Файл: Кривоносов, А. И. Полупроводниковые датчики температуры.pdf

Эта система уравнений позволяет определить три не­ известных параметра температурной характеристики и

лентное сопротивление этих цепей можно записать в сле­ дующем виде:

для схемы, изображенной на рис. 1-3,а:

26

Приведем выражение (1-38) к безразмерному виду:

Это выражение и является основным при синтезе цепей с полупроводниковыми приборами.

Во многих случаях, например при мостовых схемах включения полупроводниковых приборов, необходимо линеаризовать выходной ток цепи. Тогда величина тока определяется выражением

В это уравнение входит в качестве линейного пара­ метра схемы также и напряжение, приложенное кдвух­ полюснику с полупроводниковым прибором в качестве термочувствительного элемента.

Полученные выражения позволяют определить темпе­ ратурные характеристики статического сопротивления и тока любого двухполюсника с полупроводниковым при­ бором. При этом коэффициенты q, s и р определяются

ссинтезом цепей с другими полупроводниковыми при­ борами, ограничимся рассмотрением лишь синтеза цепей

странзисторами.

1-2. СИНТЕЗ ЦЕПЕЙ С ТРАНЗИСТОРАМИ

В связи с тем, что транзисторы * при различных схемах включе­ ния могут иметь различный характер температурной зависимости ста­ тического сопротивления, рассмотрим решение задач синтеза для трех основных типов вольт-амперных характеристик.

1. Характеристики типа прямых ветвей вольт-амперных характе­ ристик р-и-переходов. Эти характеристики получаются при открытом

* В данной книге рассмотрены лишь сплавные транзисторы.

27

выходном р-п-переходе и управляются током или напряжением в за­ висимости от того, закрыт или открыт р-п-переход.

Таким образом, как следует из табл. 1-1—.1-4, характеристики типа прямых ветвей вольт-амперыых характеристик р-и-переходов можно описывать выражениями, полученными для полупроводнико­ вых диодов, но смещенных по оси тока и напряжения иа соответст­ вующие величины.

В общем случае можно считать, что величины смещения зависят только от управляющего сигнала, т. е. зависимостью втнх величин от параметров самого транзистора можно с достаточной точностью пренебречь.

Тогда вольт-амперную характеристику транзистора можно запи­ сать в следующем виде:

Ü = Ut+ (/+/си)^д + Нем.

Разделив обе части этого выражения иа ток, получим:

Rct(T) прямой ветви вольт-амперной характеристики диода [Л. 75], получим:

28

Семейства вольт-амперных характеристик транзистора, включенного по схеме с общей базой, для различных сочетаний полярностей и температур окружающей среды

29

С

Т а б л и ц а 1-2

Семейства вольт-амперных характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, для различных сочетаний полярностей и температур окружающей среды

31

32

Семейства вольт-амперных характеристик транзистора включенного по схеме с общим эмиттером, для различных сочетаний полярностей управляющих сигналов

35

Это выражение также сводится к следующей форме записи за­ висимости R c * { T ) :

В этом выражении

1 -s(Rx + Rj) .

q - < 1 l + p ( R a + R yy

1

+ / » ( « « + . Лу)'

Таким образом, решение задач синтеза сводится к решению про­ стых квадратных уравнении. При этом температурный коэффициент в зависимости от схемы включения может быть как положительным, так и отрицательным, и знак его 'постоянен для всего реального диа­ пазона температур. Кроме того, в значения коэффициентов входит величина R y , которая зависит от сигнала управления:

синтез температурной характеристики следует проводить при какомто .постоянном токе управления, т. е. в этом случае при одних и тех же линейных параметрах схемы получаем не одну линейную функ­ цию, а семейство прямых. Это семейство имеет различный характер в зависимости от схемы включения, получение же его в общем виде достаточно громоздко.

2. Характеристики типа обратных ветвей вольт-амперных харак­ теристик р-/г-перехода. Эти характеристики имеют транзисторы с за­ пертыми выходными д-п-переходами. Управление осуществляется то­ ком или напряжением в зависимости от того, открыт или закрыт входной р -п -переход. При принятом ранее допущении, что величина смещения по осям тока и напряжения зависит только от сигнала управления, вольт-амперная характеристика транзистора для этого случая может быть записана в следующем виде:

3 7