硅温度传感器的工作原理

温度传感器目前分为传统温度传感器和基于硅的温度传感器。传统温度传感器包括热敏电阻、电阻温度检测器和热电偶。这些器件是模拟器件，而温度传感器没有必要一定是模拟器件。基于硅的温度传感器能够精确输出其测量温度所代表的数字量。相比于需要外部信号调理电路和模数转换器的方法，这种方案简化了控制系统的设计。下面就某些硅温度传感器工作原理为大家介绍一下。

当两个相同的晶体管在集电极电流密度比恒定的情况下工作时，它们的基极-发射极电压差仅与绝对温度成正比。其他的温度传感器则基于采用二极管接法的晶体管的基极-发射极电压VBE的行为，此VBE随着温度反向变化，这个变化速率非常恒定，为- 2mV /℃，但是对于不同的晶体管，VBE变化的绝对值也不同。为了补偿这种变化，可以在不同的IE值下比较ΔVBE。

某些硅温度传感器产生模拟电压输出（VPTAT，即与绝对温度成正比的电压），而其他的温度传感器则将VPTAT转换为电流输出。

在数字输出温度传感器中，放大检测晶体管的VBE，然后与带隙基准电压比较，并将结果输入到Σ-Δ或逐次逼近寄存器ADC中转换为数字输出，精度可以是13bit或16bit，其中最低有效位被用作符号位。

一种可替换的数字输出方案是采用脉宽调制（PWM），其温度和脉冲的导通与截止时间的比例成正比。由于导通时间是固定的，因此这些传感器可以按照需要执行单次测量以使功耗最小。