硅溫度傳感器的工作原理

溫度傳感器目前分為傳統(tǒng)溫度傳感器和基于硅的溫度傳感器。傳統(tǒng)溫度傳感器包括熱敏電阻、電阻溫度檢測器和熱電偶。這些器件是模擬器件，而溫度傳感器沒有必要一定是模擬器件。基于硅的溫度傳感器能夠精確輸出其測量溫度所代表的數(shù)字量。相比于需要外部信號調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的方法，這種方案簡化了控制系統(tǒng)的設(shè)計。下面就某些硅溫度傳感器工作原理為大家介紹一下。

當(dāng)兩個相同的晶體管在集電極電流密度比恒定的情況下工作時，它們的基極-發(fā)射極電壓差僅與絕對溫度成正比。其他的溫度傳感器則基于采用二極管接法的晶體管的基極-發(fā)射極電壓VBE的行為，此VBE隨著溫度反向變化，這個變化速率非常恒定，為- 2mV /℃，但是對于不同的晶體管，VBE變化的絕對值也不同。為了補償這種變化，可以在不同的IE值下比較ΔVBE。

某些硅溫度傳感器產(chǎn)生模擬電壓輸出（VPTAT，即與絕對溫度成正比的電壓），而其他的溫度傳感器則將VPTAT轉(zhuǎn)換為電流輸出。

在數(shù)字輸出溫度傳感器中，放大檢測晶體管的VBE，然后與帶隙基準(zhǔn)電壓比較，并將結(jié)果輸入到Σ-Δ或逐次逼近寄存器ADC中轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出，精度可以是13bit或16bit，其中最低有效位被用作符號位。

一種可替換的數(shù)字輸出方案是采用脈寬調(diào)制（PWM），其溫度和脈沖的導(dǎo)通與截止時間的比例成正比。由于導(dǎo)通時間是固定的，因此這些傳感器可以按照需要執(zhí)行單次測量以使功耗最小。