TW461106B - Semiconductor apparatus - Google Patents
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Description
46 11 06 A7 B7 五、發明說明（1 ) 【技術領域】 本發明是關於半導體裝置，特別是有關組合各種感測 器而使用之附温度補償機能的積體電路（以下稱爲1 c ) ，組合感測器及其附溫度補償機能的I C之感測器I C ° 【背景技術】 至今，感測器I C (組合感測器與信號用的I c )是 被利用於各種的領域。特別是對應於感測器的輸出信號而 具有Ο N · 0 F F的機能之感測器I C是屬於磁氣檢測用 者。例如，利用於個人電腦的C P U之冷卻用風扇的旋轉 檢測等。 在此，對具有放大運算來自感測器的輸出信號（電氣 信號），而以規定的感度來針對輸出進行ON · 0 F F處 理的功能之I C而言，通常來自感測器的輸出信號會隨著 溫度而變化’因此需要一不受溫度牽制，而經常能以規定 的感度來使IC的輸出〇N·OFF之溫度補償電路。就 此溫度補償而言’以往是配合來自感測器之輸出信號的溫 度特性’而來使該輸出信號的放大率或賦予感測器的電壓 或電流量變化。 例如有記載於日本特開昭5 7 — 1 9 7 8 8 3號公報 的發明。該發明雖可賦予感測器一單調增加的電壓（對溫 度而言），而藉此電壓來驅動感測器，進行溫度補償，但 此感測器驅動時需要非常高的電壓，而導致消耗的電力增 加，發熱量變大，愈高溫其動作愈不安定。 -«I. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 f ί
* 3/ S1 K U 1 V3 V yL Λ Λ * ί I I -4- 461106 A7 _____：_ B7 五、發明說明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 其他’例如有記載於日本特公平3_ 5 1 1 1 8號公 報的發明。該發明具有：供以產生電洞電壓的電洞元件（ 感測器）’及供以產生與流經該電洞元件的電流相關的基 準電壓之基準電壓產生電路，及供以產生輸出信號（依存 於電洞電壓與基準電壓的相對大小）之比較手段等。可對 感度爲電流的函數之各種感測器進行溫度補償。 雖然記載於日本特公平3-51118號公報的發明 適用於感度爲電流的函數之感測器，但卻不適用於感度與 電流無關之感測器。又，由於溫度補償電路不具泛用性， 因此組合其他感測器來使用等之應用性低。 即使是以相同方式作成感測器，同樣的感度時也未必 是流動相同的電流。相反的，即使流動相同的電流也未必 是出現同樣的感度。因此，感測器的特性不均一程度較大 時，在控制電流時會有反效果的情況發生。 又，形成於廣泛使用的大容量矽上的溫度補償電路， 在1 2 5 °C以上的高溫下，PN接合面的漏電流會急速增 加，而使得溫度補償會有問題。特別是在1 5 0 °C以上的 高溫下無法實現溫度補償。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另一方面，就高溫用I c的技術而言’習知例如有在 S Ο I ( Silicon On Insulatioη )基板等之決絕性下層上的 半導體層中形成放大運算電路之方法。若利用此方法，則 可減低Ρ Ν接合面積及高溫領域的漏電流，以及防止產生 閉鎖超載（latch-up ) ’而使能夠在更高溫下進行動作。因 此，只要將藉由該習知方式而構成的溫度補償電路形成於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- 附件1:第88122050號專利申請案 4 6 1 1 0 Qf1文說明書修正頁 A7 B7 民國90年3月呈 ㈣曰If 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3) S 0 I基板上的半導體層中，多多少少可以改善高溫下的 動作。 但，實際上將該習知方式之溫度補償電路形成於 S O I基板上的半導體層時，不僅難以在高溫下達成高精 度與高可靠性的溫度補償，而且在高溫下會因發熱而導致 耐久性降低。 爲了解決此問題，必須要能夠正確地放大來自感測器 的微小信號，而使得以達成在高溫下驅動電壓低且消耗電 力小之高精度的溫度補償，但實際上是不容易實現滿足這 些條件的感測器I C。 因此，在組合感測器與附有溫度補償機能I C的感測 器I C中，無法在2 0 0°C以上的高溫下實現高精度且安 定的動作，而使得難以實現附有溫度補償機能的I C。 此外，就習知用以檢測齒輪的旋轉者而言，例如有於 矽單石積體電路方面使用CMOS電路之感測器IC者。 但，實際上使用時，此感測器I C的上限溫度爲1 5 Ot ，無法運用於200 °C以上的高溫領域。 在此，本發明是以能夠解決上述問題而硏發成者，其 第1目的是在於提供一種可以組合各種的感測器來使用， 而使能夠在高溫下對來自該感測器的輸出信號進行高精度 且高可靠性的溫度補償之附有溫度補償機能的I C之半導 體裝置（以下稱爲感測器I C用I C )。 又’本發明之第2目的是在於提供一種可以在高溫下 進行高精度且安定動作之可靠性佳的感測器I C之半導體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6- -------------'"裝 i 1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
*iJ A7 461100 ____B7__.__ 五、發明說明（4 ) 裝置（以下稱爲感測器I C )。 【發明之揭示】 本發明在於提供一種半導體裝置（感測器1C)，其 特徵是具備： 一放大手段；該放大手段是供以輸入來自感測器的感 測輸出信號，並以無溫度依存性的所要放大率來放大該感 測輸出信號的同時消除偏移；及 一基準信號產生手段；該基準信號產生手段是供以產 生與上述感測器的感測輸出信號的溫度係數相同之溫度係 數而變化之基準信號：及 一比較手段；該比較手段是供以比較來自上述放大手 段的放大輸出信號的大小與來自上述基準信號產生手段的 基準信號的大小，並依該比較結果來輸出所要的信號；及 一定電壓產生手段；該定電壓產生手段是供以產生應 對上述感測器供給無溫度依存性的定電壓； 上述放大手段，上述基準信號產生手段，上述比較手 段及上述定電壓產生手段是使用設置於絕緣性基板上的半 導體層而形成。 在此，上述「相同之溫度係數」不單指同一溫度係數 的情況時，亦包含大致同一溫度係數的情況時，其誤差範 圍的容許値是依半導體裝置（感測器I C )的精度而定。 又，在本發明之感測器I C用I C的實施態樣中，上 述半導體層爲矽薄膜。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） l· I ---'1----- }裝-----ί — 訂--------線" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -7- 4 6 11 0 6 A7 B7 五、發明說明（5 ) 又，在本發明之感測器I C用I C的實施態樣中，上 述矽薄膜的厚度爲3 0 nm以上，1 〇 〇 〇 nm以下。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 若利用本發明之感測器I C用I C，則放大手段會輸 入感測器的感測輸出信號，並以無溫度依存性的所要放大 率來放大該感測輸出信號的同時消除偏移，而使能夠正確 地放大感測器的輸出信號。 又，基準信號產生手段會產生與感測器的感測輸出信 號的溫度係數相同之溫度係數而變化之基準信號，且該信 號會經由比較手段來與放大手段之放大輸出信號的大小作 一比較，而使能夠作爲供以輸出所要的信號之基準信號使 用，因此感測器的輸出信號即使受到溫度的影響而變化， 還是可以消除該影響。 又，放大手段，基準信號產生手段，比較手段及定電 壓產生手段是使用設置於絕緣性基板上的半導體層而形成 ，該半導體層最好爲矽薄膜，而使能夠在高溫領域中減低 漏電流，而形成可以防止閉鎖超載之構造。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，本發明之感測器I C用I C，在各種的感測器 中，其輸出的大小是以和基準信號產生手段所產生的基準 信號的溫度係數相同之溫度係數而變化時，可與該感測器 組合使用，此情況有關感測器的輸出方面，可實現高精度 的溫度補償，亦即從低溫到高溫（例如從- 4 0 °C到 2 0 0 °C以上）之較廣的溫度範圍內可實現高精度的溫度 補償，進而可以在高溫下實現高精度且高可靠度的動作。 又，本發明之感測器I C用I C爲組合感測器之感測 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 ___Β7___ 五、發明說明（6 ) 器ϊ c時，由於可以配合感測器的溫度特性來僅變更基準 信號產生手段的構成要素，因此可以組合各種的感測器， 而得以廣範圍應用。 又，在本發明之感測器I C用I C的實施態樣中，上 述基準信號產生手段是預先測定上述感測器的感測輸出信 號的溫度係數，而使能夠產生具有相同的溫度係數之基準 信號。 若利用此實施形態，則由於基準信號產生手段是預先 測定感測器的感測輸出信號的溫度係數，而產生具有相同 的溫度係數之基準信號，且該信號會經由比較手段來與放 大手段之放大輸出信號的大小作一比較，而使能夠作爲供 以輸出所要的信號之基準信號使用，因此可以提高與感測 器組合而成之感測器I C的精度。 又，由於感測器在製造組裝時，可特別嚴密予以選擇 ，而使基準信號產生手段能夠產生配合選別後的感測器的 特性之基準信號，因此可容易實現與感測器組合之所期望 規格的感測器I C。 又，在本發明之感測器I C用I C的實施態樣中，上 述基準信號是對絕對溫度進行1次函數的變化。 若利用此實施形態，則由於基準信號產生手段是具有 與感測器的感測輸出信號的溫度係數相同的溫度係數，並 對絕對溫度進行1次函數的變化，且該信號會經由比較手 段來與放大手段之放大輸出信號的大小作一比較，而使能 夠作爲供以輸出所要的信號之基準信號使用，因此就此實 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） L--------I W 裝·!----訂·!------線 f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- A7 461106 ____B7___ 五、發明說明（7 ) 施態樣而言，在各種的感測器中，其輸出的大小是對絕對 溫度進行1次函數的變化時，可根據產生的基準信號（以 配合該感測器的絕對溫度的1次函數而被賦予）來組合該 感測器使用，此情況有關感測器的輸出方面，可實現高精 度的溫度補償，亦即從低溫到高溫之較廣的溫度範圍內可 實現高精度的溫度補償，進而可以在高溫下實現高精度且 高可靠度的動作。又，即使該輸出在較廣的溫度領域中非 1次函數，而是近似1次函數的溫度領域時，依然可以實 現高精度的動作。 又，在本發明之感測器I C用I C的實施態樣中，上 述放大手段是由： 一信號放大手段；該信號放大手段是由複數個運算放 大器所構成，並以無溫度依存性的放大率來放大上述感測 輸出信號，及 一偏移補償手段；該偏移補償手段是在每個預定的週 期進行上述複數個運算放大器的各偏移的補償；等所構成 〇 又，在本發明之感測器I C用I C的實施態樣中，上 述運算放大器是由： 一差動放大器；該差動放大器是供以對上述感測輸出 信號進行差動放大部；及 一偏移補償部；該偏移補償部是供以消除該差動放大 部的偏移電壓；等所構成； 上述偏移補償部是在每個預定的週期接收配合上述差 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） U------一------' I 裝--------訂----------線V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46110 6 A7 __B7 五、發明說明（8) 動放大部的偏移電壓之偏移補償信號，而使能夠根據該偏 移補償信號來消除上述差動放大部的偏移電壓。 又，在本發明之感測器I C用I C的實施態樣中，上 述偏移補償部更具備供以保持消除上述差動放大部的偏移 電壓之電容器； 使配合上述差動放大部的偏移電壓之電壓週期性地保 持於該電容器中，而使上述偏移補償部能夠根據上述保持 電壓來消除上述差動放大部的偏移電壓。 又，在本發明之感測器IC用IC的實施態樣中，上 述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的大 小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出的 Ο N ·〇F F處理。 .又，在本發明之感測器I C用I C的實施態樣中，上 述比較手段是針對來自上述放.大手段的放大輸出信號的大 小之基準電壓的比例進行運算，而使能夠輸出配合該比例 的數位信號。 又，在本發明之感測器I C用I C的實施態樣中，上 述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 卜------------J裝--------訂---------線V (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -11 - A7 461106 _B7_ 五、發明說明（9 ) 2個的基準電壓。 又，在本發明之感測器I C用I C的實施態樣中，上 述基準信號產生手段是由： 一第1定電流源；該第1定電流源是供以產生比例於 絕對溫度且反比例於基準阻抗的大小的定電流；及 一第2定電流源；該第2定電流源是與該第1定電流 源直列連接，並使無溫度依存性的定電壓施加於電壓•電 流轉換用阻抗，而來產生定電流；及 一第3定電流源；該第3定電流源是供以產生由上述 第2定電流源的電流與上述第1定電流源的電流之差的定 倍數的電流所構成之定電流；及 一上限基準電壓產生用阻抗及下限基準電壓產生用阻 抗；該上限基準電麗產生用阻抗及下限基準電壓產生用阻 抗是直列連接於該第3定電流源，而使來自上述第3定電 流源的定電流流動；等所構成； 而使能夠以產生於上述上限基準電壓產生用阻抗及下 限基準電壓產生用阻抗之2個電位中的1個電位或2個電 位來作爲基準電壓而取出。 又，在本發明之感測器I C用I C的實施態樣中，上 述基準阻抗，上述電壓•電流轉換用阻抗，上述上限基準 電壓產生用阻抗及上述下限基準電壓產生用阻抗是具有同 一溫度係數。 另一方面，本發明在於提供一種半導體裝置（感測器 1C)，其特徵是具備： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) )裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 46 Π 〇6 A7 B7 五、發明說明（ίο) 一感測器；該感測器是將測定物理量轉換成電氣信號 而輸出，且該輸出信號具有固有的溫度係數；及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一放大手段；該放大手段是供以輸入該感測器的感測 輸出信號，並以無溫度依存性的所要放大率來放大該感測 輸出信號的同時消除偏移；及 一基準信號產生手段；該基準信號產生手段是供以產 生與上述感測器的感測輸出信號的溫度係數相同之溫度係 數而變化之基準信號；及 一比較手段；該比較手段是供以比較來自上述放大手 段的放大輸出信號的大小與來自上述基準信號產生手段的 基準信號的大小，並依該比較結果來輸出所要的信號；及 一定電壓產生手段；該定電壓產生手段是供以產生應 對上述感測器供給無溫度依存性的定電壓； 上述放大手段，上述基準信號產生手段，上述比較手 段及上述定電壓產生手段是使用設置於絕緣性基板上的半 導體層而形成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，在本發明之感測器IC的實施態樣中，上述半導 體層爲矽薄膜。 