に、入力電圧Viが減少すると、入力電圧Viと電位V1との電位差が大きくなり、第1、第2ダイオードDI1、DI2に流れる電流が増える。これにより、ダイオードDI1、I2の整流特性によって、電位Vcは一定値が保たれる。   In FIG. 4A, the value of the input voltage Vi of the temperature characteristic adjusting circuit CI changes at a connection point between a line having a constant potential Vc value and a line depending on temperature (hereinafter referred to as a bending point). And move. For example, when the input voltage Vi increases, the potential difference between the input voltage Vi and the potential V1 decreases, and the current flowing through the first and second diodes DI1 and DI2 also decreases. Thereby, the rectification characteristics of the diodes DI1 and DI2 cannot be obtained, and the potential Vc changes according to the temperature. On the contrary, when the input voltage Vi decreases, the potential difference between the input voltage Vi and the potential V1 increases, and the current flowing through the first and second diodes DI1 and DI2 increases. Thereby, the potential Vc is kept constant by the rectification characteristics of the diodes DI1 and I2.

以上のことから、入力電圧Viの値が上昇すると、第1、第2ダイオードDI1、DI2の整流特性によって折れ曲がり点は高温側に移動し、入力電圧Viの値が減少すると折れ曲がり点は低温側に移動する。したがって、入力電圧Viの値を減少させることで、折れ曲がり点を低温側に移動させ、電位Vcの温度特性を無くすことができる。この電位Vcは、二次成分補正回路の出力電圧Voとして、抵抗R40を介して後述する加算器50に出力されることとなる。   From the above, when the value of the input voltage Vi increases, the bending point moves to the high temperature side due to the rectification characteristics of the first and second diodes DI1 and DI2, and when the value of the input voltage Vi decreases, the bending point moves to the low temperature side. Moving. Therefore, by reducing the value of the input voltage Vi, the bending point can be moved to the low temperature side, and the temperature characteristic of the potential Vc can be eliminated. This potential Vc is output to the adder 50 described later via the resistor R40 as the output voltage Vo of the secondary component correction circuit.

本実施形態では、入力電圧Viは、上記第1極性スイッチSW1を接続する信号を含んだ値としてメモリ回路10から温度特性調整回路CIに入力されるようになっている。つまり、入力電圧Viは、折れ曲がり点を移動させるDAC値(例えば7bit)と第1極性スイッチSW1(もしくは後述する第2極性スイッチSW2)を接続状態とする極性信号(例えば1bit)とが合わさった信号(合計8bit)とされ、温度特性調整回路CIのオペアンプ41に入力される。   In the present embodiment, the input voltage Vi is input from the memory circuit 10 to the temperature characteristic adjustment circuit CI as a value including a signal for connecting the first polarity switch SW1. That is, the input voltage Vi is a signal obtained by combining a DAC value (for example, 7 bits) for moving the bending point and a polarity signal (for example, 1 bit) for connecting the first polarity switch SW1 (or a second polarity switch SW2 described later). (Total 8 bits) and input to the operational amplifier 41 of the temperature characteristic adjustment circuit CI.

抵抗R40は、温度特性調整回路CIの出力電圧Voを加算器50に出力する役割を果たすものである。   The resistor R40 serves to output the output voltage Vo of the temperature characteristic adjusting circuit CI to the adder 50.

以上は、極性が正の場合(第1極性スイッチSW1が接続された状態)における二次成分補正回路40の構成となっている。本実施形態では、第1抵抗R11や以下で述べる第3抵抗R13の温度係数が負である場合もあり得る。このような極性が負の場合に対応するため、図3に示される二次成分補正回路40には、第1、第3抵抗R11、R13の極性が逆の場合に対応する回路が設けられている。   The above is the configuration of the secondary component correction circuit 40 when the polarity is positive (the state where the first polarity switch SW1 is connected). In the present embodiment, the temperature coefficient of the first resistor R11 and the third resistor R13 described below may be negative. In order to cope with such a negative polarity, the secondary component correction circuit 40 shown in FIG. 3 is provided with a circuit corresponding to the case where the polarities of the first and third resistors R11 and R13 are reversed. Yes.

