JPH05256716A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH05256716A JPH05256716A JP4054962A JP5496292A JPH05256716A JP H05256716 A JPH05256716 A JP H05256716A JP 4054962 A JP4054962 A JP 4054962A JP 5496292 A JP5496292 A JP 5496292A JP H05256716 A JPH05256716 A JP H05256716A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
- G01L9/06—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
- G01L9/065—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices with temperature compensating means
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 応力をピエゾ抵抗効果により電気信号に変換
する応力変換器の感度の温度依存性と個体のばらつきを
補正することができる半導体装置を得る。 【構成】 ピエゾ抵抗効果を有する抵抗２ａ〜２ｄで構
成されたブリッジ回路を有する応力変換器の感度の温度
特性に応じた温度依存性を持つ基準電圧源１８と、抵抗
２０，２１と演算増幅器１９より構成された電圧変換器
とを備えている。この基準電圧源１８の基準電圧を電圧
変換器を介して応力変換器に印加する。電圧変換器が応
力変換器に印加する電圧の基準電圧に対する倍率は演算
増幅器１９の演算インピーダンスを構成する抵抗２０に
て、選択的に設定する。 【効果】 基準電圧の有する温度特性が応力変換器の温
度特性を補償する。同時に電圧変換器の変換した電圧を
調整して、半導体装置が個々に有する感度のばらつきを
補正する。
する応力変換器の感度の温度依存性と個体のばらつきを
補正することができる半導体装置を得る。 【構成】 ピエゾ抵抗効果を有する抵抗２ａ〜２ｄで構
成されたブリッジ回路を有する応力変換器の感度の温度
特性に応じた温度依存性を持つ基準電圧源１８と、抵抗
２０，２１と演算増幅器１９より構成された電圧変換器
とを備えている。この基準電圧源１８の基準電圧を電圧
変換器を介して応力変換器に印加する。電圧変換器が応
力変換器に印加する電圧の基準電圧に対する倍率は演算
増幅器１９の演算インピーダンスを構成する抵抗２０に
て、選択的に設定する。 【効果】 基準電圧の有する温度特性が応力変換器の温
度特性を補償する。同時に電圧変換器の変換した電圧を
調整して、半導体装置が個々に有する感度のばらつきを
補正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、応力検出器を備えた
半導体装置に関し、特に半導体のピエゾ抵抗効果を用い
た応力検出器の温度特性の改善手段並びに個々の応力検
出器の感度のばらつきの補正手段に関するものである。
半導体装置に関し、特に半導体のピエゾ抵抗効果を用い
た応力検出器の温度特性の改善手段並びに個々の応力検
出器の感度のばらつきの補正手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置について、図１８及び
図１９を用いて説明する。図１８（ａ）及び図１８
（ｂ）は半導体装置の一例として示した圧力センサーの
平面図及び側面図である。図において、Ａは圧力センサ
ーの基板、ａｒ１〜ａｒ４は基板Ａの上に形成された周
辺回路領域、ａｒ５は外部の圧力により変形して応力を
発生するダイヤフラム、Ｓ１〜Ｓ４はダイヤフラムａｒ
５に形成され、ダイヤフラムａｒ５の応力の変化をピエ
ゾ抵抗効果により抵抗値の変化に変換する歪ゲージ抵抗
である。この圧力センサーは、歪ゲージ抵抗Ｓ１〜Ｓ４
によりブリッジ回路を構成して圧力検出器としている。
また、Ｐは圧力センサーに加わる圧力を示している。
図１９を用いて説明する。図１８（ａ）及び図１８
（ｂ）は半導体装置の一例として示した圧力センサーの
平面図及び側面図である。図において、Ａは圧力センサ
ーの基板、ａｒ１〜ａｒ４は基板Ａの上に形成された周
辺回路領域、ａｒ５は外部の圧力により変形して応力を
発生するダイヤフラム、Ｓ１〜Ｓ４はダイヤフラムａｒ
５に形成され、ダイヤフラムａｒ５の応力の変化をピエ
ゾ抵抗効果により抵抗値の変化に変換する歪ゲージ抵抗
である。この圧力センサーは、歪ゲージ抵抗Ｓ１〜Ｓ４
によりブリッジ回路を構成して圧力検出器としている。
また、Ｐは圧力センサーに加わる圧力を示している。
【０００３】次に、図１９は従来の半導体装置を示す回
路図であり、図において、１は半導体のピエゾ抵抗効果
を利用した応力検出器（例えば圧力センサーの圧力検出
器）、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは応力検出器１を構成す
る歪ゲージ抵抗である。例えば図１８に示した歪ゲージ
抵抗Ｓ１〜Ｓ４が、歪ゲージ抵抗２ａ〜２ｄの一例であ
る。この歪ゲージ抵抗２ａ〜２ｄは通常不純物拡散によ
り形成される。３ａは歪ゲージ抵抗２ｃ，２ｄの接続
点、３ｂは歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂの接続点であり、接
続点３ａと接続点３ｂとの間に発生する電圧が検出すべ
き応力（例えば圧力センサーにおける圧力応じたダイヤ
フラムの変形により発生する応力等）に比例する。４は
応力検出器１の出力電圧Ｖspan（接続点３ａと接続点３
ｂとの間の差電圧）を増幅する演算増幅器である。５，
６，７，８は演算増幅器４の増幅率を決める抵抗、９は
アース接地を表し、抵抗８の一方端や接続点３ｄ等の接
地を示している。１０は演算増幅器４の出力端子、１１
は応力検出器１を動作させるための電圧Ｖccを供給する
電源、１２は電源１１と接続点３ｃとの間に接続された
抵抗、１３は応力検出器１の接続点３ｄに出力端子を接
続した演算増幅器、１４は演算増幅器１３の非反転入力
端子、１５は演算増幅器１３の反転入力端子、１６は電
源１１と非反転入力端子１４との間に接続された抵抗、
１７は一方端をアース接地し、他方端を非反転入力端子
１４に接続された抵抗である。
路図であり、図において、１は半導体のピエゾ抵抗効果
を利用した応力検出器（例えば圧力センサーの圧力検出
器）、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは応力検出器１を構成す
る歪ゲージ抵抗である。例えば図１８に示した歪ゲージ
抵抗Ｓ１〜Ｓ４が、歪ゲージ抵抗２ａ〜２ｄの一例であ
る。この歪ゲージ抵抗２ａ〜２ｄは通常不純物拡散によ
り形成される。３ａは歪ゲージ抵抗２ｃ，２ｄの接続
点、３ｂは歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂの接続点であり、接
続点３ａと接続点３ｂとの間に発生する電圧が検出すべ
き応力（例えば圧力センサーにおける圧力応じたダイヤ
フラムの変形により発生する応力等）に比例する。４は
応力検出器１の出力電圧Ｖspan（接続点３ａと接続点３
ｂとの間の差電圧）を増幅する演算増幅器である。５，
６，７，８は演算増幅器４の増幅率を決める抵抗、９は
アース接地を表し、抵抗８の一方端や接続点３ｄ等の接
地を示している。１０は演算増幅器４の出力端子、１１
は応力検出器１を動作させるための電圧Ｖccを供給する
電源、１２は電源１１と接続点３ｃとの間に接続された
抵抗、１３は応力検出器１の接続点３ｄに出力端子を接
続した演算増幅器、１４は演算増幅器１３の非反転入力
端子、１５は演算増幅器１３の反転入力端子、１６は電
源１１と非反転入力端子１４との間に接続された抵抗、
１７は一方端をアース接地し、他方端を非反転入力端子
１４に接続された抵抗である。
【０００４】次に動作について説明する。まず歪ゲージ
抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの抵抗値をＲGa，ＲGb，Ｒ
Gc，ＲGdとし、接続点３ａ，３ｂの電位を各々Ｅ3a，Ｅ
3bとし、接続点３ｃ，３ｄの電位を同様にＥ3c，Ｅ3dと
すると、Ｅ3a，Ｅ3bは接続点３ｃ，３ｄの電位Ｅ3c，Ｅ
3dを用いてそれぞれ次式で表される。
抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの抵抗値をＲGa，ＲGb，Ｒ
Gc，ＲGdとし、接続点３ａ，３ｂの電位を各々Ｅ3a，Ｅ
3bとし、接続点３ｃ，３ｄの電位を同様にＥ3c，Ｅ3dと
すると、Ｅ3a，Ｅ3bは接続点３ｃ，３ｄの電位Ｅ3c，Ｅ
3dを用いてそれぞれ次式で表される。
【０００５】
【数１】
【０００６】
【数２】
【０００７】ここで、応力検出器１の出力電圧Ｖspanを
用いて数１と数２より次式が導かれる。
用いて数１と数２より次式が導かれる。
【０００８】
【数３】
【０００９】さてここで、応力検出器１の歪ゲージ抵抗
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに応力がかからない状態（一般
には検出すべき応力が零。例えば圧力センサーに加わる
圧力Ｐが零（真空）のとき等）において、歪ゲージ抵抗
２ａ〜２ｄの抵抗値がＲGa＝ＲGb＝ＲGc＝ＲGd＝ＲG0と
なるように歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを配置
すれば、出力電圧Ｖspanは次式のようになる。
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに応力がかからない状態（一般
には検出すべき応力が零。例えば圧力センサーに加わる
圧力Ｐが零（真空）のとき等）において、歪ゲージ抵抗
２ａ〜２ｄの抵抗値がＲGa＝ＲGb＝ＲGc＝ＲGd＝ＲG0と
なるように歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを配置
すれば、出力電圧Ｖspanは次式のようになる。
【００１０】
【数４】
【００１１】そして、応力検出器１にある応力が印加さ
れる（例えば圧力センサーに圧力が加わる等）と、歪ゲ
ージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの抵抗値が各々ピエゾ
抵抗効果のため変化する。変化量をΔＲG とすれば、歪
ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの配置を工夫するこ
とにより、ΔＲG の極性（正，負）を任意に選べる。例
えば、歪ゲージ抵抗２ａ，２ｄの極性を正、歪ゲージ抵
抗２ｂ，２ｃの極性を負とし、適当に歪ゲージ抵抗２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを配置すると、ある圧力が加わっ
ているときの各歪ゲージ抵抗の抵抗値ＲGa〜ＲGdは次式
のようになる。
れる（例えば圧力センサーに圧力が加わる等）と、歪ゲ
ージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの抵抗値が各々ピエゾ
抵抗効果のため変化する。変化量をΔＲG とすれば、歪
ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの配置を工夫するこ
とにより、ΔＲG の極性（正，負）を任意に選べる。例
えば、歪ゲージ抵抗２ａ，２ｄの極性を正、歪ゲージ抵
抗２ｂ，２ｃの極性を負とし、適当に歪ゲージ抵抗２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを配置すると、ある圧力が加わっ
