物理量検出回路
【課題】環境温度が高温になっても高精度な検出が可能な物理量検出回路を提供する。
【解決手段】第１実施形態の物理量検出回路１００では、環境温度が高温になり、演算増幅器１０２の負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる度に、各スイッチ１０９〜１１１が順番に開かれ、各ダイオード１０５〜１０７が順番に演算増幅器１０２の負帰還経路に接続されて高抵抗の負帰還抵抗として機能するため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値（負帰還抵抗の抵抗値）が自動的に補正・調整されて増大し、その合成抵抗値の増加分だけ負帰還電流も増大する。従って、環境温度が高温になって各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生しても、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値が増加するため、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【解決手段】第１実施形態の物理量検出回路１００では、環境温度が高温になり、演算増幅器１０２の負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる度に、各スイッチ１０９〜１１１が順番に開かれ、各ダイオード１０５〜１０７が順番に演算増幅器１０２の負帰還経路に接続されて高抵抗の負帰還抵抗として機能するため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値（負帰還抵抗の抵抗値）が自動的に補正・調整されて増大し、その合成抵抗値の増加分だけ負帰還電流も増大する。従って、環境温度が高温になって各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生しても、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値が増加するため、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物理量検出回路に係り、詳しくは、電荷量の微小変化により物理量を検出する物理量検出回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、静電容量を変化させることが可能な可変容量素子（可変コンデンサ）や圧電素子から成る第１素子を用い、その第１素子の電荷量の微小変化に基づいて、特定の物理量（例えば、力、重量、加速度、圧力など）を計測する物理量検出回路が広く利用されている。
【０００３】
特許文献１の請求項１には、演算増幅器の反転入力端子に接続された第１素子の電荷量の変化により物理量を検出する物理量検出回路であって、前記反転入力端子と前記演算増幅器の出力端子との帰還経路に接続された帰還容量と、抵抗として機能する複数の第２素子から選択された少なくとも一つから構成され、かつ、前記反転入力端子と前記出力端子との帰還経路に前記帰還容量と並列に接続される第３素子と、温度変化により前記複数の第２素子の選択を変更する選択変更手段とを備えることが開示されている。
【０００４】
そして、特許文献１の請求項２には、請求項１において、前記複数の第２素子は並列接続された複数のダイオードを含むことが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２の請求項１には、第１素子の電荷の変化により、物理量を検出する物理量検出回路であって、演算増幅器、第１コンデンサ及び第１ダイオードを備え、前記演算増幅器は、出力端子、反転入力端子及び非反転入力端子を有し、負帰還動作をし、前記第１素子は前記反転入力端子に接続され、前記第１コンデンサと前記第１ダイオードとは並列に前記出力端子と前記反転入力端子との間に接続されていることが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１８５２９８号公報（第２〜８頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−３０４６３１号公報（第２〜９頁、図１，図１１，図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の請求項２および特許文献２の請求項１において、演算増幅器の出力端子と反転入力端子とを接続する負帰還経路にダイオード（第２素子、第１ダイオード）を接続するのは、ダイオードを高抵抗の負帰還抵抗として機能させることにより、演算増幅器に直流的な負帰還をかけて出力電圧の飽和を防ぎ、演算増幅器に高精度な増幅をさせるためである。
【０００７】
すなわち、ＰＮ接合ダイオードは±数十ｍＶの電圧範囲において、方向性（順方向、逆方向）に関係なく、抵抗値を数百ＭΩの高抵抗値にすることができる。
そして、物理量検出回路を１個の半導体チップ（ワンチップ）上に集積化されたモノリシックＩＣ（Integrated Circuit）によって構成した場合には、ダイオードを負帰還抵抗として用いれば、抵抗体の薄膜や不純物拡散層を負帰還抵抗として用いるのと比べて、半導体チップ上における負帰還抵抗の占有面積を小さくした上で高抵抗値を容易に実現できる。
【０００８】
ところが、物理量検出回路が置かれた環境温度が高温（例えば、１７５℃以上）になると、負帰還抵抗として用いるダイオードにリーク電流が発生し、そのリーク電流は温度上昇に伴って増大するため、そのリーク電流の分だけダイオードの抵抗値が実質的に低下することから、物理量検出回路が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
言い換えれば、ダイオードを高抵抗の負帰還抵抗として用いる物理量検出回路の検出精度は高温になると低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、環境温度が高温になっても高精度な検出が可能な物理量検出回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、
検出対象の物理量に応じて電荷量が変化する第１素子（１０１）と、
その第１素子（１０１）の電荷量の変化に応じた出力電圧を生成する負帰還増幅回路（ＦＢ）とを備え、
前記負帰還増幅回路（ＦＢ）は、
前記第１素子（１０１）が反転入力端子に接続され、負帰還動作を行って出力端子から前記出力電圧を出力する演算増幅器（１０２）と、
その演算増幅器（１０２）の負帰還経路に接続された負帰還容量（１０３）と、
前記負帰還経路にて前記負帰還容量（１０３）と並列接続された負帰還抵抗とを備えた物理量検出回路であって、
前記負帰還抵抗は、複数個のダイオード（１０４〜１０７）の直列接続による合成抵抗から成り、
前記負帰還経路に流れる負帰還電流を検出する負帰還電流検出手段（１０８、１２１）と、
その負帰還電流検出手段（１０８、１２１）が検出した負帰還電流と設定電流値とを比較し、負帰還電流が設定電流値よりも少なくなると、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を増大させる負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１２）と
を備えた物理量検出回路（１００、６００〜９００）を技術的特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１２）は、前記負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる度に、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させることを技術的特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還電流検出手段（１０８、１２１）は、前記負帰還経路に挿入された負帰還電流検出用抵抗（１０８）の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出することを技術的特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、
検出対象の物理量に応じて電荷量が変化する第１素子（１０１）と、
その第１素子（１０１）の電荷量の変化に応じた出力電圧を生成する負帰還増幅回路（ＦＢ）とを備え、
前記負帰還増幅回路（ＦＢ）は、
前記第１素子（１０１）が反転入力端子に接続され、負帰還動作を行って出力端子から前記出力電圧を出力する演算増幅器（１０２）と、
前記演算増幅器（１０２）の負帰還経路に接続された負帰還容量（１０３）と、
前記負帰還経路にて前記負帰還容量（１０３）と並列接続された負帰還抵抗とを備えた物理量検出回路であって、
物理量検出回路が置かれた環境温度を検出する温度検出手段（２０２、２０３、３０２）と、
その温度検出手段（２０２、２０３、３０２）が検出した環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度より高くなると、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を増大させる負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、２０１、３０１、４０１、５０１）と
を備えた物理量検出回路（２００、３００、４００、５００）を技術的特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、
請求項４に記載の物理量検出回路において、
前記設定温度は段階的に複数設定されており、
前記負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、４０１、５０１）は、前記環境温度が段階的な複数の設定温度より高くなる度に、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させること技術的特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、
請求項４に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、２０１、３０１、４０１、５０１）は、前記環境温度が設定温度以下になると、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を減らすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を減少させることを技術的特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、
請求項６に記載の物理量検出回路において、
前記設定温度は段階的に複数設定されており、
前記負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、４０１、５０１）は、前記環境温度が段階的な複数の設定温度以下になる度に、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に減らすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に減少させることを技術的特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、
請求項４〜７のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記温度検出手段（２０２、２０３、３０２）は、一定電流が流された感温ダイオード（２０２）または感温抵抗（３０２）の両端間電圧に基づいて環境温度を検出することを技術的特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段（１２１、２０１、３０１、４０１、５０１）は、
前記複数個のダイオード（１０４〜１０７）に対してそれぞれ並列接続されたスイッチ（１０９〜１１１）を備え、
任意のスイッチ（１０９〜１１１）を開くことにより、そのスイッチに並列接続されたダイオード（１０５〜１０７）を前記負帰還経路に接続させることを技術的特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記ダイオード（１０４〜１０７）は、ＰＮ接合ダイオード（１０４〜１０７）またはダイオード接続されたトランジスタ（６０４〜６０７、８０４〜８０７）から成ることを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
＜請求項１：第１，第６〜第９実施形態（図１，図６〜図９参照）に該当＞
請求項１の物理量検出回路（１００、６００、７００、８００、９００）において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１２）は、負帰還電流検出手段（１０８、１２１）が検出した負帰還電流と設定電流値とを比較し、負帰還電流が閾値である設定電流値よりも少なくなると、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を増やすことにより、演算増幅器（１０２）の負帰還抵抗の抵抗値を増大させる。
【００２１】
従って、請求項１によれば、環境温度が高温になって各ダイオード（１０４〜１０７）にリーク電流が発生しても、各ダイオード（１０４〜１０７）の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ負帰還抵抗と抵抗値が大きくなるため、物理量検出回路が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００２２】
尚、設定電流値は、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
また、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数は、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適個数を見つけて設定すればよい。
【００２３】
＜請求項２：第１，第６〜第９実施形態に該当＞
請求項２において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１２）は、負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる度に、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に増やすことにより、負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させる。
従って、請求項２では、負帰還抵抗の抵抗値の段階的な増大により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、請求項１の前記作用・効果を更に高めることができる。
尚、前記段階の数については、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適な数を見つけて設定すればよい。
【００２４】
＜請求項３：第１，第６〜第９実施形態に該当＞
請求項３において、負帰還電流検出手段（１０８、１２１）は、演算増幅器（１０２）の負帰還経路に挿入された負帰還電流検出用抵抗（１０８）の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出する。
従って、請求項３によれば、簡単な構成で確実に負帰還電流を検出可能なことから、物理量検出回路の低コスト化を図ることができる。
尚、負帰還電流検出用抵抗（１０８）の抵抗値は、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
【００２５】
＜請求項４：第２〜第５実施形態（図２〜図５参照）に該当＞
請求項４の物理量検出回路（２００、３００、４００、５００）において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、２０１、３０１、４０１、５０１）は、温度検出手段（２０２、２０３、３０２）が検出した環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が閾値である設定温度より高くなると、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を増やすことにより、演算増幅器（１０２）の負帰還抵抗の抵抗値を増大させる。
【００２６】
従って、請求項４によれば、環境温度が高温になって各ダイオード（１０４〜１０７）にリーク電流が発生しても、各ダイオード（１０４〜１０７）の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ負帰還抵抗と抵抗値が大きくなるため、物理量検出回路が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００２７】
尚、設定温度は、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適温度を見つけて設定すればよい。
また、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数は、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適個数を見つけて設定すればよい。
【００２８】
＜請求項５：第４，第５実施形態（図４，図５参照）に該当＞
請求項５では、閾値である設定温度が段階的に複数設定されている。
そして、請求項５において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、４０１、５０１）は、環境温度が段階的な複数の設定温度より高くなる度に、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に増やすことにより、負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させる。
【００２９】
従って、請求項５では、負帰還抵抗の抵抗値の段階的な増大により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、請求項４の前記作用・効果を更に高めることができる。
尚、前記段階の数については、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適な数を見つけて設定すればよい。
【００３０】
＜請求項６：第２〜第５実施形態に該当＞
請求項６において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、２０１、３０１、４０１、５０１）は、環境温度が設定温度以下になると、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を減らすことにより、負帰還抵抗の抵抗値を減少させる。
従って、請求項６によれば、環境温度が変化しても負帰還抵抗の抵抗値を常に最適値に近く保持させることが可能になるため、請求項４の前記作用・効果を更に高めることができる。
【００３１】
＜請求項７：第４，第５実施形態に該当＞
請求項７では、閾値である設定温度が段階的に複数設定されている。
そして、請求項７において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、４０１、５０１）は、環境温度が段階的な複数の設定温度以下になる度に、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に減らすことにより、負帰還抵抗の抵抗値を段階的に減少させる。
【００３２】
従って、請求項７では、負帰還抵抗の抵抗値の段階的な減少により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、請求項６の前記作用・効果を更に高めることができる。
尚、前記段階の数については、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適な数を見つけて設定すればよい。
【００３３】
＜請求項８：第２〜第５実施形態に該当＞
請求項８において、温度検出手段（２０２、２０３、３０２）は、一定電流が流された感温ダイオード（２０２）または感温抵抗（３０２）の両端間電圧に基づいて環境温度を検出する。
従って、請求項８によれば、簡単な構成で確実に環境温度を検出可能なことから、物理量検出回路の低コスト化を図ることができる。
【００３４】
＜請求項９：第１〜第９実施形態に該当＞
請求項９において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、１２１、２０１、３０１、４０１、５０１）は、複数個のダイオード（１０５〜１０７）に対してそれぞれ並列接続されたスイッチ（１０９〜１１１）のうち、任意のスイッチを開くことにより、そのスイッチに並列接続されたダイオードを演算増幅器（１０２）の負帰還経路に接続させる。
従って、請求項９によれば、直列接続されるダイオードの個数を簡単な構成で確実に増減させることが可能なことから、物理量検出回路の低コスト化を図ることができる。
【００３５】
＜請求項１０：第１〜第９実施形態に該当＞
請求項１０のように、ダイオード（１０４〜１０７）としては、ＰＮ接合ダイオード（１０４〜１０７）またはダイオード接続されたトランジスタ（６０４〜６０７、８０４〜８０７）を用いればよい。
【００３６】
＜用語の説明＞
上術した［課題を解決するための手段］［発明の効果］に記載した（ ）内の符号等は、上述した［背景技術］と後述する［発明を実施するための最良の形態］に記載した構成部材・構成要素の符号等に対応したものである。
そして、［課題を解決するための手段］［発明の効果］に記載した構成部材・構成要素と、［発明を実施するための最良の形態］に記載した構成部材・構成要素との対応関係は以下のようになっている。
【００３７】
「負帰還電流検出手段」は、負帰還電流検出用抵抗１０８および演算増幅器１２１に該当する。
請求項１の「負帰還抵抗制御手段」は、スイッチ１０９〜１１１およびスイッチ切替制御回路１１２に該当する。
請求項４の「負帰還抵抗制御手段」は、スイッチ１０９〜１１１およびスイッチ切替制御回路２０１，３０１，４０１，５０１に該当する。
請求項５，７の「負帰還抵抗制御手段」は、スイッチ１０９〜１１１およびスイッチ切替制御回路４０１，５０１に該当する。
「温度検出手段」は、感温ダイオード２０２または感温抵抗３０２および定電流源２０３に該当する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略してある。
