Puede cualquier BJT ser utilizado para la detección de temperatura?

Question

Estoy buscando una manera barata y fácil para monitorear las temperaturas y se encontró con el Microchip EMC1403 que las interfaces de propósito general (diodos o transistores con su base atado a colector/emisor, respectivamente).

Esto encaja con mi aplicación muy bien como la detección de puntos que se encuentran a una distancia cercana, pero fuera de la PCB y sólo dos se necesitan cables de por sensor. También, espero que con plomo transistor de paquetes (como A-126) ser razonable fáciles de manejar y térmicamente bondable a los componentes a ser monitoreados.

Sin embargo, la hoja de datos no entra en mucho detalle en el que los diodos/transitors son adecuados y sólo menciona el 2N3904 NPN o PNP 2N3906 transistores de propósito general.

Me pregunto si existen características específicas que hacen a una buena temperatura-detección de transistor/diodos? Estoy especialmente interesado en dispositivos de alto consumo, ya que vienen en los casos en los que espero dar un mejor térmico de la unión.

Hay una razón para el uso de transistores en lugar de simples diodos?

Answer 1

Usted puede utilizar muchos (pero no cualquiertipo de BJT y obtener buenos resultados. Usted debe no uso general de las partes como 1N400x 1N4148 1N914 diodos o rectificadores de RF o de BJTs o OC71 transistores de germanio o masiva 2N3055 transistores de potencia para este tipo de \$\Delta\$-Vbe circuito.

El principio de medición de aquí es medir la diferencia en el diodo conectado-transistor adelante caída en dos corrientes quizás en una década de distancia, que es mucho más predecible que una simple Vbe de medición. La diferencia tiene un comportamiento definido y sin corregir el error puede ser de menos de 1°C, incluso por azar (adecuado) de los transistores. Eso es imposible con un simple Vbe de medición, y por supuesto que siempre quieren evitar la calibración individual.

El trade-off es más complejidad (todo en un chip, por lo que no es su problema) y alrededor de 1/10 de la sensibilidad de tensión (más como -200uV/°C de-2mV/°C, en el que todo el mundo sabe), que requiere de auto-cero circuitos en el chip.

Un diodo conectado transistor se comporta mucho más como un ideal del diodo que, digamos, un 1N4148. En particular, el factor de idealidad \$n\$ es de 1 (normalmente algo como 1.004 para un 2N3904) en lugar de en algún lugar entre el 1 y el 2. Por esta razón, usted también encontrará diodo conectado a los transistores utilizados en el registro y antilog circuitos.

\$\Delta V_{BE} = n \frac{kT}{q} \ln(\frac{I_{HIGH}}{I_{LOW}})\$

Si \$n\$ = 1.0, kT/q = T * 8.61 E-5, Ihigh/Ilow = 10 entonces

\$\Delta V_{BE} = 198\mu \$V/°C

El uso de un diodo le dará el 50-100% de error. En la temperatura absoluta.

El otro factor que afecta a la precisión de este tipo de circuito es la base de la resistencia. Para minimizar este error, utilice un medio de un transistor de potencia, tales como 2N4401 o 2N4403 o 2SC1815 o C8050 etc. etc. (PNP o NPN funcionará, ya que es un 2-conexión del cable). De silicio de un solo tipo, por supuesto. Usted podría utilizar una mayor transistor de potencia si desea una ficha para el perno hacia abajo, pero las fugas pueden comenzar a afectar la medición a temperaturas muy altas.

Answer 2

Lo que se está utilizando aquí es las propiedades de la PN de unión en el dispositivo y este intrínsecamente tiene una temperatura de dependencia (típicamente -2 mV/Kelvin).

Este valor varía con la corriente a través del dispositivo y el dopaje perfil de la PN de unión y probablemente algunos otros factores. Pero la temperatura depenancy siempre estará ahí y es bastante lineal en un amplio rango de temperatura (como de -50 a 200 grados C).

Creo que como usted puede calibrar el dispositivo que está utilizando junto con el EMC1403 (por lo que la corriente fluirá a través de la unión PN) usted puede hacer este trabajo.

Puede que no tenga que calibrar cada uno de los dispositivos en función de la precisión que usted necesita. Se podría calibrar 10 dispositivos, vea lo que usted consigue, use el promedio de que como un estándar de calibración y, a continuación, comprobar a través de más dispositivos si que da la precisión que necesita.

Pero en mi opinión, usted puede usar casi cualquier base de silicio del diodo o transistor desea.

Como usted puede correctamente térmicamente conectar el dispositivo sensor para que el que se desea medir, no se necesita de un gran dispositivo de sensor o para una buena protección térmica. El sensor no se disipan mucho poder, así que si se tiene una baja masa térmica seguirá la temperatura de lo que se monta muy rápido.

Answer 3

Lo Spehro dijo:
Quería añadir que yo he utilizado el TIP31C (A-220 pack) como un sensor de temperatura con la buena suerte. (C-B cortocircuito) he Aquí un enlace a mi calibración documento. (Puedo hacer un único punto de calibración... pero tiene para medir la curva de una vez. Yo he probado un par de diferentes TIP31C códigos de fecha (todos de Fiarchild) y el 99% de ellos encajan muy bien en la curva.
También he mirado en el X10 actual truco. (Las corrientes en el 1uA a 100 uA del rango de corriente que parece funcionar mejor.) Pero normalmente hay un error de 0.5 a 1%, debido a la no idealidad discutido por Spehro (1% de 300K es 3K)

Answer 4

En la página 38, beta compensación es tu amigo. Esta parece ser una solución muy costosa para medir la temperatura, pero como el tiempo es un dispositivo de silicio y la mayoría de portadora (diodo o BJT, pero no hay una palabra mejor para esta familia de dispositivos) usted debe ser capaz de sentir su temperatura. Dependiendo del nivel de dopaje tendrá que ajustar de que la beta de compensación, aunque.