(57)【要約】【課題】従来は、シリコンプロセスでチャージアンプのオペアンプを構成し、自動車エンジンなどの内燃機関の燃焼圧を測定する為にエンジンに近づけて設置した場合等の高温環境下で、シリコンで構成される保護回路のリークが増大することによって電荷が保持できず、チャージアンプを構成することができないという課題があった。【解決手段】本発明のチャージアンプは、入力端子とオペアンプの負の端子との間に、直列に接続した保護回路と保護容量とを有し、接合リークと入力端子間を分離することで、蓄積された電荷が保護回路のリークの影響を受けないという構成を有している。このため、高温環境下においても接合リークの影響を受けないチャージアンプとすることができる。【選択図】図１
2009229270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力端子と負の入力端子との間に、帰還容量と帰還抵抗とを並列接続してなるオペアンプを有し、
入力信号源から入力信号線を介して所定の電気信号を前記オペアンプの前記負の入力端子に入力し、電圧発生源から電圧信号線を介して所定の一定電圧信号を前記オペアンプの正の入力端子に入力するチャージアンプにおいて、
前記入力信号源と前記負の入力端子との間に保護回路と保護容量とを直列に接続し、
前記保護容量は、第１，第２の電極を有し、これらの電極間に絶縁膜を挟み、該第１の電極を前記入力信号線に接続し、該第２の電極を前記負の入力端子に接続する構造であり、
前記保護回路は、前記入力信号線と前記第１の電極との接続点と、高電位を供給する第１の電源線および低電位またはアース電位を供給する第２の電源線と、の間にそれぞれ第１，第２のクランプ素子を備える構造であり、
前記第１，第２のクランプ素子のどちらか一方が順方向動作をすることで、前記入力信号線に重畳する高い電圧やノイズを低い電圧にクランプすることを特徴とするチャージアンプ。
【請求項２】
前記保護回路の前記第１，第２のクランプ素子は、ダイオードであり、
前記入力信号線と前記第１の電極との接続点に前記第１のクランプ素子のアノードと前記第２のクランプ素子のカソードとを接続し、
前記第１のクランプ素子のカソードを前記第１の電源線に接続し、前記第２のクランプ素子のアノードを前記第２の電源線に接続することを特徴とする請求項１に記載のチャージアンプ。
【請求項３】
前記第１の電極は、半導体基板に所定の不純物を添加して設ける拡散領域で構成し、
前記拡散領域の上部の前記半導体基板の表面に絶縁膜を設け、
前記第２の電極は、前記絶縁膜の上部に設ける抵抗体または導体で構成し、
前記保護容量は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に挟まれた前記絶縁膜に電荷を蓄電する容量素子であることを特徴とする請求項１または２に記載のチャージアンプ。
【請求項４】
前記第１の電極は、半導体基板に所定の不純物を添加して設けるソース領域およびドレイン領域で構成し、
前記ソース領域および前記ドレイン領域に挟まれた領域の前記半導体基板の表面に絶縁膜を設け、
前記第２の電極は、前記絶縁膜の上部に設けるゲート電極で構成し、
前記保護容量は、前記ソース領域および前記ドレイン領域と前記ゲート電極との間に挟まれた前記絶縁膜に電荷を蓄電するＭＩＳ型トランジスタ構造の容量素子であることを特徴とする請求項１または２に記載のチャージアンプ。
【請求項５】
前記第１の電極は、基板上に設ける第１の抵抗体または第１の導体で構成し、
前記第１の抵抗体または前記第１の導体の上部表面に絶縁膜を設け、
前記第２の電極は、前記絶縁膜の上部に設ける第２の抵抗体または第２の導体で構成し、
前記保護容量は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に挟まれた前記絶縁膜に電荷を蓄電する容量素子構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載のチャージアンプ。