又，在本發明之感測器I C的實施態樣中，上述矽薄 膜的厚度爲3〇nm以上，lOOOnm以下。_ 若利用本發明之感測器I C，則放大手段會輸入感測 器的感測輸出信號，並以無溫度依存性的所要放大率來放 大該感測輸出信號的同時消除偏移，而使能夠正確地放大 感測器的輸出信號。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- A7 461106 __B7__ 五、發明說明（11) 又，基準信號產生手段會產生與感測器的感測輸出信 號的溫度係數相同之溫度係數而變化之基準信號，且該信 號會經由比較手段來與放大手段之放大輸出信號的大小作 一比較，而使能夠作爲供以輸出所要的信號之基準信號使 用，因此感測器的輸出信號即使受到溫度的影響而變化， 還是可以消除該影響。 又，放大手段，基準信號產生手段，比較手段及定電 壓產生手段是使用設置於絕緣性基板上的半導體層而形成 ，該半導體層最好爲矽薄膜，而使能夠在高溫領域中減低 漏電流，而形成可以防止閉鎖超載（latch-up )之構造。 因此，本發明之感測器I C，有關感測器的輸出方面 ，可實現高精度的溫度補償，亦即從低溫到高溫（例如從 一 4 0°C到2 0 0 t以上）之較廣的溫度範圍內可實現高 精度的溫度補償，進而可以在高溫下實現高精度且高可靠 度的動作。 就如此之本發明的感測器I C而言，由於基準信號產 生手段會產生與感測器的感測輸出信號的溫度係數相同之 溫度係數而變化之基準信號，且該信號會經由比較手段來 與放大手段之放大輸出信號的大小作一比較，而使能夠作 爲供以輸出所要的信號之基準信號使用，又，放大手段是 在以無溫度依存性的所要放大率來放大該感測輸出信號的 同時消除偏移，因此有關感測器的輸出方面，可實現高精 度的溫度補償，亦即從低溫到高溫之較廣的溫度範圍內可 實現高精度的溫度補償，進而可以在高溫下實現高精度且 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） h------------.、/)裝--------訂---------線 V 〆 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14 461106 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（12) 高可靠度的動作。 又，在本發明之感測器I C的實施態樣中，上述感測 器的感測輸出信號具有固有的溫度係數，且該感測輸出信 號是以絕對溫度的1次函數被賦予。 又，在本發明之感測器I c的實施態樣中，上述感測 器爲磁氣感測器。 又，在本發明之感測器I C的實施態樣中，上述磁氣 感測器爲電洞元件。 又，在本發明之感測器I C的實施態樣中，上述電洞 元件的感測部是由G a A S所構成。 本實施態樣之發明是本發明者針對G a A s的阻抗値 會隨著溫度而增加之特性加以深入硏發而成者。 藉此，由於本發明在電洞元件的感磁部是採用其阻抗 値會隨著溫度而增加之G a A s ，因此可以隨著溫度的增 加來使感磁部的電流減少，進而能夠減少電流電源。如此 一來，感測器I C不僅會隨著形成高溫而減少消耗電力， 而且還能夠抑止溫度上升，而使於高溫下依然可以安定地 動作。 又，在本發明之感測器I C的實施態樣中，上述基準 信號產生手段是預先測定上述感測器的感測輸出信號的溫 度係數，而使能夠產生具有相同的溫度係數之基準信號。 若利用此實施形態，則由於基準信號產生手段是預先 測定感測器的感測輸出信號的溫度係數，而產生具有相同 的溫度係數之基準信號，且該信號會經由比較手段來與放 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '-裝 訂---------線.r_ -15- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 46 Π 06 Α7 _______Β7__ 五、發明說明（.13) 大手段之放大輸出信號的大小作一比較，而使能夠作爲供 以輸出所要的信號之基準信號使用，因此可以提高其比較 的精度。 又，由於感測器在製造組裝時，可特別嚴密予以選擇 ，而使基準信號產生手段能夠產生配合選別後的感測器的 特性之基準信號，因此可容易實現與感測器組合之所期望 規格的感測器I C。 又，在本發明之感測器Ic的實施態樣中，上述基準 信號是對絕對溫度進行1次函數的變化。 若利用此實施形態，則由於基準信號產生手段是具有 與感測器的感測輸出信號的溫度係數相同的溫度係數，並 對絕對溫度進行1次函數的變化，且該信號會經由比較手 段來與放大手段之放大輸出信號的大小作一比較，而使能 夠作爲供以輸出所要的信號之基準信號使用，因此感測器 的輸出信號即使受到溫度的影響而變化，還是可以消除該 影響。 藉此，有關感測器的輸出方面，可實現高精度的溫度 補償，亦即從低溫到高溫之較廣的溫度範圍內可實現高精 度的溫度補償，進而可以在高溫下實現高精度且高可靠度 的動作。又，即使該輸出在較廣的溫度領域中非1次函數 ，而是近似1次函數的溫度領域時，依然可以實現高精度 的動作。 又，在本發明之感測器I c的實施態樣中，上述放大 手段是由： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) )裝--------訂---------線、 -16- 461106 A7 B7 五、發明說明（14) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一信號放大手段；該信號放大手段是由複數個運算放 大器所構成，並以無溫度依存性的放大率來放大上述感測 輸出信號；及 一偏移補償手段；該偏移補償手段是在每個預定的週 期進行上述複數個運算放大器的各偏移的補償；等所構成 〇 又，在本發明之感測器I C的實施態樣中，上述運算 放大器是由： 一差動放大器；該差動放大器是供以對上述感測輸出 信號進行差動放大部；及 一·偏移補償部；該偏移補償部是供以消除該差動放大 部的偏移電壓；等所構成； 上述偏移補償部是在每個預定的週期接收配合上述差 動放大部的偏移電壓之偏移補償信號，而使能夠根據該偏 移補償信號來消除上述差動放大部的偏移電壓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，在本發明之感測器I C的實施態樣中，上述偏移 補償部更具備供以保持消除上述差動放大部的偏移電壓之 電容器； 使配合上述差動放大部的偏移電壓之電壓週期性地保 持於該電容器中，而使上述偏移補償部能夠根據上述保持 電壓來消除上述差動放大部的偏移電壓。 又，在本發明之感測器IC的實施態樣中，上述比較 手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的大小與2 個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出的ON · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17- A7 461106 B7_ 五、發明說明（15) 0 F F處理。 又，在本發明之感測器I C的實施態樣中，上述比較 手段是針對來自上述放大手段的放大輸出信號的大小之基 準電壓的比例進行運算，而使能夠輸出配合該比例的數位 信號。 又，在本發明之感測器I C的實施態樣中，上述基準 信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 又，在本發明之感測器I C的實施態樣中，上述基準 信號產生手段是由： 一第1定電流源；該第1定電流源是供以產生比例於 絕對溫度且反比例於基準阻抗的大小的定電流；及 一第2定電流源；該第2定電流源是與該第1定電流 源直列連接，並使無溫度依存性的定電壓施加於電壓•電 流轉換用阻抗，而來產生定電流；及 一第3定電流源；該第3定電流源是供以產生由上述 第2定電流源的電流與上述第1定電流源的電流之差的定 倍數的電流所構成之定電流；及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) }裝--------訂---------姨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 461106 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____ B7___ 五、發明說明（16) 一上限基準電壓產生用阻抗及下限基準電壓產生用阻 抗；該上限基準電壓產生用阻抗及下限基準電壓產生用阻 抗是直列連接於該第3定電流源，而使來自上述第3定電 流源的定電流流動；等所構成； 而使能夠以產生於上述上限基準電壓產生用阻抗及下 限基準電壓產生用阻抗之2個電位中的1個電位或2個電 位來作爲基準電壓而取出。 又，在本發明之感測器I C的實施態樣中，上述基準 阻抗，上述電壓•電流轉換用阻抗，上述上限基準電壓產 生用阻抗及上述下限基準電壓產生用阻抗是具有同一溫度 係數。 【實施發明之最佳形態】 以下參照圖面來說明本發明之最佳形態。 圖1是表示本發明之半導體裝置（感測器I C)的內 部之信號處理電路的構成之方塊圖。 如圖1所示，該感測器I C是由：將物理量變換成電 氣信號而輸出之感測器1，及使處理該感測器1的輸出信 號集成化之信號處理電路2所構成。以下說明爲以混合波 導聯結方式來組合感測器1與信號處理電路2的情況時。 此外，該感測器I C亦可藉由單塊集成電路I C來實現。 如圖1所示，感測器1是具備：接地端子3，偏壓端 子4及輸出端子5，6。又，感測器1的種類例如有：磁 氣感測器，壓力感測器，光感測器，溫度感測器，濕度感 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --_---^-'------- }裝--------訂---------線- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -19-
461106 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、 發明說明（ 17 ) τ ，·ί- 1破 測 器 位 置 感 測 器 ，速 度 感 測 器 及 旋 轉 感 測 器 等 雖 黑 特 別加 以 限 定 5 但 當 施加 y»\\ 溫 度 依 存 性 的 一 定 電 壓 時 最 好 是 其 輸 出 能 以 近 似 1次 函 數 表 示 者 〇 例 如 就 屬 於 磁 氣 感 測 器 之 —' 的 電 洞 元 件（ 電 洞 感 測 器 ) 而 言 其 感 測 部 最 理 想 是 由 G a A S ( 砷化! m )所構成者 ) 其次 參 照 圖 1來i 說 明信號處理電路2的構成。 如 圖 1 所 示 > 該信 號 處 理 電 路 2 是 至 少 具 備 保 護 電 路 7 帶 隙 基 準 電 壓產 生 電 路 8 內 部 電 源 產 生 電 路 9 > 感 測 偏 壓 產 生 電 路 10 > 時 脈 產 生 電 路 1 1 感 測 信 號 放 大 電 路 1 2 j 基 準 電壓 產生電路 I 施密特觸發電路 1 4 N Μ 〇 S F E T 1 5 〇 此 外 > 保 護 電 路7 是 在 電 源 連 接 占山 子 1 6 與 接 地 端 子 1 7 之 間 連 接 電 源 ，而 施 加 電 源 電 壓 當 連 接 時 電 源 爲 形 成 逆 連 接 時 可 由 該逆 電 壓 來 保 護 連 接 於 輸 出 側 的 帶 隙 基 準 電 壓 產 生 電 路 8 ，內 部 電 源 產 生 電 路 9 及 感 測 偏 壓 產 生 電 路 1 0 〇 另 外 帶 隙 基 準電 壓 產 生 電 路 8 是 在 產 生 供 應 給 內 部 電 源 產 生 電 路 9 > 感測 偏 壓 產 生 電 路 1 0 及 基 準 電 壓 產 生 電 路 1 3 之 基 準 電 壓的 同 時 產 生 供 應 給 基 準 電 壓 產 生 電 路 1 3 之 定 電 流 〇 再 者 內 部 電 源產 生 電 路 9 是 產 生 用 以 驅 動 信 號 處 理 電 路 2 內 的 各 部 之 電壓 V d d 所 產 生 的 電 壓 V d d ( 圖 示 省 略 ) 是 供 應 至 感測 信 號 放 大 電 路 1 2 基 準 電 壓 產 生 電 路 1 3 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- 4 6 1 1 0 6 A7 ___ B7__ 五、發明說明（18 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又’感測偏壓產生電路1 〇是用以產生供應給感測器 1之無溫度依存性的定電壓（作爲偏壓用），並且所產生 的偏壓Vbias是施加於感測器1的接地端子3與偏壓端子4 之間，藉此來使感測器1能夠作動。 又，時脈產生電路1 1爲了消除構成感測信號放大電 路1 2之運算放大器OP 1〜0P 3的偏移，而產生供以 進行圖2所示之開關SW1 — 1〜SW1 — 2，開關 SW2 — 1 〜SW2 — 3 ，開關 SW3 — 1 〜SW3-3 的開關動作。 又，感測信號放大電路1 2是經由感測信號輸入端子 19，20來將來自感測器1的輸出信號予以取入2個輸 入端子，具有以無溫度依存性的放大率來進行放大處理的 同時可以消除偏移之機能。並且，感測信號放大電路1 2 的輸出Voutp是被供應給施密特觸發電路1 4，輸出Voutn 是被供應給基準電壓產生電路1 3的運算放大器OP 5的 輸入端子。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 又，基準電壓產生電路1 3用以產生比較感測信號放 大電路12的輸出電壓與施密特觸發電路14時之2個不 同的上限基準電壓Vhigh與下限基準電壓Vlow，並且分別 將該上限基準電壓Vhigh與下限基準電壓Vlow供應給施密 特觸發電路1 4。 又，基準電壓產生電路1 3是用以產生其輸出是以和 感測器1之輸出的溫度係數相同之溫度係數而變化’且其 大小爲對絕對溫度而言形成1次函數變化之2個基準電壓 本紙張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 - 461106 A7 _______B7___ 五、發明說明（19)
