[实用新型]一种高温压力传感器专用集成电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高温压力传感器专用电路，属于信号处理领域。

背景技术

压力传感器专用电路主要由接口电路和信号调理电路构成，起着对传感器输出信号进行放大和补偿等重要作用，保证了信号测量的可靠性。

现有由分立元件构成的压力传感器专用电路在高温和振动的工作环境下，其性能急剧下降，甚至无法使用。

现有功能集成的压力传感器专用电路在有效解决以上由分立元件构成的压力传感器专用电路存在的问题的同时，大幅度地减小了该电路的体积和重量。但是，由于现有功能集成的压力传感器专用电路采用体硅CMOS工艺制成，在125℃以上的工作环境下，其性能仍然明显下降。为此，人们通过优化电路布局和完善制造工艺的方式将其额定工作温度的上限提升至175℃，但是其工作寿命仍然不到一年，而且可靠性有待考证。

在体硅CMOS工艺下，电子器件与电子器件以及电子器件与衬底均通过PN结进行隔离。在常温下，PN结反向漏电流很低，但是，PN结反向漏电流会随外界环境温度的升高而增大。当温度超过175℃时，现有功能集成的压力传感器专用电路会因漏电流过大而无法正常工作。另一方面，压力传感器的灵敏度随温度的升高而降低，电路失调电压会随温度的升高而增大。在225℃以上的工作环境下，其性能急剧下降，严重影响信号测量的可靠性。

实用新型内容

本实用新型为解决现有体硅CMOS工艺的压力传感器专用集成电路的额定工作温度上限值过低和不具备对压力传感器进行温度失调补偿的功能的问题，提出了一种高温压力传感器专用集成电路。

本实用新型所述的高温压力传感器专用集成电路包括内建电源单元、恒流源单元、仪表放大器单元和失调补偿单元；

内建电源单元与外部电压源相连，并用于同时为恒流源单元、仪表放大器单元和失调补偿单元提供零温度系数的工作电压；

恒流源单元的温度系数可调，其用于为高温压力传感器提供工作电流，并对其进行温度补偿；

仪表放大器单元用于放大高温压力传感器的输出信号；

失调补偿单元用于同时对所述集成电路进行系统失调补偿和温度失调补偿；

所述集成电路采用SOI CMOS工艺制成。

优选的是，内建电源单元包括第一电压基准子单元1、第一运算放大器OP₁、第一场效应管MO₁、第二场效应管MO₂、第三场效应管MO₃、第一电阻R₁、第二电阻R₂和电容C₁；

外部电压源同时接入第一运算放大器OP₁的正电源端和第三场效应管MO₃的源极，第三场效应管MO₃的栅极和漏极均与第二场效应管MO₂的源极相连，第二场效应管MO₂的栅极和漏极均与第一场效应管MO₁的漏极相连，第一场效应管MO₁的栅极与第一运算放大器OP₁的输出端相连，第一场效应管MO₁的源极同时与第一电压基准子单元1的正电源端、第一电阻R₁的第一端和电容C₁的第一端相连，第一电阻R₁的第二端同时与第二电阻R₂的第一端和第一运算放大器OP₁的反相输入端相连，第一运算放大器OP₁的正相输入端与第一电压基准子单元1的输出端相连，电容C₁的第二端、第二电阻R₂的第二端、第一运算放大器OP₁的负电源端和第一电压基准子单元1的负电源端均与电源地相连；

第一场效应管MO₁、第一电阻R₁、电容C₁与第一电压基准子单元1的公共端为内建电源单元的输出端。

优选的是，恒流源单元包括第二电压基准子单元2、第一温度传感器3、第二运算放大器OP₂和第三电阻R₃；