【請求項６】
前記保護容量と前記帰還容量とは、同一の構造であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のチャージアンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサから入力される電気信号を所定の電圧信号に変換するチャージアンプに関し、特にオペアンプを用いたチャージアンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電型圧力センサにおける発生電荷を電圧信号に変換するチャージアンプは、従来汎用オペアンプを用いてディスクリート部品で構成され、内燃機関（エンジン）の燃焼圧力の計測等に用いられる。
しかしながら、そのようなチャージアンプを内燃機関の内部に設けると、内燃機関の燃焼により生じる熱の影響を受けてしまい、その電気特性が変化してしまうことがある。
そのような問題を解決するため、センサを内燃機関の内部に、チャージアンプを外部に設け、センサからの電気信号をケーブルを用いてチャージアンプに接続するという、熱分離のために別途内燃機関からチャージアンプを離して設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
［特許文献１に示した従来技術の説明：図５］
図５は、特許文献１に示した従来技術を説明する回路図である。図５は、説明を簡単にするため、基本的動作を損なわないように簡略化した図である。図５において、１はチャージアンプ、３は抵抗、５はオペアンプ、７は帰還容量、９は帰還抵抗、１１は第１の抵抗、１３は第２の抵抗、１５はケーブル、Ｓはセンサ、ＩＮは入力端子、ＯＵＴは出力端子である。
【０００４】
センサＳは、圧電型圧力センサであり、内燃機関内に設置されている。センサＳからの信号は、ケーブル１５により内燃機関から離れた場所にあるチャージアンプ１の入力端子ＩＮに接続されている。センサＳからの信号は、入力端子ＩＮに入力された後、抵抗３を介してオペアンプ５の負の入力端子に接続されている。
第１の抵抗１１と第２の抵抗１３とは、高電位側電源線（＋５Ｖと表記）と基準電位線（ＧＮＤ記号で表記）との間に直列に接続してなり、その分圧点に発生した分圧電圧をオペアンプ５の正の入力端子に供給している。
オペアンプ５は、センサＳで発生した電荷量に相当する電圧がオペアンプ５の出力端子ＯＵＴより発生し、帰還容量７に電荷を蓄積する。帰還抵抗９は帰還容量７のディスチャージの為の抵抗であって、１０ＭΩ等の高抵抗が用いられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６８７１９号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示した従来技術を自動車エンジンなどの内燃機関の燃焼圧力を測定する場合に用いると、内燃機関から離して設置したオペアンプ５との接続に用いるケーブル１５にノイズが重畳してしまい、チャージアンプ１が誤動作してしまうという問題があった。
【０００７】
このような問題を解決するため、オペアンプ５の正および負の入力端子に、保護回路を設けるようになった。この保護回路は、これらの端子に入力する不測の高い電圧（例えば、静電気やノイズ）を、保護回路に搭載したクランプ素子を用いて所定の低い電圧にクランプすることで、それら入力端子の破壊を防止する。そのようなクランプ素子は、例えば、ダイオードなどで構成する。ダイオードは、第１，第２の２つダイオードで構成する場合が多い。入力する高い電圧には正と負との２つの極性があるからである。
そのようなダイオードは、オペアンプ５が動作する電源である、高電位側電源線（＋５Ｖと表記）と基準電位線（ＧＮＤ記号で表記）との間に、２つのダイオードがそれぞれ順方向特性を用いて高い電圧をクランプするように接続されている。
【０００８】