ているときの各歪ゲージ抵抗の抵抗値ＲGa〜ＲGdは次式
のようになる。
【００１２】
【数５】
【００１３】そして、数５を数３に代入すると次式が得
られる。
られる。
【００１４】
【数６】
【００１５】応力検出器１の出力電圧Ｖspanは、数６か
ら明らかなように、ＲG0が一定であることから、（Ｅ3c
−Ｅ3d）が一定のときΔＲG に比例ことになる。即ち歪
ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに加わる応力に比例
した出力電圧が出ることになる。
ら明らかなように、ＲG0が一定であることから、（Ｅ3c
−Ｅ3d）が一定のときΔＲG に比例ことになる。即ち歪
ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに加わる応力に比例
した出力電圧が出ることになる。
【００１６】また、ΔＲG が一定ならば出力電圧Ｖspan
は（Ｅ3c−Ｅ3d）に比例する。従って、応力検出器１の
感度は（Ｅ3c−Ｅ3d）を変えることにより任意に選べる
ことになる。
は（Ｅ3c−Ｅ3d）に比例する。従って、応力検出器１の
感度は（Ｅ3c−Ｅ3d）を変えることにより任意に選べる
ことになる。
【００１７】一般に、歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，
２ｄを半導体の不純物拡散で形成した場合、歪ゲージ抵
抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに印加される応力Ｆに応じた
抵抗変化率（δＲG0／δＦ（ただしδは偏微分を示
す。））はピエゾ抵抗係数に比例することが知られてい
る。また、このピエゾ抵抗係数は大きな温度依存性を持
ち、これは不純物拡散を行なう半導体の種類や形成した
歪ゲージ抵抗の結晶方位、さらに拡散した不純物の濃度
に依存する。従って、逆に製造方法や素子の構造を固定
すればピエゾ抵抗係数の温度特性は安定して、温度係数
はある一定の値をとる。ピエゾ抵抗係数を用いて数６を
書き直すと次のようになる。
２ｄを半導体の不純物拡散で形成した場合、歪ゲージ抵
抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに印加される応力Ｆに応じた
抵抗変化率（δＲG0／δＦ（ただしδは偏微分を示
す。））はピエゾ抵抗係数に比例することが知られてい
る。また、このピエゾ抵抗係数は大きな温度依存性を持
ち、これは不純物拡散を行なう半導体の種類や形成した
歪ゲージ抵抗の結晶方位、さらに拡散した不純物の濃度
に依存する。従って、逆に製造方法や素子の構造を固定
すればピエゾ抵抗係数の温度特性は安定して、温度係数
はある一定の値をとる。ピエゾ抵抗係数を用いて数６を
書き直すと次のようになる。
【００１８】
【数７】
【００１９】数７においてａは比例定数、Ｆは応力、π
（Ｔ）はピエゾ抵抗係数、Ｔは応力検出器１の温度であ
る。
（Ｔ）はピエゾ抵抗係数、Ｔは応力検出器１の温度であ
る。
【００２０】ここで、ピエゾ抵抗係数の温度係数をαと
して次式が与えられる。
して次式が与えられる。
【００２１】
【数８】
【００２２】すなわち、ピエゾ抵抗係数は負の温度係数
を持っており温度の上昇に伴いピエゾ抵抗係数πは小さ
くなる。数８を用いて数７を書き直す。
を持っており温度の上昇に伴いピエゾ抵抗係数πは小さ
くなる。数８を用いて数７を書き直す。
【００２３】
【数９】
【００２４】以上のように、応力検出器１の出力電圧Ｖ
spanは歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに加わる応
力Ｆ及び応力検出器１に印加される電圧（Ｅ3c−Ｅ3d）
に比例し、応力検出器１の温度Ｔに反比例する。
spanは歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに加わる応
力Ｆ及び応力検出器１に印加される電圧（Ｅ3c−Ｅ3d）
に比例し、応力検出器１の温度Ｔに反比例する。
【００２５】応力検出器１の出力電圧Ｖspanは差電圧な
ので、これを使い易いようにシングルエンドとするため
に演算増幅器４で差動増幅する。抵抗５，６，７，８の
抵抗値を各々Ｒ5 ，Ｒ6 ，Ｒ7 ，Ｒ8 とすれば演算増幅
器４の出力端子１０に発生する出力電圧Ｖout は次式で
表される。
ので、これを使い易いようにシングルエンドとするため
に演算増幅器４で差動増幅する。抵抗５，６，７，８の
抵抗値を各々Ｒ5 ，Ｒ6 ，Ｒ7 ，Ｒ8 とすれば演算増幅
器４の出力端子１０に発生する出力電圧Ｖout は次式で
表される。
【００２６】
【数１０】
【００２７】ここでＲ5 ＝Ｒ7 、Ｒ6 ＝Ｒ8 とすれば次
式が得られる。
式が得られる。
【００２８】
【数１１】
【００２９】数１１より、演算増幅器４等により差電圧
Ｖspanをシングルエンドとし、さらに電圧Ｖspanを（Ｒ
6 ／Ｒ5 ）倍に増幅する。
Ｖspanをシングルエンドとし、さらに電圧Ｖspanを（Ｒ
6 ／Ｒ5 ）倍に増幅する。
【００３０】ところで、応力検出器１の出力電圧Ｖspan
は、数９に示すように応力検出器１の温度Ｔに反比例す
るので、応力検出器１の精度を高めるには、応力検出器
１の周辺回路により温度Ｔに反比例する特性を補正する
必要がある。これは抵抗１２と演算増幅器１３により実
現される。
は、数９に示すように応力検出器１の温度Ｔに反比例す
るので、応力検出器１の精度を高めるには、応力検出器
１の周辺回路により温度Ｔに反比例する特性を補正する
必要がある。これは抵抗１２と演算増幅器１３により実
現される。
【００３１】抵抗１２，１６，１７の抵抗値をＲ12，Ｒ
16，Ｒ17とすると演算増幅器１３の非反転入力端子１４
の電位Ｅ14は、次式で与えられる。
16，Ｒ17とすると演算増幅器１３の非反転入力端子１４
の電位Ｅ14は、次式で与えられる。
【００３２】
【数１２】
【００３３】ここで、Ｖccを電源１１の電位とアース間
の電圧とする。そして、接続点３ｃと接続点３ｄの電位
差をＶ3cd とすると電位差Ｖ3cd は次式で与えられる。
の電圧とする。そして、接続点３ｃと接続点３ｄの電位
差をＶ3cd とすると電位差Ｖ3cd は次式で与えられる。
【００３４】
【数１３】
【００３５】従って、抵抗１２を流れる電流ＩG は次式
で与えられる。
で与えられる。
【００３６】
【数１４】
【００３７】また、電流ＩG はブリッジ回路を流れるこ
とから次式の関係を有する。
とから次式の関係を有する。
【００３８】
【数１５】
【００３９】そして、数１１に数９、数１４、数１５を
代入すると、次式になる。
代入すると、次式になる。
【００４０】
【数１６】
【００４１】ところで比例定数ａは応力検出器１の個体
毎に異なっており、これを合わせ込むにはＲ5 ，Ｒ6 ，
Ｒ12，Ｒ16，Ｒ17のいずれかを調整すれば良いが、従来
は一般に抵抗Ｒ17を調整している。
毎に異なっており、これを合わせ込むにはＲ5 ，Ｒ6 ，
Ｒ12，Ｒ16，Ｒ17のいずれかを調整すれば良いが、従来
は一般に抵抗Ｒ17を調整している。
【００４２】歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは半
導体の不純物拡散で形成するため正の温度係数βを持っ
ている。従って、歪ゲージ抵抗２ａ〜２ｄの抵抗値ＲG0
は次式のようになる。
導体の不純物拡散で形成するため正の温度係数βを持っ
ている。従って、歪ゲージ抵抗２ａ〜２ｄの抵抗値ＲG0
は次式のようになる。
【００４３】
【数１７】
【００４４】数１７を数１６へ代入すると、
【００４５】
【数１８】
【００４６】数１８からわかるように抵抗１２に温度依
存性がなく、α＝βとなるよう歪ゲージ抵抗２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄの不純物濃度を設定すれば、出力電圧Ｖ
out は温度に依存しない。また抵抗５，６，７，８は半
導体の不純物拡散により形成し温度依存性を持っていも
同じ温度係数ならば互いにキャンセルされる。更に抵抗
１６，１７も同様に同じ温度係数であれば互いにキャン
セルできる。
存性がなく、α＝βとなるよう歪ゲージ抵抗２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄの不純物濃度を設定すれば、出力電圧Ｖ
out は温度に依存しない。また抵抗５，６，７，８は半
導体の不純物拡散により形成し温度依存性を持っていも
同じ温度係数ならば互いにキャンセルされる。更に抵抗
１６，１７も同様に同じ温度係数であれば互いにキャン
セルできる。
【００４７】従って歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄの不純物濃度を適当に選ぶことで歪ゲージ抵抗２ａ〜
２ｄの抵抗値ＲG0の温度係数βが、ピエゾ抵抗係数πの
温度係数αと等しくなるようにし、抵抗１２に温度係数
の小さな抵抗を用い、抵抗１６，１７を適当に調整する
ことにより応力検出器１の温度特性及び個々の感度のば
らつきを補正し、精度の高い半導体装置を得ることがで
きる。
ｄの不純物濃度を適当に選ぶことで歪ゲージ抵抗２ａ〜
２ｄの抵抗値ＲG0の温度係数βが、ピエゾ抵抗係数πの
温度係数αと等しくなるようにし、抵抗１２に温度係数
の小さな抵抗を用い、抵抗１６，１７を適当に調整する
ことにより応力検出器１の温度特性及び個々の感度のば
らつきを補正し、精度の高い半導体装置を得ることがで
きる。
【００４８】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のように構成されているため、ピエゾ抵抗係数πの温
度係数αと等しくなるよう歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄの温度係数βを設定しなければならず、これが
非常に困難であった。また、温度に左右されない定電流
ＩG を作るので温度係数の小さい抵抗Ｒ12が必要なた
め、抵抗Ｒ12は例えば薄膜抵抗により構成される。その
ため、拡散抵抗の歪ゲージ抵抗２ａ〜２ｄと薄膜抵抗Ｒ
12を有する半導体装置を一つの半導体チップ上に構成す
るため、半導体装置の製造工程が複雑になる等の大きな
障害となっていた。
上のように構成されているため、ピエゾ抵抗係数πの温
度係数αと等しくなるよう歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄの温度係数βを設定しなければならず、これが
非常に困難であった。また、温度に左右されない定電流
ＩG を作るので温度係数の小さい抵抗Ｒ12が必要なた
め、抵抗Ｒ12は例えば薄膜抵抗により構成される。その
ため、拡散抵抗の歪ゲージ抵抗２ａ〜２ｄと薄膜抵抗Ｒ
12を有する半導体装置を一つの半導体チップ上に構成す
るため、半導体装置の製造工程が複雑になる等の大きな
障害となっていた。
【００４９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、歪ゲージ抵抗の温度係数とピエ
ゾ抵抗係数の等しい温度係数を持つ必要のない製造の容
易な半導体装置で、かつ温度係数の小さな抵抗を必要と
しない安価な半導体装置を得ることを目的としている。
ためになされたもので、歪ゲージ抵抗の温度係数とピエ
ゾ抵抗係数の等しい温度係数を持つ必要のない製造の容
易な半導体装置で、かつ温度係数の小さな抵抗を必要と
しない安価な半導体装置を得ることを目的としている。
【００５０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、基板と、前記基板上に形成され、電圧入力端子を
有し、該電圧入力端子に与えられた駆動電圧とピエゾ抵
抗効果により応力を電気信号に変換する応力変換器と、
前記基板上に形成され、前記応力変換器の感度の温度係
数を補償する温度係数を有する基準電圧を発生する基準
