Файл: Кривоносов, А. И. Полупроводниковые датчики температуры.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 88
Скачиваний: 0
Тогда можно записать:
ѵг г |
|
|
2 12 |
1 + Л , |
’ |
( - ) |
|
|
|
||
л |
1 + Л, |
‘ |
(2-13) |
|
|||
Величины kn и Tn зависят |
от знака коэффициента |
А1, который в свою очередь определяется знаком произ водной F 't v {Io, Тро), представляющей собой температур
ный коэффициент сопротивления Rcт. При отрицатель ном температурном коэффициенте сопротивления соот ветственно получаем:
|
|
|
|
^л > ѵ |
|
|
|
(2-14) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
При положительном |
температурном |
коэффициенте |
||||||||
сопротивления имеем: |
kj j |
|
1, |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(2-15) |
|||
|
|
|
|
|
< ѵ |
|
|
|
||
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
||
Передаточная функция Wj |
запишется в следующем |
|||||||||
виде: |
|
|
|
W7WtW7 - 1 + |
|
|
|
|||
|
д/ |
|
|
H7.U7, |
|
|
||||
|
|
|
|
, |
, |
- п |
------ |
— |
|
|
W |
'дг я |
1 |
' |
WW7 (-W, |
(w 3- |
Ге |
|
|||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
V. |
|
|
|
|
|
w3wi\v7w3 |
|
|
|
(2-16) |
|||
|
1 + |
+ wAwtw7w, - |
WJT7W% |
|||||||
|
|
|||||||||
Подставляя в (2-16) значение Wt, находим передаточ |
||||||||||
ную функцию W*« в виде |
апериодического звена: |
|
||||||||
,т |
|
|
|
|
|
W |
|
|
|
|
W!°= |
~ b 0(.,/4- 1) (1+w*wl)+w3w7w3- w 3w7 = |
|
||||||||
|
________ w 3w 7w t_______ |
|
||||||||
|
ьз (1 -f- W |
|
7) -}-W3W 7Wа — ß7e |
|
|
|||||
_________ К (1 + ^s^s)_________ |
. , |
|
||||||||
|
b0 { l + W 3W s) + W 7 ( W 3W 3 - W g) |
' ° Р + 1 |
|
6 3
Величины постоянных времени тл и тті совпадают,
тл=тті. (2-18)
Между коэффициентами kn и kTi существует следу ющая связь:
k, |
1 + W~Wa |
kTi |
|
(2-19) |
||||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'V p (/«. T’p») |
R „ 0 + |
R so |
k T\ |
|
|
|
||||
1 +F', (/„, |
Tp0) |
ACTO |
■ о - |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
^ho |
|
|
|
||
|
УO’ |
T'po) |
/» |
|
|
b |
( |
2 |
- ) |
|
'Л с,о + |
Лн0 + ^ |
( / . . |
|
T'po) /о |
/vT,. |
|
20 |
|||
|
Л |
|
|
|
Знак коэффициента Ал (или знак приращения тока) также зависит от знака температурной зависимости со противления полупроводникового прибора. Учитывая ранее принятое обозначение (2-1 1 ), получаем:
|
А |
|
|
(2-21) |
|
|
1 ~Ь А |
/о (^OTO Лио) |
|||
|
|
||||
|
71 |
|
Тл |
|
(2-22) |
|
I |
+ А |
|
||
|
|
|
|||
При |
отрицательном |
температурном |
коэффициенте |
||
имеем: |
|
|
|
|
|
|
|
Ал > 0 ; |
) |
(2-23) |
|
|
|
тл > Ѵ |
J |
||
|
|
|
|||
При |
положительном |
температурном |
коэффициенте |
||
имеем: |
|
Ап < 0 ; |
4 |
|
|
|
|
(2-24) |
|||
|
|
т/і<Ѵ |
J |
||
|
|
|
Рассмотрим далее передаточную функцию WTOu, ко торая согласно рис. 2-3 имеет следующий вид:
Ц7Г° — _ш WT°=z__________ WiWJPJP'__________ |
nc\ |
||
U |
w bw , |
1 +,W SW, + W3WtW,Wa — WtWJX'j ’ л |
> |
6 4
т. е. в этом случае
или
_
и\
/еш |
— |
^71^но> |
1 |
(2-26) |
х о і = |
Х / І = Х Л |
/ |
|
|
А х |
|
^о^но |
» |
|
1 + А |
1 |
/ о (^сто |
^но) * |
(2-27) |
_ |
■'о |
■ |
“и I |
1 - м , |
Знак коэффициента km соответствует знаку темпера турного коэффициента сопротивления.