オペアンプ５の入力端子に保護回路を搭載することによって、ケーブル１５に重畳するノイズの影響を低減することができたが、それでも、ケーブル１５がある程度以上に長くなると、ノイズの影響を受けてしまうことが分かった。
【０００９】
そもそも熱分離のために別途内燃機関から離してオペアンプ５を設置するようになされたのであったが、ケーブル１５に重畳するノイズをできる限り小さくするため、内燃機関に取り付けられたセンサＳにできる限り接近してチャージアンプ１を設置する試みがなされた。例えば、オペアンプ５をエンジンルームなどに設置するのである。
【００１０】
しかしながら、オペアンプ５をエンジンルームなどに設けると、内燃機関が発する熱により保護回路のダイオードがリークしてしまうことが分かった。
【００１１】
これは、オペアンプ５が一般的にシリコンなどの半導体で構成するということに起因する。周知のごとく、シリコン半導体は、高温下において熱によるリークがある。例えば、１００℃の上昇でリーク電流はおよそ１０００倍となることが知られている。この場合のリークとは、ＰＮ接合の熱リークをいう。
【００１２】
図５に示す例では、このＰＮ接合の熱リークは、帰還容量７に蓄積された電荷を瞬時に逃がしてしまい、内燃機関の状態をセンサＳで検出することができなくなってしまうのである。
【００１３】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、内燃機関が発する熱による影響を受けないチャージアンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した課題を解決するため、本発明のチャージアンプは下記の構成を採用するものである。
【００１５】
出力端子と負の入力端子との間に、帰還容量と帰還抵抗とを並列接続してなるオペアンプを有し、入力信号源から入力信号線を介して所定の電気信号をオペアンプの負の入力端子に入力し、電圧発生源から電圧信号線を介して所定の一定電圧信号をオペアンプの正の入力端子に入力するチャージアンプにおいて、
入力信号源と負の入力端子との間に保護回路と保護容量とを直列に接続し、保護容量は、第１，第２の電極を有し、これらの電極間に絶縁膜を挟み、第１の電極を入力信号線に接続し、第２の電極を負の入力端子に接続する構造であり、
保護回路は、入力信号線と第１の電極との接続点と、高電位を供給する第１の電源線および低電位またはアース電位を供給する第２の電源線と、の間にそれぞれ第１，第２のクランプ素子を備える構造であり、
第１，第２のクランプ素子のどちらか一方が順方向動作をすることで、入力信号線に重畳する高い電圧やノイズを低い電圧にクランプすることを特徴とする。
【００１６】
保護回路の第１，第２のクランプ素子は、ダイオードであり、入力信号線と第１の電極との接続点に第１のクランプ素子のアノードと第２のクランプ素子のカソードとを接続し、第１のクランプ素子のカソードを第１の電源線に接続し、第２のクランプ素子のアノードを第２の電源線に接続することを特徴とする。
【００１７】
第１の電極は、半導体基板に所定の不純物を添加して設ける拡散領域で構成し、拡散領域の上部の半導体基板の表面に絶縁膜を設け、第２の電極は、絶縁膜の上部に設ける抵抗体または導体で構成し、保護容量は、第１の電極と第２の電極との間に挟まれた絶縁膜に電荷を蓄電する容量素子であることを特徴とする。
【００１８】
第１の電極は、半導体基板に所定の不純物を添加して設けるソース領域およびドレイン領域で構成し、ソース領域およびドレイン領域に挟まれた領域の半導体基板の表面に絶縁膜を設け、第２の電極は、絶縁膜の上部に設けるゲート電極で構成し、保護容量は、ソース領域およびドレイン領域とゲート電極との間に挟まれた絶縁膜に電荷を蓄電するＭＩＳ型トランジスタ構造の容量素子であることを特徴とする。
【００１９】
第１の電極は、基板上に設ける第１の抵抗体または第１の導体で構成し、第１の抵抗体または第１の導体の上部表面に絶縁膜を設け、第２の電極は、絶縁膜の上部に設ける第２の抵抗体または第２の導体で構成し、保護容量は、第１の電極と第２の電極との間に挟まれた絶縁膜に電荷を蓄電する容量素子構造を有することを特徴とする。
