第三章晶体管与集成温度传感器

2023/5/241第三节晶体管与

集成温度传感器2023/5/242第三节晶体管与集成温度传感器

1.测温原理一、晶体管温度传感器

PN结的温度特性

二极管的正向电压降UD以-2mV/℃变化

2023/5/243第三节晶体管与集成温度传感器

通常，灵敏度为负。低温时，砷化镓PN结比硅管更好；而硅的线性度较好。1.热敏二极管NPN集电极电流恒定时，Vbe随环境温度变化。2.热敏三极管2023/5/244三集成温度传感器

集成温度传感器（温度IC）将温度敏感元件和放大、运算和补偿等电路采用微电子技术和集成工艺集成在一片芯片上，从而构成集测量、放大、电源供电回路于一体的高性能的测温传感器。

2023/5/245集成温度传感器的类型

集成温度传感器可分为：模拟型集成温度传感器和数字型集成温度传感器。模拟型的输出信号形式有电压型和电流型两种。电压型的灵敏度多为10mV/℃（以摄氏温度0℃作为电压的零点），电流型的灵敏度多为1μA/K（以绝对温度0K作为电流的零点）；数字型又可以分为开关输出型、并行输出型、串行输出型等几种不同的形式。2023/5/246（一）模拟型集成温度传感器1.模拟型集成温度传感器

电流输出型温度传感器能产生一个与绝对温度成正比的电流作为输出，AD590、AD592是电流输出型温度传感器的典型产品。

2023/5/247AD590封装示意图空脚（接地）型号从I到M，其中M精度最高AD5902023/5/248AD590的基本转换电路电流-电压转换电路（10mV/K）

增加负载电阻的阻值可提高输出电压。2023/5/249AD590的基本转换电路输出电压Uo与热力学温度成正比（1mV/K）

输出电压Uo与摄氏温度成正比（100mV/℃）

2023/5/2410设1#和2#AD590处的温度分别为

（℃）和

则输出电压为(t1-t2)100mv/℃。图中电位器R1用于调零。电位器R4用于调整运放LF355的增益。设1#和2#AD590处的温度分别为t1,t2，分析电路功能？2023/5/2411模拟型集成温度传感器AD592C在0～70℃间非线性误差≤±0.05℃、重复性和长期稳定性≤±0.1℃第三节晶体管与集成温度传感器AD5922023/5/2412电压输出型集成温度传感器——

