Диодный датчик температуры

[asgrisha]

Крайности.

[YS]

[metan]

Здравствуйте.
А как народ думает, если в качестве датчика заюзать 2 или 3 диода в послед?
Гипотетически, неравномерности диодов должны взаимно скомпенсироваться раз,
и усиление для подачи сигнала на АЦП тоже можно пропорционально числу диодов
уменьшить, два?

[Gudd-Head]

А как народ думает, если в качестве датчика заюзать 2 или 3 диода в послед? Гипотетически, неравномерности диодов должны взаимно скомпенсироваться раз, и усиление для подачи сигнала на АЦП тоже можно пропорционально числу диодов уменьшить, два?

А как вы обеспечите равномерный прогрев одновременно трёх диодов, это "три"?

[asgrisha]

К тому же увеличится инерционность датчика.

[Gudd-Head]

Хотя, если мерить t° окружающей среды, то, наверное, такой способ имеет право на жизнь. Только надо подумать что там с шумами происходит, м.б. на выходе какое-нить Г выползет.

[asgrisha]

Гипотетически, неравномерности диодов должны взаимно скомпенсироваться раз,

Если только подобрать диоды... Но особого смысла нет, так как кремниевый диод в прямом включении - это практически линейный термодатчик. Да и линейность датчика тоже нужна не всегда. Если использовать в качестве датчика нелинейный терморезистор, то такому термометру просто надо больше реперных точек и хороший термометр для калибровки. В памяти контроллера будет записана таблица зависимости сопротивления данного терморезистора от температуры, и чем больше значений будет иметь таблица, тем точнее будет термометр с этим датчиком.

[Comparator]

Дузья, подсобите. Моделирую в Electronics Workbench, измеряю ТКН диода.

Источник тока 1 mA подключаю к диоду 1N4001.
При температуре 27 градусов получаю падение 1.301V, а на 37 градусах 1.305V.
Т.о. выходит около 0.4 mV/градус, в то время, как везде говорят про 2.1 mV/градус.

При увеличении тока до 1А, ТКН составляет 1.4 mV/градус и лишь при токе 100А ТКН приблизится к 2.1 mV/градус. Неужели, чтобы достичь тех самых 2.1 мВ/С нужно пропускать через диод ток в 100А?

[просто КОТ]

А можна схемку афтор? Если у кого есть по-проще, то дайте плиз!
Сам хочу себе такой.
З.Ы. Какой материал для этого лучше подходит? Кремний, гермений, арсенид галия, нитрид индия-германия?

[YS]

Comparator, вот Вы и убедились, что симуляторы для таких целей неприменимы. Экспериментируйте в железе.

[просто КОТ]

А можна схемку афтор?

[Gudd-Head]

Кстати, при увеличении температуры напряжение на диоде должно падать, а не расти.

[CrazyFizik]

Я пытался вывести интересующую меня зависимость из главного уравнения, описывающего диод -> I=Io*(exp(qU/kT)-1). Отсюда и взялись...

Надо отделять мух от котлет.
Приведенная Вами формула взята из так называемой "диодной теории", она была выведена еще на заре развития твердотельной электроники по аналогии с ламповыми диодами, когда из диодов были точечные (КМП) детекторные диоды, да селеновые столбы, чуть позже - германиевые сплавные. Для них диодная теория была еще приемлема (хотя для сплавных уже кагбэ не очень, а для диффузионных и более поздних тем более не подойдет)
Вы же пытайтесь применить кремниевому планарно-эпитаксиальному диоду, здесь диодная теория не даст корректных результатов.
Дело в том, что у полупроводников температурная зависимость проводимости нифига ни линейная. По началу она растет, потом наступает пик проводимости, после чего она начинает спадать. На наше с Вами счастье, диапазон температур в котором живет человек совпадает с температурной полочкой у полупроводников (на которой они и проявляют свои замечательные свойства). Диодная теория этого не отражает. Есть более точная - диффузионная теория, вот она как раз учитывает все ньюансы, вот по ней и надо считать. Как раз таки помню на 4м курсе на лабораторке точно такую же задачу решали и все отлично сходилось, только если мне не изменяет память диффузионная теория - это порядка пяти листов сплошных диффур (ага, сравните с одной единственной формулой диодной теории), так что без Рунге-Кутта врядли шо-то сосчитать получиться.
А так найдите старые советские сплавные германиевые диоды, мне под них, когда еще учился в школе, получалось подгонять эту формулу.
___________________
P.S. Да и кстати Вы еще не учли ширину запрещенной зоны.
P.S.S. А вообще температурная зависимость обычно указывается всегда в даташитах. По крайней мере у кремниевых пин-диодов, с которыми последний раз работал по даташиту - падение напряжения при 20 градусах было 0.8 вольт, при 60 градусах 0.9 вольт, а при минус 40 0.7 вольт - проверял - так оно и было. Можете сами прикинуть ТКН, как раз таки и получается 0.2 мВ/К (вот только это среднеинтегральная оценка, так что даже здесь никакой линейности и в помине нет)