【００２０】
保護容量と帰還容量とは、同一の構造であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のチャージアンプによれば、高温環境下においても、保護回路を構成するダイオードのＰＮ接合の熱リーク電流によって、帰還容量に蓄積された電荷が流出することを防止することができる。これにより、チャージアンプを構成するオペアンプを、センサに接近して配置することもでき、内燃機関の燃焼圧力の計測等に容易に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［全体説明：図１］
以下、図面に基づいて本発明のチャージアンプの実施形態を説明する。図１は本発明のチャージアンプを説明するための回路図である。図１において、１はチャージアンプ、２は保護容量、２ａは保護容量２の第１の電極、２ｂは保護容量２の第２の電極、４は電圧発生源、５はオペアンプ、６は第１のクランプ素子、７は帰還容量、８は第２のクランプ素子、９は帰還抵抗、１０は第１の電源線、１２は第２の電源線、１５はケーブル、１６は保護回路であり、第１および第２のクランプ素子６，８、第１および第２の電源線１０，１２により構成される。Ｓはセンサ、ＩＮは入力端子、ＯＵＴは出力端子である。
【００２３】
第１の電源線１０は、ＶＤＤと表記しており、数ボルトの電位を供給する電源線である。第２の電源線１２は、ＶＳＳと表記しており、ＧＮＤ電位を供給する電源線である。本発明のチャージアンプは、この第１の電源線１０と第２の電源線１２との間の電位差で動作する。
【００２４】
センサＳは、圧電型圧力センサであり、内燃機関内に設置されている。センサＳからの信号は、ケーブル１５により内燃機関から離れた場所にあるチャージアンプ１の入力端子ＩＮに接続している。センサＳとオペアンプ５の負の入力端子との間に保護回路１６と保護容量２とを直列に接続しており、センサＳからの信号は、保護回路１６に入力すると共に、保護容量２の第１の電極２ａに接続している。保護容量２の第２の電極２ｂは、オペアンプ５の負の入力端子に接続している。
オペアンプ５の正の入力端子には電圧発生源４が接続しており、所定の一定電圧信号を印加している。
オペアンプ５は、出力端子ＯＵＴと負の入力端子との間に、帰還容量７と帰還抵抗９とを並列接続しており、センサＳで発生した電荷量に相当する電圧がオペアンプ５の出力端子ＯＵＴより発生し、帰還容量７に電荷を蓄積する。帰還抵抗９は帰還容量７のディスチ
ャージの為の抵抗であって、１０ＭΩ等の高抵抗が用いられる。
【００２５】
本実施形態では、すでに説明した従来技術とは異なり、オペアンプ５の正と負との入力端子には、保護回路を内蔵せず、保護回路１６を設けることにより、ケーブル１５に重畳するノイズからチャージアンプ１を保護する。
以下、保護回路１６について説明をする。
【００２６】
保護回路１６は、第１の電源線１０と第２の電源線１２との間に第１のクランプ素子６と第２のクランプ素子８とを直列に接続しており、これら２つのクランプ素子の接続点が入力端子ＩＮと保護容量２の第１の電極２ａと接続している。
第１のクランプ素子６および第２のクランプ素子８は、ダイオードで構成することができる。このとき、第１のクランプ素子６を構成するダイオードのアノードと第２のクランプ素子８のカソードとを接続し、これに入力端子ＩＮと保護容量２の第１の電極２ａとを接続する。
第１のクランプ素子６を構成するダイオードのカソードは、第１の電源線１０と接続し、第２のクランプ素子８を構成するダイオードのアノードは、第２の電源線１２と接続している。
【００２７】
保護容量２は、チャージアンプ１の入力端子ＩＮおよび保護回路１６と接続する電極が第１の電極２ａとなっており、オペアンプ５の負の入力端子および帰還容量７と帰還抵抗９との一方の端子に接続する電極が第２の電極２ｂとなっている。