【００３９】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の物理量検出回路１００の概略構成を示す回路図である。
物理量検出回路１００は、第１素子１０１、演算増幅器１０２、負帰還容量（コンデンサ）１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、負帰還電流検出用抵抗１０８、スイッチ１０９〜１１１、スイッチ切替制御回路１１２から構成されている。
【００４０】
第１素子１０１は、可動電極板（ダイヤフラム）と固定電極板とが微小な間隔を隔てて対向配置された構造であり、可動電極板を可動させて両電極板の間隔を変化させることにより、両電極板間の静電容量値を変化させることが可能な可変容量素子（可変コンデンサ）である。
尚、第１素子１０１は、マイクロマシニング技術を用いて作製すればよい。
【００４１】
第１素子１０１の各電極板のいずれか一方は演算増幅器１０２の反転入力端子に接続され、第１素子１０１の他方の電極板には直流電圧VBBが印加され、演算増幅器１０２の非反転入力端子はアースに接続されている。
【００４２】
演算増幅器１０２の出力端子と反転入力端子とを接続する負帰還経路には、負帰還容量１０３が接続されると共に、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７および負帰還電流検出用抵抗１０８が接続されている。
すなわち、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７および負帰還電流検出用抵抗１０８と、負帰還容量１０３とは、演算増幅器１０２の負帰還経路にて並列接続されている。
尚、負帰還電流検出用抵抗１０８は各ダイオード１０４，１０５の間に接続されている。
【００４３】
ここで、各ダイオード１０４〜１０７は、演算増幅器１０２の負帰還経路に対して順方向に接続されている。
すなわち、演算増幅器１０２の反転入力端子に向けて各ダイオード１０４〜１０７のカソードが接続され、演算増幅器１０２の出力端子に向けて各ダイオード１０４〜１０７のアノードが接続されている。
【００４４】
各ダイオード１０５〜１０７にはそれぞれ各スイッチ１０９〜１１１が並列接続されている。すなわち、ダイオード１０５とスイッチ１０９は並列接続され、ダイオード１０６とスイッチ１１０は並列接続され、ダイオード１０７とスイッチ１１１は並列接続されている。
【００４５】
各スイッチ１０９〜１１１はそれぞれ、スイッチ切替制御回路１１２から出力される各制御信号Ｓａ〜Ｓｃに従って開閉が制御される。
尚、各スイッチ１０９〜１１１は定常状態では閉じられている。
ここで、各スイッチ１０９〜１１１がそれぞれ開いている場合、各ダイオード１０５〜１０７は±数十ｍＶの電圧範囲において、抵抗値が数百ＭΩの高抵抗の負帰還抵抗として機能する。
また、各スイッチ１０９〜１１１がそれぞれ閉じている場合、各ダイオード１０５〜１０７は各スイッチ１０９〜１１１を介して短絡されるため負帰還抵抗として機能しない。
【００４６】
ここで、演算増幅器１０２、負帰還容量１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、負帰還電流検出用抵抗１０８は負帰還増幅回路ＦＢを構成し、演算増幅器１０２は負帰還動作を行っている。
【００４７】
スイッチ切替制御回路１１２は、直流電源VCC、演算増幅器１２１、コンパレータ１２２、抵抗分圧回路１２３、切替選択回路１２４などから構成されている。
【００４８】
演算増幅器１２１の各入力端子はそれぞれ負帰還電流検出用抵抗１０８の両端に接続され、演算増幅器１２１の出力端子はコンパレータ１２２のプラス入力端子に接続されている。そして、演算増幅器１２１は、負帰還電流検出用抵抗１０８の両端間電圧を検出し、負帰還電流検出用抵抗１０８の両端間電圧に応じた出力電圧をコンパレータ１２２のプラス入力端子へ出力する。
【００４９】
抵抗分圧回路１２３は、直列接続された各抵抗Ｒ１，Ｒ２から構成され、直流電源VCCの電圧（直流電圧）VCCを各抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値比で分圧した設定電圧を生成し、その設定電圧をコンパレータ１２２のマイナス入力端子に印加させている。
尚、直流電源VCCと、その電圧VCCには、説明を分かり易くするため同一符号を用いている。
【００５０】
コンパレータ１２２は、演算増幅器１２１の出力電圧と抵抗分圧回路１２３の設定電圧とを比較し、その比較結果に応じたレベルの出力信号を切替選択回路１２４へ出力する。
【００５１】
切替選択回路１２４は、コンパレータ１２２の出力信号のレベルに応じて各スイッチ１０９〜１１１を選択して開閉を制御するための制御信号Ｓａ〜Ｓｃを生成して出力する。
【００５２】
［第１実施形態の動作］
物理量検出回路１００が検出対象とする特定の物理量（例えば、力、重量、加速度、圧力など）が第１素子１０１に印加されると、第１素子１０１の可動電極板が可動し、第１素子１０１の両電極板の間隔が変化して静電容量値も変化する。
そして、第１素子１０１の各電極板のいずれか一方には直流電圧VBBが印加されているため、第１素子１０１の静電容量値が変化すると、第１素子１０１に蓄積されている電荷量も変化する。
【００５３】
すると、演算増幅器１０２は、第１素子１０１の電荷量の微小変化を増幅し、第１素子１０１の電荷量に対応した出力電圧Ｖｏを出力端子から出力する。
すなわち、第１素子１０１の電荷量は物理量に応じて変化し、出力電圧Ｖｏは物理量に対応する。
【００５４】
ここで、出力電圧Ｖｏは、第１素子１０１の静電容量値の変化量ΔＣと、負帰還容量１０３の静電容量値Ｄと、直流電圧VBBとにより、数式１によって表される。
【００５５】
Ｖｏ＝（ΔＣ／Ｄ）×VBB ………（数式１）
【００５６】
物理量検出回路１００において、演算増幅器１０２の負帰還経路にダイオード１０４が接続されているのは、ダイオード１０４を高抵抗の負帰還抵抗として機能させることにより、演算増幅器１０２に直流的な負帰還をかけて出力電圧Ｖｏの飽和を防ぎ、演算増幅器１０２に高精度な増幅をさせるためである。
【００５７】
すなわち、演算増幅器１０２の負帰還経路に高抵抗を接続しない場合には、演算増幅器１０２は大きな解放利得を有するため、演算増幅器１０２の僅かなオフセット電圧により出力電圧Ｖｏが飽和する可能性があるためである。
そして、ダイオード１０４は±数十ｍＶの電圧範囲において、抵抗値が数百ＭΩの高抵抗の負帰還抵抗として機能する。
【００５８】
ところで、物理量検出回路１００において、演算増幅器１０２に高精度な増幅をさせるためには、第１素子１０１の静電容量値の変化の周波数ｆと、負帰還容量１０３の静電容量値Ｄとによって決定されるインピーダンスＺに対して、負帰還抵抗として用いるダイオード１０４の抵抗値Ｒを、数式２に表すように十分に大きく設定する必要がある。
【００５９】
Ｒ≫Ｚ＝１／２π×ｆ×Ｄ ………（数式２）
【００６０】
例えば、第１素子１０１の静電容量値の変化の周波数ｆを１０ｋＨｚ、負帰還容量１０３の静電容量値Ｄを１ｐＦとした場合には、インピーダンスＺは約１６ＭΩとなる。
そこで、ダイオード１０４の抵抗値ＲがインピーダンスＺより十分に大きくなるように、例えば、抵抗値ＲをインピーダンスＺの１０倍以上にするとなると、抵抗値Ｒを１６０ＭΩ以上にする必要がある。
【００６１】
ところが、物理量検出回路１００が置かれた環境温度が高温（例えば、１０７５℃以上）になると、負帰還抵抗として用いるダイオード１０４にリーク電流が発生し、そのリーク電流は温度上昇に伴って増大するため、そのリーク電流の分だけ抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【００６２】
ところで、演算増幅器１０２の負帰還経路には、演算増幅器１０２の出力端子から反転入力端子へ向けて負帰還電流が流れている。
ダイオード１０４は演算増幅器１０２の負帰還経路に対して順方向に接続されており、ダイオード１０４のリーク電流はカソードからアノードに向けて逆方向に流れるため、ダイオード１０４にリーク電流が発生すると、そのリーク電流の分だけ演算増幅器１０２の負帰還電流が減少することになる。
【００６３】
そこで、スイッチ切替制御回路１１２は、演算増幅器１０２の負帰還経路に挿入された負帰還電流検出用抵抗１０８の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出し、負帰還電流と設定電流値とを比較し、負帰還電流が設定電流値より少ない場合には、まず、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａを出力し、スイッチ１０９を開かせることにより、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【００６４】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、ダイオード１０４に加えてダイオード１０５が接続されることになり、各ダイオード１０４，１０５の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ負帰還電流が増大し、負帰還電流が設定電流値よりも多くなる。
そして、各ダイオード１０４，１０５の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４，１０５にリーク電流が発生していても、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００６５】
このとき、スイッチ切替制御回路１１２は、演算増幅器１０２の負帰還電流が設定電流値より一度少なくなった後に多くなっても、スイッチ１０９を開かせたまま保持させ、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【００６６】
しかし、環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流が増大すると、各ダイオード１０４，１０５の合成抵抗値が実質的に低下し、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流の増大分だけ演算増幅器１０２の負帰還電流が減少し、再び負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる。
ここで、ダイオード１０５は演算増幅器１０２の負帰還経路に対して順方向に接続されており、ダイオード１０５のリーク電流はカソードからアノードに向けて逆方向に流れるため、ダイオード１０５にリーク電流が発生すると、そのリーク電流の分だけ演算増幅器１０２の負帰還電流が減少することになる。
【００６７】
そこで、スイッチ切替制御回路１１２は、次に、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａに加えて、スイッチ１１０を開くための制御信号Ｓｂを出力し、スイッチ１０９に加えてスイッチ１１０を開かせることにより、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【００６８】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４，１０５に加えてダイオード１０６が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０６の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ負帰還電流が増大し、再び負帰還電流が設定電流値よりも多くなる。
そして、各ダイオード１０４〜１０６の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０６にリーク電流が発生していても、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００６９】
このとき、スイッチ切替制御回路１１２は、演算増幅器１０２の負帰還電流が設定電流値より二度少なくなった後に多くなっても、各スイッチ１０９，１１０を開かせたまま保持させ、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【００７０】
しかし、環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流が増大すると、各ダイオード１０４〜１０６の合成抵抗値が実質的に低下し、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流の増大分だけ演算増幅器１０２の負帰還電流が減少し、再び負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる。
ここで、ダイオード１０６は演算増幅器１０２の負帰還経路に対して順方向に接続されており、ダイオード１０６のリーク電流はカソードからアノードに向けて逆方向に流れるため、ダイオード１０６にリーク電流が発生すると、そのリーク電流の分だけ演算増幅器１０２の負帰還電流が減少することになる。
【００７１】
そこで、スイッチ切替制御回路１１２は、次に、各スイッチ１０９，１１０を開くための各制御信号Ｓａ，Ｓｂに加えて、スイッチ１１１を開くための制御信号Ｓｃを出力し、各スイッチ１０９，１１０に加えてスイッチ１１１を開かせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【００７２】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４〜１０６に加えてダイオード１０７が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ負帰還電流が増大し、再び負帰還電流が設定電流値よりも多くなる。
そして、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生していても、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００７３】
このとき、スイッチ切替制御回路１１２は、演算増幅器１０２の負帰還電流が設定電流値より三度少なくなった後に多くなっても、各スイッチ１０９〜１１１を開かせたまま保持させ、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【００７４】
［第１実施形態の作用・効果］
以上詳述したように、第１実施形態の物理量検出回路１００では、環境温度が高温になり、演算増幅器１０２の負帰還電流が閾値である設定電流値よりも少なくなる度に、各スイッチ１０９〜１１１が順番に開かれ、各ダイオード１０５〜１０７が順番に演算増幅器１０２の負帰還経路に接続されて高抵抗の負帰還抵抗として機能するため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値（負帰還抵抗の抵抗値）が自動的に補正・調整されて増大し、その合成抵抗値の増加分だけ負帰還電流も増大する。
【００７５】
すなわち、第１実施形態では、負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる度に、演算増幅器１０２の負帰還経路に直列接続されるダイオード１０５〜１０７の個数が段階的に増やされることにより、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値が段階的に増大されている。
【００７６】
従って、第１実施形態によれば、環境温度が高温になって各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生しても、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００７７】
そして、第１実施形態では、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値の段階的な増大により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、前記作用・効果を更に高めることができる。
【００７８】
また、第１実施形態では、負帰還電流検出用抵抗１０８と演算増幅器１２１を用い、負帰還電流検出用抵抗１０８の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出するため、簡単な構成で確実に負帰還電流を検出可能なことから、物理量検出回路１００の低コスト化を図ることができる。
【００７９】
また、第１実施形態において、スイッチ切替制御回路１１２は、各ダイオード１０５〜１０７に対してそれぞれ並列接続された各スイッチ１０９〜１１１のうち、任意のスイッチを開くことにより、そのスイッチに並列接続されたダイオードを演算増幅器１０２の負帰還経路に接続させる。
従って、第１実施形態によれば、直列接続されるダイオード１０４〜１０７の個数を簡単な構成で確実に増減させることが可能なことから、物理量検出回路１００の低コスト化を図ることができる。
【００８０】
ところで、スイッチ切替制御回路１１２は、演算増幅器１０２の負帰還経路に挿入された負帰還電流検出用抵抗１０８の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出し、その負帰還電流が設定電流値より少ない場合には、各スイッチ１０９〜１１１をそれぞれ開かせる。
ここで、設定電流値は、抵抗分圧回路１２３の各抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値比または直流電源VCCの直流電圧VCCによって決定される設定電圧に対応する。
そのため、設定電流値は、設定電圧を変更することにより任意の電流値に設定可能であり、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
【００８１】
また、負帰還電流検出用抵抗１０８の抵抗値についても、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
【００８２】
＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態の物理量検出回路２００の概略構成を示す回路図である。
物理量検出回路２００は、第１素子１０１、演算増幅器１０２、負帰還容量１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、スイッチ１０９〜１１１、スイッチ切替制御回路２０１から構成されている。
第２実施形態の物理量検出回路２００において、第１実施形態の物理量検出回路１００と異なるのは、以下の点である。
【００８３】
［２−１］負帰還電流検出用抵抗１０８が省かれている。
【００８４】
［２−２］スイッチ切替制御回路２０１は、直流電源VCC、コンパレータ１２２、抵抗分圧回路１２３、切替選択回路１２４、感温ダイオード（温度検出ダイオード）２０２、定電流源２０３などから構成されている。
【００８５】
定電流源２０３の一端は直流電源VCCに接続され、感温ダイオード２０２のカソードはアースに接続され、定電流源２０３の他端は感温ダイオード２０２のアノードに接続されると共にコンパレータ１２２のプラス入力端子に接続されている。
そのため、感温ダイオード２０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温ダイオード２０２の両端間電圧であるアノード電圧がコンパレータ１２２のプラス入力端子に出力される。
【００８６】
コンパレータ１２２は、感温ダイオード２０２のアノード電圧と抵抗分圧回路１２３の設定電圧とを比較し、その比較結果に応じた出力信号を切替選択回路１２４へ出力する。
【００８７】
［第２実施形態の動作］
物理量検出回路２００が置かれた環境温度が高温になると、負帰還抵抗として用いるダイオード１０４にリーク電流が発生し、そのリーク電流は温度上昇に伴って増大するため、そのリーク電流の分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路２００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【００８８】
ここで、環境温度の上昇に伴い、スイッチ切替制御回路２０１が備える感温ダイオード２０２の順方向電圧降下は増大する。
そして、感温ダイオード２０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温ダイオード２０２のカソードはアースに接続されているため、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下が増大するとアノード電圧も増大する。
【００８９】
そこで、スイッチ切替制御回路２０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度より高い場合には、全てのスイッチ１０９〜１１１をそれぞれ開くための各制御信号Ｓａ〜Ｓｃを出力し、全スイッチ１０９〜１１１を開かせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【００９０】
すると、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生していても、物理量検出回路２００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００９１】
その後、環境温度が低下すると、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下は減少する。
そこで、スイッチ切替制御回路２０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度以下の場合には、全てのスイッチ１０９〜１１１をそれぞれ閉じるための各制御信号Ｓａ〜Ｓｃを出力し、全スイッチ１０９〜１１１を閉じさせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を負帰還抵抗として機能させないようにする。
【００９２】
すると、定常状態に戻り、ダイオード１０４だけが演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するが、環境温度は設定温度以下に低下しており、ダイオード１０４のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路２００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００９３】
［第２実施形態の作用・効果］
