本发明专利技术提供能够使输出特性的非线性降低的半导体物理量传感器装置。传感器部和特性校正电路的高电位侧与电源端子之间通过第一电源布线、第三电源布线连接。放大电路和基准电压电路的高电位侧与电源端子之间通过第二电源布线、第四电源布线连接。传感器部、放大电路、特性校正电路和基准电压电路的低电位侧连接到接地端子。在第三电源布线上连接有CR滤波器。在第四电源布线上连接有第一电阻。在输出端子与接地端子之间连接有第二电阻。放大电路为推挽输出型运算放大器。以抵消传感器部的输出特性的非线性的方式设定使放大电路的输出特性为相反特性的非线性的第一电阻的电阻值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体物理量传感器装置。
技术介绍
以往，作为压力传感器装置等半导体物理量传感器装置中的电磁波噪声对策而存在将用于阻隔外来的电磁波噪声的滤波电路搭载于IC芯片内的情况。例如，在用于汽车等的IC(IntegratedCircuit：集成电路)芯片中，成为如下结构：将由电容和电阻(以下，称为滤波电阻)构成的CR滤波器以单级结构或二阶滤波器那样的多级结构连接到集成电路的电源布线和/或传感器输出布线。对于以往的半导体物理量传感器装置的结构，以将CR滤波器以单级结构连接到电源布线的情况为例进行说明。图14是示出以往的半导体物理量传感器装置的结构的一例的电路图。图14所示的以往的半导体物理量传感器装置具备在电源端子(电源焊盘)111与接地端子(接地焊盘)113之间并联连接的传感器部101、运算放大器102、特性校正电路103和基准电压电路104等内部电路。在电源端子111上从外部施加有电源电位Vcc。在接地端子113上施加有接地电位GND。输出端子112将运算放大器102的输出电压Vout向外部输出。在连接内部电路与电源端子111的电源布线S1上以单级结构连接有由电容106和滤波电阻107构成的CR滤波器105。滤波电阻107连接到电源布线S1。电容106的正极连接到滤波电阻107与运算放大器102之间，负极连接到运算放大器102与接地端子113之间。符号C1为电容106的电容。CR滤波器105作为去除输入到电源端子111的无线电噪声的低通滤波器而发挥功能，并抑制由电磁噪声引起的在电源布线S1上的电位波动。作为这样地配置了CR滤波器的半导体物理量传感器装置，提出了如下装置：所述装置以使连接内部电路与电源焊盘的布线的构成CR滤波器的电阻的电阻值Rf、从电源焊盘到内部电路为止的布线的寄生电阻成分Rl满足[Rl/Rf×100<25]的关系式的方式选择布线的长度和宽度(例如，参照下述专利文献1。)。在下述专利文献1中，通过使寄生电阻成分Rl相对于构成CR滤波器的电阻的电阻值Rf为25％以下，来提高CR滤波器的性能。此外，作为配置有CR滤波器的另一半导体物理量传感器装置，提出了如下所述的单点接地的装置：所述装置将电路基准电压用的接地布线与噪声滤波器用的接地布线分离，采用分开的结构，并使这些接地布线经由接地焊盘与键合线连接(例如，参照下述专利文献2。)。对于下述专利文献2，可防止在高频噪声被辐射和引入到传感器芯片(IC芯片)时的电路基准电压用的接地布线的电压波动，提高抗噪性。此外，作为半导体物理量传感器装置的重要性能，除了上述的抗噪性高之外，还可列举传感器芯片的输出电压范围大。具体说来，理想的是能够使传感器芯片的输出电压范围大致为从电源电压的下限值(接地电位GND)到上限值(电源电位Vcc)为止的轨到轨(Rail-To-Rail)输出。作为轨到轨输出的运算放大器，提出有各种推挽输出型运算放大器(例如，参照下述专利文献3。)。进一步地，作为表示半导体物理量传感器装置的性能的重要指标，可列举非线性(Non-linearity)。非线性是表示转换并输出的信号的大小Y相对于施加于传感器芯片的物理量的大小X是否为线性(一次)的指标。将具有二次的弯曲的实际输出电压Vout相对于传感器芯片的输出特性的理想的一次式Y＝aX+b(a、b：常数)的偏离程度进行数值化。传感器芯片的输出特性的理想值为非线性误差为零的状态，即未偏离理想的一次式的状态。作为具备调整传感器芯片输出特性的非线性的结构的半导体物理量传感器装置，提出了如下装置，所述装置具备：将来自与压力对应的传感器元件部的输出放大并进行输出的电压放大部、和通过使电压放大部的输出电压反馈到基准电源电压，从而使电压放大部的输出电压具有相对于压力的非线性特性的输出电压反馈部(例如，参照下述专利文献4。)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-310658号公报专利文献2：日本特开2006-162421号公报专利文献3：日本特开2004-222015号公报专利文献4：日本特开2003-139638号公报
技术实现思路
