JPH05326986A - Sensor output stabilization circuit - Google Patents
Sensor output stabilization circuitInfo
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- JPH05326986A JPH05326986A JP12379292A JP12379292A JPH05326986A JP H05326986 A JPH05326986 A JP H05326986A JP 12379292 A JP12379292 A JP 12379292A JP 12379292 A JP12379292 A JP 12379292A JP H05326986 A JPH05326986 A JP H05326986A
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- detection element
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 本発明は、検出素子の抵抗値のばらつきにも
とづく検出電圧の誤差の発生を防止し、正確な測定を可
能とするセンサ出力安定化回路を提供することを目的と
する。
【構成】 非反転増幅器1の出力端子6とマイナス側入
力端子7との間に、ブリッジ構成をなし抵抗値が検出物
理量で変化する検出素子2が接続され、マイナス側入力
端子7はセンシング抵抗3を介して接地されており、検
出素子2のブリッジの中間から検出電圧を出力するセン
サ出力回路において、センシング抵抗3は検出素子2と
同一のプロセスをもって同一基板上に形成されている。
(57) [Summary] (Modified) [Object] The present invention provides a sensor output stabilizing circuit that prevents the occurrence of an error in the detection voltage due to the variation in the resistance value of the detection element and enables accurate measurement. The purpose is to do. [Structure] A detection element 2 having a bridge structure and having a resistance value that changes according to a detected physical quantity is connected between an output terminal 6 of a non-inverting amplifier 1 and a negative side input terminal 7, and a negative side input terminal 7 has a sensing resistor 3 In the sensor output circuit that is grounded via the sensor output circuit that outputs a detection voltage from the middle of the bridge of the detection element 2, the sensing resistor 3 is formed on the same substrate by the same process as the detection element 2.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はセンサ出力回路の改良に
関する。特に、検出素子の抵抗値のばらつきにもとづく
検出電圧の誤差の発生を防止し、正確な測定を可能とす
るセンサ出力安定化回路を提供することを目的とする改
良に関する。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to improvements in sensor output circuits. In particular, the present invention relates to an improvement for the purpose of providing a sensor output stabilizing circuit that prevents an error in the detection voltage due to variations in the resistance value of the detection element and enables accurate measurement.
【0002】[0002]
【従来の技術】以下、図面を参照して従来技術に係るセ
ンサ出力回路について説明する。図7は従来技術に係る
センサ出力回路の構成図である。2. Description of the Related Art A conventional sensor output circuit will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a configuration diagram of a sensor output circuit according to a conventional technique.
【0003】図7参照 図において、1は非反転増幅器であり、4はこの非反転
増幅器1の出力端子6とマイナス側入力端子7との間に
接続される検出素子例えば強磁性薄膜磁気抵抗素子であ
る。この検出素子4はブリッジ構成をなし、ブリッジの
対向する辺における抵抗41・43と他の対向する辺におけ
る抵抗42・44とは相互に反対極性(正または負)の磁界
特性を有している。5は、上記の非反転増幅器1のマイ
ナス側入力端子7と接地との間に接続されるセンシング
抵抗である。8は、上記の非反転増幅器1のプラス側入
力端子である。9は、ブリッジの中間点相互間の電圧を
検出電圧V2 として出力する検出端子である。In FIG. 7, reference numeral 1 is a non-inverting amplifier, and 4 is a detection element connected between the output terminal 6 and the negative input terminal 7 of the non-inverting amplifier 1, for example, a ferromagnetic thin film magnetoresistive element. Is. The detecting element 4 has a bridge structure, and the resistors 41 and 43 on the opposite sides of the bridge and the resistors 42 and 44 on the other opposite sides have magnetic field characteristics of opposite polarities (positive or negative). .. Reference numeral 5 is a sensing resistor connected between the negative input terminal 7 of the non-inverting amplifier 1 and the ground. Reference numeral 8 is a plus side input terminal of the non-inverting amplifier 1. Reference numeral 9 is a detection terminal for outputting the voltage between the intermediate points of the bridge as a detection voltage V 2 .