したがって、極性が負の場合、二次成分補正回路40は、上記温度特性を有する第3抵抗R13と、温度特性を有しない第4抵抗R14と、第2調整用抵抗R22と、を備えている。また、二次成分補正回路の温度特性調整回路CIは、第2極性スイッチSW2と、第3、第4ダイオードDI3、DI4と、を備えている。   Therefore, when the polarity is negative, the secondary component correction circuit 40 includes the third resistor R13 having the temperature characteristic, the fourth resistor R14 having no temperature characteristic, and the second adjustment resistor R22. . The temperature characteristic adjustment circuit CI of the secondary component correction circuit includes a second polarity switch SW2, and third and fourth diodes DI3 and DI4.

第3、第4抵抗R13、R14は、第1、第2抵抗R11、R12と同様に、温度に応じて変化する電位V2を作り出すものである。本実施形態では、第4抵抗R14の一端側が接地され、その他端側が第3抵抗R13の一端側に接続された状態となっている。そして、第4抵抗R14の他端側と第3抵抗R13の一端側との間が電位V2とされる。   Similar to the first and second resistors R11 and R12, the third and fourth resistors R13 and R14 create a potential V2 that changes according to the temperature. In the present embodiment, one end side of the fourth resistor R14 is grounded, and the other end side is connected to one end side of the third resistor R13. The potential V2 is set between the other end side of the fourth resistor R14 and one end side of the third resistor R13.

第2調整用抵抗R22は、電位V2と温度特性調整回路CIの第2極性スイッチSW2とを繋ぐ役割を果たすものである。また、第3、第4ダイオードDI3、DI4は、第1、第2ダイオードDI1、DI2と同様の機能を有する。なお、二次成分補正回路40が有する抵抗R31〜R33、オペアンプ41、そして抵抗R40は、極性に関係ない共通の構成要素である。   The second adjustment resistor R22 serves to connect the potential V2 and the second polarity switch SW2 of the temperature characteristic adjustment circuit CI. The third and fourth diodes DI3 and DI4 have the same functions as the first and second diodes DI1 and DI2. Note that the resistors R31 to R33, the operational amplifier 41, and the resistor R40 included in the secondary component correction circuit 40 are common components regardless of polarity.

このように、第2極性スイッチSW2を接続状態とする回路を形成する場合、温度特性調整回路CIの電位Vcは、温度に対して図4(b)に示される波形となる。図4(b)は、第2極性スイッチSW2がオンになった場合の第3抵抗R13の温度変化に対する電位Vcを示した図である。図4(b)に示されるように、入力電圧Viの値を減らすことで、折れ曲がり点を低温側に移動させることができ、第3抵抗R13の温度特性の二次成分を補正することができるようになっている。   In this way, when forming a circuit in which the second polarity switch SW2 is connected, the potential Vc of the temperature characteristic adjustment circuit CI has a waveform shown in FIG. 4B with respect to the temperature. FIG. 4B is a diagram illustrating the potential Vc with respect to the temperature change of the third resistor R13 when the second polarity switch SW2 is turned on. As shown in FIG. 4B, the bending point can be moved to the low temperature side by reducing the value of the input voltage Vi, and the secondary component of the temperature characteristic of the third resistor R13 can be corrected. It is like that.

このように、第1、第3抵抗R11、R13の極性によって、第1極性スイッチSW1、第2極性スイッチSW2のいずれか一方のスイッチが接続状態とされ、第1、第3抵抗R11、R13の温度特性の二次成分の補正がなされることとなる。   Thus, according to the polarities of the first and third resistors R11 and R13, one of the first polarity switch SW1 and the second polarity switch SW2 is connected, and the first and third resistors R11 and R13 are connected. The secondary component of the temperature characteristic is corrected.

加算器50は、圧力検出部20のセンサ出力信号、一次および二次成分補正回路30、40の温度特性補正信号、オフセット補正電圧をそれぞれ加算し、出力するものである。また、アンプ60は、加算器50から入力される信号を所望の増幅率で増幅して圧力センサのセンサ出力として出力するものである。以上が、圧力センサの構成である。   The adder 50 adds and outputs the sensor output signal of the pressure detector 20, the temperature characteristic correction signals of the primary and secondary component correction circuits 30 and 40, and the offset correction voltage. The amplifier 60 amplifies the signal input from the adder 50 with a desired amplification factor and outputs it as a sensor output of the pressure sensor. The above is the configuration of the pressure sensor.

