Verwendung von Dioden und Transistoren zur Temperaturmessung
Zur Temperaturmessung können Halbleiterdioden und Transistoren als Wärmewandler eingesetzt werden. Dies liegt daran, dass sich bei einem konstanten Wert des in Durchlassrichtung fließenden Stroms, beispielsweise durch den Diodenübergang, die Spannung an dem Übergang nahezu linear mit der Temperatur ändert.
Damit der Stromwert konstant bleibt, reicht es aus, einen großen aktiven Widerstand in Reihe mit der Diode zu schalten. In diesem Fall sollte der durch die Diode fließende Strom nicht zu einer Erwärmung führen.
Es ist möglich, die Kalibriercharakteristik eines solchen Temperatursensors anhand von zwei Punkten zu konstruieren – am Anfang und am Ende des gemessenen Temperaturbereichs. Abbildung 1a zeigt eine Schaltung zur Temperaturmessung mit einer Diode Vd... Die Batterie kann als Stromquelle verwendet werden.
Reis. 1. Temperaturmessschema mit einer Diode (a) und Transistoren (b, c). Brückenschaltungen ermöglichen eine Erhöhung der relativen Empfindlichkeit des Geräts und kompensieren den anfänglichen Widerstandswert des Sensors.
Die Temperatur hat einen ähnlichen Einfluss auf den Emitter-Basis-Widerstand von Transistoren. In diesem Fall kann der Transistor gleichzeitig sowohl als Temperatursensor als auch als Verstärker seines eigenen Signals fungieren. Daher hat die Verwendung von Transistoren als Temperatursensoren einen Vorteil gegenüber Dioden.
Abbildung 1b zeigt eine schematische Darstellung eines Thermometers, bei dem ein Transistor (Germanium oder Silizium) als Temperaturwandler verwendet wird.
Bei der Herstellung von Thermometern, sowohl von Dioden als auch von Transistoren, ist es notwendig, eine Kalibrierkennlinie zu erstellen, wobei als Beispiel für ein Messgerät ein Quecksilberthermometer verwendet werden kann.
Die Trägheit von Dioden- und Transistorthermometern ist gering: Diode – 30 s, Transistor – 60 s.
Von praktischem Interesse ist eine Brückenschaltung mit einem Transistor in einem der Arme (Abb. 1, c). In dieser Schaltung ist der Emitterübergang mit einem der Arme der R4-Brücke verbunden, an den Kollektor wird eine kleine Sperrspannung angelegt.