以上詳述したように、第２実施形態の物理量検出回路２００では、環境温度が高温になり閾値である設定温度よりも高くなると、全てのスイッチ１０９〜１１１が同時に開かれ、各ダイオード１０５〜１０７が同時に演算増幅器１０２の負帰還経路に接続されて高抵抗の負帰還抵抗として機能するため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値（負帰還抵抗の抵抗値）が自動的に補正・調整されて増大する。
【００９４】
従って、第２実施形態によれば、環境温度が高温になって各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生しても、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路２００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００９５】
また、第２実施形態では、環境温度が低下して設定温度以下になると、全てのスイッチ１０９〜１１１が同時に閉じられ、各ダイオード１０５〜１０７が同時に負帰還抵抗として機能しなくなるため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値が自動的に補正・調整されて減少する。
【００９６】
従って、第２実施形態によれば、環境温度が変化しても、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値を常に最適値に近く保持させることが可能になるため、前記作用・効果を更に高めることができる。
【００９７】
また、第２実施形態では、感温ダイオード２０２と定電流源２０３を用い、感温ダイオード２０２の両端間電圧であるアノード電圧に基づいて環境温度を検出するため、簡単な構成で確実に環境温度を検出可能なことから、物理量検出回路２００の低コスト化を図ることができる。
【００９８】
ところで、スイッチ切替制御回路２０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が設定温度より高い場合には、各スイッチ１０９〜１１１をそれぞれ開かせる。
ここで、設定温度は、抵抗分圧回路１２３の各抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値比または直流電源VCCの直流電圧VCCによって決定される設定電圧に対応する。
そのため、設定温度は、設定電圧を変更することにより任意の温度に設定可能であり、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適温度を見つけて設定すればよい。
【００９９】
＜第３実施形態＞
図３は、第３実施形態の物理量検出回路３００の概略構成を示す回路図である。
物理量検出回路３００は、第１素子１０１、演算増幅器１０２、負帰還容量１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、スイッチ１０９〜１１１、スイッチ切替制御回路３０１から構成されている。
【０１００】
第３実施形態の物理量検出回路３００において、第２実施形態の物理量検出回路２００と異なるのは、スイッチ切替制御回路２０１がスイッチ切替制御回路３０１に置き換えられ、スイッチ切替制御回路２０１の感温ダイオード２０２が、スイッチ切替制御回路３０１では感温抵抗３０２に置き換えられている点だけである。
【０１０１】
感温抵抗（熱敏感性抵抗、サーミスタ）３０２は、環境温度が上昇すると抵抗値が増大する正特性感温抵抗である。
【０１０２】
定電流源２０３の一端は直流電源VCCに接続され、感温抵抗３０２の一端はアースに接続され、感温抵抗３０２の他端は定電流源２０３の他端に接続されると共にコンパレータ１２２のプラス入力端子に接続されている。
そのため、感温抵抗３０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温抵抗３０２の両端間電圧がコンパレータ１２２のプラス入力端子に出力される。
【０１０３】
コンパレータ１２２は、感温抵抗３０２の両端間電圧と抵抗分圧回路１２３の設定電圧とを比較し、その比較結果に応じた出力信号を切替選択回路１２４へ出力する。
【０１０４】
［第３実施形態の動作］
物理量検出回路３００が置かれた環境温度の上昇に伴い、スイッチ切替制御回路３０１が備える感温抵抗３０２の抵抗値は増大する。
そして、感温抵抗３０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温抵抗３０２の一端はアースに接続されているため、感温抵抗３０２の抵抗値が増大すると両端間電圧も増大する。
【０１０５】
そこで、スイッチ切替制御回路３０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度より高い場合には、全てのスイッチ１０９〜１１１をそれぞれ開くための各制御信号Ｓａ〜Ｓｃを出力し、全スイッチ１０９〜１１１を開かせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【０１０６】
すると、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生していても、物理量検出回路３００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１０７】
その後、環境温度が低下すると、感温抵抗３０２の抵抗値は低下し両端間電圧は減少する。
そこで、スイッチ切替制御回路３０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度以下の場合には、全てのスイッチ１０９〜１１１をそれぞれ閉じるための各制御信号Ｓａ〜Ｓｃを出力し、全スイッチ１０９〜１１１を閉じさせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を負帰還抵抗として機能させないようにする。
【０１０８】
すると、定常状態に戻り、ダイオード１０４だけが演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するが、環境温度は設定温度以下に低下しており、ダイオード１０４のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路３００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１０９】
従って、第３実施形態の物理量検出回路３００においても、第２実施形態の物理量検出回路２００と同様の作用・効果が得られる。
また、第３実施形態では、感温抵抗３０２と定電流源２０３を用い、感温抵抗３０２の両端間電圧に基づいて環境温度を検出するため、簡単な構成で確実に環境温度を検出可能なことから、物理量検出回路３００の低コスト化を図ることができる。
【０１１０】
＜第４実施形態＞
図４は、第４実施形態の物理量検出回路４００の概略構成を示す回路図である。
物理量検出回路４００は、第１素子１０１、演算増幅器１０２、負帰還容量１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、スイッチ１０９〜１１１、スイッチ切替制御回路４０１から構成されている。
【０１１１】
第４実施形態の物理量検出回路４００において、第２実施形態の物理量検出回路２００と異なるのは、スイッチ切替制御回路２０１がスイッチ切替制御回路４０１に置き換えられている点である。
【０１１２】
スイッチ切替制御回路４０１は、直流電源VCC、コンパレータ４０２、抵抗分圧回路１２３，４０３，４０４、切替選択回路１２４、感温ダイオード２０２、定電流源２０３などから構成されている。
【０１１３】
コンパレータ４０２は、１個のプラス入力端子と、３個のマイナス入力端子とを備えた多入力型コンパレータである。
【０１１４】
抵抗分圧回路１２３は、直流電源VCCの直流電圧VCCを各抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値比で分圧した第１設定電圧を生成し、その第１設定電圧をコンパレータ４０２の第１マイナス入力端子に印加させている。
抵抗分圧回路４０３は、直列接続された各抵抗Ｒ３，Ｒ４から構成され、直流電源VCCの直流電圧VCCを各抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値比で分圧した第２設定電圧を生成し、その第２設定電圧をコンパレータ４０２の第２マイナス入力端子に印加させている。
抵抗分圧回路４０４は、直列接続された各抵抗Ｒ５，Ｒ６から構成され、直流電源VCCの直流電圧VCCを各抵抗Ｒ５，Ｒ６の抵抗値比で分圧した第３設定電圧を生成し、その第３設定電圧をコンパレータ４０２の第３マイナス入力端子に印加させている。
【０１１５】
定電流源２０３の一端は直流電源VCCに接続され、感温ダイオード２０２のカソードはアースに接続され、定電流源２０３の他端は感温ダイオード２０２のアノードに接続されると共にコンパレータ４０２のプラス入力端子に接続されている。
そのため、感温ダイオード２０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温ダイオード２０２の両端間電圧であるアノード電圧がコンパレータ４０２のプラス入力端子に出力される。
【０１１６】
コンパレータ４０２は、感温ダイオード２０２のアノード電圧と各抵抗分圧回路１２３，４０３，４０４の第１〜第３設定電圧とをそれぞれ比較し、その比較結果に応じた出力信号を切替選択回路１２４へ出力する。
【０１１７】
切替選択回路１２４は、コンパレータ４０２の出力信号のレベルに応じて各スイッチ１０９〜１１１を選択して開閉を制御するための制御信号Ｓａ〜Ｓｃを生成して出力する。
【０１１８】
［第４実施形態の動作］
物理量検出回路４００が置かれた環境温度が高温になると、負帰還抵抗として用いるダイオード１０４にリーク電流が発生し、そのリーク電流は温度上昇に伴って増大するため、そのリーク電流の分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１１９】
ここで、物理量検出回路４００が置かれた環境温度の上昇に伴い、スイッチ切替制御回路４０１が備える感温ダイオード２０２の順方向電圧降下は増大する。
そして、感温ダイオード２０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温ダイオード２０２のカソードはアースに接続されているため、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下が増大するとアノード電圧も増大する。
【０１２０】
そこで、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第１設定温度とを比較し、環境温度が第１設定温度より高い場合には、まず、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａを出力し、スイッチ１０９を開かせることにより、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【０１２１】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、ダイオード１０４に加えてダイオード１０５が接続されることになり、各ダイオード１０４，１０５の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４，１０５にリーク電流が発生していても、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１２２】
しかし、物理量検出回路４００が置かれた環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流が増大すると、そのリーク電流の増大分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１２３】
そして、環境温度が更に高温になると、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下も更に増大する。
そこで、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第２設定温度とを比較し、環境温度が第２設定温度より高い場合には、次に、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａに加えて、スイッチ１１０を開くための制御信号Ｓｂを出力し、スイッチ１０９に加えてスイッチ１１０を開かせることにより、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
尚、第２設定温度は第１設定温度よりも高い温度に設定されている。
【０１２４】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４，１０５に加えてダイオード１０６が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０６の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０６にリーク電流が発生していても、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１２５】
しかし、物理量検出回路４００が置かれた環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流が増大すると、そのリーク電流の増大分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１２６】
そこで、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第３設定温度とを比較し、環境温度が第３設定温度より高い場合には、続いて、各スイッチ１０９，１１０を開くための各制御信号Ｓａ，Ｓｂに加えて、スイッチ１１１を開くための制御信号Ｓｃを出力し、各スイッチ１０９，１１０に加えてスイッチ１１１を開かせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
尚、第３設定温度は第２設定温度よりも高い温度に設定されている。
【０１２７】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４〜１０６に加えてダイオード１０７が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生していても、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１２８】
その後、環境温度が低下すると、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下は減少する。
そこで、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第２，第３設定温度とを比較し、環境温度が第３設定温度以下で第２設定温度より高い場合には、スイッチ１１１を閉じるための制御信号Ｓｃを出力し、スイッチ１１１を閉じさせることにより、ダイオード１０７を負帰還抵抗として機能させないようにし、それと同時に、各スイッチ１０９，１１０を開かせたまま保持させ、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【０１２９】
すると、各ダイオード１０４〜１０６が演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するようになるが、環境温度は第３設定温度以下に低下しており、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１３０】
その後、環境温度が更に低下すると、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第１，第２設定温度とを比較し、環境温度が第２設定温度以下で第１設定温度より高い場合には、スイッチ１１０を閉じるための制御信号Ｓｂを出力し、スイッチ１１０を閉じさせることにより、ダイオード１０６を負帰還抵抗として機能させないようにし、それと同時に、スイッチ１０９を開かせたまま保持させ、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【０１３１】
すると、各ダイオード１０４，１０５が演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するようになるが、環境温度は第２設定温度以下に低下しており、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１３２】
その後、環境温度が更に低下すると、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第１設定温度とを比較し、環境温度が第１設定温度以下の高い場合には、スイッチ１０９を閉じるための制御信号Ｓａを出力し、スイッチ１０９を閉じさせることにより、ダイオード１０５を負帰還抵抗として機能させないようにする。
【０１３３】
すると、定常状態に戻り、ダイオード１０４だけが演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するが、環境温度は第１設定温度以下に低下しており、ダイオード１０４のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１３４】
［第４実施形態の作用・効果］
以上詳述したように、第４実施形態の物理量検出回路４００では、環境温度が高温になり、閾値である第１〜第３設定温度よりそれぞれ高くなる度に、各スイッチ１０９〜１１１が順番に開かれ、各ダイオード１０５〜１０７が順番に演算増幅器１０２の負帰還経路に接続されて高抵抗の負帰還抵抗として機能するため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値（負帰還抵抗の抵抗値）が自動的に補正・調整されて増大する。
【０１３５】
すなわち、第４実施形態では、環境温度が第１〜第３設定温度よりそれぞれ高くなる度に、演算増幅器１０２の負帰還経路に直列接続されるダイオード１０５〜１０７の個数が段階的に増やされることにより、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値が段階的に増大されている。
【０１３６】
従って、第４実施形態によれば、環境温度が高温になって各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生しても、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１３７】
そして、第４実施形態では、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値の段階的な増大により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、前記作用・効果を更に高めることができる。
【０１３８】
また、第４実施形態では、環境温度が低下し、第１〜第３設定温度よりそれぞれ低くなる度に、各スイッチ１０９〜１１１が順番に閉じられ、各ダイオード１０５〜１０７が順番に負帰還抵抗として機能しなくなるため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値が自動的に補正・調整されて減少する。
【０１３９】
すなわち、第４実施形態では、環境温度が第１〜第３設定温度よりそれぞれ低くなる度に、演算増幅器１０２の負帰還経路に直列接続されるダイオード１０５〜１０７の個数が段階的に減らされることにより、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値が段階的に減少されている。
【０１４０】
従って、第４実施形態によれば、環境温度が変化しても、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値を常に最適値に近く保持させることが可能になるため、前記作用・効果を更に高めることができる。
【０１４１】
そして、第４実施形態では、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値の段階的な減少により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、前記作用・効果を更に高めることができる。
【０１４２】
ところで、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、その環境温度と第１〜第３設定温度との比較結果に基づいて、各スイッチ１０９〜１１１の開閉を制御する。
ここで、第１設定温度は、抵抗分圧回路１２３の各抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値比または直流電源VCCの直流電圧VCCによって決定される第１設定電圧に対応する。
また、第２設定温度は、抵抗分圧回路４０３の各抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値比または直流電源VCCの直流電圧VCCによって決定される第２設定電圧に対応する。
また、第３設定温度は、抵抗分圧回路４０４の各抵抗Ｒ５，Ｒ６の抵抗値比または直流電源VCCの直流電圧VCCによって決定される第３設定電圧に対応する。
そのため、第１〜第３設定温度はそれぞれ、第１〜第３設定電圧を変更することにより任意の温度に設定可能であり、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適温度を見つけて設定すればよい。
【０１４３】
＜第５実施形態＞
図５は、第５実施形態の物理量検出回路５００の概略構成を示す回路図である。
物理量検出回路５００は、第１素子１０１、演算増幅器１０２、負帰還容量１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、スイッチ１０９〜１１１、スイッチ切替制御回路５０１から構成されている。
【０１４４】
第５実施形態の物理量検出回路５００において、第４実施形態の物理量検出回路４００と異なるのは、スイッチ切替制御回路４０１がスイッチ切替制御回路５０１に置き換えられ、スイッチ切替制御回路４０１の感温ダイオード２０２が、スイッチ切替制御回路５０１では感温抵抗３０２に置き換えられている点だけである。
【０１４５】