【0004】つぎに、上記のセンサ出力回路の動作につ
いて説明する。この回路は、検出素子4の抵抗値に関係
なく一定な電流が非反転増幅器1から出力される定電流
回路であり、その一定な出力電流値は、入力電圧V1 を
センシング抵抗5の抵抗値で除した値である。検出素子
4を被測定磁界中に置くと、検出素子4のブリッジの各
辺の抵抗は上記の正または負の磁界特性にもとづいてそ
の抵抗値を変化するので、検出電圧V2 は、検出素子4
の抵抗41の抵抗値と抵抗42の抵抗値との差に上記の一定
な出力電流の1/2を乗じた値として検出される。とこ
ろで、上記のセンシング抵抗5は外付け抵抗であり温度
に対する抵抗値の変化はおゝむね無視できるが、検出素
子4の温度に対する抵抗値の変化は無視することができ
ないので、検出素子4の温度特性を補償する入力電圧V
1 を使用し、検出電圧が温度変化に影響されることを排
除している。Next, the operation of the above sensor output circuit will be described. This circuit is a constant current circuit in which a constant current is output from the non-inverting amplifier 1 regardless of the resistance value of the detection element 4, and the constant output current value is the resistance value of the sensing resistor 5 with respect to the input voltage V 1. It is the value divided by. Placing the detection element 4 in the magnetic field to be measured, the resistance of each side of the bridge of the detection element 4 changes its resistance value based on the positive or negative magnetic field characteristic of the detection voltage V 2, the detection element Four
Is detected as a value obtained by multiplying the difference between the resistance value of the resistor 41 and the resistance value of the resistor 42 by 1/2 of the constant output current. By the way, the sensing resistor 5 is an external resistor, and changes in the resistance value with respect to temperature can be ignored, but changes in the resistance value with respect to the temperature of the detection element 4 cannot be ignored, so the temperature characteristics of the detection element 4 can be ignored. Voltage V to compensate for
1 is used to exclude that the detection voltage is affected by temperature changes.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術に
係るセンサ出力回路においては、検出素子のプロセスに
もとづく抵抗値のばらつきがあり、これが原因して検出
電圧にばらつきが発生し、検出電圧の誤差を生ずると云
う欠点がある。However, in the sensor output circuit according to the prior art, there is a variation in the resistance value due to the process of the detection element, which causes a variation in the detection voltage, resulting in an error in the detection voltage. There is a drawback that it causes.
【0006】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、検出電圧の抵抗値のばらつきにもとづく検出電
圧の誤差の発生を防止し、正確な測定を可能とするセン
サ出力安定化回路を提供することにある。An object of the present invention is to eliminate this drawback, and to provide a sensor output stabilizing circuit which prevents the occurrence of an error in the detection voltage due to the variation in the resistance value of the detection voltage and enables an accurate measurement. To provide.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的は下記の手段
のいずれによっても達成される。第1の手段は、非反転
増幅器(1)の出力端子(6)とマイナス側入力端子
(7)との間に、ブリッジ構成をなし抵抗値が検出物理
量で変化する検出素子(2)が接続され、前記のマイナ
ス側入力端子(7)はセンシング抵抗(3)を介して接
地されており、前記の検出素子(2)のブリッジの中間
から検出電圧を出力するセンサ出力回路において、前記
のセンシング抵抗(3)は前記の検出素子(2)と同一
のプロセスをもって同一基板上に形成されているセンサ
出力安定化回路である。The above object can be achieved by any of the following means. The first means is to connect a detection element (2), which has a bridge configuration and has a resistance value that changes according to a detected physical quantity, between the output terminal (6) and the negative side input terminal (7) of the non-inverting amplifier (1). The negative input terminal (7) is grounded via a sensing resistor (3), and the sensing output circuit outputs a detection voltage from the middle of the bridge of the detection element (2). The resistor (3) is a sensor output stabilizing circuit formed on the same substrate by the same process as that of the detection element (2).
【0008】上記の構成において、前記の検出素子
(2)が強磁性薄膜磁気抵抗素子よりなると効果は著し
い。また、上記の構成において、前記のセンシング抵抗
(3)は正負の磁界特性を有するエレメントを直列に接
続されており、磁界による抵抗変化が打消されると測定
精度はさらに向上する。In the above structure, the effect is remarkable when the detecting element (2) is a ferromagnetic thin film magnetoresistive element. Further, in the above configuration, the sensing resistor (3) has elements having positive and negative magnetic field characteristics connected in series, and when the resistance change due to the magnetic field is canceled, the measurement accuracy is further improved.
【0009】第2の手段は、第1のトランジスタ
(Q1 )に一定電流を通電する第1の定電流回路
(S1 )と、前記の第1のトランジスタ(Q1 )より容
量が大きく、ベースが前記の第1のトランジスタ
(Q1 )のベースに接続されている第2のトランジスタ
(Q2 )に、前記の第1の定電流回路と同じ一定電流を
通電する第2の定電流回路(S2 )と、前記の第1の定
電流回路(S1 )と前記の第2の定電流回路(S2 )と
における定電流を制御する定電流制御回路(S3 )と、
前記の第1のトランジスタ(Q1 )のエミッタと前記の
第2のトランジスタ(Q2 )のエミッタとの間に接続さ
れるセンシング抵抗(3)と、前記の第1のトランジス
タ(Q1 )のベースにベースが接続され、エミッタは前
記の第1のトランジスタ(Q 1 )のエミッタに接続さ
れ、コレクタは抵抗値が検出物理量で変化する検出素子
(2)を介して電源に接続される第3のトランジスタ
(Q3 )とを有し、前記の検出素子(2)の端子電圧を
もって検出電圧となし、前記のセンシング抵抗(3)は
前記の検出素子(2)と同一のプロセスをもって同一の
基板上に形成されているセンサ出力安定化回路である。The second means is the first transistor.