電圧源と、前記応力変換器の前記電圧入力端子に出力端
子を接続し、前記基準電圧を入力して該基準電圧を変換
した電圧を前記駆動電圧として前記応力変換器に出力す
る電圧変換器とを備えて構成されている。
置は、基板と、前記基板上に形成され、電圧入力端子を
有し、該電圧入力端子に与えられた駆動電圧とピエゾ抵
抗効果により応力を電気信号に変換する応力変換器と、
前記基板上に形成され、前記応力変換器の感度の温度係
数を補償する温度係数を有する基準電圧を発生する基準
電圧源と、前記応力変換器の前記電圧入力端子に出力端
子を接続し、前記基準電圧を入力して該基準電圧を変換
した電圧を前記駆動電圧として前記応力変換器に出力す
る電圧変換器とを備えて構成されている。
【００５１】
【作用】この発明における基準電圧源は、ある温度係数
を持つ基準電圧を発生する。発生した基準電圧を応力検
出器の感度に応じて選択的に電圧変換器で変換し、応力
検出器に印加する。応力検出器の感度のばらつきは応力
検出器に駆動電圧として印加する電圧を電圧変換器で適
当に調整することにより補正することができる。また、
応力検出器を構成する歪ゲージ抵抗の温度係数は、同じ
基板上に形成された基準電圧源が発生する基準電圧の温
度係数で補償するため、応力検出器の温度依存性を補正
する回路と無関係に構成することができる。また、駆動
電圧自身に温度補償が施されており、例えば従来ブリッ
ジ回路に流していた定電流を必要としないため、温度依
存性の小さい抵抗も必要なくなる。
を持つ基準電圧を発生する。発生した基準電圧を応力検
出器の感度に応じて選択的に電圧変換器で変換し、応力
検出器に印加する。応力検出器の感度のばらつきは応力
検出器に駆動電圧として印加する電圧を電圧変換器で適
当に調整することにより補正することができる。また、
応力検出器を構成する歪ゲージ抵抗の温度係数は、同じ
基板上に形成された基準電圧源が発生する基準電圧の温
度係数で補償するため、応力検出器の温度依存性を補正
する回路と無関係に構成することができる。また、駆動
電圧自身に温度補償が施されており、例えば従来ブリッ
ジ回路に流していた定電流を必要としないため、温度依
存性の小さい抵抗も必要なくなる。
【００５２】
【実施例】以下、この発明の第１実施例について図１を
用いて説明する。図１は、この発明の第１実施例による
半導体装置の回路図である。図１において、１は歪ゲー
ジ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで構成されたブリッジ回
路を有する応力検出器、３ｃは歪ゲージ抵抗２ａ，２ｃ
の接続点、３ｄは歪ゲージ抵抗２ｂ，２ｄの接続点、３
ａは歪ゲージ抵抗２ｃ，２ｄの接続点、３ｂは歪ゲージ
抵抗２ａ，２ｂの接続点であり、接続点３ａと接続点３
ｂとの間に発生する電圧が検出すべき応力に比例する。
４は応力検出器１の出力電圧Ｖspan（接続点３ａと接続
点３ｂとの間の差電圧）を増幅する演算増幅器である。
５，６，７，８は演算増幅器４の増幅率を決める抵抗、
９はアース接地を表し、抵抗８の一方端や接続点３ｄ等
の接地を示している。１０は演算増幅器４の出力端子で
ある。演算増幅器４等により接続点３ａ，３ｂの差電圧
をシングルエンドとし、さらに電圧Ｖspanを（Ｒ6 ／Ｒ
5 ）倍に増幅して出力電圧Ｖout を出力する。１８は正
の温度係数を持つ基準電圧を発生する基準電圧源で、こ
れは例えばバンド・ギャップ形基準電圧源やアバランシ
ェダイオードで容易に実現できる。１９は基準電圧源１
８の基準電圧を増幅する演算増幅器、２０，２１は演算
増幅器１９の増幅率を決定するための抵抗である。基準
電圧源１８の負極はアース接地され、正極は演算増幅器
１９の非反転増幅端子に接続している。抵抗２０は一方
端をアース接地し、他方端を演算増幅器１９の反転入力
端子に接続している。抵抗２１は一方端を演算増幅器１
９の出力端子に接続し、他方端を演算増幅器１９の反転
入力端子に接続して出力端子の電圧をネガティブフィー
ドバックしている。演算増幅器１９の出力端子は接続点
３ｃに接続していおり、歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄで構成されたブリッジ回路に駆動電圧を与え
る。
用いて説明する。図１は、この発明の第１実施例による
半導体装置の回路図である。図１において、１は歪ゲー
ジ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで構成されたブリッジ回
路を有する応力検出器、３ｃは歪ゲージ抵抗２ａ，２ｃ
の接続点、３ｄは歪ゲージ抵抗２ｂ，２ｄの接続点、３
ａは歪ゲージ抵抗２ｃ，２ｄの接続点、３ｂは歪ゲージ
抵抗２ａ，２ｂの接続点であり、接続点３ａと接続点３
ｂとの間に発生する電圧が検出すべき応力に比例する。
４は応力検出器１の出力電圧Ｖspan（接続点３ａと接続
点３ｂとの間の差電圧）を増幅する演算増幅器である。
５，６，７，８は演算増幅器４の増幅率を決める抵抗、
９はアース接地を表し、抵抗８の一方端や接続点３ｄ等
の接地を示している。１０は演算増幅器４の出力端子で
ある。演算増幅器４等により接続点３ａ，３ｂの差電圧
をシングルエンドとし、さらに電圧Ｖspanを（Ｒ6 ／Ｒ
5 ）倍に増幅して出力電圧Ｖout を出力する。１８は正
の温度係数を持つ基準電圧を発生する基準電圧源で、こ
れは例えばバンド・ギャップ形基準電圧源やアバランシ
ェダイオードで容易に実現できる。１９は基準電圧源１
８の基準電圧を増幅する演算増幅器、２０，２１は演算
増幅器１９の増幅率を決定するための抵抗である。基準
電圧源１８の負極はアース接地され、正極は演算増幅器
１９の非反転増幅端子に接続している。抵抗２０は一方
端をアース接地し、他方端を演算増幅器１９の反転入力
端子に接続している。抵抗２１は一方端を演算増幅器１
９の出力端子に接続し、他方端を演算増幅器１９の反転
入力端子に接続して出力端子の電圧をネガティブフィー
ドバックしている。演算増幅器１９の出力端子は接続点
３ｃに接続していおり、歪ゲージ抵抗２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄで構成されたブリッジ回路に駆動電圧を与え
る。
【００５３】次に動作について説明する。基準電圧源１
８の電圧をＶref （Ｔ）とすると次式が与えられる。
８の電圧をＶref （Ｔ）とすると次式が与えられる。
【００５４】
【数１９】
【００５５】ここで、Ｖref （Ｔ）は演算増幅器１９に
より増幅されるが抵抗２０，２１の抵抗値をＲ20，Ｒ21
とすると演算増幅器１９の出力電圧Ｖ19は、次式で表せ
る。
より増幅されるが抵抗２０，２１の抵抗値をＲ20，Ｒ21
とすると演算増幅器１９の出力電圧Ｖ19は、次式で表せ
る。
【００５６】
【数２０】
【００５７】ここで、接続点３ｃの電位Ｅ3cは（Ｖ19＋
０）である。そして、応力検出器１のブリッジ回路の出
力電圧Ｖspanは数９で与えられる。また、図１では接続
点３ｄはアース接地されているためＥ3d＝０である。そ
こで、数１９、数２０を数９へ代入すると次式になる。
０）である。そして、応力検出器１のブリッジ回路の出
力電圧Ｖspanは数９で与えられる。また、図１では接続
点３ｄはアース接地されているためＥ3d＝０である。そ
こで、数１９、数２０を数９へ代入すると次式になる。
【００５８】
【数２１】
【００５９】すなわち、α＝γとなるよう基準電圧源１
８の温度係数を設定すれば、数２１において、応力検出
器１の感度の温度依存性は補償できることがわかる。ま
た、応力検出器１の個々の感度のばらつき（ａ・π0 の
ばらつき）も抵抗２０の抵抗値を調整することにより補
正することができる。従って、従来必要であった歪ゲー
ジ抵抗２ａ〜２ｄの抵抗値の温度係数βとピエゾ抵抗係
数の温度係数αを等しく作り込む必要がなく、装置の作
成が容易になる。
８の温度係数を設定すれば、数２１において、応力検出
器１の感度の温度依存性は補償できることがわかる。ま
た、応力検出器１の個々の感度のばらつき（ａ・π0 の
ばらつき）も抵抗２０の抵抗値を調整することにより補
正することができる。従って、従来必要であった歪ゲー
ジ抵抗２ａ〜２ｄの抵抗値の温度係数βとピエゾ抵抗係
数の温度係数αを等しく作り込む必要がなく、装置の作
成が容易になる。
【００６０】また、抵抗２０と抵抗２１は、一般にその
抵抗値に温度係数を有するが同一の温度係数であれば相
互に打ち消し合うので、例えば抵抗２１，２０には同一
の温度係数を持つＮｉＣｒ等の薄膜抵抗を用い、応力検
出器１や演算増幅器４，１９、基準電圧源１８、抵抗
５，６，７，８（この場合不純物拡散によって形成され
る）と同一の半導体チップ上に形成できる。なお、抵抗
２０の調整はレーザー等を用いてトリミングして調整す
ることができる。
抵抗値に温度係数を有するが同一の温度係数であれば相
互に打ち消し合うので、例えば抵抗２１，２０には同一
の温度係数を持つＮｉＣｒ等の薄膜抵抗を用い、応力検
出器１や演算増幅器４，１９、基準電圧源１８、抵抗
５，６，７，８（この場合不純物拡散によって形成され
る）と同一の半導体チップ上に形成できる。なお、抵抗
２０の調整はレーザー等を用いてトリミングして調整す
ることができる。
【００６１】次に、この発明の第２実施例について図２
を用いて説明する。図２において、２１は不純物の拡散
により形成された拡散抵抗、２０-1〜２０-nは一方端を
アース接地し、他方端を演算増幅器１９の反転入力端子
に接続して梯子状に形成し、抵抗２１と同じ不純物濃度
を持つ拡散抵抗、２２-1〜２２-nは抵抗２０-1〜２０-n
の各々とアースとの間に直列に設けられたヒューズであ
る。このヒューズは、例えばアルミやポリシリコン等で
形成される。この抵抗２０-1〜２０-nとヒューズ２２-1
〜２２-nで図１に示した抵抗２０の抵抗値の調整機能を
果たしている。その他の図１と同一符号の部分は図１と
同様もしくは相当部分を示し、それぞれの接続も図１と
同様である。第１実施例では応力検出器１の感度のばら
つきを補正するために薄膜による抵抗２０，２１を用い
たが、第２実施例では図２に示す半導体装置では応力検
出器１の感度のばらつきに応じて選択的にヒューズをレ
ーザー等により切断する。そのことにより、抵抗２０-1
〜２０-nで構成された抵抗回路網の演算増幅器１９の反
転入力端子とアース間の抵抗値を変えることができ、応
力検出器１の感度のばらつきが補正できる。すなわち、
一つの抵抗２０-1〜２０-nと一つのヒューズ２２-1〜２
２-nとのそれぞれ組み合わせが一つの素子として抵抗値
を調整する役割を果たしている。以下、このような素子
を抵抗値調整用素子という。
を用いて説明する。図２において、２１は不純物の拡散
により形成された拡散抵抗、２０-1〜２０-nは一方端を
アース接地し、他方端を演算増幅器１９の反転入力端子
に接続して梯子状に形成し、抵抗２１と同じ不純物濃度
を持つ拡散抵抗、２２-1〜２２-nは抵抗２０-1〜２０-n
の各々とアースとの間に直列に設けられたヒューズであ
る。このヒューズは、例えばアルミやポリシリコン等で
形成される。この抵抗２０-1〜２０-nとヒューズ２２-1
〜２２-nで図１に示した抵抗２０の抵抗値の調整機能を
果たしている。その他の図１と同一符号の部分は図１と
同様もしくは相当部分を示し、それぞれの接続も図１と
同様である。第１実施例では応力検出器１の感度のばら
つきを補正するために薄膜による抵抗２０，２１を用い
たが、第２実施例では図２に示す半導体装置では応力検
出器１の感度のばらつきに応じて選択的にヒューズをレ
ーザー等により切断する。そのことにより、抵抗２０-1
〜２０-nで構成された抵抗回路網の演算増幅器１９の反
転入力端子とアース間の抵抗値を変えることができ、応
力検出器１の感度のばらつきが補正できる。すなわち、
一つの抵抗２０-1〜２０-nと一つのヒューズ２２-1〜２
２-nとのそれぞれ組み合わせが一つの素子として抵抗値
を調整する役割を果たしている。以下、このような素子