Кстати, при увеличении температуры напряжение на диоде должно падать, а не расти.

Прямое будет расти: проводимость с ростом температуры будет падать, ну а далее все по закону Ома. С обратным током ситуация будет обратная (Ваш КО).
Ну а после 150-180 градусов по Цельсия кремний вообще полупроводниковые свойства напрочь потеряет и выродится в металл.

Нарушение Правил Форума пп.2.2 и 2.7
Gudd-Head

[Gudd-Head]

Прямое будет расти: проводимость с ростом температуры будет падать (Ваш КО).

"КО" надо подучить матчасть чтобы стать настоящим К.О.

Вложения

Безымянный.GIF

(10.92 KiB) Скачиваний: 2389

[YS]

Ух ты, двухлетнюю тему откопали...

Товарищи, я уже использую DS18B20.

[Gudd-Head]

Ух ты, двухлетнюю тему откопали...

Да, жалко что в новые правила не добавили пункт про некропостинг

[CrazyFizik]

"КО" надо подучить матчасть чтобы стать настоящим К.О.

Вот кривые проводимости Ti - Ts - это наш температурный диапазон и есть, нетрудно увидеть, что на нем проводимость падает с ростом температуры, области ниже Ti и выше Ts - области с преобладающим одним типом проводимости в них характер зависимости проводимости от температуры меняется. Классика, ептыц, 2 или 3 курс.

download/file.php?id=103762
_____
P.S.
По началу у полупроводников проводимость растет за счет собственной проводимости, потом после определенных температур преобладающей проводимостью становится примесная, которая падает с ростом температур (как у металлов), ну а дальше снова рост. Конкретный характер зависит от типа полупроводника и уровня легирования. Если диод будет обедненным, то естественно с ростом температур )до определенного предела) падение напряжения будет падать, а у высоколегированных зависимость будет обратная. Вот в чем секрет.

Вложения

046ejaw0A0I3K1v07420.png

(46.89 KiB) Скачиваний: 891

Последний раз редактировалось CrazyFizik Вс апр 15, 2012 14:18:54, всего редактировалось 2 раз(а).

[YS]

Та не, не... Вспомнил себя двухлетней давности, ностальгия, понимаете ли...

[TAZIT]

1.
Зависимость от температуры -- линейная при стабильном токе -- 1.6..3 мВ/град !
Однако при этом надо помнить что уже при паре мА эта зависимость может превратиться в ноль для маломощного диода и далее пойти уже с "+" порядка 5 мВ/град на макс. токе диода ... !
2.
При измерениях потребуется ещё и позаботиться о компенсации входного тока измерителя или обеспечить его на уровне не более 0.1 мкА для приемлемой точности ... !
3.
Если правильно воспользоваться математикой ... то потом можно будет ничего не считать ... , а просто считывать показания ... .

[mickbell]

Некропост detected. Посмотрите на время - главное, на год сообщения, когда оно было отправлено, потом отвечайте. Бывает, что за шесть лет актуальность снижается.