定電流源２０３の一端は直流電源VCCに接続され、感温抵抗３０２の一端はアースに接続され、感温抵抗３０２の他端は定電流源２０３の他端に接続されると共にコンパレータ４０２のプラス入力端子に接続されている。
そのため、感温抵抗３０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温抵抗３０２の両端間電圧がコンパレータ４０２のプラス入力端子に出力される。
【０１４６】
コンパレータ４０２は、感温抵抗３０２の両端間電圧と各抵抗分圧回路１２３，４０３，４０４の第１〜第３設定電圧とをそれぞれ比較し、その比較結果に応じた出力信号を切替選択回路１２４へ出力する。
【０１４７】
［第５実施形態の動作］
物理量検出回路５００が置かれた環境温度が高温になると、負帰還抵抗として用いるダイオード１０４にリーク電流が発生し、そのリーク電流は温度上昇に伴って増大するため、そのリーク電流の分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１４８】
ここで、物理量検出回路５００が置かれた環境温度の上昇に伴い、スイッチ切替制御回路５０１が備える感温抵抗３０２の抵抗値は増大する。
そして、感温抵抗３０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温抵抗３０２の一端はアースに接続されているため、感温抵抗３０２の抵抗値が増大すると両端間電圧も増大する。
【０１４９】
そこで、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第１設定温度より高い場合には、まず、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａを出力し、スイッチ１０９を開かせることにより、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【０１５０】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、ダイオード１０４に加えてダイオード１０５が接続されることになり、各ダイオード１０４，１０５の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４，１０５にリーク電流が発生していても、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１５１】
しかし、物理量検出回路５００が置かれた環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流が増大すると、そのリーク電流の増大分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１５２】
そして、環境温度が更に高温になると、感温抵抗３０２の抵抗値も更に増大する。
そこで、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第２設定温度より高い場合には、次に、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａに加えて、スイッチ１１０を開くための制御信号Ｓｂを出力し、スイッチ１０９に加えてスイッチ１１０を開かせることにより、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【０１５３】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４，１０５に加えてダイオード１０６が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０６の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０６にリーク電流が発生していても、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１５４】
しかし、物理量検出回路５００が置かれた環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流が増大すると、そのリーク電流の増大分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１５５】
そこで、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第３設定温度より高い場合には、続いて、各スイッチ１０９，１１０を開くための各制御信号Ｓａ，Ｓｂに加えて、スイッチ１１１を開くための制御信号Ｓｃを出力し、各スイッチ１０９，１１０に加えてスイッチ１１１を開かせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【０１５６】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４〜１０６に加えてダイオード１０７が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生していても、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１５７】
その後、環境温度が低下すると、感温抵抗３０２の抵抗値は減少する。
そこで、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第３設定温度以下で第２設定温度より高い場合には、スイッチ１１１を閉じるための制御信号Ｓｃを出力し、スイッチ１１１を閉じさせることにより、ダイオード１０７を負帰還抵抗として機能させないようにし、それと同時に、各スイッチ１０９，１１０を開かせたまま保持させ、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【０１５８】
すると、各ダイオード１０４〜１０６が演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するようになるが、環境温度は第３設定温度以下に低下しており、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１５９】
その後、環境温度が更に低下すると、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第２設定温度以下で第１設定温度より高い場合には、スイッチ１１０を閉じるための制御信号Ｓｂを出力し、スイッチ１１０を閉じさせることにより、ダイオード１０６を負帰還抵抗として機能させないようにし、それと同時に、スイッチ１０９を開かせたまま保持させ、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【０１６０】
すると、各ダイオード１０４，１０５が演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するようになるが、環境温度は第２設定温度以下に低下しており、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１６１】
その後、環境温度が更に低下すると、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第１設定温度以下の高い場合には、スイッチ１０９を閉じるための制御信号Ｓａを出力し、スイッチ１０９を閉じさせることにより、ダイオード１０５を負帰還抵抗として機能させないようにする。
【０１６２】
すると、定常状態に戻り、ダイオード１０４だけが演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するが、環境温度は第１設定温度以下に低下しており、ダイオード１０４のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１６３】
従って、第５実施形態の物理量検出回路５００においても、第４実施形態の物理量検出回路４００と同様の作用・効果が得られる。
【０１６４】
＜第６実施形態＞
図６は、第６実施形態の物理量検出回路６００の概略構成を示す回路図である。
第６実施形態の物理量検出回路６００において、第１実施形態の物理量検出回路１００と異なるのは、各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７がそれぞれ、ダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ６０４〜６０７に置き換えられている点だけである。
【０１６５】
すなわち、演算増幅器１０２の反転入力端子に向けて各トランジスタ６０４〜６０７のソースが接続され、各トランジスタ６０４〜６０７のゲートがドレインに接続されることにより、各トランジスタ６０４〜６０７はダイオード接続されて各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７と同じ機能を有している。
そして、各トランジスタ６０５〜６０７のソース・ドレイン間にはそれぞれ、各スイッチ１０９〜１１１が並列接続されている。
【０１６６】
従って、第６実施形態の物理量検出回路６００においても、第１実施形態の物理量検出回路１００と同じ作用・効果が得られる。
【０１６７】
＜第７実施形態＞
図７は、第７実施形態の物理量検出回路７００の概略構成を示す回路図である。
第７実施形態の物理量検出回路７００において、第１実施形態の物理量検出回路１００と異なるのは、各ＰＮ接合ダイオード１０５〜１０７がそれぞれ、ダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ６０５〜６０７に置き換えられている点だけである。
従って、第７実施形態の物理量検出回路７００においても、第６実施形態と同様に、第１実施形態の物理量検出回路１００と同じ作用・効果が得られる。
【０１６８】
＜第８実施形態＞
図８は、第８実施形態の物理量検出回路８００の概略構成を示す回路図である。
第８実施形態の物理量検出回路８００において、第１実施形態の物理量検出回路１００と異なるのは、各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７がそれぞれ、ダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ８０４〜８０７に置き換えられている点だけである。
【０１６９】
すなわち、演算増幅器１０２の反転入力端子に向けて各トランジスタ８０４〜８０７のエミッタが接続され、各トランジスタ８０４〜８０７のベースがコレクタに接続されることにより、各トランジスタ８０４〜８０７はダイオード接続されて各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７と同じ機能を有している。
そして、各トランジスタ８０５〜８０７のソース・ドレイン間にはそれぞれ、各スイッチ１０９〜１１１が並列接続されている。
【０１７０】
従って、第８実施形態の物理量検出回路８００においても、第１実施形態の物理量検出回路１００と同じ作用・効果が得られる。
【０１７１】
＜第９実施形態＞
図９は、第９実施形態の物理量検出回路９００の概略構成を示す回路図である。
第９実施形態の物理量検出回路９００において、第１実施形態の物理量検出回路１００と異なるのは、各ＰＮ接合ダイオード１０５〜１０７がそれぞれ、ダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ８０５〜８０７に置き換えられている点だけである。
従って、第９実施形態の物理量検出回路９００においても、第８実施形態と同様に、第１実施形態の物理量検出回路１００と同じ作用・効果が得られる。
【０１７２】
＜別の実施形態＞
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
【０１７３】
［１］ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７は±数十ｍＶの電圧範囲において、方向性（順方向、逆方向）に関係なく、高抵抗の負帰還抵抗として機能する。
そして、第２〜第５実施形態の物理量検出回路２００〜５００において、各スイッチ切替制御回路２０１〜５０１は、第１実施形態の物理量検出回路１００におけるスイッチ切替制御回路１１２のように演算増幅器１０２の負帰還電流を検出するのではなく、環境温度を検出している。
そのため、第２〜第５実施形態において、各ダイオード１０４〜１０７は演算増幅器１０２の負帰還経路に対してどのような向きに接続してもよく、各ダイオード１０４〜１０７の接続方向がそれぞれバラバラであってもよい。
【０１７４】
［２］第１実施形態において、負帰還電流検出用抵抗１０８は各ダイオード１０４，１０５の間に接続されている。
しかし、負帰還電流検出用抵抗１０８は、演算増幅器１０２の負帰還経路であれば、どの箇所に挿入してもよい。
【０１７５】
［３］第２〜第５実施形態の物理量検出回路２００〜５００においても、第６実施形態の物理量検出回路６００のように各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７をそれぞれダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ６０４〜６０７に置き換えてもよく、第７実施形態の物理量検出回路７００のように各ＰＮ接合ダイオード１０５〜１０７をそれぞれダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ６０５〜６０７に置き換えてもよく、第８実施形態の物理量検出回路８００のように各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７をそれぞれダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ８０４〜８０７に置き換えてもよく、第９実施形態の物理量検出回路９００のように各ＰＮ接合ダイオード１０５〜１０７をそれぞれダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ８０５〜８０７に置き換えてもよい。
【０１７６】
［４］第６〜第９実施形態の物理量検出回路６００〜９００において、ダイオード接続された各トランジスタ６０５〜６０７，８０５〜８０７のうち、適宜選択した１個または２個のトランジスタをＰＮ接合ダイオードに置き換えてもよい。
【０１７７】
［５］第６，第７実施形態の物理量検出回路６００，７００において、ダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ６０４〜６０７を、ダイオード接続されたＰＭＯＳトランジスタに置き換えてもよい。
【０１７８】
［６］第８，第９実施形態の物理量検出回路８００，９００において、ダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ８０４〜８０７を、ダイオード接続されたＰＮＰトランジスタに置き換えてもよい。
【０１７９】
［７］第１〜第９実施形態の物理量検出回路１００〜９００においては、ＰＮ接合ダイオード１０５〜１０７またはダイオード接続されたトランジスタ６０５〜６０７，８０５〜８０７を３個用いているが、１個または２個または４個以上用いるようにしてもよい。
【０１８０】
そして、第１，第４〜第９実施形態の物理量検出回路１００，４００〜９００では、負帰還抵抗として用いるＰＮ接合ダイオードまたはトランジスタの個数が多くなるほど、そのＰＮ接合ダイオードまたはトランジスタの直列接続による合成抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、当該実施形態の前記作用・効果を更に高めることができる。
尚、負帰還抵抗として用いるＰＮ接合ダイオードまたはトランジスタの個数は、そのＰＮ接合ダイオードまたはトランジスタの抵抗値に応じて、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適個数を見つけて設定すればよい。
【０１８１】
［８］第３，第５実施形態の物理量検出回路３００，５００では、環境温度が上昇すると抵抗値が増大する正特性感温抵抗を感温抵抗３０２として用いている。
しかし、環境温度が上昇すると抵抗値が減少する負特性感温抵抗を感温抵抗３０２として用いてもよい。
【０１８２】
［９］第１〜第９実施形態の物理量検出回路１００〜９００では、静電容量値を変化させることが可能な可変容量素子を第１素子１０１として用いている。
しかし、検出対象の物理量に対応して発生する電荷量を変化させる圧電素子を第１素子１０１として用いてもよい。
【０１８３】
［１０］第１〜第９実施形態の物理量検出回路１００〜９００と、特許文献１（特開２００２−１８５２９８号公報）または特許文献２（特開２０００−３０４６３１号公報）に開示されている各実施形態とをそれぞれ組み合わせて実施してもよく、その場合には組み合わせた実施形態の両方の作用・効果を合わせて得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態の物理量検出回路１００の概略構成を示す回路図。
【図２】本発明を具体化した第２実施形態の物理量検出回路２００の概略構成を示す回路図。
【図３】本発明を具体化した第３実施形態の物理量検出回路３００の概略構成を示す回路図。
【図４】本発明を具体化した第４実施形態の物理量検出回路４００の概略構成を示す回路図。
【図５】本発明を具体化した第５実施形態の物理量検出回路５００の概略構成を示す回路図。
【図６】本発明を具体化した第６実施形態の物理量検出回路６００の概略構成を示す回路図。
【図７】本発明を具体化した第７実施形態の物理量検出回路７００の概略構成を示す回路図。
【図８】本発明を具体化した第８実施形態の物理量検出回路８００の概略構成を示す回路図。
【図９】本発明を具体化した第９実施形態の物理量検出回路９００の概略構成を示す回路図。
【符号の説明】
【０１８５】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００…物理量検出回路
１０１…第１素子
１０２…演算増幅器
１０３…負帰還容量
１０４〜１０７…ＰＮ接合ダイオード
１０８…負帰還電流検出用抵抗
１０９〜１１１…スイッチ
１１２，２０１，３０１，４０１，５０１…スイッチ切替制御回路
２０２…感温ダイオード
２０３…定電流源
３０２…感温抵抗
６０４〜６０７…ＮＭＯＳトランジスタ
８０４〜８０７…ＮＰＮトランジスタ
ＦＢ…負帰還増幅回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は物理量検出回路に係り、詳しくは、電荷量の微小変化により物理量を検出する物理量検出回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、静電容量を変化させることが可能な可変容量素子（可変コンデンサ）や圧電素子から成る第１素子を用い、その第１素子の電荷量の微小変化に基づいて、特定の物理量（例えば、力、重量、加速度、圧力など）を計測する物理量検出回路が広く利用されている。
【０００３】
特許文献１の請求項１には、演算増幅器の反転入力端子に接続された第１素子の電荷量の変化により物理量を検出する物理量検出回路であって、前記反転入力端子と前記演算増幅器の出力端子との帰還経路に接続された帰還容量と、抵抗として機能する複数の第２素子から選択された少なくとも一つから構成され、かつ、前記反転入力端子と前記出力端子との帰還経路に前記帰還容量と並列に接続される第３素子と、温度変化により前記複数の第２素子の選択を変更する選択変更手段とを備えることが開示されている。
【０００４】
そして、特許文献１の請求項２には、請求項１において、前記複数の第２素子は並列接続された複数のダイオードを含むことが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２の請求項１には、第１素子の電荷の変化により、物理量を検出する物理量検出回路であって、演算増幅器、第１コンデンサ及び第１ダイオードを備え、前記演算増幅器は、出力端子、反転入力端子及び非反転入力端子を有し、負帰還動作をし、前記第１素子は前記反転入力端子に接続され、前記第１コンデンサと前記第１ダイオードとは並列に前記出力端子と前記反転入力端子との間に接続されていることが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１８５２９８号公報（第２〜８頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−３０４６３１号公報（第２〜９頁、図１，図１１，図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の請求項２および特許文献２の請求項１において、演算増幅器の出力端子と反転入力端子とを接続する負帰還経路にダイオード（第２素子、第１ダイオード）を接続するのは、ダイオードを高抵抗の負帰還抵抗として機能させることにより、演算増幅器に直流的な負帰還をかけて出力電圧の飽和を防ぎ、演算増幅器に高精度な増幅をさせるためである。
【０００７】
すなわち、ＰＮ接合ダイオードは±数十ｍＶの電圧範囲において、方向性（順方向、逆方向）に関係なく、抵抗値を数百ＭΩの高抵抗値にすることができる。
そして、物理量検出回路を１個の半導体チップ（ワンチップ）上に集積化されたモノリシックＩＣ（Integrated Circuit）によって構成した場合には、ダイオードを負帰還抵抗として用いれば、抵抗体の薄膜や不純物拡散層を負帰還抵抗として用いるのと比べて、半導体チップ上における負帰還抵抗の占有面積を小さくした上で高抵抗値を容易に実現できる。
【０００８】
ところが、物理量検出回路が置かれた環境温度が高温（例えば、１７５℃以上）になると、負帰還抵抗として用いるダイオードにリーク電流が発生し、そのリーク電流は温度上昇に伴って増大するため、そのリーク電流の分だけダイオードの抵抗値が実質的に低下することから、物理量検出回路が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
言い換えれば、ダイオードを高抵抗の負帰還抵抗として用いる物理量検出回路の検出精度は高温になると低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、環境温度が高温になっても高精度な検出が可能な物理量検出回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、
検出対象の物理量に応じて電荷量が変化する第１素子（１０１）と、
その第１素子（１０１）の電荷量の変化に応じた出力電圧を生成する負帰還増幅回路（ＦＢ）とを備え、
前記負帰還増幅回路（ＦＢ）は、
前記第１素子（１０１）が反転入力端子に接続され、負帰還動作を行って出力端子から前記出力電圧を出力する演算増幅器（１０２）と、