を抵抗値調整用素子という。
【００６２】次に、この発明の第３実施例について図３
を用いて説明する。図３（ａ）は第３実施例による半導
体装置の一部を示す回路図である。図において、抵抗２
０-1〜２０-nは各々演算増幅器１９の非反転入力端子と
アースの間に直列に接続している。そして、各抵抗２０
-1〜２０-nにそれぞれ並列にツェナダイオード２３-1〜
２３-nが逆方向に向けて接続されている。さらに各ツェ
ナダイオード２３-1〜２３-nのアノード及びカソードに
は各ツェナダイオード２３-1〜２３-nに電流を流すため
のパッド２４-1〜２４-nが絶縁膜３８上に設けられてい
る。また、例えば抵抗２０-1〜２０-n及び抵抗２１は第
２実施例と同様に不純物の拡散により形成することがで
きる。図には示していないがその部分は図１と同様もし
くは相当部分を示し、それぞれの接続も図１と同様であ
る。そして、応力検出器１の感度のばらつきに応じて選
択的にパッド２４-1と２４-2、パッド２４-2と２４-3等
に電流源２５につながったタングステン等の針２６を接
触する。このようにして、ツェナダイオード２３-2，２
３-3等のアノードとカソードとに電流源２５を接続し、
ツェナダイオード２３-2，２３-3等に電流ＩZ を流して
ショートさせる。そして、演算増幅器１９の非反転入力
端子とアース間に接続した抵抗回路網の抵抗値を変える
ことで応力検出器１の感度のばらつきを補正できる。す
なわち、図３に示した回路において、一つの抵抗２０-1
〜２０-nとそれに並列に接続した一つのツェナダイオー
ド２３-1〜２３-nとで、それぞれ一つの抵抗値調整用素
子としての役割を果たしている。この様子を図３（ｂ）
に示す。ツェナダイオード２３-1〜２３-nはアノードを
ｐ型不純物拡散２７、カソードをｎ型不純物拡散２８に
より形成できる。通常ｐ型不純物拡散２７はその他のト
ランジスタのベース領域ｎ型不純物拡散２８はトランジ
スタのエミッタ領域と同一形成工程で形成され、ショー
ト領域２９は電流源２５の電流ＩZ を流すことにより形
成できる。この実施例においてツェナダイオード２３-1
〜２３-nの降伏電圧は基準電圧源１８の電圧より高いこ
とが望ましい。そうすれば、ショートされずに残ったツ
ェナダイオードが一つであっても誤動作を起こすことが
なく安全である。なお、３０はｎ型エピタキシャル層、
３１はツェナダイオード２３-1〜２３-nと他の回路素子
とを分離するためのｐ型分離層である。
を用いて説明する。図３（ａ）は第３実施例による半導
体装置の一部を示す回路図である。図において、抵抗２
０-1〜２０-nは各々演算増幅器１９の非反転入力端子と
アースの間に直列に接続している。そして、各抵抗２０
-1〜２０-nにそれぞれ並列にツェナダイオード２３-1〜
２３-nが逆方向に向けて接続されている。さらに各ツェ
ナダイオード２３-1〜２３-nのアノード及びカソードに
は各ツェナダイオード２３-1〜２３-nに電流を流すため
のパッド２４-1〜２４-nが絶縁膜３８上に設けられてい
る。また、例えば抵抗２０-1〜２０-n及び抵抗２１は第
２実施例と同様に不純物の拡散により形成することがで
きる。図には示していないがその部分は図１と同様もし
くは相当部分を示し、それぞれの接続も図１と同様であ
る。そして、応力検出器１の感度のばらつきに応じて選
択的にパッド２４-1と２４-2、パッド２４-2と２４-3等
に電流源２５につながったタングステン等の針２６を接
触する。このようにして、ツェナダイオード２３-2，２
３-3等のアノードとカソードとに電流源２５を接続し、
ツェナダイオード２３-2，２３-3等に電流ＩZ を流して
ショートさせる。そして、演算増幅器１９の非反転入力
端子とアース間に接続した抵抗回路網の抵抗値を変える
ことで応力検出器１の感度のばらつきを補正できる。す
なわち、図３に示した回路において、一つの抵抗２０-1
〜２０-nとそれに並列に接続した一つのツェナダイオー
ド２３-1〜２３-nとで、それぞれ一つの抵抗値調整用素
子としての役割を果たしている。この様子を図３（ｂ）
に示す。ツェナダイオード２３-1〜２３-nはアノードを
ｐ型不純物拡散２７、カソードをｎ型不純物拡散２８に
より形成できる。通常ｐ型不純物拡散２７はその他のト
ランジスタのベース領域ｎ型不純物拡散２８はトランジ
スタのエミッタ領域と同一形成工程で形成され、ショー
ト領域２９は電流源２５の電流ＩZ を流すことにより形
成できる。この実施例においてツェナダイオード２３-1
〜２３-nの降伏電圧は基準電圧源１８の電圧より高いこ
とが望ましい。そうすれば、ショートされずに残ったツ
ェナダイオードが一つであっても誤動作を起こすことが
なく安全である。なお、３０はｎ型エピタキシャル層、
３１はツェナダイオード２３-1〜２３-nと他の回路素子
とを分離するためのｐ型分離層である。
【００６３】次に、この発明の第４実施例について図４
を用いて説明する。図４は第４実施例による半導体装置
の回路図である。図４において、３２-1〜３２-nは各抵
抗２０-1〜２０-nとアース間にそれぞれ直列に接続した
デジタルスイッチである。このデジタルスイッチ３２-1
〜３２-nは、例えばトランジスタ等により構成される。
３３はディジタルスイッチ３２-1〜３２-nをオン，オフ
させるためのディジタルデータを記憶した不揮発性メモ
リである。その他の図２と同一符号の部分は図２と同等
もしくは相当部分を示し、それぞれの接続も図２と同様
である。第２及び第３実施例ではヒューズ２２-1〜２２
-nを用いレーザー等で切断したり、ツェナダイオード２
３-1〜２３-nを用い電流でショートしたりすることによ
り演算増幅器１９の出力を調整したが、図４に示す半導
体装置ではディジタルスイッチ３２-1〜３２-nを用い応
力検出器１の感度のばらつきに応じてディジタルスイッ
チ３２-1〜３２-nを選択的にオン，オフさせ、演算増幅
器１９とアース間の抵抗回路網の抵抗値を変えることに
より演算増幅器１９の出力電圧を変えて感度を調整す
る。ここでは、一つの抵抗２０-1〜２０-nとそれに直列
に接続した一つ一つのスイッチ３２-1〜３２-nがそれぞ
れ抵抗値調整用素子としての役割を果たしている。
を用いて説明する。図４は第４実施例による半導体装置
の回路図である。図４において、３２-1〜３２-nは各抵
抗２０-1〜２０-nとアース間にそれぞれ直列に接続した
デジタルスイッチである。このデジタルスイッチ３２-1
〜３２-nは、例えばトランジスタ等により構成される。
３３はディジタルスイッチ３２-1〜３２-nをオン，オフ
させるためのディジタルデータを記憶した不揮発性メモ
リである。その他の図２と同一符号の部分は図２と同等
もしくは相当部分を示し、それぞれの接続も図２と同様
である。第２及び第３実施例ではヒューズ２２-1〜２２
-nを用いレーザー等で切断したり、ツェナダイオード２
３-1〜２３-nを用い電流でショートしたりすることによ
り演算増幅器１９の出力を調整したが、図４に示す半導
体装置ではディジタルスイッチ３２-1〜３２-nを用い応
力検出器１の感度のばらつきに応じてディジタルスイッ
チ３２-1〜３２-nを選択的にオン，オフさせ、演算増幅
器１９とアース間の抵抗回路網の抵抗値を変えることに
より演算増幅器１９の出力電圧を変えて感度を調整す
る。ここでは、一つの抵抗２０-1〜２０-nとそれに直列
に接続した一つ一つのスイッチ３２-1〜３２-nがそれぞ
れ抵抗値調整用素子としての役割を果たしている。
【００６４】次に、この発明の第５実施例について図５
を用いて説明する。図５はこの発明の第５実施例による
半導体装置の回路図である。図５において、３３は接続
点３ｃに印加する電圧のデータを記憶した不揮発性メモ
リ、３４は基準電圧端子から入力した電圧を不揮発性メ
モリ３３のデータに応じた倍率で変換して出力するＤ／
Ａ変換器である。図５ではＤ／Ａ変換器３４を用い、Ｄ
／Ａ変換器３４の基準電圧端子に基準電圧源１８を接続
し、応力検出器１の感度のばらつきに応じたディジタル
データを不揮発性メモリ３３に記憶させ、不揮発性メモ
リ３３のデータを基にＤ／Ａ変換器３４の出力端子に基
準電圧に応じた電圧（すなわち、基準電圧と同じ温度係
数を有する電圧）を発生させる。そして、この電圧を例
えば演算増幅器３５によるボルテージフォロアにより電
流増幅し、応力変換器１に電圧印加することにより、応
力変換器１の温度依存性の補償と感度のばらつきの補正
を行なうことができる。
を用いて説明する。図５はこの発明の第５実施例による
半導体装置の回路図である。図５において、３３は接続
点３ｃに印加する電圧のデータを記憶した不揮発性メモ
リ、３４は基準電圧端子から入力した電圧を不揮発性メ
モリ３３のデータに応じた倍率で変換して出力するＤ／
Ａ変換器である。図５ではＤ／Ａ変換器３４を用い、Ｄ
／Ａ変換器３４の基準電圧端子に基準電圧源１８を接続
し、応力検出器１の感度のばらつきに応じたディジタル
データを不揮発性メモリ３３に記憶させ、不揮発性メモ
リ３３のデータを基にＤ／Ａ変換器３４の出力端子に基
準電圧に応じた電圧（すなわち、基準電圧と同じ温度係
数を有する電圧）を発生させる。そして、この電圧を例
えば演算増幅器３５によるボルテージフォロアにより電
流増幅し、応力変換器１に電圧印加することにより、応
力変換器１の温度依存性の補償と感度のばらつきの補正
を行なうことができる。
【００６５】次に、この発明の第６実施例について図６
を用いて説明する。図６はこの発明の第６実施例による
半導体装置の回路図である。図６において、１は歪ゲー
ジ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで構成されたブリッジ回
路を有する応力検出器、３ｃは歪ゲージ抵抗２ａ，２ｃ
の接続点、３ｄは歪ゲージ抵抗２ｂ，２ｄの接続点、３
ａは歪ゲージ抵抗２ｃ，２ｄの接続点、３ｂは歪ゲージ
抵抗２ａ，２ｂの接続点であり、接続点３ａと接続点３
ｂとの間に発生する電圧が検出すべき応力に比例する。
４は応力検出器１の出力電圧Ｖspan（接続点３ａと接続
点３ｂとの間の差電圧）を増幅する演算増幅器である。
５，６，７，８は演算増幅器４の増幅率を決める抵抗、
９はアース接地を表し、抵抗８の一方端等が接地されて
いることを示している。１０は演算増幅器４の出力端
子、１１は応力検出器１の接続点３ｃに電圧Ｖccを供給
する電源である。演算増幅器４等により接続点３ａ，３
ｂの差電圧をシングルエンドとし、さらに電圧Ｖspanを
（Ｒ6 ／Ｒ5 ）倍に増幅して出力電圧Ｖout を出力す
る。１８は正または負の温度係数を持つ基準電圧を発生
する基準電圧源で、これは例えばバンド・ギャップ形基
準電圧源やツェナダイオード等で容易に実現できる。１
９は基準電圧源１８の基準電圧を増幅する演算増幅器、
２０，２１は演算増幅器１９の増幅率を決定するための
抵抗である。基準電圧源１８の負極はアース接地され、
正極は演算増幅器１９の非反転増幅端子に接続してい
る。抵抗２０は一方端を電源１１に接続し、他方端を演
算増幅器１９の反転入力端子に接続している。抵抗２１
は一方端を演算増幅器１９の出力端子に接続し、他方端
を演算増幅器１９の反転入力端子に接続して出力端子の
電圧をネガティブフィードバックしている。演算増幅器
１９の出力端子は接続点３ｄに接続していおり、歪ゲー
ジ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで構成されたブリッジ回
路に駆動電圧Ｖ19を与える。ここで、ブリッジ回路は電
源電圧Ｖccと駆動電圧Ｖ19の差電圧で動作する。そし
て、図６の回路において、電源１１が接続点３ｃに供給
する電圧が演算増幅器１９が出力する電圧より大きいと
き、すなわち接続点３ｃの電位Ｅ3cが接続点３ｄの電位
Ｅ3dより高いときは基準電圧源１８は負の温度係数を有
する基準電圧を発生することが必要である。逆に、接続
点３ｃの電位Ｅ3cが接続点３ｄの電位Ｅ3dより小さいと
