سنسور دمای شکاف باند سیلیکونی یک شکل بسیار متداول از سنسور دما ( دماسنج ) است که در تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد. مزیت اصلی آن این است که می توان آن را در یک مدار مجتمع سیلیکون با هزینه بسیار کم گنجانید. اصل سنسور این است که ولتاژ مستقیم یک دیود سیلیکونی، که ممکن است محل پیوند بیس - امیتر یک ترانزیستور اتصال دو قطبی ( BJT ) باشد، مطابق با معادله زیر وابسته به دما است:
در اینجا
با مقایسه ولتاژ دو پیوند در یک درجه حرارت یکسان اما در دو جریان مختلف IC1 و IC2 بسیاری از متغیرهای موجود در معادله فوق را می توان از بین برد و در نتیجه این رابطه حاصل می شود:
توجه داشته باشید که ولتاژ پیوند تابعی از چگالی جریان است، یعنی ناحیه جریان /پیوند، و یک ولتاژ خروجی مشابه را می توان با کارکرد دو پیوند در همان جریان، اگر یکی از سطوح متفاوت با دیگری باشد، بدست آورد.
مداری که IC1 و IC2 را مجبور به نسبت ثابت N: 1 می کند، [ ۱] این رابطه را می دهد:
یک مدار الکترونیکی، مانند مرجع شکاف باند برکو، که اندازه گیری ΔVBE را می توان برای محاسبه دمای دیود استفاده کرد. نتیجه تا حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد معتبر است، هنگامی که جریان های نشتی به اندازه کافی بزرگ می شوند اندازه گیری را خراب می کنند. بالاتر از این دما می توان از موادی مانند کاربید سیلیکون به جای سیلیکون استفاده کرد.
اختلاف ولتاژ بین دو پیوند pn ( به عنوان مثال دیود ) ، در چگالی جریان های مختلف کار می کند، متناسب با دمای مطلق ( PTAT ) است.
مدارهای PTAT با استفاده از ترانزیستورهای بی جی تی یا سیماس به طور گسترده در سنسورهای دما، مورد استفاده قرار می گیرند ( جایی که ما می خواهیم خروجی با دما متغیر باشد ) ، و همچنین در مراجع ولتاژ شکاف باند و سایر مدارهای جبران کننده دما ( جایی که ما در هر دما می خواهیم خروجی یکسان داشته باشیم ) . [ ۱] [ ۲] [ ۳]
اگر دقت بالایی لازم نباشد، کافی است یک دیود را با جریان پایینی بایاس کنید و از ضریب حرارتی mV /˚C - 2 آن برای محاسبه دما استفاده کنید، اما برای هر نوع دیودی به کالیبراسیون نیاز دارد. این روش در سنسورهای دمای یکپارچه متداول است. [ نیازمند منبع]
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفدر اینجا
با مقایسه ولتاژ دو پیوند در یک درجه حرارت یکسان اما در دو جریان مختلف IC1 و IC2 بسیاری از متغیرهای موجود در معادله فوق را می توان از بین برد و در نتیجه این رابطه حاصل می شود:
توجه داشته باشید که ولتاژ پیوند تابعی از چگالی جریان است، یعنی ناحیه جریان /پیوند، و یک ولتاژ خروجی مشابه را می توان با کارکرد دو پیوند در همان جریان، اگر یکی از سطوح متفاوت با دیگری باشد، بدست آورد.
مداری که IC1 و IC2 را مجبور به نسبت ثابت N: 1 می کند، [ ۱] این رابطه را می دهد:
یک مدار الکترونیکی، مانند مرجع شکاف باند برکو، که اندازه گیری ΔVBE را می توان برای محاسبه دمای دیود استفاده کرد. نتیجه تا حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد معتبر است، هنگامی که جریان های نشتی به اندازه کافی بزرگ می شوند اندازه گیری را خراب می کنند. بالاتر از این دما می توان از موادی مانند کاربید سیلیکون به جای سیلیکون استفاده کرد.
اختلاف ولتاژ بین دو پیوند pn ( به عنوان مثال دیود ) ، در چگالی جریان های مختلف کار می کند، متناسب با دمای مطلق ( PTAT ) است.
مدارهای PTAT با استفاده از ترانزیستورهای بی جی تی یا سیماس به طور گسترده در سنسورهای دما، مورد استفاده قرار می گیرند ( جایی که ما می خواهیم خروجی با دما متغیر باشد ) ، و همچنین در مراجع ولتاژ شکاف باند و سایر مدارهای جبران کننده دما ( جایی که ما در هر دما می خواهیم خروجی یکسان داشته باشیم ) . [ ۱] [ ۲] [ ۳]
اگر دقت بالایی لازم نباشد، کافی است یک دیود را با جریان پایینی بایاس کنید و از ضریب حرارتی mV /˚C - 2 آن برای محاسبه دما استفاده کنید، اما برای هر نوع دیودی به کالیبراسیون نیاز دارد. این روش در سنسورهای دمای یکپارچه متداول است. [ نیازمند منبع]