Vhigh及Vlow。又，有關溫度係數的含意會在以下內容中 說明。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此所謂基準電壓對絕對溫度形成1次函數變化，並非只 限於對絕對溫度形成直線性的增加或減少，亦包含無變化 而形成一定的情況時。 又，施密特觸發電路1 4是在其輸出側連接 NMOSFET1 5 ’ NMOSFET1 5 的汲極是連接 於輸出端子2 1。又，此施密特觸發電路14會根據來自 基準電壓產生電路1 3的上限基準電壓Vhigh與下限基準電 壓Vlow來比較感測信號放大電路1 2的輸出電壓，若其輸 出電壓高於上限基準電壓Vhigh，則輸出Vout會形成「L 」準位，若其輸出電壓低於下限基準電壓Vlow，則輸出 Vout會形成「H」準位。又，由於此施密特觸發電路1 4 可作爲比較器之用（具有滯後作用之機能），因此在上限 基準電壓Vhigh與下限基準電壓Vlow之間會形成不感帶， 並且在此不感帶中輸出Vout不會反轉。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次，將說明有關以I C (積體電路）所製成之信號 處理電路2。 雖然使信號處理電路2集成化時的製程並無特別加以 限制，但通常是利用C - Μ 0 S製程或雙極製程等。又， 有關形成I C的半導體基板方面，是使用絕緣性下層上的 半導體層，亦即設置於絕緣性基板上的半導體層，此情況 即使是在高溫，漏電流也會變少，不易引起閉鎖超載（ latch-up )，而使能夠提高電容器等的元件精度，由於具有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- 6 4 6 ο Α7Β7 illr夕 0 月 21 . on ^vm 五、發明說明（2G) 能夠減低感測信號放大電路1 2的偏移電壓之電路;^倉g， 因此即使是在高溫領域，依然可以和在室溫附近—彳素$胃 高精度。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 特別是so I基板爲具有實際績效的材料，在so I 基板上（形成於絕緣性基板上的矽薄膜）形成電路最胃gi 想。又，使用該S 0 I構造的絕緣性下層（絕緣性基板） ，例如有利用藍寶石，r — a 1 2 〇 3，氟化物及矽氧化物 者，只要是具有同等的絕緣性者即可。 其製作方法並沒有特別加以限制。例如，絕緣性下層 爲矽氧化物時，可使用S IMOX基板，貼合SO I基板 ，固相磊晶成長S 0 I基板等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此，設置於上述絕緣性基板上且形成有信號處理電 路2的半導體層之矽薄膜（矽層）的厚度最好爲3 0 n m 〜1 0 0 0 n m。若厚度小於3 0 n m，則會受到砂層與 絕緣層之界面近旁的缺陷影響’而導致裝置的動作產生問 題。另一方面，若厚度大於1 〇 〇 〇 nm，則PN接合面 的面積會增大，而使得漏電流會形成與使用大容量矽基板 時同等的程度，導致難以在1 5 0 °C以上的高溫下進行裝 置的動作。因此，該矽薄膜的厚度最理想爲5 0 nm〜 2 0 0 nm，就後述之本發明的實施例而言’是使用厚度 120nm的矽薄膜。 其次，參照圖2來說明感測信號放大電路1 2的詳細 構成。 如圖2所示’該感測信號放大電路1 2是由3個I運昇· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-23 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 461106 A7 ___ _B7______ 五、發明說明（21 ) 放大器OP1〜OP3所構成，各運算放大器OP1〜 ◦P 3除了感測信號放大用的非反轉輸入端子2 3與反轉 輸入端子2 4之外，還具備有偏移補償用的非反轉輸入端 子2 5與反轉輸入端子2 6。 又，該感測信號放大電路1 2具有供以輸入來自感測 器1的輸入信號之2個的輸入端子19，20，一方的輸 入端子1 9是經由開關W2 - 2來連接於運算放大器 〇P 1的非反轉輸入端子2 3，同時直接連接於運算放大 器OP 2的非反轉輸入端子2 3。又，另一方的輸入端子 2 0是經由開關W 3 — 1來連接於運算放大器Ο P 1的非 反轉輸入端子2 3，且直接連接於運算放大器O P 3的非 反轉輸入端子2 3。 此外，在運算放大器◦ P 1的非反轉輸入端子2 3與 反轉輸入端子2 4之間連接有開關SW1 — 1。又，運算 放大器Ο P 1的反轉輸入端子2 4是經由開關SW2 — 1 來連接於運算放大器Ο P 2的反轉輸入端子2 4，同時經 由開關SW3 — 2來連接於運算放大器Ο p 3的反轉輸入 端子2 4。並且，在運算放大器0 p 1的輸出端子與反轉 輸入端子2 6之間連接有開關SW1 — 2，該反轉輸入端 子2 6是經由電容器C 1來接地。 另外，運算放大器〇 p 1的輸出端子是經由開關 SW2 - 3來連接於運算放大器〇 p 2的非反轉輸入端子 2 5，該非反轉輸入端子2 5是經由電容器c 2來接地。 又’運算放大器Ο P 1的輸出端子是經由開關3贾3 _ 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------綠 -24- 4 β 1 1 Ο 6 Α7 __Β7_ 五、發明說明（22) 來連接於運算放大器〇 Ρ 3的非反轉輸入端子2 5，該非 反轉輸入端子25是經由電容器C3來接地。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者.，在運算放大器〇 Ρ 2的反轉輸入端子2 4與其 輸入端子之間連接有阻抗R 1。運算放大器Ο Ρ 2的輸出 是以能夠由輸出端子2 7取出之方式而形成。並且，在運 算放大器◦ Ρ 2的反轉輸入端子2 4與運算放大器Ο Ρ 3 的反轉輸入端子2 4之間連接有阻抗R 2。又，運算放大 器ΟΡ 3的輸出會歸還反轉輸入端子2 4，同時該輸出是 以能夠由輸出端子2 8取出之方式而形成。又，於運算放 大器OP 1的反轉輸入端子2 5與運算放大器ΟΡ 2， 〇Ρ 3的反轉輸入端子2 6中賦予同一基準電壓。 又，上述開關SW1 — 1及SW1 — 2 ，開關SW2 -1及SW2-3，及開關SW3 — 1及SW3 — 3是根 據來自圖1所示之時脈產生電路1 1的時脈來以預定週期 進行其開關動作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如此構成之感測信號放大電路1 2的各運算放大器 Ο Ρ 1〜Ο Ρ 3是形成圖3所示之構成’以下將針對此構 成加以說明。 如圖3所示，該運算放大器是由：偏移補償部3 1 ’ 放大部3 2及2次放大部3 3所構成。 又，如圖3所示，該偏移補償部3 1是由：形成電流 鏡電路的Ρ Μ 0 S F Ε Τ (以下稱爲ρ Μ 0 S電晶體） Q1，Q6，及形成電流鏡電路的pM0S電晶體Q2 ’ Q 5，及連接於電流鏡電路的Ρ Μ 〇 S電晶體Q 5，Q 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -25- 461 106 Α7 _^ Β7 五、發明說明（23) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的汲極間之偏移補償用的阻抗R 〇 ，及用以輸入偏移補償 用的信號而來控制MOS電晶體Ql ，Q2，Q5 ，Q6 的源極•汲極電流之N Μ 0 S F E T (以下稱爲N Μ 0 S 電晶體）Q3，Q4，及電流源I a等所構成。 具體而言，PMO S電晶體Q 1的源極會被連接於正 側電源線3 4，同時連接閘極與汲極，並且共通連接部會 連接於NMO S電晶體Q 3的汲極與PMO S電晶體Q 6 的閘極。又，PMO S電晶體Q 2的源極會連接於正側電 源線3 4，同時連接閘極與汲極，並且共通連接部會連接 於NMO S電晶體Q 4的汲極與PMO S電晶體Q 5的閘 極。 P Μ 0 S電晶體Q 5及Q 6的各源極是連接於正側電 源線3 4，同時該汲極間連接有溫度補償用的阻抗R ◦。 NMO S電晶體Q 3的閘極是連接於輸入端子2 6， NMO S電晶體Q 4的閘極是連接於輸入端子2 5。又， NMO S電晶體Q 3及Q 4的各源極是共通連接，該共通 連接部是經由定電流源I a來連接於負側電源線3 5。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖3所示，放大部3 2是由：供以輸入信號的 PMOS電晶體Q7，Q8，及形成電流鏡電路的 NMOS電晶體Q9，Q10等所構成。 具體而言，PMOS電晶體Q 5的汲極會連接於 PMOS電晶體Q7的源極。又，PMOS電晶體Q7的 閘極是連接於輸入端子2 4，且其汲極是連接於NMO S 電晶體Q 9的汲極。又，連接N Μ 0 S電晶體Q 9的閘極 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -26- 461106 A7 B7 修-正 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（24) 與汲極，且其源極是連接於負側電源線3 5。 又，PMOS電晶體Q6的汲極會連接於PMOS電 晶體Q 8的源極。.又，P Μ 0 S電晶體Q 8的閘極是連接 於輸入端子2 3，且其汲極是連接於NM〇 S電晶體 Q 1 0的汲極與2次放大部3 3的輸入側。又，NMOS 電晶體Q 1 0的閘極會連接於Ν Μ 0 S電晶體Q 9的閘極 ’且其源極是連接於負側電源線3 5。 其次，參照圖2及圖3來說明感測信號放大電路1 2 的動作。 首先，針對運算放大器OP 1〜0Ρ 3之各偏移的補 償動作（消除動作）加以說明。 在此，來自圖1所示之時脈產生電路1 1的時脈</» 1 會在ON期間，僅圖2所示之開關SW1 — 1〜SW1 — 2同時形成關閉狀態，並且連接運算放大器0P 1的非反 轉輸入端子2 3與反轉輸入端子2 4，而使輸入端子形成 短路狀態。因此，從運算放大器0 P 1輸出的偏移電壓會 保持於電容器C 1 ，且所被保持的電壓會施加於圖3所示 之偏移補償部3 1的反轉輸入端子2 6。 在圖3之放大部3 2中，雖然應該放大的輸入電壓是 由P Μ 0 S電晶體Q 7與Q 8的差動對的閘極所賦予，但 PM〇S電晶體Q 7與Q 8的動作臨界値電壓會因 PMOS電晶體Q7與Q8之間的失配（miss match )而 形成不均一，導致產生輸入的偏移電壓。 在此，若將流入MOS電晶體Ql，Q2，Q5， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 *SJ· -.% 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -27- 461106 A7 B7 、修正 v__、·丨丨「一」 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（25) Q6，Q7，Q8，Q9，Q10之汲極_源極間的各電 '流設定爲Ιι， I2’ Is， 16’ I?’ I8’ I9’ I10 ，將Μ 0 S電晶體Q 3，Q 4的閘極與負側電源線3 5之 間的輸入電壓設定爲，UPl，將MOS電晶體Q7， Q 8的閘極與負側電源線3 5之間的輸入電壓設定爲υ ρ 2 ，U u 2，以及將從Μ 0 S電晶體Q 8的汲極流向2次放大 部3 3的電流設定爲lout，則由於Μ 0 S電晶體Q 1與 Q6，及MOS電晶體Q2與Q5可分別構成電流鏡電路 ，因此由電流鏡的關係，下式（1) ’ （2)可成立。 I5 = h X L· (1)
Ie = h x Ii (2) 在此，h爲定數，並且雙方鏡比相同。 又，由於流入定電流源I»的電流h爲定電流’因此下 式（3 )可成立。
Ia = I. + l2 (3) 又，由於Μ 0 S電晶體Q 9及Q 1 〇是構成電流鏡電 路，因此下式（4)可成立。 “ = Ii〇 (4) 在此，將MO S電晶體Q 7及Q 8的輸入設定爲〇時 的偏移電壓會保持於電容器C 1，並且所被保持的電壓會 施加於偏移補償部3 1的Μ 0 S電晶體Q 4的閘極。 因此，流入偏移補償部3 1的Μ 0 S電晶體Q 3及 Q 4的電流，亦即電流I >與電流I 2會變化，藉此電流I 5， -----------裝·--— ！訂 --------*!/. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） -28 - 4 β t 1 0 6 Α7 __ Β7 五、發明說明（26) I 6也會變化。 在此’若將g 1定義爲電晶體Q 3及Q4的跨導（trans-conj^uctance) ’則下式（5 )會成立。 l2-Ii = gl X (Upi-U.i) (5) 又’由於電流lout與電流18具有I〇ut << l8的關係， 因此下式（6)可成立。 二 Ii〇=l7=L· (6) 此刻，下式（7 )是有關流經阻抗R 0的電流I R。
Ir = I5-I7 = Is-I6 (7) 又’根據式（6) ’ (7)，下式（8)可成立。
Ir = (I5-I6)/2 (8) 又，根據式（1) ，（2) ，（5)，下式（9)可 成立。 IR = h X (l2-I〇/2 = g 1 X h X (Upi-Um)/2 (9) 又，若將g定義爲電晶體Q 7及Q 8的跨導，以及將 g2定義爲g/〔l+(gxR〇/2)〕，則能夠以下 式（1 0 )來表示輸出Vout ( k爲定數）。
Vout= k x Iout = k X (Is-I?) =k X g2 X (Up2-Ui2-Ir X RO) =k X g2 X [Up2-Uh2-R0 x gl X h X (Upi-Um)/2] (10) 在式（1 0)中，由於因電晶體Q7及Q8的失配（ miss match )而引起的偏移電壓是以電壓UP2與電壓Un2 的差之方式而出現，因此電晶體Q 3及Q 4的輸入，亦即 可藉由輸入適當値的電壓（UP2 — Un2)來消除偏移電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -29- 4 6 110 6 a7 ____B7________ 五、發明說明（27 ) ο (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，來自時脈產生電路1 1的時脈4 2會在ON期 間’僅開關S W 3 - 1〜S W 3 — 3同時形成關閉狀態。 藉此，運算放大器0P 3的偏移電壓會從運算放大器 OP 1輸出，而保持於電容器C 3 ’該保持電壓會如圖3 所不’被供給至偏移補償部3 1的非反轉輸入端子2 5。 其結果，運算放大器Ο P 3的偏移電壓會根據與上述同樣 的原理而被消除。 其次’來自時脈產生電路1 1的時脈0 3會在Ο N期 間，僅開關S W 2 — 1〜S W 2 — 3同時形成關閉狀態。 藉此，運算放大器0 P 2的偏移電壓會從運算放大器 〇P 1輸出，而保持於電容器C 2，該保持電壓會如圖3 所示，被供給至偏移補償部3 1的非反轉輸入端子2 5。 其結果，運算放大器0 P 2的偏移電壓會根據與上述同樣 的原理而被消除。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 另一方面，並行於運算放大器Ο P 1〜Ο P 3之各偏 移的補償動作，而由感測器1來施加於感測信號輸入端子 1 9，2 0的感測信號電壓Vhall是藉由運算放大器〇P 1 及0 P 2而放大，且該被放大的電壓會從輸出端子2 7， 1 2 8輸出。 又，藉由上述動作，可完全消除運算放大器〇 P 1〜 Ο P 3的偏移電壓時，若將由感測器1來施加於感測信號 輸入端子1 9，20的感測信號電壓設定爲Vhall，則被輸 出至感測信號放大電路1 2的輸出端子2 7 ’ 2 8的輸出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -30- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A 6 1 1 0 6 A7 _ B7 五、發明說明（28) 電壓Vout會形成下式（11)所示一般。