次に、圧力センサの製造方法において、圧力センサの温度特性を補正する方法について図5および図6を参照して説明する。なお、以下では、相対圧を検出する圧力センサの温度特性の補正について説明する。   Next, a method for correcting the temperature characteristics of the pressure sensor in the pressure sensor manufacturing method will be described with reference to FIGS. In the following, correction of temperature characteristics of a pressure sensor that detects relative pressure will be described.

図5は、圧力センサの温度特性の補正工程を示した図である。また、図6は図5に示される各工程におけるセンサ出力を示した図である。図6(a)は図5の感度調整の様子を示した図である。図6(b)は、図5のオフセット温度特性調整およびオフセット特性調整の様子を示した図である。図6(c)は図5のオフセット特性調整(低温)の様子を示した図である。また、図6に示されるセンサ出力とは、図1に示される圧力センサの出力端子VOUTから出力される信号(電圧値)を指す。 FIG. 5 is a diagram showing a temperature characteristic correction process of the pressure sensor. FIG. 6 is a diagram showing sensor output in each step shown in FIG. FIG. 6A is a diagram showing how sensitivity is adjusted in FIG. FIG. 6B is a diagram showing the offset temperature characteristic adjustment and the offset characteristic adjustment in FIG. FIG. 6C is a diagram showing the state of offset characteristic adjustment (low temperature) in FIG. Further, the sensor output shown in FIG. 6 indicates a signal (voltage value) output from the output terminal VOUT of the pressure sensor shown in FIG.

まず、図1に示される圧力センサが半導体基板に形成されたものを用意する。そして、図5(a)に示される工程では、室温における圧力センサの感度調整がなされる。すなわち、圧力センサが形成された時点では、圧力センサのセンサ出力に感度のバラツキが存在する。つまり、本工程では、この感度のバラツキを最小限に抑えるように感度調整がなされる。具体的には、メモリ回路10からセンサ駆動電流回路22に信号が出力されて、ブリッジ回路21の出力が最適な値となるように調整される。これにより、図6(a)に示されるように、圧力センサのセンサ出力の初期値(破線)が調整後(直線)のようになる。   First, a pressure sensor shown in FIG. 1 is prepared on a semiconductor substrate. In the step shown in FIG. 5A, sensitivity adjustment of the pressure sensor at room temperature is performed. That is, when the pressure sensor is formed, there is a sensitivity variation in the sensor output of the pressure sensor. That is, in this step, sensitivity adjustment is performed so as to minimize this sensitivity variation. Specifically, a signal is output from the memory circuit 10 to the sensor drive current circuit 22, and the output of the bridge circuit 21 is adjusted to an optimum value. As a result, as shown in FIG. 6A, the initial value (broken line) of the sensor output of the pressure sensor is as adjusted (straight line).

図5(b)に示される工程では、オフセット温度特性調整(室温−高温)がなされる。この工程では、まず、圧力センサに圧力が印加されていない状態(P=0)でのセンサ出力の温度特性が調べられる。こうして得られた温度特性は、例えば図6(b)に示される初期値(破線)として得られる。   In the step shown in FIG. 5B, offset temperature characteristic adjustment (room temperature-high temperature) is performed. In this step, first, the temperature characteristic of the sensor output in a state where no pressure is applied to the pressure sensor (P = 0) is examined. The temperature characteristic thus obtained is obtained as an initial value (broken line) shown in FIG. 6B, for example.

