專利名稱：一種雙pn結(jié)線形溫度傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及溫度傳感器技術領域，具體涉及一種雙PN結(jié)線形溫度傳感器。
背景技術：
自進入工業(yè)文明以來，溫度傳感器一直有著重要的作用，出現(xiàn)在社會生活各個領 域，溫度傳感器主要包括熱電偶、基于不同熱膨脹系數(shù)的雙金屬片、熱敏電阻、PN結(jié)溫度傳 感器等。PN結(jié)溫度傳感器是基于恒定電流驅(qū)動下其正向壓降與溫度的關系，這種PN結(jié)溫 度在一定范圍內(nèi)可以近似線性，結(jié)構簡單，得到了普遍應用，但是在對線性度要求較高的場 合就不再合適，而且因為工藝誤差，電源波動，這種傳感器一致性、重復性比較差。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種雙PN結(jié)線形溫度傳感 器，具有一致性和重復性良好、線性度高的優(yōu)點。為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方 案為一種雙PN結(jié)線形溫度傳感器，包括溫度傳感器1，溫度傳感器1的襯底2上配置有 第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4，第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4線路連接后再和溫度傳感器1的電 壓輸出端相連。所述的第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4線路連接，分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。所述的第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4的面積成如下比例達到給第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4通過同樣電流時，溫度傳感器1的輸出電壓為第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4的正向電 壓降之差。所述的第一PN結(jié)3和第二PN結(jié)4的材料采用硅單晶、多晶硅、非晶硅或金屬材料。本發(fā)明的工作原理為PN結(jié)有電流通過時，其正向電壓降和通過PN結(jié)的電流密度 以及環(huán)境溫度有關，當通過同樣電流時，第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4的電流密度與面積成反 比，第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4的正向壓降之差只與絕對溫度成正比，溫度傳感器1的輸出 電壓為第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4的正向電壓降之差，第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4正向壓 降之差與絕對溫度成線性關系，即傳感器的輸出電壓與絕對溫度成線形關系。由于本發(fā)明配置有第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4，并且第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4的 面積成比例，故而具有一致性和重復性良好、線性度高的優(yōu)點。
附圖為本發(fā)明的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
參照附圖，一種雙PN結(jié)線形溫度傳感器，包括溫度傳感器1，溫度傳感器1的襯底 2上配置有第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4，第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4線路連接后再和溫度傳 感器1的電壓輸出端相連。所述的第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4線路連接，分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。所述的第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4的面積成如下比例達到給第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4通過同樣電流，溫度傳感器1的輸出電壓為第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4的正向電壓 降之差。所述的第一PN結(jié)3和第二PN結(jié)4的材料采用硅單晶、多晶硅、非晶硅或金屬材料。
本發(fā)明的工作原理為PN結(jié)有電流通過時，其正向電壓降和通過PN結(jié)的電流密度 以及環(huán)境溫度有關，當通過同樣電流時，第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4的電流密度與面積成反 比，第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4的正向壓降之差只與絕對溫度成正比，溫度傳感器1的輸出 電壓為第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4的正向電壓降之差，第一 PN結(jié)3和第二 PN結(jié)4正向壓 降之差與絕對溫度成線性關系，即傳感器的輸出電壓與絕對溫度成線形關系。附圖中1為溫度傳感器；2為襯底；3為第一 PN結(jié)，4為第二 PN結(jié)。
權利要求
一種雙PN結(jié)線形溫度傳感器，包括溫度傳感器(1)，其特征在于溫度傳感器(1)的襯底(2)上配置有第一PN結(jié)(3)和第二PN結(jié)(4)，第一PN結(jié)(3)和第二PN結(jié)(4)線路連接后再和溫度傳感器(1)的電壓輸出端相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種雙PN結(jié)線形溫度傳感器，其特征在于所述的第一PN結(jié) (3)和第二 PN結(jié)(4)線路連接，分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種雙PN結(jié)線形溫度傳感器，其特征在于所述的第一PN結(jié) (3)和第二 PN結(jié)(4)的面積成如下比例達到給第一 PN結(jié)(3)和第二 PN結(jié)(4)通過同樣 電流時，溫度傳感器⑴的輸出電壓為第一 PN結(jié)(3)和第二 PN結(jié)(4)的正向電壓降之差。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種雙PN結(jié)線形溫度傳感器，其特征在于所述的第一PN結(jié) (3)和第二 PN結(jié)(4)的材料采用硅單晶、多晶硅、非晶硅或金屬材料。
全文摘要
一種雙PN結(jié)線形溫度傳感器，包括溫度傳感器，溫度傳感器的襯底上配置有第一PN結(jié)和第二PN結(jié)，第一PN結(jié)和第二PN結(jié)線路連接后再和溫度傳感器的電壓輸出端相連，PN結(jié)有電流通過時，其正向電壓降和通過PN結(jié)的電流密度以及環(huán)境溫度有關，當通過同樣電流時，第一PN結(jié)和第二PN結(jié)的電流密度與面積成反比，第一PN結(jié)和第二PN結(jié)的正向壓降之差只與絕對溫度成正比，溫度傳感器的輸出電壓為第一PN結(jié)和第二PN結(jié)的正向電壓降之差，第一PN結(jié)和第二PN結(jié)正向壓降之差與絕對溫度成線性關系，即傳感器的輸出電壓與絕對溫度成線形關系，本發(fā)明具有一致性和重復性良好、線性度高的優(yōu)點。
文檔編號G01K7/01GK101865730SQ201010157719
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權日2010年4月27日
發(fā)明者任天令, 劉理天, 張兆華, 林惠旺, 陳濤 申請人:清華大學