Vout=[(Rl/R2) + l] · Vhall (11) 在此，R 1爲連接於運算放大器〇P 2的反轉輸入端 子2 4與其輸出端子之間的阻抗之阻抗値，R 2爲連接於 運算放大器0 P 2的反轉輸入端子2 4與運算放大器 〇 P 3的反轉輸入端子2 4之間的阻抗之阻抗値（參照圖 2 )。 由式（1 1 )可得知，該感測信號放大電路1 2是使 阻抗R 1與阻抗R 2具有相同的溫度係數，而使能夠以不 依存於溫度之所要的放大率來放大感測信號。 其次，參照圖4來說明圖1所示之基準電壓產生電路 13° 如圖4所示，該基準電壓產生電路1 3具備： 由PMOS電晶體Ql1及12所構成，而來作爲定 電流源用之電流鏡電路4 1 ;及 使無溫度依存性的電壓Vbg施加於電壓•電流轉換用 阻抗R 3，而藉此來流通定電流之定電流電路4 2 ;及 由PMOS電晶體Q 1 4，Q 1 5及1 6所構成，而 來作爲定電流源用之電流鏡電路4 3 ;及 由上限基準電壓產生阻抗Rhigh及下限基準電壓產生阻 抗Rlow等所構成之基準電壓產生部4 4 ;及 由NMO S電晶體Q 1 7及1 8所構成之電流鏡電路 4 5; 並且，上限基準電壓產生阻抗Rhigh及下限基準電壓產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） l· I---.I------- .)裝--------訂---------綠 (請先朋讀背面之注意事項再填寫本頁) -31 - 4 6 1 1〇6 A7 _ B7 五、發明說明（29) 生阻抗RIqw是從輸出端子4 6，4 7輸出，然後供應至施 密特觸發電路1 4。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 如圖4所示，電流鏡S路4 1是由Ρ Μ ◦ S電晶體 <3 1 1及1 2所構成，並且連接於各閘極，該共通連接部 是連接於PMOS電晶體Ql 1的汲極。又，PMOS電 晶體Q 1 1及1 2的各源極是連接於正側電源線5 1。又 ’ PMO S電晶體Q 1 2的汲極是連接於PMO S電晶體 Q 1 3的汲極。 在如此構成之電流鏡電路4 1的Ρ Μ 0 S電晶體 Q 11中供應有產生於帶隙基準電壓產生電路8之電流 Iptat，該電流Iptat是以定電流來流入MO S電晶體Q 12 中。又，該電流Iptat是與絕對溫度T成比例，同時與設置 於帶隙基準電壓產生電路8內的阻抗R4(圖中未示）的 大小成反比例，若定數爲K，則可藉由以下所示的（1 2 )式來表示之。
Iptat = K · (T/R4) (12) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖4所示，定電流電路4 2是由MO S電晶體 Q13 ’電壓•電流轉換用阻抗R3，及運算放大器 〇P 4所構成。亦即，Μ 0 S電晶體Q 1 3的汲極是連接 於MO S電晶體Q 1 2的汲極，並且源極被連接於電壓· 電流轉換用阻抗R 3的一端，其他端則是連接於負極電源 線5 2。又，運算放大器ΟΡ 4是經由輸入端子4 8而從 帶隙基準電路8來將無溫度依存性的定電壓vbg施加於非 反轉輸入端子’並且輸出端子是連接於NMO S電晶體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) -32- 46 11 06 A7 ________B7_ 五、發明說明（30) Q 1 3的間極’而且反轉輸入端子是連接於nm〇 S電晶 體Q 1 3的源極與電壓.電流轉換用阻抗r 3的共通連接 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 部。 如圖4所示，電流鏡電路4 3是由Μ Ο S電晶體 Q14 ’ Q1 5及Q1 6所構成。亦即，連接有m〇.s電 晶體Q 1 4 ’ Q 1 5及Q 1 6的各閘極，其共通連接部是 連接於連接MO S電晶體Q 1 4的汲極及MO S電晶體 Q 1 2與MO S電晶體Q 1 3的汲極之共通連接部。又， M〇S電晶體Q 1 4，Q 1 5及Q 1 6的各源極是連接於 正側電源線5 1。又，Μ 0 S電晶體Q 1 5的汲極是連接 於上限基準電壓產生阻抗Rhigh的一端，MO S電晶體 Q 1 6的汲極是連接於MO S電晶體Q 1 8的汲極。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖4所示’基準電壓產生部4 4是由運算放大器 ◦ P 5 ’上限基準電壓產生阻抗Rhigh及下限基準電壓產生 阻抗Rlow所構成。亦即，運算放大器〇 p 5可將來自感測 信號放大電路1 2的輸_出Voutn供應給非反轉輸入端子，該 輸入端子是直接連接於反轉輸入端子。又，上限基準電壓 產生阻抗Rhigh及下限基準電壓產生阻抗Rl〇w是直列連接 ，且運算放大器◦ P 5的輸出端子是連接於共通連接部。 又，上限基準電壓產生阻抗Rhigh的一端是連接於Μ 0 S電 晶體Q 1 5的汲極與輸出端子4 6，下限基準電壓產生阻 抗Rlow的一端是連接於MO S電晶體Q 1 7的汲極與輸出 端子4 7。 如圖4所示，電流鏡電路是由NMO S電晶體Q 1 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -33- 五、發明說明（31 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 與Q 1 8所構成，連接有MO S電晶體Q 1 7與Q 1 8的 各閘極，該共通連接部是連接於Μ 0 S電晶體Q 1 8的汲 極與MOS電晶體Q 1 6的汲極。又，MOS電晶體 Q 1 7的汲極是連接於下限基準電壓產生阻抗Rl〇w的一端 。又，MO S電晶體Q 1 7與Q 1 8的各源極是連接於負 側電源線5 2。 其次，參照圖4來說明如此構成之基準電壓產生電路 1 3的動作。 由於MOS電晶體Q11與Q12是構成電流鏡電路 ，因此在Μ 0 S電晶體Q 1 2的源極與汲極之間，流入 MOS電晶體Q11的電流I ptat會被形成電流鏡而以同 一電流流動。 另一方面，由帶隙基準電壓產生電路8供應至運算放 大器0P 4的電壓Vb g不依存於溫度之一定電壓，且由 於該電壓是經由運算放大器0 P 4來供應至MO S電晶體 Q 1 3，因此在Μ Ο S電晶體Q 1 3的源極與汲極之間會 有（Vbg/R3)的電流流動。R3爲阻抗R的阻抗値 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，流入Μ 0 S電晶體Q 1 4的源極與汲極之間的 電流I : 4會形成流入Μ 0 S電晶體Q 1 3中的電流與流入 MOS電晶體Q 1 2中的電流之差，如下式（1 3 ) —般 〇 I.4 = (Vbg/R3)-K · (T/R4) (13) 又，由於PMOS電晶體Q14，Q1 5及Q1 6具 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -34- A7 461106 ____B7 _ 五、發明說明（32 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有電流鏡的關係，因此當鏡比設定爲m時，上述電流I r 4 的m倍的電流會流入Μ ◦ S電晶體Q 1 5，Q 1 6及 Q 1 8，又，由於電晶體Q 1 7也與電晶體Q 1 8有電流 鏡的關係，因此同樣的電晶體Q 1 7中也會有電流I 1 4 X m流動，並且此電流I i 4 X m會流入上限基準電壓產生用 阻抗Rhigh與下限基準電壓產生用阻抗Rlow。其結果，產 生於上限基準電壓產生用阻抗Rhigh與下限基準電壓產生用 阻抗Rlow之上限基準電位Vhigh與下限基準電位VIqw可由 下式（1 4 ) ( 1 5 )來表示之。
Vhigh=m · [(Vbg/R3)-K · (T/R4)] · Rhigh+Voutn =-m · K · T . (Rhigh/R4)+m · Vbg · (Rhigh/R3)+ Voutn (14) Vlow=-m · [(Vbg/R3)-K · (T/R4)] · Rlow+Voutn =m · K · T · (Rlow/R4)-m · Vbg * (Rl〇w/R3)+ Voutn (15) 在此，於（1 4 ) ( 1 5 )式中’ Voutn爲感測信號放 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 大電路1 2所放大後之信號値的零電位。又’由於阻抗 R 3，R 4，Rhigh及Rlow是使用具有相同溫度係數者， 因此上限基準電位Vhigh與下限基準電位Vl〇w皆不會因阻 抗的溫度變化而有所影響，可經常形成溫度T的1次函數 。又，只要變更阻抗R3，R4，Rhigh及Rlow的各値及 鏡比m，便可產生上限基準電位Vhigh與下限基準電位 Vlow (任意的絕對溫度之1次函數）。 亦即，各種感測器中，對於進行定電壓驅動時其輸出 可近似於絕對溫度的1次函數者而言，只要變更信號處理 電路2內的阻抗R3，R4，Rhigh ，Rlow的値及鏡比m 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -35- ? 4 6 1 10 6 A7 B7 五、發明說明（33) 的大小，便可構成經常以一定的感度來進行Ο N · 0 F F 的感測器I C。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，特別是阻抗Rhigh及Rlow爲同一特性之同一阻抗 値時，上限基準電位Vhigh與下限基準電位Vlow可完全地 對感測信號放大電路1 2所放大的信號之零位準（Voutn)形 成對稱的値。在此，將針對作爲基準信號之上限基準電位 Vhigh與下限基準電位Vlow的溫度係數進行檢討。首先， 將基準信號V的溫度係數定義爲以下所述。亦即，室溫T 爲300K，絕對溫度T (K)時之基準信號V (T)的 溫度係數α是定義成下式（1 6 ) —般。 a =(1/V(300) · Δ V/Δ Τ (16) 在此，（16)式中的AV是表示基準信號的變化量 ，△ Τ是表示絕對溫度Τ的變化量。 藉該（16)式，若根據（14) (15)式來求取 上限基準電位Vhigh與下限基準電位Vlow的溫度係數，則 如以下（1 7 )式所示.，不會依存於溫度，而形成一定。 Vhigh的溫度係數=Vl〇w的溫度係數 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 :K/(300 · K-Vbg · R4/R3) (π) 因此，來自感測器1的輸出信號爲絕對溫度的1次逐f 數時，可適當地賦予阻抗R3，R4，而使其溫度係數與 式（1 7 )的溫度係數相等。相反的，當溫度係數相等時 ，可適當地賦予來自感測器1之輸出信號的放大率，鏡ί；匕 m，阻抗R h i g h及R1 〇 w，而使來自規定感度的感測器的信 號之放大信號的溫度特性與式（14)(15)相同。亦 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -36- 4 6 110 6 A7 B7 五、發明說明（34) 即，可構成經常以一定的感度來進行ο N · 0 F F的感測 器I C 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如以上說明，此實施型態之感測器I C是由感測器1 及形成於絕緣基板上的半導體層中的信號處理電路2所構 成。又，感測器1的輸出是對絕對溫度進行1次函數變化 ，對應於此，基準電壓產生電路2側之基準電壓產生電路 的輸出是以和感測器1的輸出之溫度係數相同之溫度係數 而變化，且對絕對溫度進行1次函數變化，而產生基準電 壓Vhigh，Vlow，並且施密特觸發電路1 4會比較該電壓 與感測信號放大電路1 2的輸出電壓大小，而來作爲供以 進行ON . 0 F F輸出的基準電壓之用。又，感測信號放 大電路1 2會以無溫度依存性的放大率來放大來自感測器 1的輸出信號，並且具有消除偏移電壓的功能。 因此，該實施型態之感測器I C ’可於較廣的溫度範 圍內（從低溫到高溫）高精度地對感測器的輸出進行溫度 補償，藉此而能夠在以往無法實現的高溫下（2 0 0 °C以 上）實現高溫度且高可靠度的動作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，在此實施型態之感測器I C中，感測器1爲電洞 元件，若感磁部是由G a A s所構成，則該G a A s的阻 抗値會隨著溫度的增加而增加，因此流入感磁部的電流會 減少，其結果電源電流會減少。藉此，感測器1的消耗|| 力會隨著形成高溫而減少，而使得以抑止因電流的消耗而 產生的發熱，進而能夠在高溫下依然可以安定地動作。 又，本發明之感測器I C用I C的實施型態之信號處 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -37- 46 1 1 0 g A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（35) 理電路2 ’基準電壓產生電路1 3的輸出是以和來自感測 器1 (自輸入端子1 9 ’ 2 0間被賦予）的輸出信號的溫 度係數相同的溫度係數而變化，且其大小爲針對絕對溫度 進行1次函數的變化’而來產生基準電壓Vhigh，Vlow， 並且施密特觸發電路14會比較該電壓與感測信號放大電 路1 2的輸出電壓大小，而來作爲供以進行〇 N . 0 F F 輸出的基準電壓之用。又，信號處理電路2是形成於絕緣 基板上的半導體層中。 因此，此實施型態之信號處理電路2在各種的感測器 中，其輸出爲針對絕對溫度進行1次函數的變化時，由於 可以產生按照該感測器的溫度的1次函數而賦予之基準電 壓，因而能夠與該感測器組合使用。此情況，該實施型態 之感測器I C用I C，可於較廣的溫度範圍內（從低溫到 高溫）高精度地對感測器的輸出進行溫度補償，藉此而能 夠在以往無法實現的高溫下（2 0 0 °C以上）實現高溫度 且高可靠度的動作。 , 又，此實施型態的信號處理電路不僅可以和車輛用途 等之高溫下或溫度差較大的部位所使用的磁氣感測器組合 而提供一種磁氣感測器I c ’而且還可以和壓力感測器或 溫度感測器組合而實現各種能夠使用於高溫下的各種感測 器I C。 又，在此實施型態之感測器1 c中’感測偏壓產生電 路1 〇是根據產生的定電壓來驅動感測器1 ’同時藉由基 準電壓產生電路1 3來進行感測器1的温度補償。