保護容量２は、ケーブル１５に重畳するノイズが万が一に保護回路１６を貫通した場合に備えて設けるものであって、オペアンプ５の負の入力端子の破壊を防止するためのものである。
【００２８】
保護容量２および帰還容量７は、半導体に内蔵する容量素子で構成することができる。本発明の実施形態では、ＭＯＳＦＥＴを用いたＭＯＳ容量で構成する場合を例にして説明する。
この場合、オペアンプ５の負の入力端子側となる第２の電極２ｂをＭＯＳ容量を構成するゲート電極部とし、保護回路１６側となる第１の電極２ａをＭＯＳ容量を構成するソース領域とドレイン領域とを互いに接続する電極部とする。
つまり、半導体基板に不純物を拡散して設ける拡散領域側を第１の電極２ａとし、半導体基板に絶縁物を介して設ける絶縁ゲート側を第２の電極２ｂとするのである。
このような構成にすれば、ＭＯＳＦＥＴの拡散領域に寄生的に存在する寄生ダイオードが、オペアンプ５の負の入力端子に接続され、その寄生ダイオードのＰＮ接合の熱リークにより帰還容量７に蓄積された電荷を逃がしてしまうことがなくなるのである。
【００２９】
もちろん、保護回路１６を構成する２つのクランプ素子にダイオードを用いると、そのＰＮ接合が熱リークを起こしてしまうことがあるが、上述のようにオペアンプ５の負の入力端子は、保護容量２の第１の電極２ａ側に接続しているため、帰還容量７に蓄積された電荷を逃がしてしまうことはないのである。
【００３０】
保護容量２は、オペアンプ５の負の入力端子に接続する側をＰＮ接合と分離された構成とすることによって、保護容量２を設けることによる耐ノイズ性の向上と、熱リークの対策とを両立することができたのである。なお、保護容量２の構造については、後述する。
【００３１】
［素子構造の説明：図２］
次に、本発明のチャージポンプの入力部分の素子構造を説明する。図２は、図１に示す保護回路１６と保護容量２との構造を説明するために模式的に示す断面図である。なお、すでに説明している構成には同じ番号を付与している。
図２は、Ｐ型半導体基板に選択的にＮ型のウェルを形成する場合を例にしているが、もちろんそれは一例に過ぎない。Ｎ型半導体基板を用いてもよいことは言うまでもない。
なお、図２において、半導体の導電型を説明する表記にあっては、Ｐ型またはＮ型を単に「Ｐ」または「Ｎ」の記号で記載している。また、半導体領域を説明するとき、その不純物濃度によって、「Ｐ＋」または「Ｎ＋」の表記を行う場合があるが、本説明にあっては、その不純物濃度の違いは省略して説明するものであるから、同じ導電型であって不純物濃度の違いがある場合であっても、単に「Ｐ」または「Ｎ」の表記をしている。
【００３２】
なお、保護容量２は、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型トランジスタ構造の容量素子を用いる。ＭＩＳ型トランジスタとは、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して金属のゲート電極を有するトランジスタである。ゲート絶縁膜が酸化膜で構成すると、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型トランジスタと呼ばれる。
【００３３】
ＭＩＳ型トランジスタ構造の容量素子とは、ゲート電極を一方の電極とし、ドレイン領域，ソース領域，バルク領域（ウェルや半導体基板を含む）を他方の電極として、ゲート絶縁膜に電荷を蓄積する容量素子である。
【００３４】
本発明の実施形態においては、シリコン半導体基板を用いる例を用いて説明する。したがって、ゲート絶縁膜はシリコン酸化膜を用いる。このため、ＭＯＳ型トランジスタ構造の容量素子となる。なお、以下の説明に際しては、ＭＯＳ容量と称する。
【００３５】
