传感器与检测技术第6章(4)幻灯片课件

第四节半导体温度传感器半导体温度传感器以半导体P-N结的温度特性为理论基础。当P-N结的正向压降或反向压降保持不变时，正向电流和反向电流都随着温度的改变而变化，而当正向电流保持不变时，P-N结的正向压降随温度的变化而近似于线性变化，大约以-2mV/℃的斜率随温度变化。因此，利用P-N结的这一特性，可以对温度进行测量。1第四节半导体温度传感器半导体温度传感器利用晶体二极管与晶体三极管作为感温元件。二极管感温元件利用P-N结在恒定电流下，其正向电压与温度之间的近似线性关系来实现，由于它忽略了高次项非线性的影响，其测量误差较大。若采用晶体三极管代替二极管作为感温元件，能较容易地解决这一问题。2第四节半导体温度传感器集成温度传感器将温敏晶体管、传感驱动电路、信号处理电路等集成在同一芯片上的集成化温度传感器其最大优点是直接给出正比于绝对温度的理想的线性输出，另外，体积小、成本低廉。因此，它是现代半导体温度传感器的主要发展方向之一。3第四节半导体温度传感器集成温度传感器集成温度传感器按输出信号可分为电压型和电流型两种。电压型的温度系数约为10mV/℃；电流型的温度系数约为1

A/℃。这就很容易从它们输出信号的大小换算成绝对温度，而且其输出电压或电流与绝对温度成线性关系。4第四节半导体温度传感器电流型集成温度传感器该电路是在差分对管电路的基础上，用两只结构完全相同的PNP管VT1和VT3分别与测温用的两只NPN管VT2和VT4串联组成所谓的电流镜PTAT。PTAT—ProportionalToAbsoluteTemperature5第四节半导体温度传感器电流型集成温度传感器若电流镜PTAT核心电路中两管增益无穷大，则可忽略集电极电流Ic随集电极电压Ube变化和基极电流的影响。7第四节半导体温度传感器电流型集成温度传感器为使VT2和VT4工作在不同的电流密度下，两管必须采用不同的发射极面积。设VT2和VT4发射极面积之比γ＝８，则两管的电流密度比为其面积的反比。8第四节半导体温度传感器电流型集成温度传感器只要在电路的两端施加高于2Ube的电压，R上得到的电压为：

—VT2与VT4结面积相差的倍数K—波尔兹曼常数，K＝1.381×10-23J/Kq—电子电荷量，1.6×10-19CT—被测物体的热力学温度(K)9R上得到的电压为第四节半导体温度传感器电流型集成温度传感器流过该电路的总电流为：10流过该电路的总电流第四节半导体温度传感器电流型集成温度传感器若电阻R的温度系数为零，则电路的总电流正比于绝对温度。若取R=358Ω，代入上式可求得电路的输出灵敏度为________。1

A/K11美国AD公司生产的AD590、我国产的SG590都是典型的电流输出型温度传感器。它们的基本电路与图6-16一样，只是还增加了一些附加电路以提高其性能。第四节半导体温度传感器电流型集成温度传感器12AD590的主要特征是：(1)线性电流输出:1

A/K，正比于绝对温度(2)宽温度范围：-55~+150℃；(3)精度高：激光校准精度到±0.5℃(AD590M)(4)线性好：满量程范围±0.3℃(AD590M);(5)电源范围宽：+4~+30V。第四节半导体温度传感器电流型集成温度传感器13第四节半导体温度传感器采用半导体二极管作温度传感器，有简单、价廉的优点，用它可制成半导体温度计，测温范围在(0～50)℃之间。用晶体三极管制成的温度