传感器电路制造技术

提供一种能够不增大消耗电流、高速且高放大率地放大传感器信号的传感器电路。该传感器电路包括将作为传感器元件的电流信号的差动输出信号预先放大的一级放大器、将放大的差动输出信号放大的二级放大器、用于将传感器元件驱动电流保持为恒定的恒压产生电路、和返回反馈信号来调整放大率的反馈电路。该传感器电路中流过一级放大器的电流的大部分作为传感器元件的偏置电流。

【技术实现步骤摘要】
传感器电路
本专利技术涉及传感器电路，更具体涉及具有桥式传感器元件的传感器电路。
技术介绍
因为传感器元件的输出信号(传感器信号)一般很微小，所以为了适用于使用传感器元件的电子电路，需要通过传感器电路来进行放大。近年，电子设备的小型化得到进展，内含的传感器电路也进行小型化，传感器电路的小型化导致传感器信号的微小信号化。为了使作为微小信号的传感器信号能由一般的电子设备使用，在传感器电路的放大器中需要更加高的放大率。一方面，传感器电路不断要求高速工作化。高放大率和高速工作一般是对立的，为了满足这些的要求，现有的放大器的消耗电流变多(例如，参照专利文献I)。现有技术文献 专利文献1:日本特开2010-181211号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题 但是，在电子设备中，尤其是在电池驱动的移动设备中，消耗电流的增大存在难以被市场接受的问题。本专利技术鉴于这些问题点而成，提供能够不增大消耗电流、高速且高放大率地放大传感器信号的传感器电路。解决问题的方案 本专利技术为了解决上述问题，提供一种传感器电路，其包括:将作为传感器元件的电流信号的差动输出信号预先放大的一级放大器、将放大的差动输出信号放大的二级放大器、用于将传感器元件驱动电流保持为恒定的恒压产生电路、和返回反馈信号来调整放大率的反馈电路。该传感器电路中流过一级放大器的电流的大部分作为传感器元件的偏置电流。专利技术的效果 通过本专利技术的传感器电路，因为通过一级放大器被放大的传感器信号输入到二级放大器，所以传感器电路能够高速且高放大率地放大传感器信号。此外，即使传感器电路附加一级放大器，一级放大器的消耗电流的大部分也作为传感器元件驱动电流来利用，所以传感器电路的消耗电流几乎不增加。【附图说明】图1是示出第I实施方式的传感器电路的电路图。图2是示出第2实施方式的传感器电路的电路图。图3是示出第3实施方式的传感器电路的电路图。图4是示出第4实施方式的传感器电路的电路图。图5是示出第5实施方式的传感器电路的电路图。【具体实施方式】第I实施方式 图1是示出第I实施方式的传感器电路的电路图。第I实施方式的传感器电路包括:传感器元件S1、将作为传感器元件SI的电流信号的差动输出信号(传感器信号)预先放大的一级放大器Cl、将放大的传感器信号放大的二级放大器Al、用于将传感器元件驱动电流保持为恒定的恒压产生电路C2、返回反馈信号来调整放大率的反馈电路C3。这里，流过一级放大器Cl的电流的大部分作为传感器元件SI的偏置电流而流过传感器元件SI。传感器元件SI由电阻值相同的四个电阻R33~R36构成桥式。此外，传感器元件SI是表现为四个桥式的等效电阻的元件。在一级放大器Cl中，NMOS晶体管Mll的栅极以及漏极连接到节点N13，源极通过串联连接的电阻Rlf R12连接到接地端子。恒流源Il设在电源端子和节点N13之间。NMOS晶体管M21的栅极以及漏极连接到节点N23，源极通过串联连接的电阻R2 f R22连接到接地端子。恒流源12设在电源端子和节点N23之间。NMOS晶体管M12的栅极连接到节点N13，源极连接到节点N31，漏极通过电阻R31连接到电源端子。NMOS晶体管M22的栅极连接到节点N23，源极连接到节点N31，漏极通过电阻R32连接到电源端子。节点N331是与NMOS晶体管M12的漏极的连接点。节点N332是与NMOS晶体管M22的漏极的连接点。节点Nll是NMOS晶体管Mll的源极 。节点N21是NMOS晶体管M21的源极。二级放大器Al的非反相输入端子连接到节点N332，反相输入端子连接到节点N331，非反相输出端子连接到传感器电路的非反相输出端子N02，反相输出端子连接到传感器电路的反相输出端子N01。此外，二级放大器Al的输出公共电压反馈端子连接到作为传感器元件驱动电流的供给节点的节点N31。二级放大器Al的输出公共电压输入端子连接到作为二级放大器Al的输出公共电压的供给节点的节点N41。在恒压产生电路C2中，NMOS晶体管M41的栅极以及漏极连接到节点N43，源极通过串联连接的电阻R41~R42连接到接地端子。恒流源14设在电源端子和节点N43之间。节点N41是NMOS晶体管M41的源极。在反馈电路C3中，电阻13设在传感器电路的反相输出端子NOl和节点N12之间，电阻23设在传感器电路的非反相输出端子N02和节点N22之间。这里，恒流源If 12流过相同的恒流。NMOS晶体管MlI和NMOS晶体管M21是相同尺寸。NMOS晶体管M12和NMOS晶体管M22是相同尺寸。电阻R11~R13和电阻R21~R23以及电阻R41~R42与传感器元件SI为相同材料。电阻R11~R12以及电阻R21~R22的电阻值相同。电阻R41~R42的电阻值相同。此外，电阻R11~R13的电阻值分别为Rll~R13，电阻R21~R23的电阻值分别为R2TR23,电阻R31~R36的电阻值分别为R31~R36，电阻R41~R42的电阻值分别为R41~R42。恒流源Ι1~Ι2的电流值分别为Ι1~Ι2，恒流源14的电流值为14。于是，NMOS晶体管Mll和NMOS晶体管M12的尺寸比表示为:I/ (R11+R12):1/ (R33+R34)NMOS晶体管M21和NMOS晶体管M22的尺寸比表示为:I/ (R21+R22):1/ (R35+R36) NMOS晶体管Mll和NMOS晶体管M41的尺寸比表示为:I/ (R11+R12):1/ (R41+R42) 此外，表示为: Il:14。接着关于第I实施方式的传感器电路的工作进行说明。这里，传感器元件SI基于节点N31与接地端子之间流过的偏置电流以及施加的磁力等物理量，对节点N12以及节点N22输出作为传感器元件SI的电流信号的差动输出信号(传感器信号)。此外，恒压产生电路C2基于恒流源14的恒流以及电阻R4f R42的电阻值，对节点N41产生恒压。该恒压输入二级放大器Al的输出公共电压输入端子，成为二级放大器Al的输出公共电压。二级放大器Al以输出公共电压输入端子和输出公共电压反馈端子的电压相等的方式来控制非反相输出端子和反相输出端子的电压。二级放大器Al的输出公共电压反馈端子连接有节点N31，所以节点N31和节点N41的电压相等。当不存在施加到传感器元件SI的磁力等物理量时，因为电阻RlfR12的电阻值根据温度而变动，所以节点N ll的电压也变动。同样地因为电阻R33~R36的电阻值变动，所以节点N31的电压也变动。但是，因为电阻Rlf R12和传感器元件SI的电阻R33~R36为相同的材料，所以具有相同的电阻值的温度特性。因此，电阻RlfR12以及电阻R33~R36根据温度的电阻值的变动量相等。于是，节点Nll和节点N31的电压也相等，为IlX (R11+R12)。同样地，节点Nll和节点N21和节点N31和节点N41的电压也全部相等。这里，因为电阻R33与电阻R34的连接点和电阻Rll与电阻R12的连接点为相同电压，所以电流不流过这些连接点之间。同样地，因为电阻R35与电阻R36的连接点和电阻R21与电阻R22的连接点为相同电压，所以电流不流过这些连接点之间。再者，当电阻R12以及电阻R22的电阻值根据温度分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器电路，包括第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子、第二输出端子，放大四个桥式等效电阻构成的传感器元件产生的电压并输出，所述传感器电路的特征在于，包括：一级放大器，其包括：在电源端子和接地端子之间串联连接的第一恒流源和第一MOS晶体管以及第一与第二电阻、在所述电源端子和所述接地端子之间串联连接的第二恒流源和第二MOS晶体管以及第三与第四电阻、在所述电源端子和所述传感器元件的第一输入端子之间串联连接的第一电阻成分和电流镜连接到所述第一MOS晶体管的第三MOS晶体管、以及在所述电源端子和所述传感器元件的第一输入端子之间串联连接的第二电阻成分和电流镜连接到所述第二MOS晶体管的第四MOS晶体管，所述第一与第二电阻的连接点连接到所述传感器元件的第一输出端子，所述第三与第四电阻的连接点连接到所述传感器元件的第二输出端子；恒压产生电路，其包括在电源端子和接地端子之间串联连接的第三恒流源和第五MOS晶体管以及第五与第六电阻，所述恒压产生电路产生恒压；二级放大器，其反相输入端子连接到所述第三MOS晶体管的漏极，非反相输入端子连接到所述第四MOS晶体管的漏极，反相输出端子连接到所述传感器电路的反相输出端子，非反相输出端子连接到所述传感器电路的非反相输出端子，输出公共电压输入端子中输入所述恒压，输出公共电压反馈端子中输入所述传感器元件的第一输入端子的电压；以及反馈电路，其包括设在所述二级放大器的反相输出端子和所述传感器元件的第一输出端子之间的第七电阻、和设在所述二级放大器的非反相输出端子和所述传感器元件的第二输出端子之间的第八电阻。...