その演算増幅器（１０２）の負帰還経路に接続された負帰還容量（１０３）と、
前記負帰還経路にて前記負帰還容量（１０３）と並列接続された負帰還抵抗とを備えた物理量検出回路であって、
前記負帰還抵抗は、複数個のダイオード（１０４〜１０７）の直列接続による合成抵抗から成り、
前記負帰還経路に流れる負帰還電流を検出する負帰還電流検出手段（１０８、１２１）と、
その負帰還電流検出手段（１０８、１２１）が検出した負帰還電流と設定電流値とを比較し、負帰還電流が設定電流値よりも少なくなると、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を増大させる負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１２）と
を備えた物理量検出回路（１００、６００〜９００）を技術的特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１２）は、前記負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる度に、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させることを技術的特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還電流検出手段（１０８、１２１）は、前記負帰還経路に挿入された負帰還電流検出用抵抗（１０８）の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出することを技術的特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、
検出対象の物理量に応じて電荷量が変化する第１素子（１０１）と、
その第１素子（１０１）の電荷量の変化に応じた出力電圧を生成する負帰還増幅回路（ＦＢ）とを備え、
前記負帰還増幅回路（ＦＢ）は、
前記第１素子（１０１）が反転入力端子に接続され、負帰還動作を行って出力端子から前記出力電圧を出力する演算増幅器（１０２）と、
前記演算増幅器（１０２）の負帰還経路に接続された負帰還容量（１０３）と、
前記負帰還経路にて前記負帰還容量（１０３）と並列接続された負帰還抵抗とを備えた物理量検出回路であって、
物理量検出回路が置かれた環境温度を検出する温度検出手段（２０２、２０３、３０２）と、
その温度検出手段（２０２、２０３、３０２）が検出した環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度より高くなると、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を増大させる負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、２０１、３０１、４０１、５０１）と
を備えた物理量検出回路（２００、３００、４００、５００）を技術的特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、
請求項４に記載の物理量検出回路において、
前記設定温度は段階的に複数設定されており、
前記負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、４０１、５０１）は、前記環境温度が段階的な複数の設定温度より高くなる度に、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させること技術的特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、
請求項４に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、２０１、３０１、４０１、５０１）は、前記環境温度が設定温度以下になると、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を減らすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を減少させることを技術的特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、
請求項６に記載の物理量検出回路において、
前記設定温度は段階的に複数設定されており、
前記負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、４０１、５０１）は、前記環境温度が段階的な複数の設定温度以下になる度に、直列接続される前記ダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に減らすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に減少させることを技術的特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、
請求項４〜７のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記温度検出手段（２０２、２０３、３０２）は、一定電流が流された感温ダイオード（２０２）または感温抵抗（３０２）の両端間電圧に基づいて環境温度を検出することを技術的特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段（１２１、２０１、３０１、４０１、５０１）は、
前記複数個のダイオード（１０４〜１０７）に対してそれぞれ並列接続されたスイッチ（１０９〜１１１）を備え、
任意のスイッチ（１０９〜１１１）を開くことにより、そのスイッチに並列接続されたダイオード（１０５〜１０７）を前記負帰還経路に接続させることを技術的特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記ダイオード（１０４〜１０７）は、ＰＮ接合ダイオード（１０４〜１０７）またはダイオード接続されたトランジスタ（６０４〜６０７、８０４〜８０７）から成ることを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
＜請求項１：第１，第６〜第９実施形態（図１，図６〜図９参照）に該当＞
請求項１の物理量検出回路（１００、６００、７００、８００、９００）において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１２）は、負帰還電流検出手段（１０８、１２１）が検出した負帰還電流と設定電流値とを比較し、負帰還電流が閾値である設定電流値よりも少なくなると、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を増やすことにより、演算増幅器（１０２）の負帰還抵抗の抵抗値を増大させる。
【００２１】
従って、請求項１によれば、環境温度が高温になって各ダイオード（１０４〜１０７）にリーク電流が発生しても、各ダイオード（１０４〜１０７）の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ負帰還抵抗と抵抗値が大きくなるため、物理量検出回路が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００２２】
尚、設定電流値は、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
また、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数は、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適個数を見つけて設定すればよい。
【００２３】
＜請求項２：第１，第６〜第９実施形態に該当＞
請求項２において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１２）は、負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる度に、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に増やすことにより、負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させる。
従って、請求項２では、負帰還抵抗の抵抗値の段階的な増大により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、請求項１の前記作用・効果を更に高めることができる。
尚、前記段階の数については、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適な数を見つけて設定すればよい。
【００２４】
＜請求項３：第１，第６〜第９実施形態に該当＞
請求項３において、負帰還電流検出手段（１０８、１２１）は、演算増幅器（１０２）の負帰還経路に挿入された負帰還電流検出用抵抗（１０８）の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出する。
従って、請求項３によれば、簡単な構成で確実に負帰還電流を検出可能なことから、物理量検出回路の低コスト化を図ることができる。
尚、負帰還電流検出用抵抗（１０８）の抵抗値は、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
【００２５】
＜請求項４：第２〜第５実施形態（図２〜図５参照）に該当＞
請求項４の物理量検出回路（２００、３００、４００、５００）において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、２０１、３０１、４０１、５０１）は、温度検出手段（２０２、２０３、３０２）が検出した環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が閾値である設定温度より高くなると、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を増やすことにより、演算増幅器（１０２）の負帰還抵抗の抵抗値を増大させる。
【００２６】
従って、請求項４によれば、環境温度が高温になって各ダイオード（１０４〜１０７）にリーク電流が発生しても、各ダイオード（１０４〜１０７）の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ負帰還抵抗と抵抗値が大きくなるため、物理量検出回路が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００２７】
尚、設定温度は、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適温度を見つけて設定すればよい。
また、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数は、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適個数を見つけて設定すればよい。
【００２８】
＜請求項５：第４，第５実施形態（図４，図５参照）に該当＞
請求項５では、閾値である設定温度が段階的に複数設定されている。
そして、請求項５において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、４０１、５０１）は、環境温度が段階的な複数の設定温度より高くなる度に、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に増やすことにより、負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させる。
【００２９】
従って、請求項５では、負帰還抵抗の抵抗値の段階的な増大により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、請求項４の前記作用・効果を更に高めることができる。
尚、前記段階の数については、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適な数を見つけて設定すればよい。
【００３０】
＜請求項６：第２〜第５実施形態に該当＞
請求項６において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、２０１、３０１、４０１、５０１）は、環境温度が設定温度以下になると、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を減らすことにより、負帰還抵抗の抵抗値を減少させる。
従って、請求項６によれば、環境温度が変化しても負帰還抵抗の抵抗値を常に最適値に近く保持させることが可能になるため、請求項４の前記作用・効果を更に高めることができる。
【００３１】
＜請求項７：第４，第５実施形態に該当＞
請求項７では、閾値である設定温度が段階的に複数設定されている。
そして、請求項７において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、４０１、５０１）は、環境温度が段階的な複数の設定温度以下になる度に、直列接続されるダイオード（１０４〜１０７）の個数を段階的に減らすことにより、負帰還抵抗の抵抗値を段階的に減少させる。
【００３２】
従って、請求項７では、負帰還抵抗の抵抗値の段階的な減少により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、請求項６の前記作用・効果を更に高めることができる。
尚、前記段階の数については、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適な数を見つけて設定すればよい。
【００３３】
＜請求項８：第２〜第５実施形態に該当＞
請求項８において、温度検出手段（２０２、２０３、３０２）は、一定電流が流された感温ダイオード（２０２）または感温抵抗（３０２）の両端間電圧に基づいて環境温度を検出する。
従って、請求項８によれば、簡単な構成で確実に環境温度を検出可能なことから、物理量検出回路の低コスト化を図ることができる。
【００３４】
＜請求項９：第１〜第９実施形態に該当＞
請求項９において、負帰還抵抗制御手段（１０９〜１１１、１２１、２０１、３０１、４０１、５０１）は、複数個のダイオード（１０５〜１０７）に対してそれぞれ並列接続されたスイッチ（１０９〜１１１）のうち、任意のスイッチを開くことにより、そのスイッチに並列接続されたダイオードを演算増幅器（１０２）の負帰還経路に接続させる。
従って、請求項９によれば、直列接続されるダイオードの個数を簡単な構成で確実に増減させることが可能なことから、物理量検出回路の低コスト化を図ることができる。
【００３５】
＜請求項１０：第１〜第９実施形態に該当＞
請求項１０のように、ダイオード（１０４〜１０７）としては、ＰＮ接合ダイオード（１０４〜１０７）またはダイオード接続されたトランジスタ（６０４〜６０７、８０４〜８０７）を用いればよい。
【００３６】
＜用語の説明＞
上術した［課題を解決するための手段］［発明の効果］に記載した（ ）内の符号等は、上述した［背景技術］と後述する［発明を実施するための最良の形態］に記載した構成部材・構成要素の符号等に対応したものである。
そして、［課題を解決するための手段］［発明の効果］に記載した構成部材・構成要素と、［発明を実施するための最良の形態］に記載した構成部材・構成要素との対応関係は以下のようになっている。
【００３７】
「負帰還電流検出手段」は、負帰還電流検出用抵抗１０８および演算増幅器１２１に該当する。
請求項１の「負帰還抵抗制御手段」は、スイッチ１０９〜１１１およびスイッチ切替制御回路１１２に該当する。
請求項４の「負帰還抵抗制御手段」は、スイッチ１０９〜１１１およびスイッチ切替制御回路２０１，３０１，４０１，５０１に該当する。
請求項５，７の「負帰還抵抗制御手段」は、スイッチ１０９〜１１１およびスイッチ切替制御回路４０１，５０１に該当する。
「温度検出手段」は、感温ダイオード２０２または感温抵抗３０２および定電流源２０３に該当する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を具体化した各実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各実施形態において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略してある。
【００３９】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の物理量検出回路１００の概略構成を示す回路図である。
物理量検出回路１００は、第１素子１０１、演算増幅器１０２、負帰還容量（コンデンサ）１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、負帰還電流検出用抵抗１０８、スイッチ１０９〜１１１、スイッチ切替制御回路１１２から構成されている。
【００４０】
第１素子１０１は、可動電極板（ダイヤフラム）と固定電極板とが微小な間隔を隔てて対向配置された構造であり、可動電極板を可動させて両電極板の間隔を変化させることにより、両電極板間の静電容量値を変化させることが可能な可変容量素子（可変コンデンサ）である。
尚、第１素子１０１は、マイクロマシニング技術を用いて作製すればよい。
【００４１】
第１素子１０１の各電極板のいずれか一方は演算増幅器１０２の反転入力端子に接続され、第１素子１０１の他方の電極板には直流電圧VBBが印加され、演算増幅器１０２の非反転入力端子はアースに接続されている。
【００４２】
演算増幅器１０２の出力端子と反転入力端子とを接続する負帰還経路には、負帰還容量１０３が接続されると共に、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７および負帰還電流検出用抵抗１０８が接続されている。
すなわち、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７および負帰還電流検出用抵抗１０８と、負帰還容量１０３とは、演算増幅器１０２の負帰還経路にて並列接続されている。
尚、負帰還電流検出用抵抗１０８は各ダイオード１０４，１０５の間に接続されている。
【００４３】
ここで、各ダイオード１０４〜１０７は、演算増幅器１０２の負帰還経路に対して順方向に接続されている。
すなわち、演算増幅器１０２の反転入力端子に向けて各ダイオード１０４〜１０７のカソードが接続され、演算増幅器１０２の出力端子に向けて各ダイオード１０４〜１０７のアノードが接続されている。
【００４４】
各ダイオード１０５〜１０７にはそれぞれ各スイッチ１０９〜１１１が並列接続されている。すなわち、ダイオード１０５とスイッチ１０９は並列接続され、ダイオード１０６とスイッチ１１０は並列接続され、ダイオード１０７とスイッチ１１１は並列接続されている。
【００４５】
各スイッチ１０９〜１１１はそれぞれ、スイッチ切替制御回路１１２から出力される各制御信号Ｓａ〜Ｓｃに従って開閉が制御される。
尚、各スイッチ１０９〜１１１は定常状態では閉じられている。
ここで、各スイッチ１０９〜１１１がそれぞれ開いている場合、各ダイオード１０５〜１０７は±数十ｍＶの電圧範囲において、抵抗値が数百ＭΩの高抵抗の負帰還抵抗として機能する。
また、各スイッチ１０９〜１１１がそれぞれ閉じている場合、各ダイオード１０５〜１０７は各スイッチ１０９〜１１１を介して短絡されるため負帰還抵抗として機能しない。
【００４６】
ここで、演算増幅器１０２、負帰還容量１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、負帰還電流検出用抵抗１０８は負帰還増幅回路ＦＢを構成し、演算増幅器１０２は負帰還動作を行っている。
【００４７】
スイッチ切替制御回路１１２は、直流電源VCC、演算増幅器１２１、コンパレータ１２２、抵抗分圧回路１２３、切替選択回路１２４などから構成されている。
【００４８】
演算増幅器１２１の各入力端子はそれぞれ負帰還電流検出用抵抗１０８の両端に接続され、演算増幅器１２１の出力端子はコンパレータ１２２のプラス入力端子に接続されている。そして、演算増幅器１２１は、負帰還電流検出用抵抗１０８の両端間電圧を検出し、負帰還電流検出用抵抗１０８の両端間電圧に応じた出力電圧をコンパレータ１２２のプラス入力端子へ出力する。
【００４９】
抵抗分圧回路１２３は、直列接続された各抵抗Ｒ１，Ｒ２から構成され、直流電源VCCの電圧（直流電圧）VCCを各抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値比で分圧した設定電圧を生成し、その設定電圧をコンパレータ１２２のマイナス入力端子に印加させている。
尚、直流電源VCCと、その電圧VCCには、説明を分かり易くするため同一符号を用いている。
【００５０】
コンパレータ１２２は、演算増幅器１２１の出力電圧と抵抗分圧回路１２３の設定電圧とを比較し、その比較結果に応じたレベルの出力信号を切替選択回路１２４へ出力する。
【００５１】
切替選択回路１２４は、コンパレータ１２２の出力信号のレベルに応じて各スイッチ１０９〜１１１を選択して開閉を制御するための制御信号Ｓａ〜Ｓｃを生成して出力する。
【００５２】
［第１実施形態の動作］
物理量検出回路１００が検出対象とする特定の物理量（例えば、力、重量、加速度、圧力など）が第１素子１０１に印加されると、第１素子１０１の可動電極板が可動し、第１素子１０１の両電極板の間隔が変化して静電容量値も変化する。
そして、第１素子１０１の各電極板のいずれか一方には直流電圧VBBが印加されているため、第１素子１０１の静電容量値が変化すると、第１素子１０１に蓄積されている電荷量も変化する。
【００５３】
すると、演算増幅器１０２は、第１素子１０１の電荷量の微小変化を増幅し、第１素子１０１の電荷量に対応した出力電圧Ｖｏを出力端子から出力する。
すなわち、第１素子１０１の電荷量は物理量に応じて変化し、出力電圧Ｖｏは物理量に対応する。
【００５４】
ここで、出力電圧Ｖｏは、第１素子１０１の静電容量値の変化量ΔＣと、負帰還容量１０３の静電容量値Ｄと、直流電圧VBBとにより、数式１によって表される。
【００５５】
Ｖｏ＝（ΔＣ／Ｄ）×VBB ………（数式１）
【００５６】
物理量検出回路１００において、演算増幅器１０２の負帰還経路にダイオード１０４が接続されているのは、ダイオード１０４を高抵抗の負帰還抵抗として機能させることにより、演算増幅器１０２に直流的な負帰還をかけて出力電圧Ｖｏの飽和を防ぎ、演算増幅器１０２に高精度な増幅をさせるためである。
【００５７】
すなわち、演算増幅器１０２の負帰還経路に高抵抗を接続しない場合には、演算増幅器１０２は大きな解放利得を有するため、演算増幅器１０２の僅かなオフセット電圧により出力電圧Ｖｏが飽和する可能性があるためである。
