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半导体器件型温度传感器

 半导体器件型温度传感器
   PN结
温度传感器PN 结的正向结压降随温度变化而变化,当取恒流供电时,在一定温度范围内,正向结压降随温度增加近似成线性递减。温度每升高1℃,结压降大约减小2mV。利用这种特性制成的硅PN 结温度传感器国内已大量生产,并获得广泛应用。这种产品具有灵敏度高、体积小、重量轻、响应快、在一定温度区内呈线性变化、产品批量生产、造价较低等特点。

此外,为了扩展使用温区的上限,国内研制并生产了GaAs、SiC 的PN 结温度传感器,工作温度范围突破了硅管的150℃的上限.

典型的PN 结温度传感器的实用电路如图4 所示。
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晶体管温度传感器

晶体三极管的基极、发射极结压降Ube 是温度T 的函数。当Ic 恒定时,在一定温度区间Ube与T 近似成线性关系。图5 所示是用晶体管温度传感器制成的温度计的原理图。由于集成温度传感器的优异性能,晶体管温度传感器已逐步被集成化温度传感器所取代。
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集成温度传感器
利用硅集成电路工艺技术可以将感温电路、信号放大电路、电源电路、补偿电路等制作在一块芯片上,构成单片式硅集成温度传感器。集成温度传感器的基本感温电路如图6 所示。它们是一对匹配的晶体管,使之分别工作在不同的电流密度之下。当I1、I2 为恒流时,两晶体管的Ube 之差△Ube 与T 成线性变化。采用这种基本感温电路,可以设计出各种不同的电路形式和不同输出类型的集成温度传感器。
集成温度传感器按输出信号形式分为电流型、电压型和频率型。它们的突出优点是:在其适用温区范围内具有灵敏度高、线性好、功能全和使用简单方便。无论电压输出、电流输出还是频率输出都适合于与微机直接接口。
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