Передаточная функция |
|
будет иметь |
следующий |
||||||
вид: |
|
|
|
_ WWJF, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
г,то |
|
|
|
1+ WtWt |
|
|
|
|
|
WR ot |
м щ у |
1+ |
1178Ц79 |
|Ѵ |
Z l A |
|
|||
|
1+ |
|
|
|
— w, J |
|
|||
|
W'.W'JT, |
|
|
|
|
|
кRTI |
(2-28) |
|
I + \ѵъ\ѵа+ |
|
|
— U74U7,U/9 |
|
ч?г, P + |
||||
|
|
|
1 |
||||||
Связь между коэффициентами -кцт\ и kn имеет сле |
|||||||||
дующий вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
km — 1_р wsW, |
"ті |
|
(2-29) |
|||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f'r p № .) |
|
|
|
||
|
' + ^ ' / У о . |
Т 'в о ) “ d |
|
I ° p |
|
||||
|
|
|
|
|
^НО |
|
Ac* |
|
|
|
^Гр У«> 7*р.) №яо + |
|
|
krty. . |
(2-30) |
||||
~~ |
R w + |
R ^ + |
|
F' Vo. 7 p 0) |
/ o |
|
|||
|
|
" Т Г |
|
||||||
Учитывая принятое обозначение, получаем: |
|||||||||
|
__ |
j4j |
|
|
bQ RizoИ- Ro |
|
|||
|
llИГ I |
I + A , |
|
/ , R eta — R uo |
(2-31) |
||||
|
|
|
|
|
t» |
|
|
|
|
|
|
лгг |
|
■ |
|
|
|||
|
|
|
і + л , |
|
|
Рассмотрим передаточные функции полупроводнико вого прибора относительно изменения коэффициента рассеивания Ь. Их нетрудно получить из сравнения
5 — 25 |
65 |
рис. 2-3 и 2-4, откуда вытекает следующее простое соот ношение:
|
WT° = - |
КТ2 |
(2-32) |
|
|
Т‘2р + |
|||
|
|
|
1 |
|
Согласно этому выражению получаем: |
||||
и |
______ j____ГР0 |
|
■Т О0 _ |
|
Т2 |
1+ А , |
Ь0 |
|
|
|
1+Д , |
|
|
|
Отсюда |
|
|
|
|
|
^ а ш /ГО ___Г ро |
|
7-О0 .и.ГО |
(2-33) |
W° = -&-W |
|
|
||
и |
Wj |
|
|
|
Для остальных передаточных функций структурной схемы, показанной на рис. 2-4, получаем:
W1: |
] Ра____Д>° __ |
|
'■'/2 |
(2-34) |
|
1>о |
" 1 |
*г2Р+ 1 |
|||
|
|
Выражения для коэффициентов имеют вид:
|
А , |
|
Т'ро |
~1о о |
|
. |
\ |
|
^/2 |
А 1 |
Т 00 |
|
’ |
I |
|
||
1 + |
I о (Ra |
- « В |
. ) |
(2-35) |
||||
|
|
|
|
|
|
|||
Т2 |
I + А , |
• |
|
|
|
|
і |
|
Передаточная функция Wbu запишется в виде
|
|
/ft |
feH2 |
(2-36) |
|
|
Г и |
хт Р + 1 |
|
|
|
|
|
|
Выражения |
для |
коэффициентов этой передаточной |
||
функции имеют вид: |
|
|
||
h |
|
-^i |
R n o ( R p a |
Діо) . ' |
m ~ i |
+ л , |
/ 0 (Ясіо — |
Я ш ,),’ |
|
_ |
_ |
т0 |
|
(2-37) |
• |
|
|||
Д/2— 1+Д! |
|
Для передаточной функции WbRcт имеем:
^ft __ |
ЙЛГ2 |
(2-38) |
|
Лет |
"'■ЦТіР "Ь 1 |
||
|
66
Для данной передаточной функции выражения для коэффициентов следующие:
и |
__ |
Т'ро— та0 |
/?„„ + Ян, . |
№ |
1+ А 1 |
/„ |
Лото — Лио ’ |
|
|
|
(2-39) |
|
Ѵ з — |
1 + A t |
• |
Полученные передаточные функции необходимы при применении полупроводниковых приборов в качестве датчиков неэлектрических величин, так как величина коэффициента b зависит от многих теплофизических факторов: давления, влажности, скорости потока и т. д.
Перейдем к рассмотрению передаточных функций полупроводниковых приборов по отношению к измене
нию напряжения питания. |
|
|
||||
Согласно |
структурной |
схемы, приведенной на рис. 2-5, |
||||
получаем: |
|
|
|
|
|
|
|
\ Ѵ / и |
|
WWP, о |
|
||
|
wиППТ5 |
'tWtW<W7Wt |
|
|||
|
|
|
] |
■wtwsw4 |
|
|
|
|
|
Wtw twtt |
|
(2-40) |
|
|
— |
+ W3WiW,W3+ WBW9— |
||||
|
|
|||||
Учитывая,- что №4 |
определяет единственное |
апери |
||||
одическое звено в этом выражении, получаем: |
|
|||||
П/^пит |
____ |
W ^ |
ioKjH-1) |
|
||
|
( 1 + |
^ t W t ) ba + |
|
|
|
|
|
|
|
S P + I |
_____ |
|
|
|
|
( 1 + W JW 9) b0 |
|
|
||
( 1 + W J P t ) b0 + W t W xW t - W ' W , - W ' W t W J P , ■чр +1 |
|
|||||
Введем обозначения: |
|
|
(2-41) |
|||
|
|
|
||||
A. = |
- (1 + |
|
w 5w aw 10b0 |
(2-42) |
||
W tW t ) b0 + |
W t W , W , - |
W , W 4 (I + W tW t ) |
||||
|
|
л |
_ |
l+ W tW, |
(2-43) |
|
|
|
3__ |
WtWtWx, |
|||
6* |
|
|
||||
|
|
|
|
|
6 7 |