SU1137336A1 - Устройство дл измерени температуры - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее в качестве термочувствительного элемента полевой транзистор, включенный в плечо измерительного моста, одна диагональ которого соединена с источником питани , а друга  подключена к входу усилител  с регистратором, отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  инерционности и повышени  надежности устройства, в него введены два дополнительных полевых транзистора, включенных соответственно между истоком и затвором, а также затвором и стоком полевого транзистора, при этом, затвор каждого дополнительного полевого транзистора соединен с его ис- . током. .j D . 00 со 00 Од

Description

Изобретение относитс  к температурным измерени м, а точнее к устройствам дл  измерени  температуры с полупроводниковыми датчиками темпераTyjJbi - транзисторами. Известно устройство дл  измерени  температуры, содержащее термочувствительный «полевой транзистор, подкли}ченный к входу измерительного усилител  . Недостатком этого устройства  вл етс  требование посто нства измерительного тока с высокой степенью ; точности. Известно также устройство дл  измерени  температуры, содержащее измерительный мост с полевыми транзисторами , включенными в плечи моста, причем затворы транзисторов соединены с их истоками через переменные резисторы 23. Недостатком такого устройства  вл етс  его сложность. Наиболее близким по технической сущности к, предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  температуры содержащее в качестве термочувствительного элемента полевой транзистор вк.гаоченный в плечо измерительного моста, одна диагональ которого соедийена Q источником питани , а друга  подключена к входу усилител  с регистратором . Б этом устройстве между источником и затвором транзистора а также затвором и стоком транзистора включены резисторы с идентичными параметрами, причем ихсопротивление должно быть в 10-50 раз больше сопро тивлени  канала транзистора L3 3« Дл  уменьшени  инерционности устройства необходимо Уменьшать размеры термочувствительного элемента, который дл  обеспечени  высокой точности измерени  должен изготовл тьс  совместно с резисторами. Однако наличие резисторов с идентичньми параметрами и большими сопротивлени ми не позвол ет при существукш их технологи х изготовлени  уменьшить термочувствительный элемент до требуемых размеров . Кроме того, при изготовлении такого термочувствительного элеменia необходимо использовать различные технологические процессы, что снижает его надежность и, соответственно, надежность всего-устройства. Цель изобретени  - уменьшение икерционнос.ти н повышение надежности устройства, а также упрощение технологии его изготовлени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  температуры , содержащее в качестве термочувствительного элемента полевой транзистор, включенный в плечо измерительного моста, одна диагональ которого соединена с источником питани , а друга  подключена к входу усилител  с регистратором, введены два дополнительных полевых транзистора, включенных соответственно между истоком и затвором, а также затйором и стоком полевого транзистора, при этом затвор каждого дополнительного полевого транзистора соединен с его истоком. На чертеже приведена схема устройства . Устройство содержит полевой транзистор 1, между истоком и затвором которого, а также затвором и стоком включены два дополнительных полевых транзистора 2 и 3. Транзисторы 1-3 образуют термочувствительный элемент (датчик температуры) А, который включен в плечо измерительного моста на резисторах 5-7. Одна диагональ моста подключена к источнику питани  (не показан), а друга  - к усилителю 8, соединенному с регистратором 9. Устройство работает следук цим образом . При выполнении термочувствитель- ного элемента по полупроводниковой технологии в едином технологическом процессе параметры транзисторов 2 и 3 получаютс  идентичными. Изменение напр жени  питани  термочувствительного элемента 4 приводит к тому, что транзисторы 2 и в, включенные по схеме генератора тока, измен ют свои сопротивлени  так, что сохран етс  их равенство. Вследствие равенства сопротивлений каналов транзисторов 2 и 3 выполн етс  условие , где Uj - напр жение затвор - исток транзистора 1, Uj. - напр жение сток исток транзистора 1. Таким образом, вольтамперна  характеристика транзистора 1 на крутом участке характеристики V/3(UrUnl c- cW. где IP - ток стока, U. - пороговое .напр жение, р - посто нный коэффициент , приобретает вид

c AUnU

Cl

a сопротивление канала транзистора R, U,/J, 7//ьи„.

Таким образом сопротивление канала транзистора 1 не зависит от Uj. и требовани  к стабильности U значительно уменьшаютс . Изменение температуры среды приводит к изменению U/),, в результате чего температурна  чувс вительность термочувствительного элемента составл ет 0,4-0,6%/град..

При выполнении термочувствительного элемента А по полупроводниковой технологии на одной пластине кремни  размером 1«1 мм можно изготовить несколько (5-10) термочувствительньрс элементов, соединенных последовательно , что позвол ет в 5-tO раз повысить температурную чувствительность устройства по напр жению. Отсутствие па ных или сварных соединений между транзисторами 1-3 повышает надежность устройства. Учитыва  что при

планарной технологии канал транзис- тора размещаетс  внутри объема полупроводника и защищен от воздействи  окружающей среды, то стабильность устройства высока.

С цепью уменьшени  шунтирующего действи  транзисторов 2 и 3 на тран- зистор 1 и повышени  чувствительности термочувствительного элемента 4

вместо транзисторов 2 и 3 можно включать Цепочки, состо щие из нескольких полевых транзисторов, соединенных последовательно. При этом затвор каждого полевого транзистора должен i

быть соединен с его истоком.

Таким образом, введение в устройство двз дополнительных полевых транзисторов, позвол ет значительно: снизить размеры чувствительного элемента и тем cavsJM уменьшить инерционность устройства, а также повысить его надежность, т.е. улучшить метро- логические и эксплуатационные параметры устройства.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, содержащее в качестве термочувствительного элемента полевой транзистор, включенный в плечо измерительного моста, одна диагональ которого соединена с источником питания, а другая подключена к входу усилителя с регистратором, отличающееся тем, что, с целью уменьшения инерционности и повышения надежности устройства, в него введены два дополнительных полевых транзистора, включенных соответственно между истоком и затвором, а также затвором и стоком полевого транзистора, при этом, затвор каждого дополнительного полевого транзистора соединен с его ис- . током. S <1137336