[发明专利]压力传感器

说明书

本申请要求序列号为No.61/417,119，于2010年11月24日提交，名称为“PRESSURE SENSOR”的美国临时申请的优先权，以此方式通过引用合并该临时申请。

技术领域

本公开一般地涉及传感器，并且更具体地涉及压力传感器。

背景技术

传感器当今普遍用于感测环境参数，比如温度，湿度，压力，流量，热导率，气体浓度，光，磁场，电场以及很多其它环境参数。这样的传感器被用于广泛多样的应用，例如包括医学应用，飞行控制应用，工业过程应用，燃烧控制应用，天气监控应用，水计量应用，以及很多其它应用。

发明内容

本公开致力于制造电响应传感器的几种可替代的设计，材料和方法。尽管已知存在传感器，但仍存在对这样的传感器进行改进的需要。

因此，本公开的一个说明性方面包括一种压力传感器，该压力传感器具有隔膜(membrane)，具有输出的两个或更多个传感元件，以及接收来自传感元件的输入和具有它自己的输出的放大器，其中隔膜，传感元件和放大器可以被设置在衬底上。隔膜可以是膜片(diaphragm)，其中该膜片能够响应与其紧密接触的介质而弯曲。两个或更多个传感元件可以设置在隔膜上，并且可以具有随膜片弯曲的程度而改变的特性。例如，传感元件可以是被布置以形成传感桥(例如Wheatstone桥)的压电电阻，该传感桥具有与通过紧密接触膜片的介质引起的膜片上的压力成比例或以其它方式相关的输出。在一个例子中，放大器可以具有与传感桥的输出成比例或以其它方式相关的输出。此外，放大器的输出可以具有跨度，其中该跨度可以是最小输出值和最大输出值之间的差。在例子中，放大器的输出跨度可以至少大于隔膜的灵敏度的两倍。

在一些实例中，压力传感器的隔膜可以具有它工作在其中的输入压力范围，其中输入压力可以源于紧密接触该隔膜的介质。该输入压力范围可以引起放大器的输出在它的最小输出值和它的最大输出值之间运行和保持。输入压力范围和放大器的输出值跨度之间的关系可以是：放大器的输出具有小于与将最小输出值连接到最大输出值的直线之间的特定百分比偏差的基于端子的线性(Terminal Based Linearity)(TBL)。

在一些情况中，隔膜或膜片可被配置成经受得住跨负破裂压力和正破裂压力之间的输入压力范围而紧密接触隔膜或膜片的介质。接收来自与膜片相连的传感桥的输入的放大器可以具有对应于不超过隔膜或膜片上的输入压力范围的特定百分比的输出范围。

在一些进一步的实例中，压力传感器可以通过接收电源电压来工作，并且响应施加至或不施加至膜片的压力，放大器可以输出输出信号。例如，放大器可以输出与电源电压的幅度成比例的共模信号，以及在特定限定范围内的最大差分输出，或者放大器可以具有其它期望的输出特性或值或两者。

前面的概述被提供来帮助理解只有本公开才有的一些创新特征，并且不打算是全部的说明。通过作为一个整体考虑整个说明书，权利要求书，附图和摘要可以获得本公开的全部理解。

附图说明

考虑结合附图的本公开的各个说明性实施例的下面的详细描述可以更完全地理解本公开，其中：

图1是依据本公开的一个方面的说明性传感模组(die)放大器组合的示意图；

图2是依据本公开的一个方面的说明性传感模组放大器组合的示意性横截面图；

图3是依据本公开的一个方面的传感模组的差分输出跨度的说明性曲线图；

图4是依据本公开的一个方面的传感模组的说明性电路的示意图；

图5是依据本公开的一个方面的具有传感桥，微调桥和放大器电路的说明性传感模组放大器组合的示意图；

图6A和6B是依据本公开的一个方面的其中存在放大器选择的说明性传感模组放大器组合的示意图；

图7是依据本公开的一个方面的其中可以通过控制电阻值来选择放大器增益的说明性传感模组放大器的一部分的示意图；

图8是依据本公开的一个方面的用于说明性传感模组放大器组合的制备处理的处理步骤的流程图；

图9是依据本公开的一个方面的说明性传感桥和电并联微调桥的示意图；以及

图10是依据本公开的一个方面的说明性膜片和衬底的横截面图。

虽然本公开经得起各种修改和替代形式，通过附图中的例子已经示出其细节，并将详细描述。然而应当理解，不打算将要求保护的公开限制为所描述的特定实施例。相反，打算覆盖落入本公开的精神和范围中的全部修改，等效和替代。

具体实施方式