(Q1Constant current circuit for supplying a constant current to
(S1) And the first transistor (Q1) More
First transistor with large amount and base
(Q1) A second transistor connected to the base of
(Q2) In the same constant current as the first constant current circuit
A second constant current circuit (S2) And the first constant
Current circuit (S1) And the second constant current circuit (S2)When
Constant current control circuit (S3)When,
The first transistor (Q1) Emitter and above
Second transistor (Q2) Connected with the emitter
Sensing resistor (3) and the first transistor
(Q1) Is connected to the base, and the emitter is
The first transistor (Q 1) Connected to the emitter
The collector is a detection element whose resistance changes with the detected physical quantity.
Third transistor connected to power supply via (2)
(Q3) And the terminal voltage of the detection element (2)
Therefore, the sensing resistance (3) is used as the detection voltage.
The same process as the above-mentioned detection element (2)
It is a sensor output stabilizing circuit formed on a substrate.
【0010】第3の手段は、バンドギャップ型基準電圧
発生回路(S4 )が出力する基準電圧がトランジスタ
(Q4 )のベースに印加され、このトランジスタ
(Q4 )のコレクタは抵抗値が検出物理量で変化する検
出素子(2)を介して電源に接続され、エミッタはセン
シング抵抗(3)を介して接地されており、前記の検出
素子(2)の端子電圧をもって検出電圧となし、前記の
センシング抵抗(3)は前記の検出素子(2)と同一の
プロセスをもって同一基板上に形成されているセンサ出
力安定化回路である。A third means includes a reference voltage bandgap reference voltage generating circuit (S 4) is output is applied to the base of the transistor (Q 4), the collector of the transistor (Q 4) the resistance value is detected It is connected to a power source through a detection element (2) that changes in a physical quantity, and the emitter is grounded through a sensing resistor (3). The terminal voltage of the detection element (2) serves as a detection voltage. The sensing resistor (3) is a sensor output stabilizing circuit formed on the same substrate by the same process as that of the detection element (2).
【0011】[0011]
【作用】本発明に係るセンサ出力安定化回路において
は、検出素子とセンシング抵抗とが同一のプロセスをも
って同一基板上に形成されるので、プロセスにもとづく
抵抗値のばらつきは検出素子とセンシング抵抗とで同一
であり、したがって、検出素子の抵抗値とセンシング抵
抗の抵抗値の比は同一である。よって検出素子のプロセ
スにもとづく抵抗値のばらつきがあっても検出電圧を一
定とすることができ、正確な測定が可能である。In the sensor output stabilizing circuit according to the present invention, since the detection element and the sensing resistor are formed on the same substrate by the same process, variations in the resistance value due to the process are different between the detection element and the sensing resistor. They are the same, and therefore the ratio of the resistance value of the detection element to the resistance value of the sensing resistor is the same. Therefore, even if there is a variation in the resistance value due to the process of the detection element, the detection voltage can be kept constant and accurate measurement can be performed.
【0012】[0012]
【実施例】以下、図面を参照しつゝ本発明の3実施例に
係るセンサ出力安定化回路について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A sensor output stabilizing circuit according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0013】図1は第1実施例(請求項1・2・3に対
応)に係るセンサ出力安定化回路の構成図である。 図1参照 図において、1は非反転増幅器であり、2はこの非反転
増幅器1の出力端子6とマイナス側入力端子7との間に
接続される検出素子例えば強磁性薄膜磁気抵抗素子であ
る。この検出素子2はブリッジ構成をなし、ブリッジの
対向する辺における抵抗21・23と他の対向する辺におけ
る抵抗22・24とは相互に反対極性(正または負)の磁界
特性を有している。3は上記の非反転増幅器1のマイナ
ス側入力端子7と接地との間に接続されるセンシング抵
抗である。このセンシング抵抗3は、磁界による抵抗値
の変化が正の抵抗と負の抵抗の直列接続をもって構成さ
れており、磁界による影響を排除している。上記の検出
素子2とセンシング抵抗3とは同一のプロセスをもって
同一基板(図の一点鎖線をもって示す。)上に形成され
る。8は上記の非反転増幅器1のプラス側入力端子であ
る。9はブリッジの中間点相互間の電圧を検出電圧V2
として出力する検出端子である。FIG. 1 is a block diagram of a sensor output stabilizing circuit according to a first embodiment (corresponding to claims 1, 2, and 3). Referring to FIG. 1, reference numeral 1 is a non-inverting amplifier, and 2 is a detection element such as a ferromagnetic thin film magnetoresistive element connected between the output terminal 6 and the negative side input terminal 7 of the non-inverting amplifier 1. The detecting element 2 has a bridge structure, and the resistances 21 and 23 on opposite sides of the bridge and the resistances 22 and 24 on other opposite sides have magnetic field characteristics of opposite polarities (positive or negative). .. Reference numeral 3 is a sensing resistor connected between the negative input terminal 7 of the non-inverting amplifier 1 and the ground. The sensing resistor 3 has a series connection of a positive resistance and a negative resistance whose resistance value changes due to a magnetic field, and eliminates the influence of the magnetic field. The detection element 2 and the sensing resistor 3 are formed on the same substrate (shown by a chain line in the figure) by the same process. Reference numeral 8 is a plus side input terminal of the non-inverting amplifier 1. Reference numeral 9 denotes the voltage between the midpoints of the bridge and the detection voltage V 2
It is a detection terminal that outputs as.