技术问题然而，在将上述专利文献3那样的推挽输出型运算放大器应用于上述专利文献1和上述专利文献2的情况下，具有如下问题。图9是示出推挽输出型运算放大器的消耗电流特性的一例的说明图。图9(a)中示出在推挽输出型的运算放大器102的输出端子与接地端子之间连接有电阻(反馈电阻)108的情况(RL＝50kΩ、100kΩ)、未连接电阻108的情况(RL≈∞)中的运算放大器102的消耗电流特性。图9(b)中示出根据电阻108的电阻值RL从电源端子111引出的电流Iamp输入到运算放大器102的状态。运算放大器102消耗电流Iamp使从连接到端子114的传感器部(未图示)输入到运算放大器102的非反相(+)输入端子的电压Vin+放大，并作为输出电压Vout输出。如图9(a)所示，推挽输出型的运算放大器102的消耗电流Iamp与运算放大器102的输出电压Vout的增加呈比例地进行增加。其增加量(斜率)在未将电阻108连接到运算放大器102的情况(电阻值RL≈∞)下几乎没有变化，且在将电阻108连接到运算放大器102并使输出电压Vout放大的情况下，随着运算放大器102的电阻108越小而变得越大。即，基于电阻108的电阻值RL的电流量的电流Iamp从电源端子111引出，输入到运算放大器102而被消耗。图9(a)中，V0min、V0max分别为运算放大器102的输出电压Vout的下限值和上限值。Icc0为未在电源端子111上施加电源电位Vcc的状态(Vcc＝0)下的运算放大器102的消耗电流。在图10、图11中示出将具有这样的消耗电流特性的推挽输出型的运算放大器102应用于上述以往的半导体物理量传感器装置(参照图14)的情况的非线性的产生机理。图10、图11是示出以往的半导体物理量传感器装置的非线性的产生机理的说明图。如图10所示，在连接推挽输出型的运算放大器102与电源端子111的电源布线S1上连接有CR滤波器105，在此情况下，在运算放大器102上消耗的电流Iamp经由CR滤波器105输入到运算放大器102。因此，运算放大器102的输出电压Vout和消耗电流Iamp一同根据由传感器部101检测到的物理量而增加(减少)。并且，根据运算放大器102的消耗电流Iamp的增加(减少)，在滤波电阻107上的电压降增加(减少)。根据在滤波电阻107上的电压降的增加(减少)，连接滤波电阻107和各内部电路的电源布线S1a与接地布线G1之间的表面上的电位差(内部高电位电压Vdd)减少(增加)其增加的部分(减少的部分)ΔVdd(＝ΔIamp×Rs1)(参照图11(a))。由此，提供给各内部电路的内部高电位电压Vdd减少。提供给基准电压电路104的内部高电位电压Vdd减少(增加)，由此，从特性校正电路103提供给运算放大器102的反相(-)输入端子的电压减少(增加)。从特性校正电路103提供给运算放大器102的反相(-)输入端子的电压与提供给运算放大器102的电源端子的内部高电位电压Vdd一同减少(增加)，由此，运算放大器102的输出特性的非线性变差。即，运算放大器102的实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体物理量传感器装置，其特征在于，具备：传感器元件，其生成与检测到的物理量相应的电信号；推挽输出型的放大电路，其将由所述传感器元件生成的电信号放大；电源端子，其提供电源电位；接地端子，其提供接地电位；输出端子，其将由所述放大电路放大的电信号向外部输出；第一电源布线，其将所述电源端子与所述传感器元件之间进行连接；第二电源布线，其将所述电源端子与所述放大电路之间进行连接；接地布线，其将所述接地端子与所述传感器元件以及所述放大电路的低电位侧之间进行连接；电磁噪声对策滤波电路，其连接在所述第一电源布线上，并由电阻单元和电容单元构成；第一电阻，其连接在所述第二电源布线上；第二电阻，其连接在所述输出端子与所述接地端子之间。
【技术特征摘要】
2015.08.11 JP 2015-1592651.一种半导体物理量传感器装置，其特征在于，具备：传感器元件，其生成与检测到的物理量相应的电信号；推挽输出型的放大电路，其将由所述传感器元件生成的电信号放大；电源端子，其提供电源电位；接地端子，其提供接地电位；输出端子，其将由所述放大电路放大的电信号向外部输出；第一电源布线，其将所述电源端子与所述传感器元件之间进行连接；第二电源布线，其将所述电源端子与所述放大电路之间进行连接；接地布线，其将所述接地端子与所述传感器元件以及所述放大电路的低电位侧之间进行连接；电磁噪声对策滤波电路，其连接在所述第一电源布线上，并由电阻单元和电容单元构成；第一电阻，其连接在所述第二电源布线上；第二电阻，其连接在所述输出端子与所述接地端子之间。2.根据权利要求1所述的半导体物理量传感器装置，其特征在于，还具备：第一接地布线，其将所述接地端子与所述传感器元件之间进行连接；第二接地布线，其将所述接地端子与所述放大电路之间进行连接；第三电阻，其连接在所述第二接地布线上；第四电阻，其连接在所述电源端子与所述输出端子之间。3.根据权利要求2所述的半导体物理量传感器装置，其特征在于，所述第一电阻由串联连接的多个第一电阻元件构成，所述第三电阻由串联连接的多个第二电阻元件构成，所述半导体物理量传感器装置具备：第一开关，其在多个所述第一电阻元件中的每一个的两端与所述第一电阻元件并联连接，第二开关，其在多个所述第二电阻元件中的每一个的两端与所述第二电阻元件并联连接，控制电路，其控制所述第一开关和所述第二开关的导通/断开。4.根据权利要求2或3所述的半导体物理量传感器装置，其特征在于，还具备：第五电阻，...
【专利技术属性】
技术研发人员：西川睦雄，柄泽克也，松并和宏，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。