きは基準電圧源１８は正の温度係数を有する基準電圧を
発生することが必要である。
を用いて説明する。図６はこの発明の第６実施例による
半導体装置の回路図である。図６において、１は歪ゲー
ジ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで構成されたブリッジ回
路を有する応力検出器、３ｃは歪ゲージ抵抗２ａ，２ｃ
の接続点、３ｄは歪ゲージ抵抗２ｂ，２ｄの接続点、３
ａは歪ゲージ抵抗２ｃ，２ｄの接続点、３ｂは歪ゲージ
抵抗２ａ，２ｂの接続点であり、接続点３ａと接続点３
ｂとの間に発生する電圧が検出すべき応力に比例する。
４は応力検出器１の出力電圧Ｖspan（接続点３ａと接続
点３ｂとの間の差電圧）を増幅する演算増幅器である。
５，６，７，８は演算増幅器４の増幅率を決める抵抗、
９はアース接地を表し、抵抗８の一方端等が接地されて
いることを示している。１０は演算増幅器４の出力端
子、１１は応力検出器１の接続点３ｃに電圧Ｖccを供給
する電源である。演算増幅器４等により接続点３ａ，３
ｂの差電圧をシングルエンドとし、さらに電圧Ｖspanを
（Ｒ6 ／Ｒ5 ）倍に増幅して出力電圧Ｖout を出力す
る。１８は正または負の温度係数を持つ基準電圧を発生
する基準電圧源で、これは例えばバンド・ギャップ形基
準電圧源やツェナダイオード等で容易に実現できる。１
９は基準電圧源１８の基準電圧を増幅する演算増幅器、
２０，２１は演算増幅器１９の増幅率を決定するための
抵抗である。基準電圧源１８の負極はアース接地され、
正極は演算増幅器１９の非反転増幅端子に接続してい
る。抵抗２０は一方端を電源１１に接続し、他方端を演
算増幅器１９の反転入力端子に接続している。抵抗２１
は一方端を演算増幅器１９の出力端子に接続し、他方端
を演算増幅器１９の反転入力端子に接続して出力端子の
電圧をネガティブフィードバックしている。演算増幅器
１９の出力端子は接続点３ｄに接続していおり、歪ゲー
ジ抵抗２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで構成されたブリッジ回
路に駆動電圧Ｖ19を与える。ここで、ブリッジ回路は電
源電圧Ｖccと駆動電圧Ｖ19の差電圧で動作する。そし
て、図６の回路において、電源１１が接続点３ｃに供給
する電圧が演算増幅器１９が出力する電圧より大きいと
き、すなわち接続点３ｃの電位Ｅ3cが接続点３ｄの電位
Ｅ3dより高いときは基準電圧源１８は負の温度係数を有
する基準電圧を発生することが必要である。逆に、接続
点３ｃの電位Ｅ3cが接続点３ｄの電位Ｅ3dより小さいと
きは基準電圧源１８は正の温度係数を有する基準電圧を
発生することが必要である。
【００６６】次に動作について説明する。基準電圧が負
の温度係数を有する場合、基準電圧源１８の電圧をＶ
ref （Ｔ）とすると次式が与えられる。
の温度係数を有する場合、基準電圧源１８の電圧をＶ
ref （Ｔ）とすると次式が与えられる。
【００６７】
【数２２】
【００６８】ここで、Ｖref （Ｔ）は演算増幅器１９に
より増幅されるが、抵抗２０，２１の抵抗値をＲ20，Ｒ
21とし、電源１１により接続点３ｃに与えられる電圧が
Ｖccであることから、演算増幅器１９の出力電圧Ｖ
19は、次式で表せる。
より増幅されるが、抵抗２０，２１の抵抗値をＲ20，Ｒ
21とし、電源１１により接続点３ｃに与えられる電圧が
Ｖccであることから、演算増幅器１９の出力電圧Ｖ
19は、次式で表せる。
【００６９】
【数２３】
【００７０】ここで、接続点３ｄの電位Ｅ3dは（Ｖ19＋
０）である。そして、応力検出器１のブリッジ回路の出
力電圧Ｖspanは数９で与えられる。また、図６では接続
点３ｃは電源１１に接続されているため接続点３ｃの電
位Ｅ3cは（Ｖcc＋０）である。ブリッジ回路２ａ〜２ｄ
の構成は従来と同じである。そこで、数２３を数９へ代
入すると次式になる。
０）である。そして、応力検出器１のブリッジ回路の出
力電圧Ｖspanは数９で与えられる。また、図６では接続
点３ｃは電源１１に接続されているため接続点３ｃの電
位Ｅ3cは（Ｖcc＋０）である。ブリッジ回路２ａ〜２ｄ
の構成は従来と同じである。そこで、数２３を数９へ代
入すると次式になる。
【００７１】
【数２４】
【００７２】さらに、数２２と数２４より次式が導かれ
る。
る。
【００７３】
【数２５】
【００７４】従って、数２５よりピエゾ抵抗係数の温度
係数αと基準電圧の温度係数γとの関係は次式で与えら
れることがわかる。
係数αと基準電圧の温度係数γとの関係は次式で与えら
れることがわかる。
【００７５】
【数２６】
【００７６】数２６の関係を満たすように基準電圧源１
８の温度係数γを設定すれば、数２５において、応力検
出器１の感度の温度依存性は補償できることがわかる。
また、応力検出器１の個々の感度のばらつき（ａ・π0
のばらつき）も抵抗２０の抵抗値を調整することにより
補正することができる。
８の温度係数γを設定すれば、数２５において、応力検
出器１の感度の温度依存性は補償できることがわかる。
また、応力検出器１の個々の感度のばらつき（ａ・π0
のばらつき）も抵抗２０の抵抗値を調整することにより
補正することができる。
【００７７】抵抗２０と抵抗２１は、一般にその抵抗値
に温度係数を有するが同一の温度係数であれば相互に打
ち消し合うので、その影響はない。例えば抵抗２１，２
０には同一の温度係数を持つＮｉＣｒ等の薄膜抵抗を用
い、応力検出器１や演算増幅器４，１９、基準電圧源１
８、抵抗５，６，７，８（この場合不純物拡散によって
形成される）と同一の半導体チップ上に形成できる。な
お、抵抗２０の調整はレーザー等を用いてトリミングし
て調整することができる。
に温度係数を有するが同一の温度係数であれば相互に打
ち消し合うので、その影響はない。例えば抵抗２１，２
０には同一の温度係数を持つＮｉＣｒ等の薄膜抵抗を用
い、応力検出器１や演算増幅器４，１９、基準電圧源１
８、抵抗５，６，７，８（この場合不純物拡散によって
形成される）と同一の半導体チップ上に形成できる。な
お、抵抗２０の調整はレーザー等を用いてトリミングし
て調整することができる。
【００７８】なお、以上は第６実施例において、基準電
圧が負の温度係数を持つ場合について示したが、正の温
度係数を持つ場合もピエゾ抵抗係数の持つ温度係数αを
補償することができる。
圧が負の温度係数を持つ場合について示したが、正の温
度係数を持つ場合もピエゾ抵抗係数の持つ温度係数αを
補償することができる。
【００７９】また、第６実施例の抵抗２０の実現方法と
して第２、第３及び第４実施例の抵抗値調整用素子を用
いてもよく、それぞれの組み合わせについて図７から図
９に示す。この発明の図７から図９に示した半導体装置
におけるそれぞれの効果は上記各実施例と同様である。
して第２、第３及び第４実施例の抵抗値調整用素子を用
いてもよく、それぞれの組み合わせについて図７から図
９に示す。この発明の図７から図９に示した半導体装置
におけるそれぞれの効果は上記各実施例と同様である。
【００８０】次に、第７実施例について図１０を用いて
説明する。図１０はこの発明の第５実施例による半導体
装置の回路図である。図１０において、１１は接続点３
ｃに電圧Ｖccを供給する電源、３３は接続点３ｄに印加
する電圧のデータを記憶した不揮発性メモリ、３４は基
準電圧端子から入力した電圧を不揮発性メモリ３３のデ
ータに応じた倍率で変換して出力するＤ／Ａ変換器であ
る。図１０ではＤ／Ａ変換器３４を用い、Ｄ／Ａ変換器
３４の基準電圧端子に基準電圧源１８を接続し、応力検
出器１の感度のばらつきに応じたディジタルデータを不
揮発性メモリ３３に記憶させ、不揮発性メモリ３３のデ
ータを基にＤ／Ａ変換器３４の出力端子に基準電圧に応
じた電圧（すなわち、基準電圧と同じ温度係数を有する
電圧）を発生させる。そして、この電圧を例えば演算増
幅器３５によるボルテージフォロアにより電流増幅し、
応力変換器１に電圧印加することで、応力変換器１の温
度依存性の補償と感度のばらつきの補正を行なうことが
できる。なお、図１０の回路において、電源１１が接続
点３ｃに供給する電圧が演算増幅器１９が出力する電圧
より大きいとき、すなわち接続点３ｃの電位Ｅ3cが接続
点３ｄの電位Ｅ3dより高いときは基準電圧源１８は負の
温度係数を有する基準電圧を発生する。逆に、接続点３
ｃの電位Ｅ3cが接続点３ｄの電位Ｅ3dより小さいときは
基準電圧源１８は正の温度係数を有する基準電圧を発生
する。
説明する。図１０はこの発明の第５実施例による半導体
装置の回路図である。図１０において、１１は接続点３
ｃに電圧Ｖccを供給する電源、３３は接続点３ｄに印加
する電圧のデータを記憶した不揮発性メモリ、３４は基
準電圧端子から入力した電圧を不揮発性メモリ３３のデ
ータに応じた倍率で変換して出力するＤ／Ａ変換器であ
る。図１０ではＤ／Ａ変換器３４を用い、Ｄ／Ａ変換器
３４の基準電圧端子に基準電圧源１８を接続し、応力検
出器１の感度のばらつきに応じたディジタルデータを不
揮発性メモリ３３に記憶させ、不揮発性メモリ３３のデ
ータを基にＤ／Ａ変換器３４の出力端子に基準電圧に応
じた電圧（すなわち、基準電圧と同じ温度係数を有する
電圧）を発生させる。そして、この電圧を例えば演算増
幅器３５によるボルテージフォロアにより電流増幅し、
応力変換器１に電圧印加することで、応力変換器１の温
度依存性の補償と感度のばらつきの補正を行なうことが
できる。なお、図１０の回路において、電源１１が接続
点３ｃに供給する電圧が演算増幅器１９が出力する電圧
より大きいとき、すなわち接続点３ｃの電位Ｅ3cが接続
点３ｄの電位Ｅ3dより高いときは基準電圧源１８は負の
温度係数を有する基準電圧を発生する。逆に、接続点３
ｃの電位Ｅ3cが接続点３ｄの電位Ｅ3dより小さいときは
基準電圧源１８は正の温度係数を有する基準電圧を発生
する。
【００８１】次に、この発明の第８実施例について図１
１を用いて説明する。図１１はこの発明の第８実施例に
よる半導体装置の回路図である。図１１において、図６
と同一符号は図６と同一もしくは相当する部分を示して
いる。図１１において図６と異なる点は、基準電圧源１
８の正極を電源１１に接続し、負極を演算増幅器１９の
非反転入力端子に接続している点である。図１１の回路
において、基準電圧源１８は正の温度係数を有する基準
電圧を発生することが必要である。
１を用いて説明する。図１１はこの発明の第８実施例に
よる半導体装置の回路図である。図１１において、図６
と同一符号は図６と同一もしくは相当する部分を示して
いる。図１１において図６と異なる点は、基準電圧源１
８の正極を電源１１に接続し、負極を演算増幅器１９の
非反転入力端子に接続している点である。図１１の回路
において、基準電圧源１８は正の温度係数を有する基準
電圧を発生することが必要である。
【００８２】次に動作について説明する。基準電圧源１
８の電圧をＶref （Ｔ）とすると数１９が与えられる。
８の電圧をＶref （Ｔ）とすると数１９が与えられる。
【００８３】ここで、Ｖref （Ｔ）は演算増幅器１９に
より増幅されるが抵抗２０，２１の抵抗値をＲ20，Ｒ21
とし、電源１１により接続点３ｃに電圧Ｖccが与えられ
ることから、演算増幅器１９の出力電圧Ｖ19は次式で表
せる。
より増幅されるが抵抗２０，２１の抵抗値をＲ20，Ｒ21
とし、電源１１により接続点３ｃに電圧Ｖccが与えられ
ることから、演算増幅器１９の出力電圧Ｖ19は次式で表
せる。
【００８４】
【数２７】
【００８５】ここで、接続点３ｄの電位Ｅ3dは（Ｖ19＋
０）である。そして、応力検出器１のブリッジ回路の出
力電圧Ｖspanは数９で与えられる。また、図１１では接
続点３ｃは電源１１に接続されているため、接続点３ｃ
の電位Ｅ3cは（Ｖcc＋０）である。ブリッジ回路２ａ〜
２ｄの構成は従来と同様である。そこで、数２７を数９
へ代入すると次式になる。
０）である。そして、応力検出器１のブリッジ回路の出
力電圧Ｖspanは数９で与えられる。また、図１１では接
