半导体温度计测温原理是什么?

半导体温度计测温原理是什么?,第1张

我来给你解释一下,原理其实比较简单,是利用PN结的温度特性。

我们学的半导体基础知识中有PN结的电流方程。PN结所加端电压u与流过它的电流i有一个公式。

i=Is(equ/kT-1),Is为反向饱和电流,q为电子电量,k为波尔兹曼常数,T为热力学温度。

对PN结施加两个不同的电流(通常为倍数关系,电流源容易设计),就会得出两个不同的电压(AD转换可以得出电压值),两个式子联立,会组成一个二元一次方程,直接可以解出参数T。

半导体温度传感器的测温元件可以分为两种,一种是集成在IC内部通常由PNP三极管连接而成的测温二极管,另外是分立的NPN或PNP三极管连接成的测温二极管。

半导体内部半导体温度计为了更高精度,还有参数补偿机制,为了消除三极管beta值的影响,如beta补偿。

基本原理就是酱紫的,此方式精度较高,比热电偶、RTD、热敏电阻测温方式精度都高。

MAXIM、ADI网站上都有该类原理介绍的文档,其器件datasheet中也会有介绍。

纯手工键入,希望辛苦不会白费。如有疑问,我们再沟通

◆半导体的一些特性∶掺杂性(在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。),热敏性,光敏性(在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。),负电阻率温度特性,整流特性,磁变特性。因此用半导体制作的传感器就可以测量多方面的物理量:

●热敏传感器:利用半导体在不同温度下具有不同电阻的特性来测量物体的温度;

●光敏传感器:利用半导体受光量的不同而具备的电阻率的不同,实现光强度的测量、亮度自动控制,或利用遮光原理实现计数、转速测量及先后次序测量等;

●负阻特性可用来检测温度变化,实现恒稳控制等应用,也可以监控电压电流变化;

●利用参杂性可实现化学性质变化的测量和报警,可制成烟雾、瓦斯报警器等。

●利用半导体的磁特性设计的霍尔传感器,可以测磁、测距。

◆所有根据半导体的特性设计的传感器都可认为是半导体传感器。

请用简练的语言直接回答问题。

物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性差的材料,如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。

本征半导体:不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。空穴导电并不是实际运动,而是一种等效。电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动 [1]  。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子- 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子- 空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大,实际应用不多。


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/9190436.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-04-25
下一篇 2023-04-25

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存