【0014】図2は同一基板上に形成された検出素子2
とセンシング抵抗3の構成図である。 図2参照 図において、31・32は磁界による抵抗値の変化が相互に
反対極性(正または負)の変化をする抵抗であり、31・
32をもってセンシング抵抗3を構成する。その他の符号
の説明は図1の場合と同一である。FIG. 2 shows a detection element 2 formed on the same substrate.
3 is a configuration diagram of a sensing resistor 3 and FIG. See Fig. 2. In the figure, 31 and 32 are resistors whose resistance values change due to a magnetic field and whose polarities are opposite to each other (positive or negative).
32 constitutes the sensing resistor 3. The description of the other symbols is the same as in the case of FIG.
【0015】つぎに本実施例に係るセンサ出力安定化回
路の動作について説明する。この回路は、検出素子2の
抵抗値に関係なく一定の電流が非反転増幅器1から出力
される定電流回路であり、その一定な出力電流値は入力
電圧V1 をセンシング抵抗3の抵抗値で除した値であ
る。検出素子2を被測定磁界中に置くと、検出素子2の
抵抗21と抵抗22とは反対極性(正または負)の磁界特性
を有しているので、被測定磁界の強度に対応して検出電
圧V2 が検出される。この検出電圧V2 の値は上記の抵
抗21の抵抗値と抵抗22の抵抗値との差に、非反転増幅器
1の一定な出力電流の1/2を乗じた値である。Next, the operation of the sensor output stabilizing circuit according to this embodiment will be described. This circuit is a constant current circuit in which a constant current is output from the non-inverting amplifier 1 regardless of the resistance value of the detection element 2, and the constant output current value is the resistance value of the sensing resistor 3 with respect to the input voltage V 1. It is the value obtained by dividing. When the detecting element 2 is placed in the magnetic field to be measured, the resistance 21 and the resistance 22 of the detecting element 2 have magnetic field characteristics of opposite polarities (positive or negative), so that the detection is performed according to the strength of the measured magnetic field. The voltage V 2 is detected. The value of the detection voltage V 2 is a value obtained by multiplying the difference between the resistance value of the resistor 21 and the resistance value of the resistor 22 by ½ of the constant output current of the non-inverting amplifier 1.
【0016】ところで、検出素子2の出力電圧の温度特
性は−0.05%/℃であり、センシング抵抗の温度特
性は0.3%/℃であるので、温度特性が0.35%/
℃である入力電圧V1 を印加し、検出電圧V2 が温度変
化によって影響を受けるのを防止している。By the way, since the temperature characteristic of the output voltage of the detection element 2 is -0.05% / ° C and the temperature characteristic of the sensing resistor is 0.3% / ° C, the temperature characteristic is 0.35% / ° C.
An input voltage V 1 of ° C is applied to prevent the detection voltage V 2 from being affected by temperature changes.
【0017】検出素子2とセンシング抵抗3とは同一プ
ロセスをもって同一基板上に形成されているので、プロ
セスによる抵抗値のばらつきは検出素子2とセンシング
抵抗3とでおゝむね同一であり、検出素子2の抵抗値と
センシング抵抗3の抵抗値の比のばらつきは±1%以下
とすることができる。検出電圧V2 は検出素子2の抵抗
値とセンシング抵抗3の抵抗値の比に比例するから、検
出電圧V2 のばらつきを±1%以下にすることができ
る。従来技術においては、検出素子のプロセスにもとづ
く抵抗値のばらつきは±25%であり、他方、センシン
グ抵抗は一定の抵抗値のものが使用されるので、検出素
子の抵抗値とセンシング抵抗の抵抗値の比のばらつきは
±25%であり、検出電圧のばらつきも±25%とな
る。したがって、本発明に係るセンサ出力安定化回路を
使用すれば、従来技術に比べ著しく正確な測定が可能と
なる。Since the detection element 2 and the sensing resistor 3 are formed on the same substrate by the same process, the variations in the resistance value due to the process are almost the same between the detection element 2 and the sensing resistor 3, and the detection element is almost the same. The variation in the ratio between the resistance value of No. 2 and the resistance value of the sensing resistor 3 can be set to ± 1% or less. Since the detection voltage V 2 is proportional to the ratio of the resistance value of the detection element 2 and the resistance value of the sensing resistor 3, the variation of the detection voltage V 2 can be set to ± 1% or less. In the prior art, the variation in the resistance value due to the process of the detection element is ± 25%, while the sensing resistance having a constant resistance value is used, the resistance value of the detection element and the resistance value of the sensing resistance are therefore used. The variation of the ratio is ± 25%, and the variation of the detection voltage is also ± 25%. Therefore, by using the sensor output stabilizing circuit according to the present invention, it is possible to perform remarkably accurate measurement as compared with the prior art.