因此’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) -l· I----I--I I--. j 震---------訂 -----ί··^-)_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 6 1 1 0 6 a7 ____B7__ 五、發明說明（36 ) 在高溫下，由於可使感測器1的消耗電力減低，因此可抑 制高溫發熱，其結果，即使在2 0 0 °C以上的高溫下，依 然可以實現安定的動作。 又，就上述實施型態而言，比較手段雖是使用具有滯 後作用的施密特觸發電路1 4，但亦可取而代之，使用不 具有滯後作用的比較器。 又，亦可將施密特觸發電路1 4置換成A/D轉換器 (類比•數位轉換器）。此情況，是使感測器1的放大信 號形成A/D轉換器的類比輸入信號。又，基準電壓產生 電路1 3的輸出是以和感測器1的輸出之溫度係數相同的 溫度係數來變化，且其大小是針對絕對溫度來產生1次函 數變化的基準電壓。又，在A/D轉換器中供給該基準電 壓，藉此來將輸入電壓轉換成數位信號。 又，於上述實施型態中，感測器的輸出是對絕對溫度 進行1次函數變化，對應於此，基準電壓產生電路1 3的 產生電壓是對絕對溫度進行1次函數變化者。但，本發明 感測器之輸出的溫度係數並非必須是一定値，此情況，基 準電壓產生電路1 3是以能夠產生基準電壓（與該感測器 之輸出的溫度係數相同而變化）之方式而構成。例如，溫 度係數並非一定，感測器的輸出是對絕對溫度賦予曲線時 ，將該曲線部分成複數個區間，並使各區間近似於直線。 具體而言，在各近似於直線的區間設置相當於對應各區間 的基準電壓產生電路1 3之複數個的電路，同時在各基準 電壓Vhigh，Vlow與施密特觸發電路1 4之間設置類比開 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------—訂------11#· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -39- 461106 五、發明說明（37) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 關，而使能夠依溫度來切換類比開關，而來選擇基準電壓 。藉此而使能夠經常產生配合感測器的輸出之基準電壓， 且亦可對應於具有任意的溫度係數之感測器。 又，就上述實施型態而言，感測器爲電洞元件時，最 好該電動元件的感磁部爲G a A s，但亦可使用阻抗値會 隨著溫度增加而增加的物質來作爲感測器的感測部之構成 物質，其效果與使用GaAs時相同。 ' 又，上述實施型態，從動作磁通密度不均一的容許範 圍到感測器之輸出的溫度係數爲0 . 0 2 % / °C近旁，溫度 係數的誤差最好在3 0%以下，溫度係數較大時，容許誤 差範圍會變窄，溫度係數較小時，溫度係數的容許範圍會 變得很寬。 【實施例1】 其次，針對本發明之感測器I c的實施例1加以說明 。亦即，針對以下所製作之電洞I C加以說明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本實施例1之電洞I C是利用C Μ 0 S製程來將包含 圖1〜圖4的信號處理電路之I C形成於S I Μ Ο X基板 (以矽氧化物作爲絕緣性下層）上。並且，將絕緣性下層 上的結晶矽層的厚度設定爲120nm，。而且，將圖2 及圖3所示之感測信號放大電路1 2之偏移補償機能的切 換週期設定爲1/5 00〔秒〕。 其次，以混合波導聯結的方式來組合包含該感測信號 放大電路1 2的I C與感測器1 (感磁部是由G a A s所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -40- 461106 五、發明說明（38) 構成之電洞元件，以下稱爲G a A s電洞元件）’藉此來 製成電洞I C。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次，在G a A s電洞元件中施加無溫度依存性的電 壓3〔 V〕，然後測定在± 4 0 〔 Gauss〕的磁場環境下的 輸出特性，而取得圖5所示之測定結果。 如圖5所示，+ 4 0 〔 Gauss〕時，在一4 0 °C〜 2 ◦ 0 t的溫度範圍中，輸出的溫度係數在約一 〇 · 1 8 --〇 . 2 0 % / °C時形成負的溫度係數，並且該輸出能 夠以絕對溫度的1次函數來表現之。又’ —40〔Gauss〕 時的輸出與+4 0〔 Gauss〕時的輸出比較下，對溫度軸大 致形成對稱。 其次，將來自圖1之感測偏壓產生部1 〇的偏壓設定 爲3〔v〕，並將該電壓施加於GaAs電洞元件，且使 放大率（由感測信號放大電路1 2之式（8 )所求得）形 成5 0倍，而以能夠配合G a A s電洞元件之輸出的溫度 特性之方式來分別將基準電壓產生電路1 3的阻抗R 3， Rhigh，Rio w 的各値設定爲：23.8 1〔ΚΩ〕， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5.0 0 9 C Κ Ω ] ，5.009 〔ΚΩ〕。又，將圖 4 之一 定電壓Vbg設定爲1.15〔V〕，以及將式（12)之 定數K設定爲2 · 69X10— 4〔A . Ω/Κ〕，將阻抗 R4的阻抗値設定爲4.492〔ΚΩ〕。又，式（14) ，（15)的鏡比m=l。其結果，式（14) ，（15 )會形成式（1 8 ) ，（ 1 9 ) 一般。
VhightmV] = 241.9-0.30 · T (18) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -41 - A7 B7 461106 五、發明說明（39 )
Vlow[mV] = -24 1.9 + 0.30 · T (19) 這將相當於追加圖5所示之偏壓（3 V )而使於4 ◦ 〔Gauss〕的磁場環境下的G a A s的輸出電壓形成5 0倍 者。並且，此刻之基準電壓Vhigh，Vlow的溫度係數約形 成一 0.2 0%/t：，而形成與G a A s的溫度係數相等。 圖6是表示在上述條件下使動作時之信號處理電路2 的動作輸入電壓的溫度特性。由圖6可得知’若使阻抗 Rhigh與Rlow形成相同的阻抗値，則對溫度軸而言，可取 得完全對稱的動作特性。此特性與圖5所示之G a A s電 涧元件的溫度特性相同。藉此，可實現在一 4 0 °C〜 2 0 0 °C以上的溫度範圍中偏移電壓少，且對溫度軸而言 形成對稱之所要的特性。 此結果，該實施例1之電洞I C，如圖7所示，在一 4 ◦ °C〜2 0 0 °C的溫度領域中，經常是以一定的磁場強 度± 4 0 〔 Gauss〕來執行ON . OFF，而使動作點具有 良好的對稱性。 圖8是表示此實施例1之電洞I.C的電源電壓爲5 〔 V〕時之電源電流的溫度特性。由圖8可得知，能夠實現 一種電源電流會隨著溫度上升而減少，而使消費電力變少 之良好的特性。之所以電源電流會減少，那是因爲 G a A s電洞元件的感磁部是由G a A s所構成，而使具 有該G a A s的阻抗値會隨著溫度的增加而增加之性質， 因此流入感磁部的電流會減少，其結果電源電流會減少。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） l· ^----； ------)裝--------訂---------參'~ (請先閱讀背面之注意事項再瑱寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -42- 46 1106 A7 ------B7 五、發明說明（4〇) 【實施例2】
其次’參照圖9〜圖1 4來說明本發明之感測器I C (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
的實施例2 ’亦即可使用於高溫環境下之高溫用旋轉I C 〇 如圖9所示，高溫用旋轉I c是由：磁氣感測器7 1 ，及處理該磁氣感測器7 1的輸出信號之信號處理電路 7 2所構成。磁氣感測器7 1相當於圖1之感測器1 ，信 號處理電路7 2除了後述以外，其餘基本構成大致與同圖 之信號處理電路2相同。 如圖9所示，磁氣感測器7 1是形成使用4個磁氣阻 抗元件MR 1〜MR 4的電橋電路，該4個磁氣阻抗元件 MR 1〜MR 4可用以作爲後述之齒輪的旋轉_檢測感測器 。又’電橋電路是在其偏壓供給端子間由信號處理電路 72來供給例如1 〔V〕的偏壓，並且使來自該輸出端子 的輸出信號能夠輸入至信號處理電路7 2的信號輸入端子 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖1 0所示，是將磁氣感測器7 1與積體電路化的 信號處理電路7 2配置（收容）於封裝體7 5內。構成磁 氣感測器7 1的磁氣阻抗元件MR 1〜MR4，如圖1 0 所示’磁氣阻抗元件MR 1，MR4是配置於上下而形成 A區塊7 3，磁氣阻抗元件MR 2，MR 3是配置於上下 而形成B區塊7 4。A區塊7 3與B區塊7 4的配置間隔 是對應於後述之齒輪8 2的凸部與凹部的間隔。又，磁氣 感測器7 1與信號處理電路7 2是以金屬線7 6來進行電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -43 4 6 110 6 A7 _ B7 五、發明說明（41) 氣性連接，且信號處理電路7 2是以金屬線7 8來與外部 連接的銷7 7進行連接。 信號處理電路7 2的基本構成大致與圖1之信號處理 電路2相同，但與上述使用G a A s電洞元件的感測器 I C比較下，不同處是變更感測信號放大電路1 2的放大 率，以及將基準電壓產生電路1 3置換成圖1 1所示之基 準電壓產生電路79。 這是爲了使來自電橋電路的輸出信號的溫度係數形成 0。亦即，爲了配合該溫度係數，而將基準電壓產生電路 1 3置換成基準電壓產生電路7 9，藉此來使產生之基準 電壓的溫度係數能夠形成爲0。 因此，雖然基準電壓產生電路7 9的構成基本上與圖 4之基準電壓產生電路1 3的構成相同，但不同點是省略 圖4之基準電壓產生電路13中的PMOS電晶體Ql1 ，Q 1 2。由於基準電壓產生電路7 9的其他部分構成與 與基準電壓產生電路1 3的構成相同，因此對同一構成要 素賦予相同的符號，並省略其說明。 其次，如圖1 2所示，如此構成之高溫用旋轉感測器 I C 8 1，例如可使用於齒輪的旋轉檢測，及利用於旋轉 檢測系統，以下針對於此加以說明。 如圖1 2所示，在此旋轉檢測系統中，高溫用旋轉感 測器I C 8 1是由強磁性體所構成，並且在可自由旋轉的 齒輪8 2外周，感測器7 1的區塊7 3，7 4是以能夠對 向於其外周面之方式而配置。此外，在高溫用旋轉感測器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------參 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -44 - 46 1 1 06 A7 B7 五、發明說明（42) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
I C 8 1的背面側配置有供以加強齒輪8 2的磁性而使容 易進行磁氣檢測之衫相鍛鈷磁石8 3。另外’爲了驅動感 測器7 1的電橋電路，而從信號處理電路7 2供給1 〔 V 〕的定電壓。然後以電壓信號來取出在感測器7的A區塊 7 3所檢測出的磁通密度，以及在感測器7的B區塊7 4 所檢測出的磁通密度，並將此電壓信號輸入信號處理電路 Ί 2。 其次，參照圖1 2來說明如此構成之旋轉檢測系統的 旋轉檢測原理。 A區塊7 3的感測部（磁氣阻抗元件M R 1 ，M R 4 )與Β區塊7 4的感測部（磁氣阻抗元件M R 2，M R 3 )的各磁通密度，由於在齒輪中具有凹部與凸部，因此可 配合齒輪的旋轉來變化，甚至連雙方的磁通密度差也能夠 同步於旋轉而變化。當雙方磁通密度差的大小高於一定的 基準値時，使信號處理電路2的輸出信號形成〇 N，低於 一定的基準値時，使信號處理電路2的輸出信號形成 〇F F 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此，從信號處理電路7 2的角度來看，包含齒輪 8 2 ’衫相锻鈷磁石8 3及感測器7 1的系統全體可說是 溫度補償的對象。 此外’從信號處理電路7 2賦予定電壓ί 〔 v〕給感 測器7 1的電橋電路’而取得來自電橋電路的輸出振幅（ 使齒輪8 2旋轉時取得）’如圖1 3所示。在此感測系統 中所取得之來自感測器7 1的電橋電路的輸出信號的振幅 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） -45- ^ 46 Ί 1 06 A7 _；_;__B7__ 五、發明說明（43) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (使齒輪8 2旋轉時取得）會因齒輪8 2，磁石8 3或電 橋電路的溫度變化，使該大小的溫度係數大約成一 〇 . 〇 1 % / Τ：。因此，在考量一 4 ◦ 〇C〜2 0 0 °C的溫度範圍時 ，實際上在使用時即使溫度係數近似〇也不會有所妨礙， 因此溫度補償之基準電壓產生電路可形成圖1 1所示之構 成，且產生比較基準電壓的溫度係數可設定爲〇。 另外，作用於感測器7 1的A區塊7 3與B區塊7 4 的感磁部之磁通密度，是以在+ 1 5 Gauss時，信號處理電 路7 2的輸出能夠形成Ο N，以及在一 1 5 Gauss時，其輸 出能夠形成◦ F F之方式來決定信號處理電路7 2的參數 ，並將基準電壓產生電路7 9的阻抗R 3，上限基準電壓 產生用阻抗Rhigh與下限基準電壓產生阻抗Rlow的各値設 定爲：R342〇KQ，Rhigh 二 7 8 0 Ω，Rlow = 7 8 0 Ω。 再者，（14)(15)式之其他參數則與上述 GaAs電洞I C相同。 此刻，基準電壓產生電路7 9的基準電壓Vhigh，