続いて、圧力センサのセンサ出力の温度特性の一次成分が補正される。つまり、圧力センサのセンサ出力に対して、一次成分補正回路30から出力される信号が加算される。具体的には、メモリ回路10から一次成分補正回路30の各抵抗値R1、R2の値を変化させる共に入力電圧Vの所望の値が決められ、上述のように入力電圧Vと出力電圧VT0との和(V+VT0)に圧力センサのセンサ出力が加算されることでセンサ出力の温度特性の一次成分がキャンセルされる。ここで、各抵抗R1、R2や入力電圧Vの値は固定される。この時点において、センサ出力は図6(b)の調整後(直線)の波形とされる。 Subsequently, the primary component of the temperature characteristic of the sensor output of the pressure sensor is corrected. That is, the signal output from the primary component correction circuit 30 is added to the sensor output of the pressure sensor. Specifically, a desired value of both the input voltage V T changes the value of the resistance values R1, R2 from the memory circuit 10 primary component correction circuit 30 are determined, the input voltage V T and the output voltage as described above the primary component of the temperature property of the sensor output by the sensor output of the pressure sensor is added to the sum (V T + V T0) with V T0 is canceled. Here, the value of the resistors R1, R2 and the input voltage V T is fixed. At this time, the sensor output has an adjusted (straight line) waveform in FIG.

この後、図5(c)に示される工程では、オフセット特性調整(室温)がなされる。これは、室温においてメモリ回路10から出力されるオフセット補正電圧が図6(b)の調整後(直線)の波形に加算器50にて加算されることでなされる。すなわち、加算器50にてセンサ出力に所望のオフセット補正電圧が加算されると図6(b)調整後(直線)の波形が狙い値にシフトされる。そして、オフセット補正電圧の値が固定される。   Thereafter, in the step shown in FIG. 5C, offset characteristic adjustment (room temperature) is performed. This is done by adding the offset correction voltage output from the memory circuit 10 at room temperature to the adjusted (straight line) waveform in FIG. That is, when a desired offset correction voltage is added to the sensor output by the adder 50, the waveform after adjustment (straight line) in FIG. 6B is shifted to the target value. Then, the value of the offset correction voltage is fixed.

次に、図5(d)に示される工程では、オフセット特性調整(低温)がなされる。すなわち、圧力センサのセンサ出力の温度特性の二次成分が補正される。これは、以下のようになされる。まず、メモリ回路10から二次成分補正回路40の温度特性調整回路CIに入力電圧Vi(DAC値)が入力される。この入力電圧Viには、温度特性調整回路CIの第1または第2極性スイッチSW1、SW2のいずれか一方のスイッチを接続する極性信号が含まれる。本実施形態では、図6(b)に示されるオフセット補正の波形の低温側の傾きから、第2極性スイッチSW2を接続することとする。したがって、二次成分補正回路40には入力電圧Viおよび第2極性スイッチSW2を接続する極性信号が入力される。   Next, in the step shown in FIG. 5D, offset characteristic adjustment (low temperature) is performed. That is, the secondary component of the temperature characteristic of the sensor output of the pressure sensor is corrected. This is done as follows. First, the input voltage Vi (DAC value) is input from the memory circuit 10 to the temperature characteristic adjustment circuit CI of the secondary component correction circuit 40. This input voltage Vi includes a polarity signal for connecting one of the first and second polarity switches SW1 and SW2 of the temperature characteristic adjusting circuit CI. In the present embodiment, the second polarity switch SW2 is connected from the low temperature side slope of the offset correction waveform shown in FIG. Therefore, the input voltage Vi and the polarity signal for connecting the second polarity switch SW2 are input to the secondary component correction circuit 40.

そして、二次成分補正回路40において、入力電圧Viが温度特性調整回路CIに入力されると、第2極性スイッチSW2が接続状態となる。これにより、温度特性調整回路CIの第3、第4ダイオードDI3、DI4の整流特性によって温度特性の室温−高温側の出力電圧Voが温度に対してフラットになる。一方、温度特性の低温側は、入力電圧Viの値、すなわちDAC値が下げられ、折れ曲がり点が低温側にシフトされる。このように折れ曲がり点を低温側にシフトした出力電圧Voが二次成分補正回路40から出力され、図5(c)の工程を終えたセンサ出力に加算される。したがって、図6(c)に示されるように、センサ出力の調整前の波形が調整後のように温度に対してフラットになる。ここで、折れ曲がり点を低温側にシフトしたときの入力電圧Viが固定される。以上のようにして、センサ出力の温度特性が補正される。   In the secondary component correction circuit 40, when the input voltage Vi is input to the temperature characteristic adjustment circuit CI, the second polarity switch SW2 is connected. As a result, the room temperature-high temperature side output voltage Vo of the temperature characteristic becomes flat with respect to the temperature due to the rectification characteristics of the third and fourth diodes DI3 and DI4 of the temperature characteristic adjustment circuit CI. On the other hand, on the low temperature side of the temperature characteristic, the value of the input voltage Vi, that is, the DAC value is lowered, and the bending point is shifted to the low temperature side. The output voltage Vo with the bending point shifted to the low temperature side is output from the secondary component correction circuit 40 and added to the sensor output after the process of FIG. Therefore, as shown in FIG. 6C, the waveform before the adjustment of the sensor output becomes flat with respect to the temperature as after the adjustment. Here, the input voltage Vi when the bending point is shifted to the low temperature side is fixed. As described above, the temperature characteristics of the sensor output are corrected.