そして、ダイオード１０４は±数十ｍＶの電圧範囲において、抵抗値が数百ＭΩの高抵抗の負帰還抵抗として機能する。
【００５８】
ところで、物理量検出回路１００において、演算増幅器１０２に高精度な増幅をさせるためには、第１素子１０１の静電容量値の変化の周波数ｆと、負帰還容量１０３の静電容量値Ｄとによって決定されるインピーダンスＺに対して、負帰還抵抗として用いるダイオード１０４の抵抗値Ｒを、数式２に表すように十分に大きく設定する必要がある。
【００５９】
Ｒ≫Ｚ＝１／２π×ｆ×Ｄ ………（数式２）
【００６０】
例えば、第１素子１０１の静電容量値の変化の周波数ｆを１０ｋＨｚ、負帰還容量１０３の静電容量値Ｄを１ｐＦとした場合には、インピーダンスＺは約１６ＭΩとなる。
そこで、ダイオード１０４の抵抗値ＲがインピーダンスＺより十分に大きくなるように、例えば、抵抗値ＲをインピーダンスＺの１０倍以上にするとなると、抵抗値Ｒを１６０ＭΩ以上にする必要がある。
【００６１】
ところが、物理量検出回路１００が置かれた環境温度が高温（例えば、１０７５℃以上）になると、負帰還抵抗として用いるダイオード１０４にリーク電流が発生し、そのリーク電流は温度上昇に伴って増大するため、そのリーク電流の分だけ抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【００６２】
ところで、演算増幅器１０２の負帰還経路には、演算増幅器１０２の出力端子から反転入力端子へ向けて負帰還電流が流れている。
ダイオード１０４は演算増幅器１０２の負帰還経路に対して順方向に接続されており、ダイオード１０４のリーク電流はカソードからアノードに向けて逆方向に流れるため、ダイオード１０４にリーク電流が発生すると、そのリーク電流の分だけ演算増幅器１０２の負帰還電流が減少することになる。
【００６３】
そこで、スイッチ切替制御回路１１２は、演算増幅器１０２の負帰還経路に挿入された負帰還電流検出用抵抗１０８の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出し、負帰還電流と設定電流値とを比較し、負帰還電流が設定電流値より少ない場合には、まず、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａを出力し、スイッチ１０９を開かせることにより、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【００６４】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、ダイオード１０４に加えてダイオード１０５が接続されることになり、各ダイオード１０４，１０５の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ負帰還電流が増大し、負帰還電流が設定電流値よりも多くなる。
そして、各ダイオード１０４，１０５の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４，１０５にリーク電流が発生していても、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００６５】
このとき、スイッチ切替制御回路１１２は、演算増幅器１０２の負帰還電流が設定電流値より一度少なくなった後に多くなっても、スイッチ１０９を開かせたまま保持させ、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【００６６】
しかし、環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流が増大すると、各ダイオード１０４，１０５の合成抵抗値が実質的に低下し、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流の増大分だけ演算増幅器１０２の負帰還電流が減少し、再び負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる。
ここで、ダイオード１０５は演算増幅器１０２の負帰還経路に対して順方向に接続されており、ダイオード１０５のリーク電流はカソードからアノードに向けて逆方向に流れるため、ダイオード１０５にリーク電流が発生すると、そのリーク電流の分だけ演算増幅器１０２の負帰還電流が減少することになる。
【００６７】
そこで、スイッチ切替制御回路１１２は、次に、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａに加えて、スイッチ１１０を開くための制御信号Ｓｂを出力し、スイッチ１０９に加えてスイッチ１１０を開かせることにより、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【００６８】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４，１０５に加えてダイオード１０６が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０６の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ負帰還電流が増大し、再び負帰還電流が設定電流値よりも多くなる。
そして、各ダイオード１０４〜１０６の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０６にリーク電流が発生していても、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００６９】
このとき、スイッチ切替制御回路１１２は、演算増幅器１０２の負帰還電流が設定電流値より二度少なくなった後に多くなっても、各スイッチ１０９，１１０を開かせたまま保持させ、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【００７０】
しかし、環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流が増大すると、各ダイオード１０４〜１０６の合成抵抗値が実質的に低下し、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流の増大分だけ演算増幅器１０２の負帰還電流が減少し、再び負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる。
ここで、ダイオード１０６は演算増幅器１０２の負帰還経路に対して順方向に接続されており、ダイオード１０６のリーク電流はカソードからアノードに向けて逆方向に流れるため、ダイオード１０６にリーク電流が発生すると、そのリーク電流の分だけ演算増幅器１０２の負帰還電流が減少することになる。
【００７１】
そこで、スイッチ切替制御回路１１２は、次に、各スイッチ１０９，１１０を開くための各制御信号Ｓａ，Ｓｂに加えて、スイッチ１１１を開くための制御信号Ｓｃを出力し、各スイッチ１０９，１１０に加えてスイッチ１１１を開かせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【００７２】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４〜１０６に加えてダイオード１０７が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ負帰還電流が増大し、再び負帰還電流が設定電流値よりも多くなる。
そして、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生していても、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００７３】
このとき、スイッチ切替制御回路１１２は、演算増幅器１０２の負帰還電流が設定電流値より三度少なくなった後に多くなっても、各スイッチ１０９〜１１１を開かせたまま保持させ、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【００７４】
［第１実施形態の作用・効果］
以上詳述したように、第１実施形態の物理量検出回路１００では、環境温度が高温になり、演算増幅器１０２の負帰還電流が閾値である設定電流値よりも少なくなる度に、各スイッチ１０９〜１１１が順番に開かれ、各ダイオード１０５〜１０７が順番に演算増幅器１０２の負帰還経路に接続されて高抵抗の負帰還抵抗として機能するため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値（負帰還抵抗の抵抗値）が自動的に補正・調整されて増大し、その合成抵抗値の増加分だけ負帰還電流も増大する。
【００７５】
すなわち、第１実施形態では、負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる度に、演算増幅器１０２の負帰還経路に直列接続されるダイオード１０５〜１０７の個数が段階的に増やされることにより、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値が段階的に増大されている。
【００７６】
従って、第１実施形態によれば、環境温度が高温になって各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生しても、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路１００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００７７】
そして、第１実施形態では、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値の段階的な増大により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、前記作用・効果を更に高めることができる。
【００７８】
また、第１実施形態では、負帰還電流検出用抵抗１０８と演算増幅器１２１を用い、負帰還電流検出用抵抗１０８の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出するため、簡単な構成で確実に負帰還電流を検出可能なことから、物理量検出回路１００の低コスト化を図ることができる。
【００７９】
また、第１実施形態において、スイッチ切替制御回路１１２は、各ダイオード１０５〜１０７に対してそれぞれ並列接続された各スイッチ１０９〜１１１のうち、任意のスイッチを開くことにより、そのスイッチに並列接続されたダイオードを演算増幅器１０２の負帰還経路に接続させる。
従って、第１実施形態によれば、直列接続されるダイオード１０４〜１０７の個数を簡単な構成で確実に増減させることが可能なことから、物理量検出回路１００の低コスト化を図ることができる。
【００８０】
ところで、スイッチ切替制御回路１１２は、演算増幅器１０２の負帰還経路に挿入された負帰還電流検出用抵抗１０８の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出し、その負帰還電流が設定電流値より少ない場合には、各スイッチ１０９〜１１１をそれぞれ開かせる。
ここで、設定電流値は、抵抗分圧回路１２３の各抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値比または直流電源VCCの直流電圧VCCによって決定される設定電圧に対応する。
そのため、設定電流値は、設定電圧を変更することにより任意の電流値に設定可能であり、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
【００８１】
また、負帰還電流検出用抵抗１０８の抵抗値についても、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適値を見つけて設定すればよい。
【００８２】
＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態の物理量検出回路２００の概略構成を示す回路図である。
物理量検出回路２００は、第１素子１０１、演算増幅器１０２、負帰還容量１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、スイッチ１０９〜１１１、スイッチ切替制御回路２０１から構成されている。
第２実施形態の物理量検出回路２００において、第１実施形態の物理量検出回路１００と異なるのは、以下の点である。
【００８３】
［２−１］負帰還電流検出用抵抗１０８が省かれている。
【００８４】
［２−２］スイッチ切替制御回路２０１は、直流電源VCC、コンパレータ１２２、抵抗分圧回路１２３、切替選択回路１２４、感温ダイオード（温度検出ダイオード）２０２、定電流源２０３などから構成されている。
【００８５】
定電流源２０３の一端は直流電源VCCに接続され、感温ダイオード２０２のカソードはアースに接続され、定電流源２０３の他端は感温ダイオード２０２のアノードに接続されると共にコンパレータ１２２のプラス入力端子に接続されている。
そのため、感温ダイオード２０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温ダイオード２０２の両端間電圧であるアノード電圧がコンパレータ１２２のプラス入力端子に出力される。
【００８６】
コンパレータ１２２は、感温ダイオード２０２のアノード電圧と抵抗分圧回路１２３の設定電圧とを比較し、その比較結果に応じた出力信号を切替選択回路１２４へ出力する。
【００８７】
［第２実施形態の動作］
物理量検出回路２００が置かれた環境温度が高温になると、負帰還抵抗として用いるダイオード１０４にリーク電流が発生し、そのリーク電流は温度上昇に伴って増大するため、そのリーク電流の分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路２００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【００８８】
ここで、環境温度の上昇に伴い、スイッチ切替制御回路２０１が備える感温ダイオード２０２の順方向電圧降下は増大する。
そして、感温ダイオード２０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温ダイオード２０２のカソードはアースに接続されているため、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下が増大するとアノード電圧も増大する。
【００８９】
そこで、スイッチ切替制御回路２０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度より高い場合には、全てのスイッチ１０９〜１１１をそれぞれ開くための各制御信号Ｓａ〜Ｓｃを出力し、全スイッチ１０９〜１１１を開かせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【００９０】
すると、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生していても、物理量検出回路２００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００９１】
その後、環境温度が低下すると、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下は減少する。
そこで、スイッチ切替制御回路２０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度以下の場合には、全てのスイッチ１０９〜１１１をそれぞれ閉じるための各制御信号Ｓａ〜Ｓｃを出力し、全スイッチ１０９〜１１１を閉じさせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を負帰還抵抗として機能させないようにする。
【００９２】
すると、定常状態に戻り、ダイオード１０４だけが演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するが、環境温度は設定温度以下に低下しており、ダイオード１０４のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路２００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００９３】
［第２実施形態の作用・効果］
以上詳述したように、第２実施形態の物理量検出回路２００では、環境温度が高温になり閾値である設定温度よりも高くなると、全てのスイッチ１０９〜１１１が同時に開かれ、各ダイオード１０５〜１０７が同時に演算増幅器１０２の負帰還経路に接続されて高抵抗の負帰還抵抗として機能するため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値（負帰還抵抗の抵抗値）が自動的に補正・調整されて増大する。
【００９４】
従って、第２実施形態によれば、環境温度が高温になって各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生しても、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路２００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【００９５】
また、第２実施形態では、環境温度が低下して設定温度以下になると、全てのスイッチ１０９〜１１１が同時に閉じられ、各ダイオード１０５〜１０７が同時に負帰還抵抗として機能しなくなるため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値が自動的に補正・調整されて減少する。
【００９６】
従って、第２実施形態によれば、環境温度が変化しても、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値を常に最適値に近く保持させることが可能になるため、前記作用・効果を更に高めることができる。
【００９７】
また、第２実施形態では、感温ダイオード２０２と定電流源２０３を用い、感温ダイオード２０２の両端間電圧であるアノード電圧に基づいて環境温度を検出するため、簡単な構成で確実に環境温度を検出可能なことから、物理量検出回路２００の低コスト化を図ることができる。
【００９８】
ところで、スイッチ切替制御回路２０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が設定温度より高い場合には、各スイッチ１０９〜１１１をそれぞれ開かせる。
ここで、設定温度は、抵抗分圧回路１２３の各抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値比または直流電源VCCの直流電圧VCCによって決定される設定電圧に対応する。
そのため、設定温度は、設定電圧を変更することにより任意の温度に設定可能であり、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適温度を見つけて設定すればよい。
【００９９】
＜第３実施形態＞
図３は、第３実施形態の物理量検出回路３００の概略構成を示す回路図である。
物理量検出回路３００は、第１素子１０１、演算増幅器１０２、負帰還容量１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、スイッチ１０９〜１１１、スイッチ切替制御回路３０１から構成されている。
【０１００】
第３実施形態の物理量検出回路３００において、第２実施形態の物理量検出回路２００と異なるのは、スイッチ切替制御回路２０１がスイッチ切替制御回路３０１に置き換えられ、スイッチ切替制御回路２０１の感温ダイオード２０２が、スイッチ切替制御回路３０１では感温抵抗３０２に置き換えられている点だけである。
【０１０１】
感温抵抗（熱敏感性抵抗、サーミスタ）３０２は、環境温度が上昇すると抵抗値が増大する正特性感温抵抗である。
【０１０２】
定電流源２０３の一端は直流電源VCCに接続され、感温抵抗３０２の一端はアースに接続され、感温抵抗３０２の他端は定電流源２０３の他端に接続されると共にコンパレータ１２２のプラス入力端子に接続されている。
そのため、感温抵抗３０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温抵抗３０２の両端間電圧がコンパレータ１２２のプラス入力端子に出力される。
【０１０３】
コンパレータ１２２は、感温抵抗３０２の両端間電圧と抵抗分圧回路１２３の設定電圧とを比較し、その比較結果に応じた出力信号を切替選択回路１２４へ出力する。
【０１０４】
［第３実施形態の動作］
物理量検出回路３００が置かれた環境温度の上昇に伴い、スイッチ切替制御回路３０１が備える感温抵抗３０２の抵抗値は増大する。
そして、感温抵抗３０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温抵抗３０２の一端はアースに接続されているため、感温抵抗３０２の抵抗値が増大すると両端間電圧も増大する。
【０１０５】
そこで、スイッチ切替制御回路３０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度より高い場合には、全てのスイッチ１０９〜１１１をそれぞれ開くための各制御信号Ｓａ〜Ｓｃを出力し、全スイッチ１０９〜１１１を開かせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【０１０６】
すると、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生していても、物理量検出回路３００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１０７】
その後、環境温度が低下すると、感温抵抗３０２の抵抗値は低下し両端間電圧は減少する。
そこで、スイッチ切替制御回路３０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度以下の場合には、全てのスイッチ１０９〜１１１をそれぞれ閉じるための各制御信号Ｓａ〜Ｓｃを出力し、全スイッチ１０９〜１１１を閉じさせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を負帰還抵抗として機能させないようにする。
【０１０８】