図２において、２００はＰ型の半導体基板である。６ａは第１のクランプ素子６を構成するダイオードのＰ型のアノード、６ｂは同じくＮ型のカソードである。６ｃはアノード６ａとカソード６ｂとを形成するために半導体基板２００に設けるＮ型のウェルである。カソード６ｂとウェル６ｃとは同一導電型であるから、実質的に第１のクランプ素子６を構成するダイオードのカソードはウェル６ｃとなる。
８ａは第２のクランプ素子８を構成するダイオードのＰ型のアノード、８ｂは同じくＮ型のカソードである。アノード８ａと半導体基板２００とは同一導電型であるから、実質的に第２のクランプ素子８を構成するダイオードのカソードは半導体基板２００となる。
【００３６】
したがって、図１に示す保護回路１６の第１のクランプ素子６を構成するダイオードのＰＮ接合は、アノード６ａとウェル６ｃとの間にあり、同じく、第２のクランプ素子８を構成するダイオードのＰＮ接合は、アノード８ａ（半導体基板２００）とカソード８ｂとの間にある。
【００３７】
２２ａは、保護容量２を構成するＭＯＳ容量のゲート電極であり、第１の電極２ａに相当する。
２２ｂは、保護容量２を構成するＭＯＳ容量のＰ型のドレイン領域である。２２ｃは、同じくＭＯＳ容量のＰ型のソース領域である。２２ｄは、同じくＭＯＳ容量のＮ型のバルク領域であり、Ｎ型のウェル２２ｅと同一導電型の領域である。ドレイン領域２２ｂ，ソース領域２２ｃ，バルク領域２２ｄおよびウェル２２ｅで第２の電極２ｂを構成する。
２２ｆは、保護容量２を構成するＭＯＳ容量のゲート絶縁膜であり、保護容量として電荷を蓄える部分である。半導体基板２００がシリコンであるならば、ゲート絶縁膜２２ｆはシリコン酸化膜になる。
【００３８】
カソード６ｂは、第１の電源線１０に接続しており、ウェル６ｃにその電位を供給している。アノード８ａは第２の電源線１２に接続しており、半導体基板２００にその電位を供給している。
入力端子ＩＮは、アノード６ａ，カソード８ｂ，ドレイン領域２２ｂ，ソース領域２２
ｄ，バルク領域２２ｅに接続している。ゲート電極２２ａは、図１に示すように、オペアンプ５の負の入力端子に接続している。
【００３９】
［保護回路の簡単な動作の説明：図１、図２］
入力端子ＩＮにケーブル１５（図２には図示しない）を伝達して、不測のノイズが印加されたとする。そのノイズが、第１の電源線１０を用いて供給されているＶＤＤの電位よりも正の方向に高いとき、第１のクランプ素子６であるダイオードを構成するアノード６ａはウェル６ｃより電位が高いから、これらで構成するＰＮ接合は順方向となり、アノード６からウェル６ｃに向かって電流が流れ、第１のクランプ素子６であるダイオードのＰＮ接合の順方向電圧Ｖｆ１（例えば、０．５Ｖ）にクランプされる。
【００４０】
入力端子ＩＮに伝達した不測のノイズが、第２の電源線１２を用いて供給されているＶＳＳの電位よりも負の方向に高いとき、第２のクランプ素子８であるダイオードを構成するカソード８ｂは半導体基板２００（アノード８ａ）より電位が低いから、これらで構成するＰＮ接合は順方向となり、半導体基板２００からカソード８ｂ（つまり、入力端子ＩＮ）に向かって電流が流れ、第２のクランプ素子８であるダイオードのＰＮ接合の順方向電圧Ｖｆ２（例えば、０．５Ｖ）にクランプされる。
【００４１】
このように、入力端子ＩＮにケーブル１５を伝達して印加する不測のノイズの極性が、正であっても負であっても、第１のクランプ素子６および第２のクランプ素子８を構成する２つのダイオードのどちらかが順方向動作を行うことができるため、低い電圧にクランプすることができる。
【００４２】
［保護容量のその他の構成の説明１：図３］
【００４３】
図２に示すように、保護容量２はＭＯＳＦＥＴを用いるＭＯＳ容量で構成することができるが、もちろんそれに限定するものではない。その他構成の例として、図３に示す構成を説明する。なお、すでに説明している構成には同じ番号を付与している。