続点３ｃは電源１１に接続されているため、接続点３ｃ
の電位Ｅ3cは（Ｖcc＋０）である。ブリッジ回路２ａ〜
２ｄの構成は従来と同様である。そこで、数２７を数９
へ代入すると次式になる。
【００８６】
【数２８】
【００８７】さらに、数１９と数２８より次式が導かれ
る。
る。
【００８８】
【数２９】
【００８９】従って、数２９よりピエゾ抵抗係数の温度
係数αと基準電圧の温度係数γとの関係が、α＝γの関
係を満たすように基準電圧源１８の温度係数を設定すれ
ば、応力検出器１の感度の温度依存性は補償できること
がわかる。また、応力検出器１の個々の感度のばらつき
（ａ・π0 のばらつき）も抵抗２０の抵抗値を調整する
ことにより補正することができる。
係数αと基準電圧の温度係数γとの関係が、α＝γの関
係を満たすように基準電圧源１８の温度係数を設定すれ
ば、応力検出器１の感度の温度依存性は補償できること
がわかる。また、応力検出器１の個々の感度のばらつき
（ａ・π0 のばらつき）も抵抗２０の抵抗値を調整する
ことにより補正することができる。
【００９０】抵抗２０と抵抗２１は、一般にその抵抗値
に温度係数を有するが同一の温度係数であれば相互に打
ち消し合うので、その影響はない。例えば抵抗２１，２
０には同一の温度係数を持つＮｉＣｒ等の薄膜抵抗を用
い、応力検出器１や演算増幅器４，１９、基準電圧源１
８、抵抗５，６，７，８（この場合不純物拡散によって
形成される）と同一の半導体チップ上に形成できる。な
お、抵抗２０の調整はレーザー等を用いてトリミングし
て調整することができる。
に温度係数を有するが同一の温度係数であれば相互に打
ち消し合うので、その影響はない。例えば抵抗２１，２
０には同一の温度係数を持つＮｉＣｒ等の薄膜抵抗を用
い、応力検出器１や演算増幅器４，１９、基準電圧源１
８、抵抗５，６，７，８（この場合不純物拡散によって
形成される）と同一の半導体チップ上に形成できる。な
お、抵抗２０の調整はレーザー等を用いてトリミングし
て調整することができる。
【００９１】また、第８実施例の抵抗２０の実現方法と
して第２、第３及び第４実施例の抵抗値調整用素子を用
いてもよい。この発明の第２から第４実施例と第８実施
例との組み合わせによる半導体装置におけるそれぞれの
効果は上記実施例と同様である。
して第２、第３及び第４実施例の抵抗値調整用素子を用
いてもよい。この発明の第２から第４実施例と第８実施
例との組み合わせによる半導体装置におけるそれぞれの
効果は上記実施例と同様である。
【００９２】次に、この発明の第９実施例について図１
２を用いて説明する。図１２はこの発明の第９実施例に
よる半導体装置の回路図である。図１２において、図６
と同一符号は図６と同一もしくは相当する部分を示して
いる。図１２において図６と異なる点は、抵抗２０の一
方端を接地し、他方端を演算増幅器１９の反転入力端子
に接続している点である。図１２の回路において、電源
１１が接続点３ｃに供給する電圧が演算増幅器１９が出
力する電圧より大きいとき、すなわち接続点３ｃの電位
Ｅ3cが接続点３ｄの電位Ｅ3dより高いときは基準電圧源
１８は負の温度係数を有する基準電圧を発生することが
必要である。逆に、接続点３ｃの電位Ｅ3cが接続点３ｄ
の電位Ｅ3dより小さいときは基準電圧源１８は正の温度
係数を有する基準電圧を発生することが必要である。
２を用いて説明する。図１２はこの発明の第９実施例に
よる半導体装置の回路図である。図１２において、図６
と同一符号は図６と同一もしくは相当する部分を示して
いる。図１２において図６と異なる点は、抵抗２０の一
方端を接地し、他方端を演算増幅器１９の反転入力端子
に接続している点である。図１２の回路において、電源
１１が接続点３ｃに供給する電圧が演算増幅器１９が出
力する電圧より大きいとき、すなわち接続点３ｃの電位
Ｅ3cが接続点３ｄの電位Ｅ3dより高いときは基準電圧源
１８は負の温度係数を有する基準電圧を発生することが
必要である。逆に、接続点３ｃの電位Ｅ3cが接続点３ｄ
の電位Ｅ3dより小さいときは基準電圧源１８は正の温度
係数を有する基準電圧を発生することが必要である。
【００９３】次に、上記各実施例における基準電圧源の
具体的な回路構成について説明する。前記基準電圧源
は、半導体装置の回路の構成により、正負の温度係数を
持つので、正の温度係数を持つ基準電圧源と負の温度係
数を持つ基準電圧源との両方が必要になる。図１３はア
バランシェダイオードを用いた正の温度係数を有する基
準電圧源の回路図である。図において、１１は電源、９
はアース接地を表し、４１はアバランシェダイオード、
４２はダイオード、４３は抵抗、４４，４５は出力端子
である。図１３（ａ）はアノードを接地したアバランシ
ェダイオード４１を含む逆方向に直列に接続した複数の
アバランシェダイオード４１と、アバランシェダイオー
ド４１のカソードにカソードを接続したダイオード４２
を含む順方向に直列に接続した複数のダイオード４２
と、一方端を電源１１に接続し、他方端をダイオード４
２のアノードに接続した抵抗４３とで構成された基準電
圧源である。アバランシェダイオード４２は正の温度係
数を持つ一定の電圧を発生する。一つのアバランシェダ
イオード４２でも基準電圧源を構成することができる
が、アバランシェダイオードが持つ温度係数は不純物の
濃度等により決まり、一つのアバランシェダイオードで
は余り大きな正の温度係数をつくることができない。し
かし、直列に接続されたアバランシェダイオード４２の
温度係数の和が基準電圧の温度係数になる。そこで、複
数のアバランシェダイオード４２を用いて正の温度係数
を大きくしている。また、複数のアバランシェダイオー
ド４１により接続するその数を変えて温度係数を調整す
ることができる。さらに、ダイオードの順電圧降下は負
の温度係数を持つことから、アバランシェダイオード４
１の有する正の温度係数と絶対値が異なる負の温度係数
を有するダイオード４２を順方向に向けてアバランシェ
ダイオード４１と直列に接続することにより、微細な温
度係数の調節を行うことができる。そして、基準電圧は
アース９と抵抗４３の他方端に接続した出力端子４４と
の電位差を用いる。この基準電圧源は、例えば上記実施
例における図１から図５に示した基準電圧源１８等に用
いられる。なお、この場合のアバランシェダイオード４
１の温度係数の合計は、ダイオード４２の温度係数の合
計より大きいものとする。
具体的な回路構成について説明する。前記基準電圧源
は、半導体装置の回路の構成により、正負の温度係数を
持つので、正の温度係数を持つ基準電圧源と負の温度係
数を持つ基準電圧源との両方が必要になる。図１３はア
バランシェダイオードを用いた正の温度係数を有する基
準電圧源の回路図である。図において、１１は電源、９
はアース接地を表し、４１はアバランシェダイオード、
４２はダイオード、４３は抵抗、４４，４５は出力端子
である。図１３（ａ）はアノードを接地したアバランシ
ェダイオード４１を含む逆方向に直列に接続した複数の
アバランシェダイオード４１と、アバランシェダイオー
ド４１のカソードにカソードを接続したダイオード４２
を含む順方向に直列に接続した複数のダイオード４２
と、一方端を電源１１に接続し、他方端をダイオード４
２のアノードに接続した抵抗４３とで構成された基準電
圧源である。アバランシェダイオード４２は正の温度係
数を持つ一定の電圧を発生する。一つのアバランシェダ
イオード４２でも基準電圧源を構成することができる
が、アバランシェダイオードが持つ温度係数は不純物の
濃度等により決まり、一つのアバランシェダイオードで
は余り大きな正の温度係数をつくることができない。し
かし、直列に接続されたアバランシェダイオード４２の
温度係数の和が基準電圧の温度係数になる。そこで、複
数のアバランシェダイオード４２を用いて正の温度係数
を大きくしている。また、複数のアバランシェダイオー
ド４１により接続するその数を変えて温度係数を調整す
ることができる。さらに、ダイオードの順電圧降下は負
の温度係数を持つことから、アバランシェダイオード４
１の有する正の温度係数と絶対値が異なる負の温度係数
を有するダイオード４２を順方向に向けてアバランシェ
ダイオード４１と直列に接続することにより、微細な温
度係数の調節を行うことができる。そして、基準電圧は
アース９と抵抗４３の他方端に接続した出力端子４４と
の電位差を用いる。この基準電圧源は、例えば上記実施
例における図１から図５に示した基準電圧源１８等に用
いられる。なお、この場合のアバランシェダイオード４
１の温度係数の合計は、ダイオード４２の温度係数の合
計より大きいものとする。
【００９４】次に、図１３（ｂ）は抵抗４３の一方端を
接地した抵抗４３と抵抗４３の他方端にアノードを接続
したアバランシェダイオード４１を含む逆方向に直列に
接続した複数のアバランシェダイオード４１と、アバラ
ンシェダイオード４１のカソードにカソードを接続した
ダイオード４２及び一方端を電源１１に接続したダイオ
ード４２を含む順方向に直列に接続した複数のダイオー
ド４２とで構成された基準電圧源である。そして、この
基準電圧源は電源１１と抵抗４３の他方端に接続した出
力端子４５との電位差を用いる点が図１３（ａ）の基準
電圧源とは異なる。この基準電圧源は、例えば上記実施
例における図１１に示した基準電圧源１８に用いられ
る。
接地した抵抗４３と抵抗４３の他方端にアノードを接続
したアバランシェダイオード４１を含む逆方向に直列に
接続した複数のアバランシェダイオード４１と、アバラ
ンシェダイオード４１のカソードにカソードを接続した
ダイオード４２及び一方端を電源１１に接続したダイオ
ード４２を含む順方向に直列に接続した複数のダイオー
ド４２とで構成された基準電圧源である。そして、この
基準電圧源は電源１１と抵抗４３の他方端に接続した出
力端子４５との電位差を用いる点が図１３（ａ）の基準
電圧源とは異なる。この基準電圧源は、例えば上記実施
例における図１１に示した基準電圧源１８に用いられ
る。
【００９５】次に、図１４はツェナダイオードまたはダ
イオードの順電圧降下を用いた負の温度係数を有する基
準電圧源の回路図である。図において、１１は電源、９
は接地を表し、４２はダイオード、４３は抵抗、４６は
ツェナダイオード、４８，４９は出力端子である。図１
４（ａ）はアノードを接地したツェナダイオード４６を
含む逆方向に直列に接続した複数のツェナダイオード４
６と、一方端を電源１１に接続し、他方端をツェナダイ
オード４６のカソードに接続した抵抗４３とで構成され
た基準電圧源である。ツェナダイオード４６は負の温度
係数を持つ一定の電圧を発生する。一つのツェナダイオ
ード４６でも基準電圧源を構成することができるが、ツ
ェナダイオードが持つ温度係数は不純物の濃度等により
決まり、一つのツェナダイオードでは余り大きな負の温
度係数をつくることができない。しかし、直列に接続さ
れたツェナダイオード４６の温度係数の和が基準電圧の
温度係数となる。そこで、複数のツェナダイオード４６
を用いて負の温度係数を大きくしている。また、複数の
ツェナダイオード４６により接続するその数を変えて温
度係数を調整することができる。基準電圧はアース９と
抵抗４３の他方端に接続した出力端子４８との電位差を
用いる。
イオードの順電圧降下を用いた負の温度係数を有する基
準電圧源の回路図である。図において、１１は電源、９
は接地を表し、４２はダイオード、４３は抵抗、４６は
ツェナダイオード、４８，４９は出力端子である。図１
４（ａ）はアノードを接地したツェナダイオード４６を
含む逆方向に直列に接続した複数のツェナダイオード４
６と、一方端を電源１１に接続し、他方端をツェナダイ
オード４６のカソードに接続した抵抗４３とで構成され
た基準電圧源である。ツェナダイオード４６は負の温度
係数を持つ一定の電圧を発生する。一つのツェナダイオ
ード４６でも基準電圧源を構成することができるが、ツ
ェナダイオードが持つ温度係数は不純物の濃度等により