すると、定常状態に戻り、ダイオード１０４だけが演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するが、環境温度は設定温度以下に低下しており、ダイオード１０４のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路３００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１０９】
従って、第３実施形態の物理量検出回路３００においても、第２実施形態の物理量検出回路２００と同様の作用・効果が得られる。
また、第３実施形態では、感温抵抗３０２と定電流源２０３を用い、感温抵抗３０２の両端間電圧に基づいて環境温度を検出するため、簡単な構成で確実に環境温度を検出可能なことから、物理量検出回路３００の低コスト化を図ることができる。
【０１１０】
＜第４実施形態＞
図４は、第４実施形態の物理量検出回路４００の概略構成を示す回路図である。
物理量検出回路４００は、第１素子１０１、演算増幅器１０２、負帰還容量１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、スイッチ１０９〜１１１、スイッチ切替制御回路４０１から構成されている。
【０１１１】
第４実施形態の物理量検出回路４００において、第２実施形態の物理量検出回路２００と異なるのは、スイッチ切替制御回路２０１がスイッチ切替制御回路４０１に置き換えられている点である。
【０１１２】
スイッチ切替制御回路４０１は、直流電源VCC、コンパレータ４０２、抵抗分圧回路１２３，４０３，４０４、切替選択回路１２４、感温ダイオード２０２、定電流源２０３などから構成されている。
【０１１３】
コンパレータ４０２は、１個のプラス入力端子と、３個のマイナス入力端子とを備えた多入力型コンパレータである。
【０１１４】
抵抗分圧回路１２３は、直流電源VCCの直流電圧VCCを各抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値比で分圧した第１設定電圧を生成し、その第１設定電圧をコンパレータ４０２の第１マイナス入力端子に印加させている。
抵抗分圧回路４０３は、直列接続された各抵抗Ｒ３，Ｒ４から構成され、直流電源VCCの直流電圧VCCを各抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値比で分圧した第２設定電圧を生成し、その第２設定電圧をコンパレータ４０２の第２マイナス入力端子に印加させている。
抵抗分圧回路４０４は、直列接続された各抵抗Ｒ５，Ｒ６から構成され、直流電源VCCの直流電圧VCCを各抵抗Ｒ５，Ｒ６の抵抗値比で分圧した第３設定電圧を生成し、その第３設定電圧をコンパレータ４０２の第３マイナス入力端子に印加させている。
【０１１５】
定電流源２０３の一端は直流電源VCCに接続され、感温ダイオード２０２のカソードはアースに接続され、定電流源２０３の他端は感温ダイオード２０２のアノードに接続されると共にコンパレータ４０２のプラス入力端子に接続されている。
そのため、感温ダイオード２０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温ダイオード２０２の両端間電圧であるアノード電圧がコンパレータ４０２のプラス入力端子に出力される。
【０１１６】
コンパレータ４０２は、感温ダイオード２０２のアノード電圧と各抵抗分圧回路１２３，４０３，４０４の第１〜第３設定電圧とをそれぞれ比較し、その比較結果に応じた出力信号を切替選択回路１２４へ出力する。
【０１１７】
切替選択回路１２４は、コンパレータ４０２の出力信号のレベルに応じて各スイッチ１０９〜１１１を選択して開閉を制御するための制御信号Ｓａ〜Ｓｃを生成して出力する。
【０１１８】
［第４実施形態の動作］
物理量検出回路４００が置かれた環境温度が高温になると、負帰還抵抗として用いるダイオード１０４にリーク電流が発生し、そのリーク電流は温度上昇に伴って増大するため、そのリーク電流の分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１１９】
ここで、物理量検出回路４００が置かれた環境温度の上昇に伴い、スイッチ切替制御回路４０１が備える感温ダイオード２０２の順方向電圧降下は増大する。
そして、感温ダイオード２０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温ダイオード２０２のカソードはアースに接続されているため、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下が増大するとアノード電圧も増大する。
【０１２０】
そこで、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第１設定温度とを比較し、環境温度が第１設定温度より高い場合には、まず、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａを出力し、スイッチ１０９を開かせることにより、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【０１２１】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、ダイオード１０４に加えてダイオード１０５が接続されることになり、各ダイオード１０４，１０５の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４，１０５にリーク電流が発生していても、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１２２】
しかし、物理量検出回路４００が置かれた環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流が増大すると、そのリーク電流の増大分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１２３】
そして、環境温度が更に高温になると、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下も更に増大する。
そこで、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第２設定温度とを比較し、環境温度が第２設定温度より高い場合には、次に、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａに加えて、スイッチ１１０を開くための制御信号Ｓｂを出力し、スイッチ１０９に加えてスイッチ１１０を開かせることにより、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
尚、第２設定温度は第１設定温度よりも高い温度に設定されている。
【０１２４】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４，１０５に加えてダイオード１０６が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０６の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０６にリーク電流が発生していても、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１２５】
しかし、物理量検出回路４００が置かれた環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流が増大すると、そのリーク電流の増大分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１２６】
そこで、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第３設定温度とを比較し、環境温度が第３設定温度より高い場合には、続いて、各スイッチ１０９，１１０を開くための各制御信号Ｓａ，Ｓｂに加えて、スイッチ１１１を開くための制御信号Ｓｃを出力し、各スイッチ１０９，１１０に加えてスイッチ１１１を開かせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
尚、第３設定温度は第２設定温度よりも高い温度に設定されている。
【０１２７】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４〜１０６に加えてダイオード１０７が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生していても、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１２８】
その後、環境温度が低下すると、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下は減少する。
そこで、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第２，第３設定温度とを比較し、環境温度が第３設定温度以下で第２設定温度より高い場合には、スイッチ１１１を閉じるための制御信号Ｓｃを出力し、スイッチ１１１を閉じさせることにより、ダイオード１０７を負帰還抵抗として機能させないようにし、それと同時に、各スイッチ１０９，１１０を開かせたまま保持させ、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【０１２９】
すると、各ダイオード１０４〜１０６が演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するようになるが、環境温度は第３設定温度以下に低下しており、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１３０】
その後、環境温度が更に低下すると、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第１，第２設定温度とを比較し、環境温度が第２設定温度以下で第１設定温度より高い場合には、スイッチ１１０を閉じるための制御信号Ｓｂを出力し、スイッチ１１０を閉じさせることにより、ダイオード１０６を負帰還抵抗として機能させないようにし、それと同時に、スイッチ１０９を開かせたまま保持させ、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【０１３１】
すると、各ダイオード１０４，１０５が演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するようになるが、環境温度は第２設定温度以下に低下しており、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１３２】
その後、環境温度が更に低下すると、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、環境温度と第１設定温度とを比較し、環境温度が第１設定温度以下の高い場合には、スイッチ１０９を閉じるための制御信号Ｓａを出力し、スイッチ１０９を閉じさせることにより、ダイオード１０５を負帰還抵抗として機能させないようにする。
【０１３３】
すると、定常状態に戻り、ダイオード１０４だけが演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するが、環境温度は第１設定温度以下に低下しており、ダイオード１０４のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１３４】
［第４実施形態の作用・効果］
以上詳述したように、第４実施形態の物理量検出回路４００では、環境温度が高温になり、閾値である第１〜第３設定温度よりそれぞれ高くなる度に、各スイッチ１０９〜１１１が順番に開かれ、各ダイオード１０５〜１０７が順番に演算増幅器１０２の負帰還経路に接続されて高抵抗の負帰還抵抗として機能するため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値（負帰還抵抗の抵抗値）が自動的に補正・調整されて増大する。
【０１３５】
すなわち、第４実施形態では、環境温度が第１〜第３設定温度よりそれぞれ高くなる度に、演算増幅器１０２の負帰還経路に直列接続されるダイオード１０５〜１０７の個数が段階的に増やされることにより、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値が段階的に増大されている。
【０１３６】
従って、第４実施形態によれば、環境温度が高温になって各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生しても、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路４００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１３７】
そして、第４実施形態では、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値の段階的な増大により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、前記作用・効果を更に高めることができる。
【０１３８】
また、第４実施形態では、環境温度が低下し、第１〜第３設定温度よりそれぞれ低くなる度に、各スイッチ１０９〜１１１が順番に閉じられ、各ダイオード１０５〜１０７が順番に負帰還抵抗として機能しなくなるため、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値が自動的に補正・調整されて減少する。
【０１３９】
すなわち、第４実施形態では、環境温度が第１〜第３設定温度よりそれぞれ低くなる度に、演算増幅器１０２の負帰還経路に直列接続されるダイオード１０５〜１０７の個数が段階的に減らされることにより、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値が段階的に減少されている。
【０１４０】
従って、第４実施形態によれば、環境温度が変化しても、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値を常に最適値に近く保持させることが可能になるため、前記作用・効果を更に高めることができる。
【０１４１】
そして、第４実施形態では、直列接続された各ダイオード１０４〜１０７の合成抵抗から成る負帰還抵抗の抵抗値の段階的な減少により、負帰還抵抗の抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、前記作用・効果を更に高めることができる。
【０１４２】
ところで、スイッチ切替制御回路４０１は、感温ダイオード２０２の順方向電圧降下に基づいて環境温度を検出し、その環境温度と第１〜第３設定温度との比較結果に基づいて、各スイッチ１０９〜１１１の開閉を制御する。
ここで、第１設定温度は、抵抗分圧回路１２３の各抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値比または直流電源VCCの直流電圧VCCによって決定される第１設定電圧に対応する。
また、第２設定温度は、抵抗分圧回路４０３の各抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値比または直流電源VCCの直流電圧VCCによって決定される第２設定電圧に対応する。
また、第３設定温度は、抵抗分圧回路４０４の各抵抗Ｒ５，Ｒ６の抵抗値比または直流電源VCCの直流電圧VCCによって決定される第３設定電圧に対応する。
そのため、第１〜第３設定温度はそれぞれ、第１〜第３設定電圧を変更することにより任意の温度に設定可能であり、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適温度を見つけて設定すればよい。
【０１４３】
＜第５実施形態＞
図５は、第５実施形態の物理量検出回路５００の概略構成を示す回路図である。
物理量検出回路５００は、第１素子１０１、演算増幅器１０２、負帰還容量１０３、ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７、スイッチ１０９〜１１１、スイッチ切替制御回路５０１から構成されている。
【０１４４】
第５実施形態の物理量検出回路５００において、第４実施形態の物理量検出回路４００と異なるのは、スイッチ切替制御回路４０１がスイッチ切替制御回路５０１に置き換えられ、スイッチ切替制御回路４０１の感温ダイオード２０２が、スイッチ切替制御回路５０１では感温抵抗３０２に置き換えられている点だけである。
【０１４５】
定電流源２０３の一端は直流電源VCCに接続され、感温抵抗３０２の一端はアースに接続され、感温抵抗３０２の他端は定電流源２０３の他端に接続されると共にコンパレータ４０２のプラス入力端子に接続されている。
そのため、感温抵抗３０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温抵抗３０２の両端間電圧がコンパレータ４０２のプラス入力端子に出力される。
【０１４６】
コンパレータ４０２は、感温抵抗３０２の両端間電圧と各抵抗分圧回路１２３，４０３，４０４の第１〜第３設定電圧とをそれぞれ比較し、その比較結果に応じた出力信号を切替選択回路１２４へ出力する。
【０１４７】
［第５実施形態の動作］
物理量検出回路５００が置かれた環境温度が高温になると、負帰還抵抗として用いるダイオード１０４にリーク電流が発生し、そのリーク電流は温度上昇に伴って増大するため、そのリーク電流の分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１４８】
ここで、物理量検出回路５００が置かれた環境温度の上昇に伴い、スイッチ切替制御回路５０１が備える感温抵抗３０２の抵抗値は増大する。
そして、感温抵抗３０２には定電流源２０３により一定電流が流され、感温抵抗３０２の一端はアースに接続されているため、感温抵抗３０２の抵抗値が増大すると両端間電圧も増大する。
【０１４９】
そこで、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第１設定温度より高い場合には、まず、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａを出力し、スイッチ１０９を開かせることにより、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【０１５０】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、ダイオード１０４に加えてダイオード１０５が接続されることになり、各ダイオード１０４，１０５の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４，１０５にリーク電流が発生していても、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１５１】
しかし、物理量検出回路５００が置かれた環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流が増大すると、そのリーク電流の増大分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１５２】
そして、環境温度が更に高温になると、感温抵抗３０２の抵抗値も更に増大する。
そこで、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第２設定温度より高い場合には、次に、スイッチ１０９を開くための制御信号Ｓａに加えて、スイッチ１１０を開くための制御信号Ｓｂを出力し、スイッチ１０９に加えてスイッチ１１０を開かせることにより、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【０１５３】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４，１０５に加えてダイオード１０６が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０６の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０６にリーク電流が発生していても、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１５４】
しかし、物理量検出回路５００が置かれた環境温度が更に高温になり、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流が増大すると、そのリーク電流の増大分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが実質的に低下することから、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くなり、高精度な検出が困難になる。
【０１５５】
そこで、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第３設定温度より高い場合には、続いて、各スイッチ１０９，１１０を開くための各制御信号Ｓａ，Ｓｂに加えて、スイッチ１１１を開くための制御信号Ｓｃを出力し、各スイッチ１０９，１１０に加えてスイッチ１１１を開かせることにより、各ダイオード１０５〜１０７を高抵抗の負帰還抵抗として機能させる。
【０１５６】
すると、演算増幅器１０２の負帰還経路には、各ダイオード１０４〜１０６に加えてダイオード１０７が接続されることになり、各ダイオード１０４〜１０７の直列接続による合成抵抗値の増加分だけ数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、各ダイオード１０４〜１０７にリーク電流が発生していても、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１５７】
その後、環境温度が低下すると、感温抵抗３０２の抵抗値は減少する。
そこで、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第３設定温度以下で第２設定温度より高い場合には、スイッチ１１１を閉じるための制御信号Ｓｃを出力し、スイッチ１１１を閉じさせることにより、ダイオード１０７を負帰還抵抗として機能させないようにし、それと同時に、各スイッチ１０９，１１０を開かせたまま保持させ、各ダイオード１０５，１０６を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【０１５８】
