Come utilizzare diodi e transistor per misurare la temperatura

Per misurare la temperatura, diodi e transistor a semiconduttore possono essere utilizzati come trasduttori termici. Ciò è dovuto al fatto che a un valore costante della corrente che scorre nella direzione in avanti, ad esempio attraverso la giunzione del diodo, la tensione attraverso la giunzione cambia quasi linearmente con la temperatura.

Affinché il valore di corrente sia costante, è sufficiente includere una grande resistenza attiva in serie al diodo. In questo caso, la corrente che passa attraverso il diodo non dovrebbe provocarne il riscaldamento.

È possibile costruire la caratteristica di calibrazione di un tale sensore di temperatura utilizzando due punti: all'inizio e alla fine dell'intervallo di temperatura misurato. La figura 1a mostra un circuito per misurare la temperatura utilizzando un diodo Vd... La batteria può essere utilizzata come fonte di alimentazione.

Riso. 1. Schema di misurazione della temperatura utilizzando un diodo (a) e transistor (b, c). Circuiti a ponte consentono di aumentare la sensibilità relativa del dispositivo, compensando il valore di resistenza iniziale del sensore.

La temperatura ha un effetto simile sulla resistenza di base dell'emettitore dei transistor. In questo caso il transistor può fungere contemporaneamente sia da sensore di temperatura che da amplificatore del proprio segnale. Pertanto, l'uso di transistor come sensori di temperatura presenta un vantaggio rispetto ai diodi.

La figura 1b mostra uno schema di un termometro in cui un transistor (germanio o silicio) viene utilizzato come trasduttore di temperatura.

Nella fabbricazione di termometri, sia a diodi che a transistor, è necessario costruire una caratteristica di calibrazione, mentre un termometro a mercurio può essere utilizzato come strumento di misura esemplificativo.

L'inerzia dei termometri a diodi e transistor è piccola: diodo - 30 s, transistor - 60 s.

Di interesse pratico è un circuito a ponte con un transistor in uno dei bracci (Fig. 1, c). In questo circuito, la giunzione dell'emettitore è collegata a uno dei bracci del ponte R4, al collettore viene applicata una piccola tensione di blocco.