【0018】なお、センシング抵抗3にトリミング部を
設け、抵抗値の微調整を可能として、出力電圧V2 を調
整することも可能である。It is also possible to provide a trimming portion in the sensing resistor 3 to enable fine adjustment of the resistance value and to adjust the output voltage V 2 .
【0019】図3・図4は第2実施例(請求項4に対
応)に係るセンサ出力安定化回路の構成図である。 図3・図4参照 本実施例は第1実施例における非反転増幅器を使用せ
ず、モノシリック化した回路をもって構成されるセンサ
出力安定化回路である。3 and 4 are block diagrams of a sensor output stabilizing circuit according to the second embodiment (corresponding to claim 4). 3 and 4, the present embodiment is a sensor output stabilizing circuit configured by using a monolithic circuit without using the non-inverting amplifier in the first embodiment.
【0020】図において、Q1 は第1のトランジスタで
あり、Q2 はこの第1のトランジスタQ1 より容量の大
きい第2のトランジスタである。S1 は上記の第1のト
ランジスタQ1 に一定電流を通電する第1の定電流回路
であり、S2 は上記の第2のトランジスタQ2 に一定電
流を通電する第2の定電流回路である。S3 は上記の第
1の定電流回路と上記の第2の定電流回路の定電流を制
御する定電流回路である。Q3 は第3のトランジスタで
ある。この第3のトランジスタQ3 のベースは、上記の
第1・第2のトランジスタQ2 ・Q3 のベースと相互に
接続されており、第3のトランジスタQ3 のエミッタは
第1のトランジスタQ1 のエミッタに接続されている。
2は、上記の第3のトランジスタQ3 のコレクタと電源
との間に接続される検出素子であり、この検出素子2は
抵抗値が検出物理量で変化する。そして、この検出素子
2の端子電圧が検出電圧V2 として出力される。3は上
記の第1のトランジスタQ1 のエミッタと第2のトラン
ジスタQ2 のエミッタとの間に接続されるセンシング抵
抗である。また、Qはトランジスタであり、Rは抵抗で
ある。In the figure, Q 1 is a first transistor, and Q 2 is a second transistor having a larger capacity than the first transistor Q 1 . S 1 is a first constant current circuit for supplying a constant current to the first transistor Q 1 , and S 2 is a second constant current circuit for supplying a constant current to the second transistor Q 2. is there. S 3 is a constant current circuit that controls the constant currents of the first constant current circuit and the second constant current circuit. Q 3 is the third transistor. The base of the third transistor Q 3 is mutually connected to the bases of the first and second transistors Q 2 and Q 3 described above, and the emitter of the third transistor Q 3 is the first transistor Q 1 Connected to the emitter.
Reference numeral 2 denotes a detection element connected between the collector of the third transistor Q 3 and the power supply, and the resistance value of the detection element 2 changes depending on the detected physical quantity. Then, the terminal voltage of the detection element 2 is output as the detection voltage V 2 . Reference numeral 3 denotes a sensing resistor connected between the emitter of the first transistor Q 1 and the emitter of the second transistor Q 2 . Further, Q is a transistor and R is a resistor.
【0021】つぎに、本実施例の回路の動作について説
明する。図の接続点10に発生する電圧をセンシング抵抗
3の抵抗値で除した電流に比例する電流が検出素子2に
流れる。したがって、検出素子2の端子に発生する検出
電圧V2 は検出素子2の抵抗値とセンシング抵抗3の抵
抗値の比に比例する。上記の接続点10に発生する電圧は
0.35%/℃の温度特性を有しており、センシング抵
抗3は0.3%/℃の温度特性を有するので、センシン
グ抵抗3に流れる電流は0.05%/℃の温度特性を有
することになる。したがって、トランジスタQ3 のコレ
クタ電流は0.05%/℃の温度特性を有する。一方、
検出素子2の抵抗の温度特性は−0.05%/℃である
から、検出電圧V2 は温度変化に影響されないことにな
る。また、検出素子2とセンシング抵抗3とは、同一の
プロセスをもって同一基板上に形成されるから、プロセ
スによる抵抗値のずれは検出素子2とセンシング抵抗3
とでおゝむね同一であり、これら両抵抗値の比はおゝむ
ね一定である。このため、検出電圧のばらつきは±1%
以下で極めて僅少であり、正確な測定が可能となる。Next, the operation of the circuit of this embodiment will be described. A current proportional to the current generated by dividing the voltage generated at the connection point 10 in the figure by the resistance value of the sensing resistor 3 flows through the detection element 2. Therefore, the detection voltage V 2 generated at the terminal of the detection element 2 is proportional to the ratio of the resistance value of the detection element 2 and the resistance value of the sensing resistor 3. The voltage generated at the connection point 10 has a temperature characteristic of 0.35% / ° C, and the sensing resistor 3 has a temperature characteristic of 0.3% / ° C, so that the current flowing through the sensing resistor 3 is 0. It has a temperature characteristic of 0.05% / ° C. Therefore, the collector current of the transistor Q 3 has a temperature characteristic of 0.05% / ° C. on the other hand,
Since the temperature characteristic of the resistance of the detection element 2 is −0.05% / ° C., the detection voltage V 2 is not affected by the temperature change. Further, since the detection element 2 and the sensing resistor 3 are formed on the same substrate by the same process, the detection element 2 and the sensing resistor 3 may be different in the resistance value due to the process.
