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半导体温度传感器

利用半导体材料电阻率对温度变化敏感这一特性可制成半导体温度传感器。一、半导体PN结温度传感器半导体温度传感器无结型半导体温度传感器半导体热敏电阻PN结型温度传感器温敏二极管温度传感器温敏晶体管温度传感器即当电流密度J保持不变时，PN结的正向电压随温度的升高而下降，近似呈线性关系。由图可知，正向Ie一定而二极管的种类不同时，特性曲线斜率不同；二极管种类相同而正向Ie不同时，斜率也不同。如图所示是采用硅二极管温度传感器的温度检测电路

采用硅二极管温度传感器的温度检测电路温敏二极管主要特点是工艺和结构简单，但线性、稳定性稍差。相对于温敏二极管，当温敏三极管发射极电流保持不变时，其发射结正向电压—温度的关系具有良好的线性度。二、集成温度传感器集成温度传感器是将温敏晶体管、放大电路、温度补偿电路及其他辅助电路集成在同一个芯片上的温度传感器。它主要用来进行-50~150℃范围内的温度测量、温度控制和温度补偿。一般来讲，集成温度传感器具有小型化、成本低、线性好、精度高、可靠性高、重复性好及接口灵活等优点。按照输出和功能特点，集成温度传感器常分为模拟集成温度传感器、模拟集成温度控制器、数字温度传感器和通用智能温度控制器等。模拟集成温度传感器按输出形式分为电压型、电流型和频率型三种。1．集成温度传感器工作原理图4-24三极管发射结作感温结温敏三极管是用发射结来测温的。如图4-24所示，将两只温敏三极管连接。对于任一只晶体管，发射极电流Ie可用下式表示将式（4-21）取对数得下式（4-21）（4-22）如果图中两个三极管满足下列条件：，，且为常数（为由设计制造决定的一常数），则两晶体管的发射结电压之差为（4-23）即输出电压与温度成正比，此即集成温度传感器的工作原理。2．集成温度传感器介绍（1）AD590AD590是一种常用的电流输出型集成温度传感器，产生的输出电流值正比于所测的绝对温度，其特性曲线如图4-25所示。图4-25AD590温度特性曲线特点：它具有测温误差小、动态阻抗高、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等优点，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准。图4-26常用AD590封装图器件封装形式及符号：AD590系列产品的主要技术指标：（2）DS18B20DS18B20是美国DALLAS公司继DS1820之后推出的一款单线接口数字温度传感器。它使用了在板专利技术，全部传感器和各种数字转换电路都被集成在一起。器件封装形式：图4-27DS18B20的三种封装形式其主要特点为：①单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；②内置64位的产品唯一序列号，适宜单线多点分布式测温；③无须外部器件；④电源电压范围为3.0~5.5Ｖ，也可通过数据线供电；⑤测温范围为-55~125℃，在-10~85℃范围内测量误差不超过±0.5℃；⑥二进制数字式温度输出从9位到12位可选；⑦12

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