[其他]CMOS型集成流量传感器

说明书

本发明涉及测量气体流量的集成化的半导体传感器集成电路。

测量气体流量的传感器通常采用已有七十年历史的“热丝”装置，体积小。产量低，价格高，功耗大。于是出现了半导体型传感器。但是，目前已有半导体型流量传感器，采用双极型结构。没有与讯号处理电路做在同一芯片上。与目前成熟的大规模集成电路主流工艺MOS工艺不相一致。因而不利于制成集成化的。带有讯号处理电路的稳定的半导体传感器。不利于低成本大批量生产。

本发明的目的是要提供一种与目前大规模集成电路主流工艺(N阱)CMOS完全兼客的，带有讯号处理电路的稳定的气体流量传感器。

发明是这样实现的：MOS器件在栅压恒定的条件下。由于迁移率、费米能级随温度变化引起阈值电压的变化。从而带来电流的变化。在一个差分放大器中，若二个输入管T₁、T₂的温度不同，则会差分放大出输出讯号。(图1)

芯片的温度与环境温度之差可以由管子T₃的电流调节来控制。这可以由传感器的差分放大器尾电阻上的电压与在气体中的另一放大器的管子的电压作为运算放大器的输入端而实现对T₃管电流的控制。在合理的芯片尺寸内，当芯片温度比环境温度高数十度。氮气流速为1m/s时，T₁和T₂管的温度差在10^-1度数量级。可在差分放大器得到相当大的输出。

采用NMOS作差分放大器，CMOS作讯号处理用的运算放大器，使元件数目减少。采用N阱CMOS工艺可以制备这种集成的流量传感器而不需要任何附加工艺步骤，从而实现了本发明的目的。

图  为本发明的电路图。

实施例：

T₁及T₂与负载管T₅，T₆，T₇组成差分放大器，其中T₁，T₂及T₅为耗尽型管。T₃为增强型加热管。运算放大器为CMOS型，其输入端分别连接到T₆及T₇管的源极。它输出端控制T₃的栅极以调节传感器与气体的温差恒定，因为T₄与T₈管组成的倒相放大器放置在气体入口，与其余管子组成传感器分离在二个芯片上。但它们可封装在同一个特种管壳中。芯片尺寸2×2mm²。