すると、各ダイオード１０４〜１０６が演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するようになるが、環境温度は第３設定温度以下に低下しており、各ダイオード１０４〜１０６のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１５９】
その後、環境温度が更に低下すると、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第２設定温度以下で第１設定温度より高い場合には、スイッチ１１０を閉じるための制御信号Ｓｂを出力し、スイッチ１１０を閉じさせることにより、ダイオード１０６を負帰還抵抗として機能させないようにし、それと同時に、スイッチ１０９を開かせたまま保持させ、ダイオード１０５を高抵抗の負帰還抵抗として機能させ続ける。
【０１６０】
すると、各ダイオード１０４，１０５が演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するようになるが、環境温度は第２設定温度以下に低下しており、各ダイオード１０４，１０５のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１６１】
その後、環境温度が更に低下すると、スイッチ切替制御回路５０１は、感温抵抗３０２の抵抗値に基づいて環境温度を検出し、その環境温度が第１設定温度以下の高い場合には、スイッチ１０９を閉じるための制御信号Ｓａを出力し、スイッチ１０９を閉じさせることにより、ダイオード１０５を負帰還抵抗として機能させないようにする。
【０１６２】
すると、定常状態に戻り、ダイオード１０４だけが演算増幅器１０２の負帰還抵抗として機能するが、環境温度は第１設定温度以下に低下しており、ダイオード１０４のリーク電流は十分に小さくなって数式２に示す抵抗値Ｒが大きくなるため、物理量検出回路５００が検出可能な周波数帯域が狭くならずに高精度な検出が可能になる。
【０１６３】
従って、第５実施形態の物理量検出回路５００においても、第４実施形態の物理量検出回路４００と同様の作用・効果が得られる。
【０１６４】
＜第６実施形態＞
図６は、第６実施形態の物理量検出回路６００の概略構成を示す回路図である。
第６実施形態の物理量検出回路６００において、第１実施形態の物理量検出回路１００と異なるのは、各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７がそれぞれ、ダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ６０４〜６０７に置き換えられている点だけである。
【０１６５】
すなわち、演算増幅器１０２の反転入力端子に向けて各トランジスタ６０４〜６０７のソースが接続され、各トランジスタ６０４〜６０７のゲートがドレインに接続されることにより、各トランジスタ６０４〜６０７はダイオード接続されて各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７と同じ機能を有している。
そして、各トランジスタ６０５〜６０７のソース・ドレイン間にはそれぞれ、各スイッチ１０９〜１１１が並列接続されている。
【０１６６】
従って、第６実施形態の物理量検出回路６００においても、第１実施形態の物理量検出回路１００と同じ作用・効果が得られる。
【０１６７】
＜第７実施形態＞
図７は、第７実施形態の物理量検出回路７００の概略構成を示す回路図である。
第７実施形態の物理量検出回路７００において、第１実施形態の物理量検出回路１００と異なるのは、各ＰＮ接合ダイオード１０５〜１０７がそれぞれ、ダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ６０５〜６０７に置き換えられている点だけである。
従って、第７実施形態の物理量検出回路７００においても、第６実施形態と同様に、第１実施形態の物理量検出回路１００と同じ作用・効果が得られる。
【０１６８】
＜第８実施形態＞
図８は、第８実施形態の物理量検出回路８００の概略構成を示す回路図である。
第８実施形態の物理量検出回路８００において、第１実施形態の物理量検出回路１００と異なるのは、各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７がそれぞれ、ダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ８０４〜８０７に置き換えられている点だけである。
【０１６９】
すなわち、演算増幅器１０２の反転入力端子に向けて各トランジスタ８０４〜８０７のエミッタが接続され、各トランジスタ８０４〜８０７のベースがコレクタに接続されることにより、各トランジスタ８０４〜８０７はダイオード接続されて各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７と同じ機能を有している。
そして、各トランジスタ８０５〜８０７のソース・ドレイン間にはそれぞれ、各スイッチ１０９〜１１１が並列接続されている。
【０１７０】
従って、第８実施形態の物理量検出回路８００においても、第１実施形態の物理量検出回路１００と同じ作用・効果が得られる。
【０１７１】
＜第９実施形態＞
図９は、第９実施形態の物理量検出回路９００の概略構成を示す回路図である。
第９実施形態の物理量検出回路９００において、第１実施形態の物理量検出回路１００と異なるのは、各ＰＮ接合ダイオード１０５〜１０７がそれぞれ、ダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ８０５〜８０７に置き換えられている点だけである。
従って、第９実施形態の物理量検出回路９００においても、第８実施形態と同様に、第１実施形態の物理量検出回路１００と同じ作用・効果が得られる。
【０１７２】
＜別の実施形態＞
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
【０１７３】
［１］ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７は±数十ｍＶの電圧範囲において、方向性（順方向、逆方向）に関係なく、高抵抗の負帰還抵抗として機能する。
そして、第２〜第５実施形態の物理量検出回路２００〜５００において、各スイッチ切替制御回路２０１〜５０１は、第１実施形態の物理量検出回路１００におけるスイッチ切替制御回路１１２のように演算増幅器１０２の負帰還電流を検出するのではなく、環境温度を検出している。
そのため、第２〜第５実施形態において、各ダイオード１０４〜１０７は演算増幅器１０２の負帰還経路に対してどのような向きに接続してもよく、各ダイオード１０４〜１０７の接続方向がそれぞれバラバラであってもよい。
【０１７４】
［２］第１実施形態において、負帰還電流検出用抵抗１０８は各ダイオード１０４，１０５の間に接続されている。
しかし、負帰還電流検出用抵抗１０８は、演算増幅器１０２の負帰還経路であれば、どの箇所に挿入してもよい。
【０１７５】
［３］第２〜第５実施形態の物理量検出回路２００〜５００においても、第６実施形態の物理量検出回路６００のように各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７をそれぞれダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ６０４〜６０７に置き換えてもよく、第７実施形態の物理量検出回路７００のように各ＰＮ接合ダイオード１０５〜１０７をそれぞれダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ６０５〜６０７に置き換えてもよく、第８実施形態の物理量検出回路８００のように各ＰＮ接合ダイオード１０４〜１０７をそれぞれダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ８０４〜８０７に置き換えてもよく、第９実施形態の物理量検出回路９００のように各ＰＮ接合ダイオード１０５〜１０７をそれぞれダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ８０５〜８０７に置き換えてもよい。
【０１７６】
［４］第６〜第９実施形態の物理量検出回路６００〜９００において、ダイオード接続された各トランジスタ６０５〜６０７，８０５〜８０７のうち、適宜選択した１個または２個のトランジスタをＰＮ接合ダイオードに置き換えてもよい。
【０１７７】
［５］第６，第７実施形態の物理量検出回路６００，７００において、ダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタ６０４〜６０７を、ダイオード接続されたＰＭＯＳトランジスタに置き換えてもよい。
【０１７８】
［６］第８，第９実施形態の物理量検出回路８００，９００において、ダイオード接続されたＮＰＮトランジスタ８０４〜８０７を、ダイオード接続されたＰＮＰトランジスタに置き換えてもよい。
【０１７９】
［７］第１〜第９実施形態の物理量検出回路１００〜９００においては、ＰＮ接合ダイオード１０５〜１０７またはダイオード接続されたトランジスタ６０５〜６０７，８０５〜８０７を３個用いているが、１個または２個または４個以上用いるようにしてもよい。
【０１８０】
そして、第１，第４〜第９実施形態の物理量検出回路１００，４００〜９００では、負帰還抵抗として用いるＰＮ接合ダイオードまたはトランジスタの個数が多くなるほど、そのＰＮ接合ダイオードまたはトランジスタの直列接続による合成抵抗値の自動的な補正・調整をより細かく行うことが可能になるため、当該実施形態の前記作用・効果を更に高めることができる。
尚、負帰還抵抗として用いるＰＮ接合ダイオードまたはトランジスタの個数は、そのＰＮ接合ダイオードまたはトランジスタの抵抗値に応じて、前記作用・効果を確実に得られるように、カット・アンド・トライにより実験的に最適個数を見つけて設定すればよい。
【０１８１】
［８］第３，第５実施形態の物理量検出回路３００，５００では、環境温度が上昇すると抵抗値が増大する正特性感温抵抗を感温抵抗３０２として用いている。
しかし、環境温度が上昇すると抵抗値が減少する負特性感温抵抗を感温抵抗３０２として用いてもよい。
【０１８２】
［９］第１〜第９実施形態の物理量検出回路１００〜９００では、静電容量値を変化させることが可能な可変容量素子を第１素子１０１として用いている。
しかし、検出対象の物理量に対応して発生する電荷量を変化させる圧電素子を第１素子１０１として用いてもよい。
【０１８３】
［１０］第１〜第９実施形態の物理量検出回路１００〜９００と、特許文献１（特開２００２−１８５２９８号公報）または特許文献２（特開２０００−３０４６３１号公報）に開示されている各実施形態とをそれぞれ組み合わせて実施してもよく、その場合には組み合わせた実施形態の両方の作用・効果を合わせて得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態の物理量検出回路１００の概略構成を示す回路図。
【図２】本発明を具体化した第２実施形態の物理量検出回路２００の概略構成を示す回路図。
【図３】本発明を具体化した第３実施形態の物理量検出回路３００の概略構成を示す回路図。
【図４】本発明を具体化した第４実施形態の物理量検出回路４００の概略構成を示す回路図。
【図５】本発明を具体化した第５実施形態の物理量検出回路５００の概略構成を示す回路図。
【図６】本発明を具体化した第６実施形態の物理量検出回路６００の概略構成を示す回路図。
【図７】本発明を具体化した第７実施形態の物理量検出回路７００の概略構成を示す回路図。
【図８】本発明を具体化した第８実施形態の物理量検出回路８００の概略構成を示す回路図。
【図９】本発明を具体化した第９実施形態の物理量検出回路９００の概略構成を示す回路図。
【符号の説明】
【０１８５】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００…物理量検出回路
１０１…第１素子
１０２…演算増幅器
１０３…負帰還容量
１０４〜１０７…ＰＮ接合ダイオード
１０８…負帰還電流検出用抵抗
１０９〜１１１…スイッチ
１１２，２０１，３０１，４０１，５０１…スイッチ切替制御回路
２０２…感温ダイオード
２０３…定電流源
３０２…感温抵抗
６０４〜６０７…ＮＭＯＳトランジスタ
８０４〜８０７…ＮＰＮトランジスタ
ＦＢ…負帰還増幅回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の物理量に応じて電荷量が変化する第１素子と、
その第１素子の電荷量の変化に応じた出力電圧を生成する負帰還増幅回路と
を備え、
前記負帰還増幅回路は、
前記第１素子が反転入力端子に接続され、負帰還動作を行って出力端子から前記出力電圧を出力する演算増幅器と、
その演算増幅器の負帰還経路に接続された負帰還容量と、
前記負帰還経路にて前記負帰還容量と並列接続された負帰還抵抗とを備えた物理量検出回路であって、
前記負帰還抵抗は、複数個のダイオードの直列接続による合成抵抗から成り、
前記負帰還経路に流れる負帰還電流を検出する負帰還電流検出手段と、
その負帰還電流検出手段が検出した負帰還電流と設定電流値とを比較し、負帰還電流が設定電流値よりも少なくなると、直列接続される前記ダイオードの個数を増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を増大させる負帰還抵抗制御手段と
を備えたことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段は、前記負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる度に、直列接続される前記ダイオードの個数を段階的に増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させることを特徴とする物理量検出回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還電流検出手段は、前記負帰還経路に挿入された負帰還電流検出用抵抗の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出することを特徴とする物理量検出回路。
【請求項４】
検出対象の物理量に応じて電荷量が変化する第１素子と、
その第１素子の電荷量の変化に応じた出力電圧を生成する負帰還増幅回路と
を備え、
前記負帰還増幅回路は、
前記第１素子が反転入力端子に接続され、負帰還動作を行って出力端子から前記出力電圧を出力する演算増幅器と、
前記演算増幅器の負帰還経路に接続された負帰還容量と、
前記負帰還経路にて前記負帰還容量と並列接続された負帰還抵抗とを備えた物理量検出回路であって、
物理量検出回路が置かれた環境温度を検出する温度検出手段と、
その温度検出手段が検出した環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度より高くなると、直列接続される前記ダイオードの個数を増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を増大させる負帰還抵抗制御手段と
を備えたことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項５】
請求項４に記載の物理量検出回路において、
前記設定温度は段階的に複数設定されており、
前記負帰還抵抗制御手段は、前記環境温度が段階的な複数の設定温度より高くなる度に、直列接続される前記ダイオードの個数を段階的に増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させることを特徴とする物理量検出回路。
【請求項６】
請求項４に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段は、前記環境温度が設定温度以下になると、直列接続される前記ダイオードの個数を減らすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を減少させることを特徴とする物理量検出回路。
【請求項７】
請求項６に記載の物理量検出回路において、
前記設定温度は段階的に複数設定されており、
前記負帰還抵抗制御手段は、前記環境温度が段階的な複数の設定温度以下になる度に、直列接続される前記ダイオードの個数を段階的に減らすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に減少させることを特徴とする物理量検出回路。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記温度検出手段は、一定電流が流された感温ダイオードまたは感温抵抗の両端間電圧に基づいて環境温度を検出することを特徴とする物理量検出回路。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段は、
前記複数個のダイオードに対してそれぞれ並列接続されたスイッチを備え、
任意のスイッチを開くことにより、そのスイッチに並列接続されたダイオードを前記負帰還経路に接続させることを特徴とする物理量検出回路。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記ダイオードは、ＰＮ接合ダイオードまたはダイオード接続されたトランジスタから成ることを特徴とする物理量検出回路。
【請求項１】
検出対象の物理量に応じて電荷量が変化する第１素子と、
その第１素子の電荷量の変化に応じた出力電圧を生成する負帰還増幅回路と
を備え、
前記負帰還増幅回路は、
前記第１素子が反転入力端子に接続され、負帰還動作を行って出力端子から前記出力電圧を出力する演算増幅器と、
その演算増幅器の負帰還経路に接続された負帰還容量と、
前記負帰還経路にて前記負帰還容量と並列接続された負帰還抵抗とを備えた物理量検出回路であって、
前記負帰還抵抗は、複数個のダイオードの直列接続による合成抵抗から成り、
前記負帰還経路に流れる負帰還電流を検出する負帰還電流検出手段と、
その負帰還電流検出手段が検出した負帰還電流と設定電流値とを比較し、負帰還電流が設定電流値よりも少なくなると、直列接続される前記ダイオードの個数を増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を増大させる負帰還抵抗制御手段と
を備えたことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段は、前記負帰還電流が設定電流値よりも少なくなる度に、直列接続される前記ダイオードの個数を段階的に増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させることを特徴とする物理量検出回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還電流検出手段は、前記負帰還経路に挿入された負帰還電流検出用抵抗の両端間電圧に基づいて負帰還電流を検出することを特徴とする物理量検出回路。
【請求項４】
検出対象の物理量に応じて電荷量が変化する第１素子と、
その第１素子の電荷量の変化に応じた出力電圧を生成する負帰還増幅回路と
を備え、
前記負帰還増幅回路は、
前記第１素子が反転入力端子に接続され、負帰還動作を行って出力端子から前記出力電圧を出力する演算増幅器と、
前記演算増幅器の負帰還経路に接続された負帰還容量と、
前記負帰還経路にて前記負帰還容量と並列接続された負帰還抵抗とを備えた物理量検出回路であって、
物理量検出回路が置かれた環境温度を検出する温度検出手段と、
その温度検出手段が検出した環境温度と設定温度とを比較し、環境温度が設定温度より高くなると、直列接続される前記ダイオードの個数を増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を増大させる負帰還抵抗制御手段と
を備えたことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項５】
請求項４に記載の物理量検出回路において、
前記設定温度は段階的に複数設定されており、
前記負帰還抵抗制御手段は、前記環境温度が段階的な複数の設定温度より高くなる度に、直列接続される前記ダイオードの個数を段階的に増やすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に増大させることを特徴とする物理量検出回路。
【請求項６】
請求項４に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段は、前記環境温度が設定温度以下になると、直列接続される前記ダイオードの個数を減らすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を減少させることを特徴とする物理量検出回路。
【請求項７】
請求項６に記載の物理量検出回路において、
前記設定温度は段階的に複数設定されており、
前記負帰還抵抗制御手段は、前記環境温度が段階的な複数の設定温度以下になる度に、直列接続される前記ダイオードの個数を段階的に減らすことにより、前記負帰還抵抗の抵抗値を段階的に減少させることを特徴とする物理量検出回路。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記温度検出手段は、一定電流が流された感温ダイオードまたは感温抵抗の両端間電圧に基づいて環境温度を検出することを特徴とする物理量検出回路。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記負帰還抵抗制御手段は、
前記複数個のダイオードに対してそれぞれ並列接続されたスイッチを備え、
任意のスイッチを開くことにより、そのスイッチに並列接続されたダイオードを前記負帰還経路に接続させることを特徴とする物理量検出回路。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の物理量検出回路において、
前記ダイオードは、ＰＮ接合ダイオードまたはダイオード接続されたトランジスタから成ることを特徴とする物理量検出回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１４６５２（Ｐ２０１０−１４６５２Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７６７４７（Ｐ２００８−１７６７４７）
【出願日】平成２０年７月７日（２００８．７．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月７日（２００８．７．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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