以上、説明したように、本実施形態では、二次成分補正回路40においてダイオードDI1〜DI4の整流特性を利用して圧力センサ出力の温度特性の二次成分を補正している。このように、ダイオードDI1〜DI4を用いると共に半整流回路である温度特性調整回路CIによって、温度特性によって変化する電圧V1(または電圧V2)を一定値として出力することができる。これにより、複雑な回路を用いる必要はなく、安価で容易に温度特性の二次成分を補正することができる。したがって、温度特性の高温側においてはダイオードDI1〜DI4の整流特性、低温側においては温度特性調整回路に入力する入力電圧Viの調整により、圧力センサのセンサ出力の温度特性の二次成分を確実に補正することができる。   As described above, in the present embodiment, the secondary component correction circuit 40 corrects the secondary component of the temperature characteristic of the pressure sensor output using the rectification characteristics of the diodes DI1 to DI4. In this manner, the voltage V1 (or voltage V2) that varies depending on the temperature characteristics can be output as a constant value by using the diodes DI1 to DI4 and the temperature characteristic adjusting circuit CI that is a half rectifier circuit. Thereby, it is not necessary to use a complicated circuit, and the secondary component of the temperature characteristic can be easily corrected at a low cost. Therefore, by adjusting the rectifying characteristics of the diodes DI1 to DI4 on the high temperature side of the temperature characteristic and adjusting the input voltage Vi input to the temperature characteristic adjustment circuit on the low temperature side, the secondary component of the temperature characteristic of the sensor output of the pressure sensor is surely obtained. It can be corrected.

また、抵抗R11、R13が有する温度係数の極性(正または負)に応じて、極性スイッチSW1、SW2を切り換える。これにより、抵抗R11、R13がどちらの極性を有していても、温度特性調整回路CIにより温度特性の二次成分を補正できる。そして、得られた出力電圧Voを圧力検出部20のセンサ出力に加算することにより、圧力センサが有する温度特性の二次成分をキャンセルすることができる。   Also, the polarity switches SW1 and SW2 are switched according to the polarity (positive or negative) of the temperature coefficient of the resistors R11 and R13. As a result, regardless of the polarity of the resistors R11 and R13, the temperature characteristic adjusting circuit CI can correct the secondary component of the temperature characteristic. And the secondary component of the temperature characteristic which a pressure sensor has can be canceled by adding the obtained output voltage Vo to the sensor output of the pressure detection part 20. FIG.

上述のように、ダイオードで構成される回路を用いて温度特性を補正する。これにより、二次成分補正回路40を安価で簡易な構成とすることができるので、補正工程数を減らすことができる。   As described above, the temperature characteristic is corrected using a circuit formed of a diode. As a result, the secondary component correction circuit 40 can be made inexpensive and simple, and the number of correction steps can be reduced.

(他の実施形態)
上記第1実施形態では、物理量センサとして圧力センサを例に説明したが、図3に示される二次成分補正回路40は、センサ出力の温度特性に二次成分をもつ物理量センサすべてに採用することができる。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the pressure sensor is described as an example of the physical quantity sensor. However, the secondary component correction circuit 40 shown in FIG. 3 is used for all physical quantity sensors having a secondary component in the temperature characteristics of the sensor output. Can do.

上記第1実施形態に示される温度特性の補正方法において、オフセット補正(図5(c)の工程)は、オフセット特性調整(図5(d)の工程)の後に実施しても良い。   In the temperature characteristic correction method shown in the first embodiment, the offset correction (step of FIG. 5C) may be performed after the offset characteristic adjustment (step of FIG. 5D).