決まり、一つのツェナダイオードでは余り大きな負の温
度係数をつくることができない。しかし、直列に接続さ
れたツェナダイオード４６の温度係数の和が基準電圧の
温度係数となる。そこで、複数のツェナダイオード４６
を用いて負の温度係数を大きくしている。また、複数の
ツェナダイオード４６により接続するその数を変えて温
度係数を調整することができる。基準電圧はアース９と
抵抗４３の他方端に接続した出力端子４８との電位差を
用いる。
【００９６】図１４（ｂ）はカソードを接地したダイオ
ード４２を含む電源１１とアース９の間に直列に接続し
た複数のダイオード４２と、一方端を電源１１に接続
し、他方端をダイオード４２のアノードに接続した抵抗
４３とで構成された基準電圧源の回路図である。ダイオ
ード４２は順方向に接続することにより順電圧降下を起
こす。この順電圧降下は負の温度係数を有するので一つ
のダイオード４２でも基準電圧源を構成することができ
るが、一つのダイオードでは余り大きな負の温度係数を
つくることができない。しかし、直列に接続されたダイ
オード４２の温度係数の和が基準電圧の温度係数とな
る。そこで、複数のダイオード４２を直列に接続し負の
温度係数を大きくしている。また、複数のダイオード４
２により接続するその数を変えて温度係数を調整するこ
とができる。基準電圧はアース９と抵抗４３の他方端に
接続した出力端子４９との電位差を用いる。これら図１
４（ａ）及び図１４（ｂ）に示した基準電圧源は、負の
温度係数を必要とする場合の上記実施例に用いられ、例
えば図６から図１０に示した回路の基準電圧源１８に用
いられる。
ード４２を含む電源１１とアース９の間に直列に接続し
た複数のダイオード４２と、一方端を電源１１に接続
し、他方端をダイオード４２のアノードに接続した抵抗
４３とで構成された基準電圧源の回路図である。ダイオ
ード４２は順方向に接続することにより順電圧降下を起
こす。この順電圧降下は負の温度係数を有するので一つ
のダイオード４２でも基準電圧源を構成することができ
るが、一つのダイオードでは余り大きな負の温度係数を
つくることができない。しかし、直列に接続されたダイ
オード４２の温度係数の和が基準電圧の温度係数とな
る。そこで、複数のダイオード４２を直列に接続し負の
温度係数を大きくしている。また、複数のダイオード４
２により接続するその数を変えて温度係数を調整するこ
とができる。基準電圧はアース９と抵抗４３の他方端に
接続した出力端子４９との電位差を用いる。これら図１
４（ａ）及び図１４（ｂ）に示した基準電圧源は、負の
温度係数を必要とする場合の上記実施例に用いられ、例
えば図６から図１０に示した回路の基準電圧源１８に用
いられる。
【００９７】次に、バンド・ギャップ形基準電圧源につ
いて図１５乃至図１７を用いて説明する。図１５に示し
たバンド・ギャップ基準電圧源は、アースの電位を基に
電圧を発生する基準電圧源である。図１５において、５
０〜５４は抵抗、５５〜５７はｎｐｎバイポーラトラン
ジスタ、５８，５９は出力端子である。抵抗５０は電源
１１に一方端を接続している。抵抗５０の他方端には抵
抗５１，５２，５４の一方端が接続されている。この電
源１１と抵抗５０で電流源を構成している。抵抗５１の
他方端にはトランジスタ５５のコレクタ及びベースが接
続している。トランジスタ５５のエミッタは接地してい
る。抵抗５２の他方端にはトランジスタ５６のコレクタ
が接続している。トランジスタ５６のベースはトランジ
スタ５５のベースに接続し、トランジスタ５６のエミッ
タは抵抗５３の一方端に接続している。抵抗５３の他方
端は接地している。トランジスタ５７のコレクタが抵抗
５４の他方端に接続し、トランジスタ５７のベースはト
ランジスタ５６のコレクタに接続し、トランジスタ５７
のエミッタは接地している。基準電圧は、抵抗５４の一
方端に接続した出力端子５９とアースに接地した出力端
子５８との電位差である。
いて図１５乃至図１７を用いて説明する。図１５に示し
たバンド・ギャップ基準電圧源は、アースの電位を基に
電圧を発生する基準電圧源である。図１５において、５
０〜５４は抵抗、５５〜５７はｎｐｎバイポーラトラン
ジスタ、５８，５９は出力端子である。抵抗５０は電源
１１に一方端を接続している。抵抗５０の他方端には抵
抗５１，５２，５４の一方端が接続されている。この電
源１１と抵抗５０で電流源を構成している。抵抗５１の
他方端にはトランジスタ５５のコレクタ及びベースが接
続している。トランジスタ５５のエミッタは接地してい
る。抵抗５２の他方端にはトランジスタ５６のコレクタ
が接続している。トランジスタ５６のベースはトランジ
スタ５５のベースに接続し、トランジスタ５６のエミッ
タは抵抗５３の一方端に接続している。抵抗５３の他方
端は接地している。トランジスタ５７のコレクタが抵抗
５４の他方端に接続し、トランジスタ５７のベースはト
ランジスタ５６のコレクタに接続し、トランジスタ５７
のエミッタは接地している。基準電圧は、抵抗５４の一
方端に接続した出力端子５９とアースに接地した出力端
子５８との電位差である。
【００９８】次に、この基準電圧源の動作について説明
する。トランジスタ５６〜５８のベース・エミッタ間電
圧をそれぞれＶBE1 〜ＶBE3 とし、抵抗５１〜５４の抵
抗値をＲ51〜Ｒ54とする。ここで、トランジスタ５５，
５６のベースを共通に接続していることから、次式が導
かれる。
する。トランジスタ５６〜５８のベース・エミッタ間電
圧をそれぞれＶBE1 〜ＶBE3 とし、抵抗５１〜５４の抵
抗値をＲ51〜Ｒ54とする。ここで、トランジスタ５５，
５６のベースを共通に接続していることから、次式が導
かれる。
【００９９】
【数３０】
【０１００】また、出力端子５８，５９間の電圧をＶ
ref とし、抵抗５１を流れる電流をＩ 1 、抵抗５２を流
れる電流をＩ2 とすると、抵抗５１の電圧降下とトラン
ジスタ５５のベース・エミッタ間電圧ＶBE1 より、また
抵抗５２の電圧降下とトランジスタ５７のベース・エミ
ッタ間電圧ＶBE3 より次の２つの式が導かれる。
ref とし、抵抗５１を流れる電流をＩ 1 、抵抗５２を流
れる電流をＩ2 とすると、抵抗５１の電圧降下とトラン
ジスタ５５のベース・エミッタ間電圧ＶBE1 より、また
抵抗５２の電圧降下とトランジスタ５７のベース・エミ
ッタ間電圧ＶBE3 より次の２つの式が導かれる。
【０１０１】
【数３１】
【０１０２】
【数３２】
【０１０３】いま、トランジスタ５５，５７のベース・
エミッタ間電圧ＶBE1 ，ＶBE3 の関係が、ＶBE1 ＝Ｖ
BE3 となるように設定すると、数３１と数３２の関係を
用いて次式が導かれる。
エミッタ間電圧ＶBE1 ，ＶBE3 の関係が、ＶBE1 ＝Ｖ
BE3 となるように設定すると、数３１と数３２の関係を
用いて次式が導かれる。
【０１０４】
【数３３】
【０１０５】一般に、トランジスタのベース・エミッタ
間電圧は、次式で与えられる。
間電圧は、次式で与えられる。
【０１０６】
【数３４】
【０１０７】ここで、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温
度、ｑは電子の電荷、ＩS はトランジスタの飽和電流、
ＩE はトランジスタのエミッタ電流である。
度、ｑは電子の電荷、ＩS はトランジスタの飽和電流、
ＩE はトランジスタのエミッタ電流である。
【０１０８】従って、トランジスタ５５の飽和電流をＩ
S1とし、トランジスタ５６の飽和電流をＩS2とするとト
ランジスタ５５，５６のベース・エミッタ間電圧
ＶBE1 ，ＶBE2 は次式で与えられる。
S1とし、トランジスタ５６の飽和電流をＩS2とするとト
ランジスタ５５，５６のベース・エミッタ間電圧
ＶBE1 ，ＶBE2 は次式で与えられる。
【０１０９】
【数３５】
【０１１０】
【数３６】
【０１１１】この数３５，数３６と数３０より次式が導
かれる。
かれる。
【０１１２】
【数３７】
【０１１３】トランジスタの飽和電流ＩS はトランジス
タのエミッタ面積に比例するため、トランジスタ５５，
５６のエミッタ面積比を１：ｎとすると、ＩS1／ＩS2＝
ｎの関係が成立し、この関係を用いて数３７より次式が
導かれる。
タのエミッタ面積に比例するため、トランジスタ５５，
５６のエミッタ面積比を１：ｎとすると、ＩS1／ＩS2＝
ｎの関係が成立し、この関係を用いて数３７より次式が
導かれる。
【０１１４】
【数３８】
【０１１５】さらに、数３３と数３８より次式が導かれ
る。
る。
【０１１６】
【数３９】
【０１１７】この数３９を数３２に代入する。
【０１１８】
【数４０】
【０１１９】一般にＶBEには−２ｍＶ／℃の温度係数を
有する。また、数４０の第２項は絶対温度Ｔに比例す
る。これらのことからトランジスタ５５，５６のエミッ
タ面積比ｎや抵抗５１〜５３の抵抗値Ｒ51〜Ｒ53を選ぶ
ことにより、基準電圧Ｖref の温度係数が正負のどちら
の係数をもち、どのような値にするかを任意に選ぶこと
ができる。
有する。また、数４０の第２項は絶対温度Ｔに比例す
る。これらのことからトランジスタ５５，５６のエミッ
タ面積比ｎや抵抗５１〜５３の抵抗値Ｒ51〜Ｒ53を選ぶ
ことにより、基準電圧Ｖref の温度係数が正負のどちら
の係数をもち、どのような値にするかを任意に選ぶこと
ができる。
【０１２０】しかし、図１５に示した回路では、基準電
圧が有する温度係数の値を−２ｍＶ／℃より小さくする
ことはできない。そこで、例えば図１６に示すようにト
ランジスタ６０，６１を接続することにより負の温度係
数を大きくすることができる。図１６において、６０，
６１はｎｐｎトランジスタである。トランジスタ６０は
トランジスタ５５と抵抗５１の間に接続され、コレクタ
及びベースを抵抗５１の他方端に接続し、エミッタをト
ランジスタ５５のコレクタに接続している。トランジス
タ６１はトランジスタ５６と抵抗５２の間に接続され、
コレクタ及びベースを抵抗５２の他方端に接続し、エミ
ッタをトランジスタ５６のコレクタに接続している。そ
の他の図１５と同一符号は図１５と同一または相当部分
を示し、またその他の接続は図１５に示した回路と同様
である。
圧が有する温度係数の値を−２ｍＶ／℃より小さくする
ことはできない。そこで、例えば図１６に示すようにト
ランジスタ６０，６１を接続することにより負の温度係
数を大きくすることができる。図１６において、６０，
６１はｎｐｎトランジスタである。トランジスタ６０は
トランジスタ５５と抵抗５１の間に接続され、コレクタ
及びベースを抵抗５１の他方端に接続し、エミッタをト
ランジスタ５５のコレクタに接続している。トランジス
タ６１はトランジスタ５６と抵抗５２の間に接続され、
コレクタ及びベースを抵抗５２の他方端に接続し、エミ
ッタをトランジスタ５６のコレクタに接続している。そ
の他の図１５と同一符号は図１５と同一または相当部分
を示し、またその他の接続は図１５に示した回路と同様
である。
【０１２１】そして、トランジスタ６０，６１のベース
・エミッタ間電圧をＶBE4 ，ＶBE5とする。ここで、ト
ランジスタ５５，５６のベースを共通に接続しているこ
とから、数３０が成り立つ。
・エミッタ間電圧をＶBE4 ，ＶBE5とする。ここで、ト
ランジスタ５５，５６のベースを共通に接続しているこ
とから、数３０が成り立つ。
【０１２２】そして、抵抗５１の電圧降下、トランジス
タ５５のベース・エミッタ間電圧ＶBE1 及びトランジス
タ６０のベース・エミッタ間電圧ＶBE4 より、次式が導
かれる。
タ５５のベース・エミッタ間電圧ＶBE1 及びトランジス
タ６０のベース・エミッタ間電圧ＶBE4 より、次式が導
かれる。
【０１２３】
【数４１】
【０１２４】また、抵抗５２の電圧降下、トランジスタ
５７のベース・エミッタ間電圧ＶBE3 及びトランジスタ
６１のベース・エミッタ間電圧ＶBE5 より、次式が導か
れる。
５７のベース・エミッタ間電圧ＶBE3 及びトランジスタ
６１のベース・エミッタ間電圧ＶBE5 より、次式が導か
れる。
【０１２５】
【数４２】