Vlow ，由（14) (15)式會形成 Vhigh = + 4 5 m V 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ，Vlow = _4 5mV。由於此基準電壓會將來自圖1 4之 電橋電路的輸出信號與在感測信號放大電路放大1 5 0倍 的放大信號作一比較，而按其結果來使信號處理電路 7 2的輸出形成ON或OFF，因此輸出的切換會在形成 1 5 Gauss以上之磁通密度的階段產生。 如此構成之實施例2的高溫用旋轉感測器I C在高溫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -46- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 1 1 〇 6 A7 ________B7 —------ 五、發明說明（44) 2 ο 〇 r時也不會有問題，而能夠檢測出齒輪的旋轉。 習知，供以檢側齒輪的旋轉之感測器I c是在單塊集 成電路方面使用CMO S電路’實際上使用時的上限溫度 爲1 5 0 t：。相對的，就本實施例2而言，其實際上使用 時的上限溫度可形成2 0 0 °C以上。 【實施例3】 其次，參照圖1 5〜圖1 9來說明本發明之感測器 I C的實施例3，亦即可使用於高溫環境下之高溫用壓力 1C。 習知在2 0 0°C以上的高溫下是使用具有S Ο I ( Silicon on Insulator )構造的高溫用壓力感測器。在此，如 圖1 5所示，該實施例3的高溫用壓力感測器I C是組合 SOI構造的壓力感測器87與信號處理電路88，並使 收容於同一封裝體內，而得以能夠使用於2 0 0 °C以上的 高溫下。 信號處理電路8 8的基本構成大致與圖1之信號處理 電路2相同，不同處是變更感測信號放大電路1 2的放大 率，以及將基準電壓產生電路1 3置換成圖1 7所示之基 準電壓產生電路1 〇 1。以下，將針對此處加以說明。 因此’雖然基準電壓產生電路1 〇 1的構成基本.上與 基準電壓產生電路丨3的構成相同，但不同點除了省略圖 4之基準電壓產生電路13中的PMOS電晶體Q11， Q 1 2以外’而且還將運算放大器〇 p 5的輸出端子由上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝 ----訂----- 縿 -47- r 46 1 1 0 6 A7 B7 五、發明說明（45) c請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 限基準電壓產生用阻抗Rhigh與下限基準電壓產生阻抗 Rlow的共通連接點改變成連接於MO S電晶體Q 1 7的汲 極，且使能由該共通連接點來取出下限基準電壓Vlow。又 ，由於基準電壓產生電路1〇1的其他部分構成與與基準 電壓產生電路1 3的構成相同，因此對同一構成要素賦予 相同的符號，並省略其說明。 又，由於使用矽擴散阻抗的壓電阻抗型壓力感測器在 高溫中會因爲PN接合而產生漏流，因此難以在1 5 〇t 以上使用。在此，就實施例3而言，是藉由圖1 6之 SO I構造的壓力感測器8 7的使用來使能夠在2 0 Ot 以上的高溫領域中動作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此壓力感測器87，如圖16所示，在基台91上依 次形成有氧化鋁（A 1 2 0 3 )膜9 2，矽膜9 3，氧化鋁 (A 1 2 ◦ 3 )膜9 4，並於氧化鋁膜9 4上的中心形成有 壓電阻抗元件9 5，且該氧化鋁膜9 4與壓電阻抗元件 9 5的表面被覆蓋氧化膜（S i 〇2) 9 6 ’又，壓電阻抗 元件9 5與4個端子9 7是金屬層9 8來予以連接（參照 圖1 5 )。又，4個端子9 7·是與信號線處理電路8 8進 行電氣性連接。 其次，以3 V的定電壓來驅動壓力感測器8 7，且於 賦予0.0 5 Μ p的負荷時所取得的溫度之輸出電壓會形成 圖1 8所示一般。根據圖1 8，實際輸出電壓的溫度係數 爲_ 0·0 1 %/°C程度，實際上在使用時即使溫度係數近 似0也不會有所妨礙，因此溫度補償之基準電壓產生電路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -48 A7 B7 461106 五、發明說明（46) 可形成圖1 7所示之構成，且產生比較基準電壓的溫度係 數可設定爲0。 又，就此實施例3而言，是以動作壓力爲0.0 5Mp 時，信號處理電路8 8的輸出能夠形成ON，及其壓力爲 0.0 4Mp時，其輸出能夠形成〇 F F之方式來決定信號 處理電路8 8的參數，並將感測信號電路的放大率設定爲 5倍，以及將基準電壓產生電路1 〇 1的阻抗R 3，上限 基準電壓產生用阻抗Rhigh與下限基準電壓產生阻抗Rlow 的各値設定爲：R3 = 2 0KQ，Rhigh = 3 1 0 Ω，
Rlow = 1250Ω (其他參數則與上述GaAs電洞IC 相同）。 如圖1 9所示，如此構成之高溫用壓力感測器I C是 在從室溫到2 0 0 t爲止的溫度範圍內，動作壓力爲 〇.〇 5Mp時輸出形成ON，及其壓力爲0.0 4Mp時其 輸出能夠形成OFF。在圖1 9中’ Ρ ο η爲輸出形成 ON之動作電壓，Po f f爲輸出形成OFF之動作電壓 〇 如此構成之實施例3的高溫壓力用感測器I C在高溫 2 0 〇 °C時也不會有問題，而能夠檢測出壓力。 【實施例4】 以上實施例是針對磁氣感測器I C與壓力感測器I C 加以說明。在此，本實施型態4是藉由使用（1 )附多孔 質層電氣化學幫浦式氧氣感測器的高溫用氧氣感測開關’ 本紙張尺度適用中國國家標準娜4規格⑵〇 X 297公髮） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〕裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4611Ό6 二 五、發明說明（47) 及（2) PTC熱控管（例如使用BaTiOs系材料）的 組合來實現一種在1 0 0 °C〜2 Ο Ο X：的溫度範圍下執行 開關之溫度開關。 如以上所述，本發明之感測器I c用I C可組合各種 得感測器元件’藉由該組合，可實現各種的感測器I c。 一般，必須配合感測器來設計.製造感測器I c，但 由於本發明之感測器I C所需調整的參數爲放大率，溫度 係數及偏壓等3點，因此設計變更容易。即使組合一般的 感測器元件，只要事先複數設計•製造不同放大率及溫度 係數的附溫度補償機能I C，照樣可以組裝成一種能夠在 較廣的溫度領域或一部份的溫度領域中具有良好的溫度補 償之感測器I C。亦即，本發明之感測器I c用I C可作 爲泛用的高溫用感測器I C。 又，由於可在同一封裝體內收容感測器與信號處理電 路，因此除了可以達成小型化之外，而且還能夠實現一種 以高精度來執行動作之I C感測器。 【產業上之利用可能性】 若利用本發明之感測器I C用I C，則放大手段會輸 入感測器的感測輸出信號，並以無溫度依存性的所要放大 率來放大該感測輸出信號的同時消除偏移，而使能夠正確 地放大感測器的輸出信號。 又，基準信號產生手段會產生與感測器的感測輸出信 號的溫度係數相同之溫度係數而變化之基準信號，且該信 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注咅？事項再填寫本頁) )裝---- 訂---------緯 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -50- 經濟部智慧財產局員工消費舍作社印製 6 110 6 a7 __B7__ 五、發明說明（48) 號會經由比較手段來與放大手段之放大輸出信號的大小作 一比較，而使能夠作爲供以輸出所要的信號之基準信號使 用，因此感測器的輸出信號即使受到溫度的影響而變化， 還是可以消除該影響。 又，放大手段，基準信號產生手段，比較手段及定電 壓產生手段是使用設置於絕緣性基板上的半導體層而形成 ，該半導體層最好爲矽薄膜，而使能夠在高溫領域中減低 漏電流，而形成可以防止閉鎖超載（latch-up )之構造。 因此，本發明之感測器I C用I C，在各種的感測器 中，其輸出的大小是以和基準信號產生手段所產生的基準 信號的溫度係數相同之溫度係數而變化時，可與該感測器 組合使用，此情況有關感測器的輸出方面，可實現高精度 的溫度補償，亦即從低溫到高溫（例如從一 4 0 t到 2 0 0 t以上）之較廣的溫度範圍內可實現高精度的溫度 補償，進而可以在高溫下實現高精度且高可靠度的動作。 又，本發明之感測器I C用I C爲組合感測器之感測 器I C時，由於可以配合感測器的溫度特性來僅變更基準 信號產生手段的構成要素，因此可以組合各種的感測器， 而得以廣範圍應用。 又，若利用本發明之感測器I C用I C ,則由於基準 信號產生手段是預先測定感測器的感測輸出信號的溫度係 數，而產生具有相同的溫度係數之基準信號，且該信號會 經由比較手段來與放大手段之放大輸出信號的大小作一比 較，而使能夠作爲供以輸出所要的信號之基準信號使用， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） l· I---Ί-----、}裝--------訂---------^) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -51 - 6 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A71 1 Ο 6 β7五、發明說明（49) 因此可以提高與感測器組合而成之感測器I C的精度。 又，由於感測器在製造組裝時，可特別嚴密予以選擇 ，而使基準信號產生手段能夠產生配合選別後的感測器的 特性之基準信號，因此可容易實現與感測器組合之所期望 規格的感測器I c。 又，若利用本發明之感測器I C用I C ,則由於基準 信號產生手段是具有與感測器的感測輸出信號的溫度係數 相同的溫度係數，並對絕對溫度進行1次函數的變化，且 該信號會經由比較手段來與放大手段之放大輸出信號的大 小作一比較，而使能夠作爲供以輸出所要的信號之基準信 號使用。 因此就本發明之感測器I C用I C而言，在各種的感 測器中，其輸出的大小是對絕對溫度進行1次函數的變化 時，可根據產生的基準信號（以配合該感測器的絕對溫度 的1次函數而被賦予）來組合該感測器使用，此情況有關 感測器的輸出方面，可實現高精度的溫度補償，亦即從低 溫到高溫之較廣的溫度範圍內可實現高精度的溫度補償， 進而可以在高溫下實現高精度且高可靠度的動作。又，即 使該輸出在較廣的溫度領域中非1次函數，而是近似1次 函數的溫度領域時，依然可以實現高精度的動作。 另一方面，若利用本發明之感測器I C，則放大手段 會輸入感測器的感測輸出信號，並以無溫度依存性的所要 放大率來放大該感測輸出信號的同時消除偏移，而使能夠 正確地放大感測器的輸出信號。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
裝---I 訂---------鎳 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -52- 46 1106 A7 _ B7 五、發明說明（5〇) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又，基準信號產生手段會產生與感測器的感測輸出信 號的溫度係數相同之溫度係數而變化之基準信號，且該信 號會經由比較手段來與放大手段之放大輸出信號的大小作 一比較，而使能夠作爲供以輸出所要的信號之基準信號使 用，因此感測器的輸出信號即使受到溫度的影響而變化， 還是可以消除該影響。 又，放大手段，基準信號產生手段，比較手段及定電 壓產生手段是使用設置於絕緣性基板上的半導體層而形成 ，該半導體層最好爲矽薄膜，而使能夠在高溫領域中減低 漏電流，而形成可以防止閉鎖超載之構造。 因此，在本發明之感測器I c中，有關感測器的輸出 方面，可實現高精度的溫度補償，亦即從低溫到高溫（例 如從—4 0 °C到2 0 0 °C以上）之較廣的溫度範圍內可實 現高精度的溫度補償，進而可以在高溫下實現高精度且高 可靠度的動作。 又，本發明之感測器I C是本發明者針對G a A S的 阻抗値會隨著溫度而增加之特性加以深入硏發而成者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉此，由於本發明在電洞元件的感磁部是採用其阻抗 値會隨著溫度而增加之G a A s，因此可以隨著溫度的增 加來使感磁部的電流減少，進而能夠減少電流電源。如此 一來，感測器I C不僅會隨著形成高溫而減少消耗電力， 而且還能夠抑止溫度上升，而使於高溫下依然可以安定地 動作。 又，本發明之感測器I C，由於基準信號產生手段是 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ~~~~ -53- 46 1 1 06 A7 B7 五、發明說明（51) 預先測定感測器的感測輸出信號的溫度係數，而產生具有 相同的溫度係數之基準信號，且該信號會經由比較手段來 與放大手段之放大輸出信號的大小作一比較，而使能夠作 爲供以輸出所要的信號之基準信號使用，因此可以提高溫 度補償的精度。 又，由於感測器在製造組裝時，可特別嚴密予以選擇 ，而使基準信號產生手段能夠產生配合選別後的感測器的 特性之基準信號，因此可容易實現與感測器組合之所期望 規格的感測器I C。 又，本發明之感測器I C，由於基準信號產生手段是 具有與感測器的感測輸出信號的溫度係數相同的溫度係數 ，並對絕對溫度進行1次函數的變化，且該信號會經由比 較手段來與放大手段之放大輸出信號的大小作一比較，而 使能夠作爲供以輸出所要的信號之基準信號使用，因此感 測器的輸出信號即使受到溫度的影響而變化，還是可以消 除該影響。 藉此，有關感測器的輸出方面，可實現高精度的溫度 補償，亦即從低溫到高溫之較廣的溫度範圍內可實現高精 度的溫度補償，進而可以在高溫下實現高精度且高可靠度 的動作。又，即使該輸出在較廣的溫度領域中非1次函數 ，而是近似1次函數的溫度領域時，依然可以實現高精度 的動作。 【圖面之簡單的說明】 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁·> ----訂--- 線 經濟郜智慧財產局員工消費合作社印製 -54- 46 1106 五、發明說明（52) 第1圖是表示本發明之半導體裝置（感測器1 〇用 I C )的內部之信號處理電路的構成之方塊圖。 第2圖是表示感測信號放大電路的構成例之電路圖。 第3圖是表示構成第2圖之感測信號放大電路的運算 放大器的構成例之電路圖。 第4圖是表示基準電壓產生電路的構成例之電路圖。 第5圖是表示在本發明之實施例1的G a A s電洞元 件中，偏壓爲3〔V〕，磁通密度爲±40〔 Gauss〕時之 電洞電壓的溫度特性。 第6圖是表示本發明之實施例1的信號處理電路之動 作輸入電壓的溫度特性。 第7圖是表示使用本發明之實施例1的G a A s電洞 元件之電洞I C的動作磁通密度的溫度特性。 第8圖是表示使用本發明之實施例1的G a A s電洞 元件之電洞I C的電源電壓爲5〔V〕時之電源電流的溫 度特性。 第9圖是表示本發明之實施例2的高溫用旋轉感測器 I C的構成。 第1 0圖是表示本發明之實施例2的高溫用旋轉感測 器I C之封裝體內的各部配置圖。 第1 1圖是表示本發明之實施例2的高溫用旋轉感測 器I C之基準電壓產生電路的電路圖。 第1 2圖是使用表示本發明之實施例2的高溫用旋轉 感測器I C來構成齒輪的旋轉檢測系統的情況時之圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝·--— — — — — 訂--------#- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 1 1 〇 6 a? Β7 五、發明說明（53) 第1 3圖是表示本發明之實施例2的高溫用旋轉感測 器I C之輸出的振幅的溫度變化。 第1 4圖是表示本發明之實施例2的高溫用旋轉感測 器I C之A區塊與B區塊間的磁通密度差與電橋電路的輸 出放大信號之關係圖。 第1 5圖是表示本發明之實施例3的高溫用壓力感測 器I C的構成。 第1 6圖是表示本發明之實施例3的高溫用壓力感測 器I C之高溫用壓力感測器的構成剖面圖。 第1 7圖是表示本發明之實施例3的高溫用壓力感測 器I C之基準電壓產生電路的電路圖。 第1 8圖是表示本發明之實施例3的高溫用壓力感測 器ί C之輸出的溫度特性。 第1 9圖是表示本發明之實施例3的高溫用壓力感測 器I C之溫度與動作壓力的關係圖。 【圖號之說明】 .1 :感測器 2 :信號處理裝置 3 :接地端子 4 :偏壓端子 5，6 :輸出端子 7 :保護電路 8 :帶隙基準電壓產生電路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公II ) II---Ί-----J壯衣--------訂---------繞V、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -56- 46 1106 A7 B7