本発明の一実施形態に係る物理量センサの全体回路図である。1 is an overall circuit diagram of a physical quantity sensor according to an embodiment of the present invention. 図1に示される一次成分補正回路の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a primary component correction circuit shown in FIG. 1. 図1に示される二次成分補正回路の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a secondary component correction circuit shown in FIG. 1. 図3の温度特性調整回路において第1抵抗の温度と電位Vcとの関係を示した図であり、(a)は第1極性スイッチを接続した場合、(b)は第2極性スイッチを接続した場合の第1抵抗の温度と電位Vcとの関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the temperature of the first resistor and the potential Vc in the temperature characteristic adjusting circuit of FIG. 3, where (a) shows a case where a first polarity switch is connected, and (b) shows a case where a second polarity switch is connected. It is the figure which showed the relationship between the temperature of the 1st resistance in case, and the electric potential Vc. 圧力センサの温度特性の二次成分の補正工程を示した図である。It is the figure which showed the correction | amendment process of the secondary component of the temperature characteristic of a pressure sensor. 図5に示される各工程におけるセンサ出力を示した図であり、(a)は図5の感度調整の様子を示した図、(b)は図5のオフセット温度特性調整(室温−高温)およびオフセット特性調整(室温)の様子を示した図、(c)は図5のオフセット特性調整(低温)の様子を示した図である。6A and 6B are diagrams showing sensor outputs in each step shown in FIG. 5, in which FIG. 5A is a diagram showing how sensitivity adjustment is performed in FIG. 5, and FIG. The figure which showed the mode of offset characteristic adjustment (room temperature), (c) is the figure which showed the mode of offset characteristic adjustment (low temperature) of FIG. 従来のセンサ出力の温度特性の二次成分を補正する補正工程を示した図である。It is the figure which showed the correction process which correct | amends the secondary component of the temperature characteristic of the conventional sensor output. 圧力センサのオフセット温度特性の調整の様子を示した図であり、(a)は図7の感度調整(室温)の様子を示した図、(b)は図7のオフセット温度特性調整(室温−高温)およびオフセット特性調整(室温)の様子を示した図である。FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating how the offset temperature characteristics of the pressure sensor are adjusted, in which FIG. 7A illustrates the sensitivity adjustment (room temperature) in FIG. 7 and FIG. 7B illustrates the offset temperature characteristics adjustment in FIG. It is the figure which showed the mode of offset characteristic adjustment (room temperature).

符号の説明Explanation of symbols

10…メモリ回路、20…圧力検出部、30…一次成分補正回路、
31、41…オペアンプ、40…二次成分補正回路、50…加算器、60…アンプ、
R11〜R14…第1〜第4抵抗、R21、R22…第1、第2調整用抵抗、
CI…温度特性調整回路、SW1、SW2…第1、第2極性スイッチ、
R31〜R33、R40…抵抗、DI1〜DI4…第1〜第4ダイオード。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Memory circuit, 20 ... Pressure detection part, 30 ... Primary component correction circuit,
31, 41, operational amplifier, 40, secondary component correction circuit, 50, adder, 60, amplifier,
R11 to R14: first to fourth resistors, R21, R22: first and second adjustment resistors,
CI: temperature characteristic adjustment circuit, SW1, SW2: first and second polarity switches,
R31 to R33, R40... Resistors, DI1 to DI4... First to fourth diodes.

Claims (6)