And are almost the same, and the ratio of these two resistance values is almost constant. Therefore, the variation of the detection voltage is ± 1%
The following is extremely small and accurate measurement is possible.
【0022】図5・図6は第3実施例(請求項5に対
応)に係るセンサ出力安定化回路の構成図である。 図5・図6参照 本実施例も第1実施例における非反転増幅器を使用せ
ず、モノシリック化した回路をもって構成されるセンサ
出力安定化回路である。5 and 6 are block diagrams of a sensor output stabilizing circuit according to a third embodiment (corresponding to claim 5). 5 and 6, the present embodiment is also a sensor output stabilizing circuit configured by using a monolithic circuit without using the non-inverting amplifier in the first embodiment.
【0023】図において、S4 はバンドギャップ型基準
電圧発生回路である。バンドギャップとは絶対零度(−
273.18℃)における物質固有の電圧で、シリコン
の場合は、1.205Vである。この電圧は負の温度係
数(約−2.5mV/℃)を有し、常温で約0.7Vに
なる。バンドギャップ型基準電圧発生回路とは、この約
0.7Vの電圧に+2.5mV/℃の温度係数を有する
回路を付加して常に一定の1.24Vの電圧を発生する
回路を云う。Q4 は上記のバンドギャップ型基準電圧発
生回路S4 が発生する基準電圧をベースに印加されるト
ランジスタである。2は抵抗値が検出物理量で変化する
検出素子であり、3はセンシング抵抗である。また、Q
はトランジスタであり、Rは抵抗であり、Cはキャパシ
タである。In the figure, S 4 is a band gap type reference voltage generating circuit. Band gap is absolute zero (-
(273.18 ° C.), which is the voltage peculiar to the substance at 1.273 V in the case of silicon. This voltage has a negative temperature coefficient (about -2.5 mV / ° C) and becomes about 0.7 V at room temperature. The bandgap type reference voltage generating circuit is a circuit which generates a constant voltage of 1.24 V by adding a circuit having a temperature coefficient of +2.5 mV / ° C. to the voltage of about 0.7 V. Q 4 is a transistor to which a reference voltage generated by the band gap type reference voltage generating circuit S 4 is applied as a base. Reference numeral 2 is a detection element whose resistance value changes according to the detected physical quantity, and 3 is a sensing resistance. Also, Q
Is a transistor, R is a resistor, and C is a capacitor.
【0024】つぎに、本実施例の回路の動作について説
明する。図の接続点11には、バンドギャップリファレン
スにより発生する電圧が現れる。この電圧は、温度によ
って変化しない一定な1.24Vである。そこで、トラ
ンジスタQ4 のエミッタに発生する電圧は、1.24×
(1+R202 /R201 )となって、温度によって変化し
ない。ところが、一般にトランジスタのベース・エミッ
タ間に発生する電圧は−2mV/℃であり、おゝむね一
定であり、ばらつかない。したがって、トランジスタQ
4 のエミッタ電圧は、温度変化に対して一定の傾斜をも
って変化することになり、上記の抵抗値R201 またはR
202 を適切に選択すれば、センシング抵抗3の温度特性
をおゝむね補償することができる。その結果、センシン
グ抵抗3を流れる電流をおゝむね一定とすることができ
る。一方、検出素子2の抵抗値の温度係数は極めて小さ
いので、検出素子2における電圧降下である検出電圧V
2は温度の影響を殆ど受けない。また、検出電圧V2 は
検出素子2の抵抗値とセンシング抵抗3の抵抗値の比に
比例するので、検出素子2とセンシング抵抗3とが同一
プロセスをもって同一基板上に形成される本実施例にお
いては、検出電圧V 2 のプロセスにもとづくばらつきを
±1%以下にすることができる。Next, the operation of the circuit of this embodiment will be explained.
Reveal The connection point 11 in the figure has a bandgap reference
The voltage generated by the voltage appears. This voltage depends on the temperature
It is a constant 1.24V which does not change. So the tiger
Register QFourThe voltage generated at the emitter of 1.24 ×
(1 + R202/ R201) And changes with temperature
Absent. However, in general, the base
The voltage generated between the two terminals is -2 mV / ° C.