LM35/45LM35/45的外形及引脚图

2023/5/2413电压输出型集成温度传感器

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LM35/45LM35/45构成的摄氏温度测量电路LM35/45组装成的测温传感器2023/5/2414图3-32LM35与ICL7107构成的数字温度计71072023/5/241520臂23督/5卷/1凶816在电魄脑中苗，集穗成温势度传笨感器练用于CP带U散热炒保护突电路散热僻风扇集成沸温度ICCP趋U插座CP桶U散热夫片20羽23装/5居/1捧817MA氧X6匙50菠2用于也控制抽散热林风扇评的转灿速当CP滋U进行菌复杂蹲运算投时，栏风扇竖处于准全速宁运行魔。场效敲应管哈功率查驱动20估23虏/5慎/1背818DS冠18晚B2径0是美弓国DA巷LL但AS公司怒近推待出的把热电跳式半导摄体数麻字集困成温践度传胞感器。它并也是缎利用眉半导果体P-废N结在愤其正发常工孔作温拍度范烈围内最结电族压随讨温度禾上升上而下格降的扑原理厅而精达心设液计实屯现的简。DS拒18万B2续0有多掏种封很装形侍式。一线顽制数灿字温愉度传葬感器DS善18毛B2侍0及其仔应用20榨23浇/5皮/1颠819一线很制数锁字温广度传月感器DS朴18熊B2颜0及其诊应用1.踪蝶D令S1樱8B灾20的封裳装与驱外部俭引脚DS姐18博20的几化种封配装管爪脚图(a峡)篇DS爪18保B2屠0P；(b欧)飘DS愧18野B2避0B（c）DS途18桑B2掌0T踢O9蜜2管脚创说明讨：GN价D—地；DQ位—数据霜输入经／输走出；VDD—电源约电压障；NC犁—空脚20紫23猜/5混/1咽8202.碗D壶S1纯8B岩20内部拔功能廊电路秀模块其内什部功统能电丙路模语块如图睁所示:DS怒18原B2抖0功能慎块图20旁23烟/5州/1肤8213.凭D即S1昏8B恋20的主杆要功速能和研特点DS艰18芬B2爆0对外孤有效咽引脚馆仅3条，沸即电誓源、拍地和鸦信号佳线。蜡其主榜要功欲能和营特点更如下缠：（1）采小用独巩特的梳“一线饿制”通加信方躺式，肺信号核符合TT巩L电平兔逻辑卫，无征须任写何外料围器熔件，恩可直暂接和夹各种范单片群机或第微处汪理器毙的I/堵O引脚衫相连营，为碎简化延系统盲设计稿提供靠了极锹大的州方便档；（2）温惠度测没量范洲围为-5善5oC～12稍5oC；（3）可编悔程的英温度兆转换俩分辨嘴率，可月根据蔽应用偏需要互在9喘Bi残t～12畅B锐it之间梢选取巾；（4）在12热b住it温度叉转换晶分辨朱率下伙，温竭度转萌换时溜间最旱大为75宴0泰ms；（5）用泪户可陪编程自设牵置报凉警温矩度存入元片内轮非易肯失性要存储听器中豪，实驾现温凳度上造、下谎限自睡动比闭对报讯警功增能；（6）电妄源供允电范谁围3.僚3蓬V～5陆V，DS排18逆B2洽0的读稻、写杰操作堪以及清温度粘转换者期间估所需瓦的电杏能可筑通过荷数据辅线提绒供，概也可皮由外以部电俱源提罗供；（7）DS违18铲B2故0采用节能设计增，在归等待节状态英下功控耗近察似为纤零。20搏23柳/5修/1粘8224.旬D特S1招8B弹20的应娇用（1）硬恐件接卸口方烧法目前DS课18塔B2之0在国艳内的木零售辰价大膨约为10元人峡民币某，用付于-5跃0～15谦0℃范围机内测题温，兆采用萍特殊歌的一从线制切数字尊串行辱通信铸方式饭，故舅用于秋智能迅化仪冠器对晴环境阶温度阴的监法测非维常方功便，汇因不回需要冷配置A/题D转换匀器，每所以晃采用DS雄18阔B2油0测温冒方案锄成本躲低廉胳。下登图为DS嫁18哨B2污0与MC键U的两壳种接征口电瘦路。杠其中a)为点疲对点系应用乞电路滚，DS摘18追B2胞0电源钢端接六地；b)为点叹对多杯点应简用电谜路，DS巩18喝B2揪0电源园端接逮外供扩电源饥（3～5.乳5V）。a)应用粗电路抱块1叫b僻)应用惕电路腐块2DS冬18袜B2唤0典型太应用膜电路20蝴23妥/5顾/1反823（2）DS汗18膝B2循0的“腥一线窑制”慰串行鹊通信泉协议DS怨18匠B2凳0的“渡一线杂制”艘串行耍通信从协议洽中所企有的恳命令适和数宅据都庙必须狂通过而一根陆信号硬线进急行传搂输,因此母，对数拉据读删、写迅时序生有非聚常严碌格的胆要求。DS飞18括B2什0主要忘读、研写时臭序包昂括：乌初始加化时谅序、冠读操如作时春序、嚷写操感作时搏序。20迁23喘/5陵/1堡824（2）DS婆18载B2勿0的“荷一线敌制”职串行昂通信吩协议DS圾18芳B2很0的“字一线完制”区串行痕通信柜协议骂中所碍有的寇命令闹和数桂据都长必须爷通过捷一根丘信号咐线进惊行传商输,因此兄，对数遗据读刺、写拨时序盟有非番常严起格的研要求。DS搂18险B2沸0主要凳读、佣写时女序包暑括：承初始幕化时灯序、隔读操灶作时捧序、予写操棉作时产序。DS赶18琴B2坡0始终殃作为漏从设劳备，麻通过犬其信偏号线催随时蔑等待姜和接佛受MC尾U传入滴的信惹号。MC搬U每次烦读写美均先织完成首初始狸化时毒序（脏包括蛇复位厅和启页动脉海冲）脖。首茎先在t0时刻石，MC勉U在信矿号线衰上发炕出一添个低先电平达复位雕脉冲稀“Re敲se蒜t戒Pl利us埋”（脉统冲宽沸度必滔须大驴于48依0微秒散并小异于96爹0微秒迫），切接着辜在t1时刻CP者U释放揪总线键（在泄信号番线上岗输出戴高电包平）近并进蛾入等秒待接圆收状模态，DS惰18掏B2宗0在检汇测到美信号恒线上黑的上罩升沿北后，逗等待15段~6兽0微秒原，接杯着在t2时刻别发出泊一个桐低电蛋平启受动脉护冲“Pr萌es宫en允ce壮P削lu伙s”（脉悲冲宽姓度必栋须大月于60微秒斩并小必于24誓0微秒谷），住在t3时刻肥上拉吃电阻狡将总病线电倦平拉坟高，额完成夕总线闯初始鄙化操世作。DS洞18申B2租0的读军操作趋包括笛：读竞“0”和读乘“1”。首闷先，钥由CP刃U将总舞线由哗高电担平拉站至低彻电平台，并勇至少脖保持1微秒鼠的宽逐度，戚在此顶后的15微秒状内CP附U对总卧线进浙行采严样，躺若为尤低电只平，浮则读蜜入的仍位为跃“0”；若霸为高派电平睁，则援读入胞的位笨为“1”。读概入连拿续两孝位数流据的剩时间误间隔还应大分于1微秒嚼。20肆23誉/5饲/1够825DS脸18雀B2拉0的写的操作柏包括策：写辩“0”和写鸡“1”。首智先，CP巾U将总夸线由饿高电份平拉促至低形电平涂，并袍在此套后的15个微思秒内叼将所予需要绘写的吧位送桌至总躺线上棒。DS菠18缴B2恨0在CP妨U将总千线由恐高电给平拉运至低出电平谜时刻径后的15它~滋6俗0微秒品内对蚕总线肢进行汪采样浊，若杜为低谊电平永，则离写入裹的位辅为“0”；若阻为高鲁电平繁，则嫩写入闸的位筛为