センサ出力の温度特性の二次成分を補正する二次成分補正回路(40)を有する物理量センサであって、
前記二次成分補正回路は、
温度特性を有すると共に温度に対して二次的に変化する二次成分を有する抵抗(R11、R13)と、前記温度特性を有する抵抗に対して直列に接続されると共に温度特性を有しない抵抗(R12、R14)と、
複数のダイオード(DI1〜DI4)と、オペアンプ(41)と、を備え、これらが反転増幅回路である半波整流回路として構成されると共に、前記ダイオードの整流特性によって前記オペアンプに入力される入力電圧Viの値が所定の電圧値を超えると出力電圧Voを一定値として出力する温度特性調整回路(CI)と、を有し、
前記温度特性を有する抵抗と前記温度特性を有しない抵抗との間の電位をVRとし、この電位VRは前記温度特性調整回路の前記オペアンプの入力端子に接続されており、
前記温度特性を有する抵抗が受ける温度が高くなることで前記温度特性を有する抵抗の抵抗値が変化して前記電位VRが前記出力電圧Voよりも大きくなる場合、前記温度特性調整回路は、前記ダイオードの整流特性に応じた一定電圧を出力電圧Voとして出力し、前記温度特性を有する抵抗が受ける温度が低くなることで前記温度特性を有する抵抗の抵抗値が変化して前記電位VRが前記出力電圧Voよりも小さくなる場合、前記温度特性調整回路は、前記温度特性を有する抵抗の温度特性に応じた電圧を出力電圧Voとして出力するようになっており、
前記出力電圧Voにおいて温度に対して一定値を示す直線波形と温度に対して変化する直線波形との接続点を折れ曲がり点とすると、
前記温度特性調整回路は、前記電位VRが前記出力電圧Voよりも小さくなる場合、前記入力電圧Viの値を変更して入力することで、前記折れ曲がり点を前記温度に対して低温側に移動させると共に、前記出力電圧Voを温度に対して一定とすることでセンサ出力の温度特性の二次成分を補正するようになっていることを特徴とする物理量センサ。
A physical quantity sensor having a secondary component correction circuit (40) for correcting a secondary component of temperature characteristics of the sensor output,
The secondary component correction circuit includes:
Resistors (R11, R13) having a temperature characteristic and having a secondary component that changes secondarily with respect to the temperature, and resistors that are connected in series to the resistor having the temperature characteristic and have no temperature characteristic ( R12, R14),
A plurality of diodes (DI1 to DI4) and an operational amplifier (41) are provided, which are configured as a half-wave rectifier circuit that is an inverting amplifier circuit, and an input voltage input to the operational amplifier by the rectification characteristics of the diode A temperature characteristic adjusting circuit (CI) that outputs the output voltage Vo as a constant value when the value of Vi exceeds a predetermined voltage value;
The potential between the resistor having the temperature characteristic and the resistor not having the temperature characteristic is VR, and this potential VR is connected to the input terminal of the operational amplifier of the temperature characteristic adjusting circuit,
When the resistance value of the resistor having the temperature characteristic changes due to an increase in temperature received by the resistor having the temperature characteristic, and the potential VR becomes larger than the output voltage Vo, the temperature characteristic adjusting circuit includes the diode A constant voltage corresponding to the rectifying characteristic is output as the output voltage Vo, and the resistance value of the resistor having the temperature characteristic is changed by lowering the temperature received by the resistor having the temperature characteristic, so that the potential VR becomes the output voltage. When smaller than Vo, the temperature characteristic adjusting circuit outputs a voltage corresponding to the temperature characteristic of the resistor having the temperature characteristic as the output voltage Vo,
When a connecting point between a linear waveform that shows a constant value with respect to temperature and a linear waveform that changes with temperature in the output voltage Vo is a bending point,
When the potential VR is smaller than the output voltage Vo, the temperature characteristic adjusting circuit moves the bending point to a lower temperature side with respect to the temperature by changing and inputting the value of the input voltage Vi. The physical quantity sensor is characterized in that the secondary component of the temperature characteristic of the sensor output is corrected by making the output voltage Vo constant with respect to the temperature.
前記温度特性調整回路は、前記温度特性を有する抵抗の温度係数の極性に応じて切り換えられる極性スイッチ(SW1、SW2)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の物理量センサ。 The physical quantity sensor according to claim 1, wherein the temperature characteristic adjusting circuit includes polarity switches (SW1, SW2) that are switched in accordance with a polarity of a temperature coefficient of a resistor having the temperature characteristic. 前記出力電圧Voは、前記物理量センサのセンサ出力に加算されるようになっていることを特徴とする請求項1または2に記載の物理量センサ。 The physical quantity sensor according to claim 1, wherein the output voltage Vo is added to a sensor output of the physical quantity sensor. 温度特性を有すると共に温度に対して二次的に変化する二次成分を有する抵抗(R11、R13)と、前記温度特性を有する抵抗に対して直列に接続されると共に温度特性を有しない抵抗(R12、R14)と、