【０１２６】いま、トランジスタ５５，５７，６０，６
１のベース・エミッタ間電圧ＶBE1，ＶBE3 ，ＶBE4 ，
ＶBE5 の関係が、次式を満たすように設定すると、数４
１と数４２の関係を用いて数３３の関係が成り立つ。
１のベース・エミッタ間電圧ＶBE1，ＶBE3 ，ＶBE4 ，
ＶBE5 の関係が、次式を満たすように設定すると、数４
１と数４２の関係を用いて数３３の関係が成り立つ。
【０１２７】
【数４３】
【０１２８】一般に、トランジスタのベース・エミッタ
間電圧ＶBEは、数３４で与えられるので、トランジスタ
５５の飽和電流をＩS1とし、トランジスタ５６の飽和電
流をＩS2とするとトランジスタ５５，５６のベース・エ
ミッタ間電圧ＶBE1 ，ＶBE2は数３５と数３６で与えら
れる。この数３５，数３６と数３０より数３７が導かれ
る。
間電圧ＶBEは、数３４で与えられるので、トランジスタ
５５の飽和電流をＩS1とし、トランジスタ５６の飽和電
流をＩS2とするとトランジスタ５５，５６のベース・エ
ミッタ間電圧ＶBE1 ，ＶBE2は数３５と数３６で与えら
れる。この数３５，数３６と数３０より数３７が導かれ
る。
【０１２９】そして、トランジスタの飽和電流ＩS はト
ランジスタのエミッタ面積に比例するため、トランジス
タ５５，５６のエミッタ面積比を１：ｎとすると、ＩS1
／ＩS2＝ｎの関係が成立し、この関係を用いて数３７よ
り数３８が導かれる。さらに、数３３と数３８より数３
９が導かれる。また、この数３９を数４２に代入して次
式が導かれる。
ランジスタのエミッタ面積に比例するため、トランジス
タ５５，５６のエミッタ面積比を１：ｎとすると、ＩS1
／ＩS2＝ｎの関係が成立し、この関係を用いて数３７よ
り数３８が導かれる。さらに、数３３と数３８より数３
９が導かれる。また、この数３９を数４２に代入して次
式が導かれる。
【０１３０】
【数４４】
【０１３１】この数４４の第１項及び第２項のトランジ
スタ５７，６１のベース・エミッタ間電圧により基準電
圧Ｖref に負の温度係数を持たせることができ、温度係
数の値は−４ｍＶ／℃より小さくなることはない。しか
し、数４０と数４４を比較して、図１５の回路に比べて
図１６の回路は負の温度係数の絶対値を大きくすること
ができたことが分かる。
スタ５７，６１のベース・エミッタ間電圧により基準電
圧Ｖref に負の温度係数を持たせることができ、温度係
数の値は−４ｍＶ／℃より小さくなることはない。しか
し、数４０と数４４を比較して、図１５の回路に比べて
図１６の回路は負の温度係数の絶対値を大きくすること
ができたことが分かる。
【０１３２】次に、図１７に示した他のバンド・ギャッ
プ基準電圧源は、電源の電位を基に電圧を発生する基準
電圧源である。図１７において、７０〜７４は抵抗、７
５〜７７はｐｎｐバイポーラトランジスタ、７８，７９
は出力端子である。抵抗７０は一方端を接地している。
抵抗７０の他方端には抵抗７１〜７３の一方端が接続さ
れている。この抵抗７０と電源１１で電流源を構成して
いる。抵抗７１の他方端にはトランジスタ７５のコレク
タ及びベースが接続している。トランジスタ７５のエミ
ッタは電源１１に接続している。抵抗７２の他方端には
トランジスタ７６のコレクタが接続している。トランジ
スタ７６のベースはトランジスタ７５のベースに接続
し、トランジスタ７６のエミッタは抵抗７４の一方端に
接続している。抵抗７４の他方端は電源１１に接続して
いる。トランジスタ７７のコレクタが抵抗７３の他方端
に接続し、トランジスタ７７のベースはトランジスタ７
６のコレクタに接続し、トランジスタ７７のエミッタは
電源１１に接続している。基準電圧は、抵抗７１の一方
端に接続した出力端子７９と電源１１に接続した出力端
子７８との電位差である。
プ基準電圧源は、電源の電位を基に電圧を発生する基準
電圧源である。図１７において、７０〜７４は抵抗、７
５〜７７はｐｎｐバイポーラトランジスタ、７８，７９
は出力端子である。抵抗７０は一方端を接地している。
抵抗７０の他方端には抵抗７１〜７３の一方端が接続さ
れている。この抵抗７０と電源１１で電流源を構成して
いる。抵抗７１の他方端にはトランジスタ７５のコレク
タ及びベースが接続している。トランジスタ７５のエミ
ッタは電源１１に接続している。抵抗７２の他方端には
トランジスタ７６のコレクタが接続している。トランジ
スタ７６のベースはトランジスタ７５のベースに接続
し、トランジスタ７６のエミッタは抵抗７４の一方端に
接続している。抵抗７４の他方端は電源１１に接続して
いる。トランジスタ７７のコレクタが抵抗７３の他方端
に接続し、トランジスタ７７のベースはトランジスタ７
６のコレクタに接続し、トランジスタ７７のエミッタは
電源１１に接続している。基準電圧は、抵抗７１の一方
端に接続した出力端子７９と電源１１に接続した出力端
子７８との電位差である。
【０１３３】なお、この基準電圧源の動作については図
１５に示した基準電圧源と同様である。この基準電圧源
は、電源１１の電位を基にして電圧を発生する図１１に
示した基準電圧源１８等に用いられる。
１５に示した基準電圧源と同様である。この基準電圧源
は、電源１１の電位を基にして電圧を発生する図１１に
示した基準電圧源１８等に用いられる。
【０１３４】
【発明の効果】以上のようにこの発明の半導体装置によ
れば、応力変換器と同一基板上に形成され、応力変換器
の感度の温度係数を補償する温度係数を有する基準電圧
を発生する基準電圧源と、前記応力変換器の電圧入力端
子に出力端子を接続し、前記基準電圧を入力して該基準
電圧を変換した電圧を前記駆動電圧として前記応力変換
器に出力する電圧変換器とを備えて構成され、基準電圧
源が応力変換器の感度の温度係数を補償し、電圧変換器
で駆動電圧を調整して応力変換器の感度のばらつきを補
正するので、例えば、従来行われていた応力変換器を構
成する歪ゲージ抵抗の温度係数とピエゾ抵抗係数の温度
係数とを合わせる困難な作業を省き、半導体装置を容易
に製造することができるという効果がある。また、駆動
電圧自身に温度補償が施されており、例えば従来ブリッ
ジ回路に流していた定電流を必要としないため、定電流
をつくるための温度係数の小さい抵抗が不要になり、例
えば拡散抵抗と薄膜抵抗が必要であった従来に比べ、拡
散抵抗だけで半導体装置を構成でき、同一基板上に半導
体装置を構成しやすくなり、半導体装置が安価にできる
という効果がある。
れば、応力変換器と同一基板上に形成され、応力変換器
の感度の温度係数を補償する温度係数を有する基準電圧
を発生する基準電圧源と、前記応力変換器の電圧入力端
子に出力端子を接続し、前記基準電圧を入力して該基準
電圧を変換した電圧を前記駆動電圧として前記応力変換
器に出力する電圧変換器とを備えて構成され、基準電圧
源が応力変換器の感度の温度係数を補償し、電圧変換器
で駆動電圧を調整して応力変換器の感度のばらつきを補
正するので、例えば、従来行われていた応力変換器を構
成する歪ゲージ抵抗の温度係数とピエゾ抵抗係数の温度
係数とを合わせる困難な作業を省き、半導体装置を容易
に製造することができるという効果がある。また、駆動
電圧自身に温度補償が施されており、例えば従来ブリッ
ジ回路に流していた定電流を必要としないため、定電流
をつくるための温度係数の小さい抵抗が不要になり、例
えば拡散抵抗と薄膜抵抗が必要であった従来に比べ、拡
散抵抗だけで半導体装置を構成でき、同一基板上に半導
体装置を構成しやすくなり、半導体装置が安価にできる
という効果がある。
【図１】この発明の第１実施例による半導体装置を示す
回路図である。
回路図である。
【図２】この発明の第２実施例による半導体装置を示す
回路図である。
回路図である。
【図３】この発明の第３実施例による半導体装置を示す
回路図である。
回路図である。
【図４】この発明の第４実施例による半導体装置を示す
回路図である。
回路図である。
【図５】この発明の第５実施例による半導体装置を示す
回路図である。
回路図である。
【図６】この発明の第６実施例による半導体装置を示す
回路図である。
回路図である。
【図７】この発明の第２実施例と第６実施例との組み合
わせによる半導体装置を示す回路図である。
わせによる半導体装置を示す回路図である。
【図８】この発明の第３実施例と第６実施例との組み合
わせによる半導体装置を示す回路図である。
わせによる半導体装置を示す回路図である。
【図９】この発明の第４実施例と第６実施例との組み合
わせによる半導体装置を示す回路図である。
わせによる半導体装置を示す回路図である。
【図１０】この発明の第７実施例による半導体装置を示
す回路図である。
す回路図である。
【図１１】この発明の第８実施例による半導体装置を示
す回路図である。
す回路図である。
【図１２】この発明の第９実施例による半導体装置を示
す回路図である。
す回路図である。
【図１３】この発明のアバランシェダイオードを用いた
基準電圧源を示す回路図である。
基準電圧源を示す回路図である。
【図１４】この発明のツェナダイオードまたはダイオー
ドを用いた基準電圧源を示す回路図である。
ドを用いた基準電圧源を示す回路図である。
【図１５】この発明のバンド・ギャップ基準電圧源を示
す回路図である。
す回路図である。
【図１６】この発明のバンド・ギャップ基準電圧源を示
す回路図である。
す回路図である。
【図１７】この発明のバンド・ギャップ基準電圧源を示
す回路図である。
す回路図である。
【図１８】従来の半導体装置の一例としての圧力センサ
ーの平面図及び側面図である。
ーの平面図及び側面図である。
【図１９】従来の半導体装置を示す回路図である。
１ 応力検出器 ２ａ〜２ｄ 歪ゲージ抵抗 ３ａ〜３ｄ 接続点 ４，１９ 演算増幅器 ５〜８，２０，２１ 抵抗 ９ アース接地 １０ 出力端子 １１ 電源 １８ 基準電圧源 ２２-1〜２２-n ヒューズ ２３-1〜２３-n ツェナダイオード ３２-1〜３２-n スイッチ ３３ 不揮発性メモリ ３４ Ｄ／Ａ変換器
【手続補正書】
【提出日】平成５年２月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】ここで、Ｖccを電源１１の電位とアース間
の電圧とする。そして、接続点３ｃの電位をＥ3cとする
と電位Ｅ3c は次式で与えられる。
の電圧とする。そして、接続点３ｃの電位をＥ3cとする
と電位Ｅ3c は次式で与えられる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】
【数１３】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】
【数１４】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７１】
【数２４】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７３】
【数２５】
Claims (1)
- 【請求項１】 基板と、 前記基板上に形成され、電圧入力端子を有し、該電圧入
力端子に与えられた駆動電圧及びピエゾ抵抗効果により
応力を電気信号に変換する応力変換器と、 前記基板上に形成され、前記応力変換器の感度の温度係
数を補償する温度係数を有する基準電圧を発生する基準
電圧源と、 前記応力変換器の前記電圧入力端子と前記基準電圧源と
の間に接続され、前記基準電圧を入力して該基準電圧を
変換した電圧を前記駆動電圧として前記応力変換器に出
力する電圧変換器と、を備えた半導体装置。
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|---|---|---|---|
| JP4054962A JPH05256716A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 半導体装置 |
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