図３に示す構成は、半導体基板上にウェルを設け、その上部に絶縁膜を介して電極を形成する容量素子である。図３において、３３ａは、保護容量２を構成する容量素子の一方の電極であり、第１の電極２ａに相当する。３３ｂは、半導体基板２００に設けるウェル３３ｃと同一導電型の拡散領域である。このウェル３３ｃが保護容量２を構成する容量素子の他方の電極となり、第２の電極２ｂに相当する。３３ｄは、保護容量２を構成する電荷を蓄える部分であり、半導体基板２００の上部に設ける絶縁膜である。
【００４４】
［保護容量のその他の構成の説明２：図４］
【００４５】
次に、図３に示す保護容量２とは別の構成を図４を用いて説明する。なお、すでに説明している構成には同じ番号を付与している。
図４に示す構成は、半導体基板上に設ける２つ半導体層の間に絶縁膜を挟持する構成を有する容量素子である。図４において、４４ａは、保護容量２を構成する容量素子の一方の電極であり、第１の電極２ａに相当する。４４ｂは、保護容量２を構成する容量素子の他方の電極であり、第２の電極２ｂに相当する。４４ｃは、保護容量２を構成する電荷を蓄える部分であり、絶縁膜である。
【００４６】
電極４４ａおよび電極４４ｂは、ポリシリコンのような抵抗体またはアルミニウムや銅のような配線素材で構成することができる。絶縁膜４４ｃはシリコン酸化膜や窒化膜、またはそれらの積層体で構成することができる。半導体基板２００は、シリコン単結晶の基板を用いることができる。このため、絶縁膜４４ｃは、この半導体基板２００を酸化または窒化することで容易に形成することができる。また、電極４４ａおよび電極４４ｂも多
結晶シリコンや金属を堆積させ、所定の形状に加工することで容易に形成することができる。
【００４７】
図４に示す構成は、第１の電極２ａおよび第２の電極２ｂに相当する構成が半導体基板２００の上部に形成されており、半導体基板２００に不純物を導入してなる拡散領域を有していない。このため、ＰＮ接合が存在しないため、寄生ダイオードは構成されない。
よって、本発明のチャージアンプを高温環境下で用いたとしても、熱リークが発生しないという利点を有する。このため、電極４４ａと電極４４ｂとのどちらを第１の電極２ａまたは第２の電極２ｂに用いてもよいのである。
【００４８】
また、帰還容量７は、保護容量２と同一の構造とすることもできる。このように構成することによって、オペアンプを構成する半導体基板上に帰還容量を形成することが可能となり、外部に帰還容量を接続する場合には必要であった入力端子が不要となることで、半導体装置を不測の高電圧から保護するための保護回路を省略することが可能となるのである。このため、高温下におけるダイオードで構成される保護回路のリーク問題から分離するという効果を有するのである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のチャージアンプは、高温環境下であっても、誤動作を起こすことはない。このため、内燃機関（エンジン）の燃焼圧力の計測等に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のチャージアンプを説明する回路図である。
【図２】本発明のチャージアンプの入力部の素子構造を説明する図である。
【図３】本発明のチャージアンプの保護容量の素子構造を説明する図である。
【図４】本発明のチャージアンプの保護容量の別の素子構造を説明する図である。
【図５】特許文献１に示した従来技術を説明する回路図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  チャージアンプ
２  保護容量
２ａ  保護容量２の第１の電極
２ｂ  保護容量２の第２の電極
４  電圧発生源
５  オペアンプ
６  第１のクランプ素子
７  帰還容量
８  第２のクランプ素子
９  帰還抵抗
１０  第１の電源線
１２  第２の電源線
１５  ケーブル
１６  保護回路
Ｓ  センサ
ＩＮ  入力端子
ＯＵＴ  出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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