複数のダイオード(DI1〜DI4)と、オペアンプ(41)と、を備え、これらが反転増幅回路である半波整流回路として構成されると共に、前記ダイオードの整流特性によって、前記オペアンプに入力される入力電圧Viの値が所定の電圧値を超えると出力電圧Voを一定値として出力する温度特性調整回路(CI)と、を有し、
温度特性を有する抵抗と前記温度係数を有しない抵抗との間の電位をVRとし、この電位VRが前記温度特性調整回路の前記オペアンプの入力端子に接続される二次成分補正回路(40)を備えた物理量センサの製造方法であって、
前記温度特性を有する抵抗が受ける温度が高くなることで前記電位VRが前記出力電圧Voよりも大きくなる場合、前記温度特性調整回路において前記ダイオードの整流特性に応じた一定電圧を出力し、温度特性を有する抵抗が受ける温度が低くなることで前記電位VRが前記出力電圧Voよりも小さくなる場合、前記温度特性調整回路において前記温度特性を有する抵抗の温度特性に応じた電圧を出力電圧Voとして出力する補正工程と、
前記出力電圧Voにおいて温度に対して一定値を示す直線波形と温度に対して変化する直線波形との接続点を折れ曲がり点とし、前記温度特性調整回路において前記入力電圧Viの値を変更して前記折れ曲がり点を前記温度に対して低温側に移動させることで温度に依存しない出力電圧Voを出力する補正工程と、を含むことを特徴とする物理量センサの製造方法。
Resistors (R11, R13) having a temperature characteristic and having a secondary component that changes secondarily with respect to the temperature, and resistors that are connected in series to the resistor having the temperature characteristic and have no temperature characteristic ( R12, R14),
A plurality of diodes (DI1 to DI4) and an operational amplifier (41) are provided, which are configured as a half-wave rectifier circuit that is an inverting amplifier circuit, and are input to the operational amplifier according to the rectification characteristics of the diode. A temperature characteristic adjusting circuit (CI) that outputs the output voltage Vo as a constant value when the value of the voltage Vi exceeds a predetermined voltage value;
A potential between a resistor having a temperature characteristic and a resistor not having the temperature coefficient is VR, and this potential VR is connected to the input terminal of the operational amplifier of the temperature characteristic adjusting circuit. A physical quantity sensor manufacturing method comprising:
When the potential VR is higher than the output voltage Vo due to the temperature received by the resistor having the temperature characteristic, the temperature characteristic adjustment circuit outputs a constant voltage according to the rectification characteristic of the diode, and the temperature characteristic When the potential VR is lower than the output voltage Vo due to the temperature received by the resistor having the resistance, the voltage corresponding to the temperature characteristic of the resistor having the temperature characteristic is output as the output voltage Vo in the temperature characteristic adjusting circuit. A correction process to
In the output voltage Vo, a connecting point between a linear waveform that shows a constant value with respect to temperature and a linear waveform that changes with temperature is used as a bending point, and the value of the input voltage Vi is changed in the temperature characteristic adjusting circuit. And a correction step of outputting an output voltage Vo independent of the temperature by moving the bending point to the low temperature side with respect to the temperature.
前記温度に依存しない出力電圧Voを出力する補正工程に、前記出力電圧Voを前記物理量センサのセンサ出力に加算する補正工程が含まれることを特徴とする請求項4に記載の物理量センサの製造方法。 5. The method of manufacturing a physical quantity sensor according to claim 4, wherein the correction step of outputting the output voltage Vo independent of the temperature includes a correction step of adding the output voltage Vo to a sensor output of the physical quantity sensor. . 前記入力電圧Viに前記温度特性を有する抵抗の極性に応じた信号が含まれた信号が前記オペアンプに入力されることを特徴とする請求項4または5に記載の物理量センサの製造方法。 Method of manufacturing a physical quantity sensor according to claim 4 or 5, characterized in that signal including the signal according to the polarity of the resistor having a front Stories temperature characteristic to the input voltage Vi is input to the operational amplifier.
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