【技术特征摘要】
2013.02.14 JP 2013-0269051.一种传感器电路,包括第一输入端子、第二输入端子、第一输出端子、第二输出端子，放大四个桥式等效电阻构成的传感器元件产生的电压并输出，所述传感器电路的特征在于，包括: 一级放大器，其包括:在电源端子和接地端子之间串联连接的第一恒流源和第一 MOS晶体管以及第一与第二电阻、在所述电源端子和所述接地端子之间串联连接的第二恒流源和第二 MOS晶体管以及第三与第四电阻、在所述电源端子和所述传感器元件的第一输入端子之间串联连接的第一电阻成分和电流镜连接到所述第一 MOS晶体管的第三MOS晶体管、以及在所述电源端子和所述传感器元件的第一输入端子之间串联连接的第二电阻成分和电流镜连接到所述第二 MOS晶体管的第四MOS晶体管，所述第一与第二电阻的连接点连接到所述传感器元件的第一输出端子，所述第三与第四电阻的连接点连接到所述传感器元件的第二输出端子； 恒压产生电路，其包括在电源端子和接地端子之间串联连接的第三恒流源和第五MOS晶体管以及第五与第六电阻，所述恒压产生电路产生恒压； 二级放大器，其反相输入端子连接到所述第三MOS晶体管的漏极，非反相输入端子连接到所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉川清至，
申请(专利权)人：精工电子有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP