DE2805905A1 - Linearer halbleitertemperaturfuehler - Google Patents

Description

• Linearer Halbleitertemperaturfuhler"
• Die Erfindung beinhaltet einen Halbleitertemperaturfühler, bei den die Spannung linear von der Temperatur abhängt. Die Nachteile bekannter Anordungen mit NTC- bzw. PTC-Widerständen werden dabei eliminiert.
• Diese Nachteile sind im wesentlichen: Logarithmische Keunlinie (nicht linear). Keine Alterungsbeständigkeit. Die Aufgabe bestand darin, diese Nachteile zu beseitigen, Lösung: Dies geschieht erfindungsgemäss dadurch, dass der Emitter-Collektor-Strecke eines als Tomperaturfühler dienenden Transistors ein ohmscher Spannungsteiler ( R 1, R 2) parallelgeschaltet ist, dessen Abgriff mit der Basis des Transistors verbunden ist, Es ist allgemein bekannt, dass die Basis-Emitterkennlinie eines Transistors einen negativen Temperaturkoeffizienten von etwa 2 m V t K aufweist. Dieser Parameter ist alterungsbeständig.
• Die neue Fuhlerschaltung besteht aus eine Silizium Planar Transistor und zwei ohnschen liderständen (wig 1). Die Spannung U wird durch die gleichung Gl. 1 beschrieben.
• UBE ist die Basis-Emitter-Spannung des Transistors. Die temperaturabhängige Grösse # # der Spannung # folgt der Gleichung Gl. 2.
• Aus der Gleichung Gl. 2 geht hervor, dass # # unmittelbar von der Aenderung der UBE und vom Verhältnis der beiden Widerstände R 1, R 2 abhängt.
• Unter der Voraussetzung, dass der in die Fühlerschaltung eingespeiste Strom konstant ist, ergibt sich die lineare AbhSngigkeit der Spannung von der Kristalltemperatur des Transistors. (Fig.2) Die Verlust leistung im Kristall wird sehr niedrig gehalten, um eine mOgllehst geringe Temperaturdifferenz zwischen Kristall und Gehäuse zu erreichen, Eine gezielte Erhöhung der Kristalltemperatur durch Stromerhöhung ergibt auch eine Erhöhung der Gehäusetenperatur und dieses wiederum simuliert eine höhere Umgebungstemperatur, Bei ruhender Luft in der Umgebung des Gehäuses stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein. Bei bewegter Luft (Wind) wird über das Transistor-Gehäuse mehr farneenergie abgeführt, Das hat eine Erniedrigung der Kristalltemperatur zur Folge und somit eine Spannungsänderung.
• Ein so betriebener Fühler ist im Stande, Luftbewegungen zuletzlich zu registrieren. Dieser Effekt wird beim Aussnfühler einer witterungsgeführten Vorlauftemperaturregelung in der Heizungstechnik ausgenutzt, um den Windeinfluss zu erfassen.
• Ein Anwendungsbeispiel zeigt Fig. 3 Fühler A ist der Witterungsfühler, FUhler V ist der Vorlauftemperaturfühler. Mit dem folgenden Summierverstärker kann der Einfluss beider Fühler eingestellt werden (Heizkurve).
• Vergleichen mit dem derzeitgigen Stand der Technik, wo überwiegend NTC- bzw. PTC-Widerstände verwendet werden, bietet dieser Halbleitertemperaturfühler einige wesentliche Vorteile: 1. Die TemperaturabhEngigkeit ist streng linear 2. Die Grösse der temperaturabhängigen Spannung kann auf sehr einfache Art verändert werden.
• 3, Die Messung eines Windeinflusses ist ohne Mehraufwand möglich.
• 4. Die Alterungsbeständigkeit ist sehr gut.
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Claims (4)

1. Fatentanspruche S HalbleltertemperaturSUhler mit linearer Abhängigkeit der Spannung von der Temperatur, dadurch gekennzeichnet, dass der Enitter-Collektor-Strecke eines als Temperaturfühler dienenden Transistors ein ohmscher Spannungsteiler ( R 1, R 2 ) parallel geschaltet ist, dessen Abgriff mit der Basis des Transistors verbunden ist.
2. 2, Halbleitertemperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch zekennzeiehnet, dass der Transistor aus einer Kostantstronquelle gespeist wird.
3. 3. Halbleitertemperatur£hler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Widerstände des Spannungsteilers einstellbar ist.
4. 4. HalbleitertemperaturfUhler nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Veränderung des Konstantstrones vorgesehen sind.