It is constant and does not vary. Therefore, the transistor Q
FourEmitter voltage has a constant slope with temperature
Therefore, the above resistance value R201Or R
202Is selected appropriately, the temperature characteristics of the sensing resistor 3
Can be largely compensated. As a result, Senshin
The current flowing through the resistor 3 can be made almost constant.
It On the other hand, the temperature coefficient of resistance of the detection element 2 is extremely small.
Therefore, the detection voltage V which is a voltage drop in the detection element 2
2Is almost unaffected by temperature. In addition, the detection voltage V2Is
In the ratio of the resistance value of the sensing element 2 and the resistance value of the sensing resistor 3,
Since it is proportional, the detection element 2 and the sensing resistor 3 are the same
In this embodiment, which is formed on the same substrate by a process
Therefore, the detection voltage V 2Variation due to
It can be ± 1% or less.
【0025】[0025]
【発明の効果】以下説明したとおり、本発明に係るセン
サ出力安定化回路においては、検出素子とセンシング抵
抗とが同一プロセスをもって同一基板上に形成されるの
でプロセスによる抵抗値のばらつきが検出素子とセンシ
ング抵抗とでおゝむね同一である。検出電圧は検出素子
の抵抗値とセンシング抵抗値の比に比例するので、プロ
セスによる検出電圧のばらつきを±1%以下にすること
ができ、従来技術における±25%の検出電圧のばらつ
きに比べ著しく少ない。As described below, in the sensor output stabilizing circuit according to the present invention, since the detection element and the sensing resistor are formed on the same substrate in the same process, variations in the resistance value due to the process are different from those of the detection element. It is almost the same as the sensing resistance. Since the detection voltage is proportional to the ratio between the resistance value of the detection element and the sensing resistance value, the variation in the detection voltage due to the process can be reduced to ± 1% or less, which is significantly higher than the variation in the detection voltage of ± 25% in the conventional technique. Few.
【0026】したがって、本発明は、検出素子の抵抗値
のばらつきにもとづく検出電圧の誤差の発生を防止し、
正確な測定を可能とするセンサ出力安定化回路を提供す
ることができる。Therefore, the present invention prevents the occurrence of an error in the detection voltage due to the variation in the resistance value of the detection element,
A sensor output stabilizing circuit that enables accurate measurement can be provided.
【図1】本発明の第1実施例に係るセンサ出力安定化回
路の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a sensor output stabilizing circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明に係るセンサ出力安定化回路の検出素子
とセンシング抵抗の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a detection element and a sensing resistor of the sensor output stabilizing circuit according to the present invention.
【図3】本発明の第2実施例に係るセンサ出力安定化回
路の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a sensor output stabilizing circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2実施例に係るセンサ出力安定化回
路の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a sensor output stabilizing circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3実施例に係るセンサ出力安定化回
路の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a sensor output stabilizing circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3実施例に係るセンサ出力安定化回
路の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a sensor output stabilizing circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図7】従来技術に係るセンサ出力回路の構成図であ
る。FIG. 7 is a configuration diagram of a sensor output circuit according to a conventional technique.
1 非反転増幅器 2 検出素子(本発明) 3 センシング抵抗(本発明) 4 検出素子(従来技術) 5 センシング抵抗(従来技術) 6 非反転増幅器の出力端子 7 非反転増幅器のマイナス側入力端子 8 非反転増幅器のプラス側入力端子 9 検出端子 10・11 接続点 S1 第1の定電流回路 S2 第2の定電流回路 S3 定電流制御回路 S4 バンドギャップ型基準電圧発生回路 Q1 ・Q2 ・Q3 ・Q4 トランジスタDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 non-inverting amplifier 2 detection element (present invention) 3 sensing resistance (present invention) 4 detection element (prior art) 5 sensing resistance (prior art) 6 output terminal of non-inverting amplifier 7 negative input terminal of non-inverting amplifier 8 non Positive side input terminal of inverting amplifier 9 Detection terminal 10/11 Connection point S 1 First constant current circuit S 2 Second constant current circuit S 3 Constant current control circuit S 4 Bandgap type reference voltage generation circuit Q 1・ Q 2・ Q 3・ Q 4 transistor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹治 成生 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 遠藤 みち子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 清水 勝哉 愛知県春日井市高蔵寺町2丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Naruse Tani Narisei 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa, Fujitsu Limited (72) Inventor Michiko Endo 1015, Kamedota, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (72) Inventor, Katsuya Shimizu, 2-1,844, Kozoji-cho, Kasugai-shi, Aichi, Fujitsu Limited
Claims (5)
マイナス側入力端子(7)との間に、ブリッジ構成をな
し抵抗値が検出物理量で変化する検出素子(2)が接続
され、前記マイナス側入力端子(7)はセンシング抵抗
(3)を介して接地されてなり、前記検出素子(2)の
ブリッジの中間から検出電圧を出力するセンサ出力回路
において、 前記センシング抵抗(3)は前記検出素子(2)と同一
のプロセスをもって同一基板上に形成されてなることを
特徴とするセンサ出力安定化回路。1. A detection element (2), which has a bridge structure and whose resistance value changes with a detected physical quantity, is connected between an output terminal (6) and a negative side input terminal (7) of a non-inverting amplifier (1). The negative input terminal (7) is grounded via a sensing resistor (3), and in the sensor output circuit that outputs a detection voltage from the middle of the bridge of the detection element (2), the sensing resistor (3) Is a sensor output stabilizing circuit, which is formed on the same substrate by the same process as that of the detection element (2).