五、發明說明（） 9:內部電源產生電路 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 10:感測偏壓產生電路 11:時脈產生電路 1 2 :感測信號放大電路
1 3 :基準電壓產生電路 14:施密特觸發電路 15:NM〇SFET 16:電源連接端子 17:接地端子 18:偏壓供給端子 19，2 0 :感測信號輸入端子 21:輸出端子 2 3 :感測信號放大用的非反轉輸入端子 2 4 :感測信號放大用的反轉輸入端子 2 5 :偏移補償用的非反轉輸入端子 2 6 :偏移補償用的反轉輸入端子 C 1，C 2 :電容器 Ο P 1 , Ο P 2 , 0P3:運算放大器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 7，2 8 :輸出端子 3 1 :偏移補償部 3 2 :放大部 3 3 : 2次放大部 R 0 :阻抗 I a :電流源 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -57 - 461106 A7 B7 55 五、發明說明（ 3 4 :正側電源線 5 3 12345681212R 4 4 44 -4 4 45577Μ 負流電定 基 線 源 電 側 鏡流鏡電鏡 流電流準流 路路 電電 器 生 路產 電壓 : 端電電感處 R 7 入側側氣號 Μ 4 輸正負磁信 一 件 元 抗 阻 子 氣 端 置磁 路出 線線器裝： 電輸子源源測理 4
------------------^ 裝.I I ') (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 345678912 777777788 生 產 C 壓 I 塊塊體線 線電器 區區裝屬 屬準測輪 ΑΒ 封金銷金基感齒 路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -58 - --京 56 五、發明說明（8 3 :衫相鍛鈷磁石8 7 :壓力感測器 8 Γ-Η 9 9 9 9 9 9 ο 生 路件產 電元 壓 理 膜膜抗 電 處鋁 鋁阻膜 準 號台化膜化電化子屬基 信基氧矽氧壓氧端金： Α7 Β7 )裝· II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 路 *=0 . -，卞 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -59-
Claims (1)
- 6 1106 B8 C8 D8l/τ 月、农t / 二上」u i 7 六、申請專利範圍 第88122050號專利申Hra案 中文申請專利範圍修正本 民國90年8月修正 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1.一種半導體裝置，其特徵是具備： 一放大手段；該放大手段是供以輸入來自感測器的感 測輸出信號，並以無溫度依存性的所要^大率來放大該感 測輸出信號的同時消除偏移；及 一基準信號產生手段；該基準信號產生手段是供以產 生與上述感測器的感測輸出信號的溫度係數相同之溫度係 數而變化之基準信號；及 一比較手段；該比較手段是供以比較來自上述放大手 段的放大輸出信號的大小與來自上述基準信號產生手段的 基準信號的大小，並依該比較結果來輸出所要的信號；及 一定電壓產生手段；該定電壓產生手段是供以產生應 對上述感測器供給無溫度依存性的定電壓； 又，上述放大手段，上述基準信號產生手段，上述比 較手段及上述定電壓產生手段是使用設置於絕緣性基板上 的半導體層而形成。 2 ·如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中上述 半導體層爲矽薄膜。 3 .如申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中上述 砍薄膜的厚度爲3 0 nm以上，1 〇 〇 〇 nm以下。 4 .如申請專利範圍第1，2或3項之半導體裝置， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -----—il't .)裝•匿！ — ！訂· — — - .1'-; ..^p Jill — — — — — — — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（210 X 297公爱） 461106 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 其中上述基準信號產生手段是預先測定上述感測器的感測 輸出信號的溫度係數，而使能夠產生具有相同的溫度係數 之基準信號。 5 .如申請專利範圍第4項之半導體裝置，其中上述 基準信號是對絕對溫度進行1次函數的變化。 6 .如申請專利範圍第1， 2或3項之半導體裝置， 其中上述放大手段是由： ‘ 一信號放大手段；該信號放大手段是由複數個運算放 大器所構成，並以無溫度依存性的放大率來放大上述感測 輸出信號；及 一偏移補償手段；該偏移補償手段是在每個預定的週 期進行上述複數個運算放大器的各偏移的補償；等所構成 〇 7 .如申請專利範圍第6項之半導體裝置，其中上述 運算放大器是由： 一差動放大器；該差動放大器是供以對上述感測輸出 信號進行差動放大部；及 一偏移補償部；該偏移補償部是供以消除該差動放大 部的偏移電壓；等所構成，· 上述偏移補償部是在每個預定的週期接收配合上述差 動放大部的偏移電壓之偏移補償信號，而使能夠根據該偏 移補償信號來消除上述差動放大部的偏移電壓。 8 .如申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中上述 偏移補償部更具備供以保持消除上述差動放大部的偏移電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅2事項再填寫本頁) 裝 111 訂11111! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 ο Η Ο 6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α8 Β8 C8 D8六、申請專利範圍 壓之電容器； 使配合上述差動放大部的偏移電壓之電壓Μ期性地保 持於該電容器中，而使上述偏移補償部能夠根據上述保持 電壓來消除上述差動放大部的偏移電壓。 9.如申請專利範圍第1, 2或3項之半導體裝置， 其中上述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信 號的大小與2個基準電壓的大小，並依k比較結果來進行 輸出的ON · OFF處理。 1 0 .如申請專利範圍第1，2或3項之半導體裝置 ，其中上述比較手段是針對來自上述放大手段的放大輸出 信號的大小之基準電壓的比例進行運算，而使能夠輸出配 合該比例的數位信號。 1 1 .如申請專利範圍第1，2或3項之半導體裝置 ，其中上述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無温度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 1 2 .如申請專利範圍第1，2或3項之半導體裝置 ，其中上述基準信號產生手段是由： 一第1定電流源；該第1定電流源是供以產生比例於 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝！ 訂--------A 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -3- ；1 1 06 儲 __§____ r、申請專利範圍 絕對溫度且反比例於基準阻抗的大小的定電流；及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一第2定電流源；該第2定電流源是與該第1定電流 源直列連接，並使無溫度依存性的定電壓施加於電壓·電 流轉換用阻抗，而來產生定電流；及 一第3定電流源；該第3定電流源是供以產生由上述 第2定電流源的電流與上述第1定電流源的電流之差的定 倍數的電流所構成之定電流；及 一上限基準電壓產生用阻抗及下限基準電壓產生用阻 抗；該上限基準電壓產生用阻抗及下限基準電壓產生用阻 抗是直列連接於該第3定電流源，而使來自上述第3定電 流源的定電流流動；等所構成； 而使能夠以產生於上述上限基準電壓產生用阻抗及下 限基準電壓產生用阻抗之2個電位中的1個電位或2個電 位來作爲基準電壓而取出。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之半導體裝置，其中 上述基準阻抗，上述電壓•電流轉換用阻抗，上述上限基 準電壓產生用阻抗及上述下限基準電壓產生用阻抗是具有 同一溫度係數。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 1 4 . 一種半導體裝置，其特徵是具備： 一感測器；該感測器是將測定物理量轉換成電氣信號 而輸出，且該輸出信號具有固有的溫度係數；及 一放大手段；該放大手段是供以輸入該感測器的感測 輸出信號，並以無溫度依存性的所要放大率來放大該感測 輸出信號的同時消除偏移；及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- A8 B8 C8 D8 461106 六、申請專利範圍 一基準信號產生手段；該基準信號產生手段是供以產 生與上述感測器的感測輸出信號的溫度係數相同之溫度係 數而變化之基準信號；及 一比較手段；該比較手段是供以比較來自上述放大手 段的放大輸出信號的大小與來自上述基準信號產生手段的 基準信號的大小，並依該比較結果來輸出所要的信號；及 一定電壓產生手段；該定電壓產生'手段是供以產生應 對上述感測器供給無溫度依存性的定電壓； 又，上述放大手段，上述基準信號產生手段，上述比 較手段及上述定電壓產生手段是使用設置於絕緣性基板上 的半導體層而形成。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之半導體裝置，其中 上述半導體層爲矽薄膜。- 1 6 .如申請專利範圍第1 5項之半導體裝置，其中 上述矽薄膜的厚度爲30nm以上，l〇〇〇nm以下。 水〆1 7 .如申請專利範圍第1 4 , 1 5或1 6項之半導 體裝置，其中上述感測器的感測輸出信號具有固有的溫度 係數，且該感測輸出信號是以絕對溫度的1次函數被賦予 Q 18.如申請專利範圍第14, 15或16項之半導 體裝置，其中上述感測器爲磁氣感測器。 19 .如申請專利範圍第18項之半導體裝置，其中 上述磁氣感測器爲電洞元件。 2 0 .如申請專利範圍第1 9項之半導體裝置，其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂---------从 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- Α8 Β8 C8 D8 4 6 1 1 0 6 六、申請專利範圍 上述電洞元件的感測部是由G a A s所構成。 21.如申請專利範圍第14， 15或16項之半導 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 體裝置，其中上述基準信號產生手段是預先測定上述感測 器的感測輸出信號的溫度係數，而使能夠產生具有相同的 溫度係數之基準信號。 2 2 ·如申請專利範圍第2 1項之半導體裝置，其中 上述基準信號是對絕對溫度進行1次函數的變化。 23.如申請專利範圍第14， 15或16項之半導 體裝置，其中上述放大手段是由： 一信號放大手段.；該信號放大手段是由複數個運·算放 大器所構成，並以無溫度依存性的放大率來放大上述感測 輸出信號；及 一偏移補償手段；該偏移補償手段是在每個預定的週 期進行上述複數個運算放大器的各偏移的補償；等所構成 〇 2 4 .如申請專利範圍第2 3項之半導體裝置，其中 上述運算放大器是由· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一差動放大器；該差動放大器是供以對上述感測輸出 信號進行差動放大部；及 一偏移補償部；該偏移補償部是供以消除該差動放大 部的偏移電壓；等所構成； 上述偏移補償部是在每個預定的週期接收配合上述差 動放大部的偏移電壓之偏移補償信號，而使能夠根據該偏 移補償信號來消除上述差動放大部的偏移電壓。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6- A8 B8 C8 D8 46 110 6 六、申請專利範圍 2 5 .如申請專利範圍第24項之半導體裝置，其中 上述偏移補償部更具備供以保持消除上述差動放大部的偏 移電壓之電容器； 使配合上述差動放大部的偏移電壓之電壓週期性地保 持於該電容器中，而使上述偏移補償部能夠根據上述保持 電壓來消除上述差動放大部的偏移電壓。 2 6 .如申請專利範圍第1 4，1 5或1 6項之半導 體裝置，其中上述比較手段是比較來自上述放大手段的放 大輸出信號的大小與2個基準電壓的大小，並依該比較結 果來進行輸出的ON·OFF處理。 27. 如申請專利範圍第14,15或16項之半導 體裝置，其中上述比較手段是針對來自上述放大手段的放 大輸出信號的大小之基準電壓的比例進行運算，而使能夠 輸出配合該比例的數位信號。 28. 如申請專利範圍第14，15或16項之半導 體裝置，其中上述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 29. 如申請專利範圍第14, 15或16項之半導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Bn n n n· n n n 一 5、> ·§> ϋ n n n n I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 461106 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 體裝置，其中上述基準信號產生手段是由： 一第1定電流源；該第1定電流源是供以產生比例於 絕對溫度且反比例於基準阻抗的大小的定電流；及 一第2定電流源；該第2定電流源是與該第1定電流 源直列連接，並使無溫度依存性的定電壓施加於電壓•電 流轉換用阻抗，而來產生定電流；及 一第3定電流源；該第3定電流源每供以產生由上述 第2定電流源的電流與上述第1定電流源的電流之差的定 倍數的電流所構成之定電流；及 一上限基準電壓產生用阻抗及下限基準電壓產生用阻 抗；該上限基準電壓產生用阻抗及下限基準電壓產生用阻 抗是直列連接於該第3定電流源，而使來自上述第3定電 流源的定電流流動；等所構成； 而使能夠以產生於上述上限基準電壓產生用阻抗及下 限基準電壓產生用阻抗之2個電位中的1個電位或2個電 位來作爲基準電壓而取出。 