СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №3/2014

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 18 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2014 V OUT +V S A R1 26R 23R R 100R R2 Q1 E 10E Q2 R2 R1 10К LM135 Выход 10 мВ/К V + I I BIAS V OUT D+ SPNP D– C N × I Удалённый чувствительный транзистор Диод смещения V + = +3 … 5,5 В На АЦП МДМ-усилитель и выпрямитель Δ V BE = k × T q × ln N V OUT =G ⋅ k × T q × ln N Генератор ФНЧ с полосой пропускания 65 кГц Усиление R1 50К R2 2К R3 1,1К R5 49К R6 49К R4 10К R7 15,6К R8 600 R10 13,8К Настройка С2 3 пФ Q9 Q8 Q7 Q1 Q2 Q3 Q5 Q4 Q6 Q12 Q13 С1 10 10 Q10 Q11 Q15 Q14 Q16 + – в широком диапазоне значений. Для увеличения точности определения тем- пературы часто используют так называ- емую дельта-методику, в соответствии с которой: , (13) где V BE1 – величина V BE при I C1 , IS 1 . Так, в некоторых температурных датчиках в качестве удалённого тер- мочувствительного элемента исполь- зуют прямосмещённый эмиттерный переход внешнего транзистора, через который попеременно задают два значения тока, отличающиеся в N раз ( I C1 = N × I C2 ) (см. рис. 8), регистриру- ют V BE1 , V BE 2 и с учётом (13), а так- же IS 1 = IS 2 = IS рассчитывают темпе- ратуру: . (14) Как следует из (14), точность реги- страции температуры в этом случае не зависит от величины IS , однако на погрешность измерений влияет ряд других факторов [10]: ● различное падение напряжения на полупроводниковых областях уда- лённого чувствительного транзи- стора и соединительных проводах при отличающихся коллекторных токах I C2 , I C1 ; ● наличие наводок, возникающих при коммутации токов I C2 , I C1 через внеш- ний транзистор, усреднённое значе- ние которых влияет на измеренную величину V BE . В датчиках, содержащих термочув- ствительный элемент и схему обра- ботки сигнала на одном кристалле, для регистрации температуры приме- няют два БТ, работающих при одина- ковом коллекторном токе I C2 = I C1 , но имеющих различные IS ( IS 2 = N × IS 1 ) за счёт масштабирования площадей эмиттерных переходов транзисторов S E2 = N × S E1 (см. рис. 9) [15]. Усилитель A на рисунке 9 через цепь отрицатель- ной обратной связи (ООС) устанавли- вает коллекторный ток Q1 такой вели- чины, что напряжение между входами усилителя A близко к нулевому значе- нию, т.е. коллекторные потенциалыQ1 и Q2 равны. Поскольку сопротивления коллекторных резисторов транзисто- ров Q1 и Q2 одинаковы, то действие ООС обеспечивает равенство коллек- торных токов I C1 = I C2 , а падение напря- жения на резисторе R ( V R ) и выходное напряжение схемы ( V OUT ) составляют: , (15) . (16) Резистор, обозначенный на рисунке 9 как 100R, применяется для подстройки выходного напряжения, а резистор R1 находится вне температурного датчика. Рис. 8. Структурная схема температурного датчика в ИС ADM1021 Рис. 9. Интегральный датчик температуры Рис. 10. Упрощённая электрическая схема температурного датчика LM135 Рис. 11. Схема включения температурного датчика LM135 © СТА-ПРЕСС