抗素子よりなることを特徴とする請求項1記載のセンサ
出力安定化回路。2. The sensor output stabilizing circuit according to claim 1, wherein the detection element (2) is composed of a ferromagnetic thin film magnetoresistive element.
特性を有するエレメントを直列に接続されてなり、磁界
による抵抗変化が打消されてなることを特徴とする請求
項2記載のセンサ出力安定化回路。3. The sensor output stabilization according to claim 2, wherein the sensing resistor (3) is formed by connecting elements having positive and negative magnetic field characteristics in series, and resistance change due to a magnetic field is canceled. circuit.
を通電する第1の定電流回路(S1 )と、前記第1のト
ランジスタ(Q1 )より容量が大きく、ベースが前記第
1のトランジスタ(Q1 )のベースに接続されてなる第
2のトランジスタ(Q2 )に、前記第1の定電流回路と
同じ一定電流を通電する第2の定電流回路(S2 )と、
前記第1の定電流回路(S1 )と前記第2の定電流回路
(S2)とにおける定電流を制御する定電流制御回路
(S3 )と、前記第1のトランジスタ(Q1 )のエミッ
タと前記第2のトランジスタ(Q2 )のエミッタとの間
に接続されるセンシング抵抗(3)と、前記第1のトラ
ンジスタ(Q1 )のベースにベースが接続され、エミッ
タは前記第1のトランジスタ(Q1 )のエミッタに接続
され、コレクタは抵抗値が検出物理量で変化する検出素
子(2)を介して電源に接続される第3のトランジスタ
(Q3 )とを有し、前記検出素子(2)の端子電圧をも
って検出電圧となし、前記センシング抵抗(3)は前記
検出素子(2)と同一のプロセスをもって同一の基板上
に形成されてなることを特徴とするセンサ出力安定化回
路。4. A first constant current circuit for energizing a constant current to the first transistor (Q 1) (S 1) , said first transistor (Q 1) from a large capacity, base first A second constant current circuit (S 2 ) for supplying the same constant current as the first constant current circuit to a second transistor (Q 2 ) connected to the base of the transistor (Q 1 ) of
A constant current control circuit (S 3 ) for controlling a constant current in the first constant current circuit (S 1 ) and the second constant current circuit (S 2 ), and a first transistor (Q 1 ) A base is connected to a sensing resistor (3) connected between an emitter and the emitter of the second transistor (Q 2 ) and a base of the first transistor (Q 1 ), and the emitter is the first transistor (Q 1 ). A third transistor (Q 3 ) which is connected to the emitter of the transistor (Q 1 ) and the collector of which is connected to the power source through the detection element (2) whose resistance value changes according to the detected physical quantity; A sensor output stabilizing circuit, wherein the terminal voltage of (2) is used as a detection voltage, and the sensing resistor (3) is formed on the same substrate by the same process as the detection element (2).
4 )が出力する基準電圧がトランジスタ(Q4 )のベー
スに印加され、該トランジスタ(Q4 )のコレクタは抵
抗値が検出物理量で変化する検出素子(2)を介して電
源に接続され、エミッタはセンシング抵抗(3)を介し
て接地されてなり、前記検出素子(2)の端子電圧をも
って検出電圧となし、前記センシング抵抗(3)は前記
検出素子(2)と同一のプロセスをもって同一基板上に
形成されてなることを特徴とするセンサ出力安定化回
路。5. A bandgap reference voltage generating circuit (S
4 ) The reference voltage output by the transistor (Q 4 ) is applied to the base of the transistor (Q 4 ), and the collector of the transistor (Q 4 ) is connected to the power source via the detection element (2) whose resistance value changes according to the detected physical quantity, and the emitter Is grounded through a sensing resistor (3), and the terminal voltage of the detection element (2) serves as a detection voltage. The sensing resistor (3) has the same process as the detection element (2) on the same substrate. A sensor output stabilizing circuit, characterized in that
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12379292A JPH05326986A (en) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Sensor output stabilization circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12379292A JPH05326986A (en) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Sensor output stabilization circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05326986A true JPH05326986A (en) | 1993-12-10 |
Family
ID=14869424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12379292A Withdrawn JPH05326986A (en) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Sensor output stabilization circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH05326986A (en) |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP12379292A patent/JPH05326986A/en not_active Withdrawn
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---|---|---|---|
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