30 .如申請專利範圍第29項之半導體裝置，其中 上述基準阻抗，上述電壓•電流轉換用阻抗，上述上限基 準電壓產生用阻抗及上述下限基準電壓產生用阻抗是具有 同一溫度係數。 3 1 .如申請專利範圍第4項之半導體裝置，其中上 述放大手段是由= 一信號放大手段；該信號放大手段是由複數個運算放 大器所構成，並以無溫度依存性的放大率來放大上述感測 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 110 6 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 輸出信號；及 一偏移補償手段；該偏移補償手段是在每個預定的週 期進行上述複數個運算放大器的各偏移的補償；等所構成 〇 32 .如申請專利範圍第4項之半導體裝置，其中上 述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的大 小與2個基準電壓的大小，並依寧比較洁果來進行輸出的 〇N · 0 F F處理。 3 3 ·如申請專利範圍第6項之半導體裝置，其中上 述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的大 小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出的 Ο N · 0 F F 處理。 34 .如申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中上 述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的大 小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出的 〇N.〇FF處理。 3 5 .如申請專利範圍第8項之半導體裝置，其中上 述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的大 小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出_的 Ο N · 0 F F 處理。 3 6 .如申請專利範圍第4項之半導體裝置，其中上 述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .! ! — L--)裝------- 訂·------1-V (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- Α8 Β8 C8 D8 46 1106 六、申請專利範圍 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 3 7 .如申請專利範圍第6項之半導體裝置，其中上 述基準信號產生手段是至少具備： ^ 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 38 .如申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中上 述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 3 9 .如申請專利範圍第8項之半導體裝置，其中上 本紙張尺度適用中國國家標準議μ規格(21〇 x 297公董） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 m 06 1 D8 τ、申請專利範圍 述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 40 .如申請專利範圍第9項之半導體裝置，其中上 述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 4 1 .如申請專利範圍第1 7項之半導體裝置，其中 上述感測器爲磁氣感測器。 4 2 .如申請專利範圍第1 7項之半導體裝置，其中 上述基準信號產生手段是預先測定上述感測器的感測輸出 信號的溫度係數，而使能夠產生具有相同的溫度係數之基 準信號。 4 3 .如申請專利範圍第1 8項之半導體裝置，其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 訂---------ΛΑ -11 - A8 B8 C8 D8 461106 六、申請專利範圍 上述基準信號產生手段是預先測定上述感測器的感測輸出 信號的溫度係數，而使能夠產生具有相同的溫度係數之基 準信號。 44.如申請專利範圍第19項之半導體裝置，其中 上述基準信號產生手段是預先測定上述感測器的感測輸出 信號的溫度係數，而使能夠產生具有相同的溫度係數之基 準信號。 ' 4 5 ·如申請專利範圍第2 0項之半導體裝置，其中 上述基準信號產生手段是預先測定上述感測器的感測輸出 信號的溫度係數，而使能夠產生具有相同的溫度係數之基 準信號。 4 6 ·如申請專利範圍第1 7項之半導體裝置，其中 上述放大手段是由： 一信號放大手段；該信號放大手段是由複數個運算放 大器所構成，並以無溫度依存性的放大率來放大上述感測 輸出信號；及 一偏移補償手段；該偏移補償手段是在每個預定的週 期進行上述複數個運算放大器的各偏移的補償；等所構成 〇 4 7 .如申請專利範圍第1 8項之半導體裝置，其中 上述放大手段是由： 一信號放大手段；該信號放大手段是由複數個運算放 大器所構成，並以無溫度依存性的放大率來放大上述感測1 輸出信號；及 ----— ml--/I t ·!^^ί —------'r (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- 461106 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一偏移補償手段，該偏移補ί員手段是在每個預定的週 期進行上述複數個運算放大器的各偏移的補償；等所構成 0 48 .如申請專利範圍第19項之半導體裝置，其中 上述放大手段是由： 一信號放大手段；該信號放大手段是由複數個運算放 大器所構成，並以無溫度依存性的放大率來放大上述感測 輸出信號；及 一偏移補償手段；該偏移補償手段是在每個預定的週 期進行上述複數個運算放大器的各偏移的補償；等所構成 〇 49 .如申請專利範圍第2 0項之半導體裝置，其中 上述放大手段是由： 一信號放大手段；該信號放大手段是由複數個運算放 大器所構成，並以無溫度依存性的放大率來放大上述感測 輸出信號；及 一偏移補償手段；該偏移補償手段是在每個預定的週 期進行上述複數個運算放大器的各偏移的補償；等所構成 0 5 0 .如申請專利範圍第2 1項之半導體裝置，其中 上述放大手段是由： 一信號放大手段；該信號放大手段是由複數個運算放 大器所構成，並以無溫度依存性的放大率來放大上述感測 輸出信號；及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) ·1111111 一5J n n I I im I I I . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 461106 六、申請專利範圍 一偏移補償手段；該偏移補償手段是在每個預定的週 期進行上述複數個運算放大器的各偏移的補償；等所構成 〇 5 1 .如申請專利範圍第2 2項之半導體裝置，其中 上述放大手段是由： 一信號放大手段；該信號放大手段是由複數個運算放 大器所構成，並以無溫度依存性的放大_來放大上述感測 輸出信號；及 一偏移補償手段；該偏移補償手段是在每個預定的週 期進行上述複數個運算放大器的各偏移的補償；等所構成 〇 5 2 .如申請專利範圍第17項之半導體裝置，其中 上述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的 大小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出 的ON.OFF處理。 5 3 .如申請專利範圍第1 8項之半導體裝置，其中 上述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的 大小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出 的ON · OFF處理。 5 4 .如申請專利範圍第1 9項之半導體裝置，其中 上述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的 大小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出 的ON . OFF處理。 55·如申請專利範圍第20項之半導體裝置，其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 ί - n n H 一-OJI n 1^1 n an I I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 461106 六、申請專利範圍 上述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的 大小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出 的〇N.OFF處理。 56 .如申請專利範圍第2 1項之半導體裝置，其中 上述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的 大小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出 的ON.OFF處理。 ‘ 5 7 ·如申請專利範圍第2 2項之半導體裝置，其中 上述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的 大小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出 的〇^.0卩？處理。 5 8 ·如申請專利範圍第2 3項之半導體裝置，其中 上述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的 大小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出 的ON.OFF處理。 59 .如申請專利範圍第2 4項之半導體裝置，其中 上述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的 大小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出 的ON · OFF處理。 6 0 .如申請專利範圍第2 5項之半導體裝置，其中 上述比較手段是比較來自上述放大手段的放大輸出信號的 大小與2個基準電壓的大小，並依該比較結果來進行輸出 的ON.OFF處理。 6 1 .如申請專利範圍第1 7項之半導體裝置，其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） H ^ I 1 n n n n .n ! ) n 1 I n n n n 一-口，t -I i ^ I I I n I ^ ^ n I —r I n l·. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- 61106 截 C8 D8 六、申請專利範圍 上述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 6 2 .如申請專利範圍第1 8項之半導體裝置，其中 上述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 6 3 .如申請專利範圍第1 9項之半導體裝置，其中 上述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 訂---------从; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16- 461106 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 64 .如申請專利範圍第2 0項之半導體裝置，其中 上述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 6 5 .如申請專利範圍第2 1項之半導體裝置，其中 上述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 6 6 .如申請專利範圍第2 2項之半導體裝置，其中 上述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝----- 訂---------^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17- 461106 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 6 7 .如申請專利範圍第2 3項之半導體裝置，其中 上述基準信號產生手段是至少具備： ‘ 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 6 8 .如申請專利範圍第2 4項之半導體裝置，其中 上述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 6 9 .如申請專利範圍第2 5項之半導體裝置，其中 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----- 訂丨 A 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- 4 6 11 06 as B8 C8 D8 六、申請專利範圍 上述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 70 .如申請專利範圍第2 6項之半導體裝置，其中 上述基準信號產生手段是至少具備： 一定電壓源；該定電壓源是供以產生無溫度依存性的 定電壓；及 一定電流源；該定電流源是供以產生比例於絕對溫度 且反比例於基準阻抗的大小的定電流； 而根據上述定電壓源所產生的定電壓及上述定電流源 所產生的定電流來產生對絕對溫度進行1次函數的變化之 2個的基準電壓。 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 裝 ---訂·-------1 ^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19-
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