周波数は絶対温度を示します

Jun 09, 2023

半導体接合が温度によって動作を変化させることは周知の事実であり、この事実を利用して温度センサーを作成できます。 問題は、たとえ部品番号が同じであっても、センサーとして使用したい特定のトランジスタに合わせて各デバイスを校正する必要があることです。 2011 年、1991 年に有名な [ジム ウィリアムズ] は、電圧は不明だが、異なる電流レベルでの 2 つの測定値の差は既知の方法で温度に追従すると指摘しました。 彼はこれをアプリケーション ノートで利用し、最近では [Stephen Woodward] が同じ原理を温度を読み取ることができる発振器に使用しました。

この回路では積分器とコンパレータを使用します。 FET は、コレクタ電流の 2 つの値の間で切り替わります。 コンパレータは FET を駆動し、出力としても機能します。 回路図だけから回路を理解しようとするのではなく、LT Spice または Falstad を使用して簡単にシミュレーションできます。 Falstad シミュレーターには温度を変更する方法はありませんが、動作しているのを見ることができます。 このモデルは温度を実際に読み取るのに十分ではありませんが、振動がどのように機能するかを見ることができます。

これは温度から周波数へのコンバーターと考えることができます。 たとえば、マイクロコントローラーを使用して読み取り、周期を温度に変換するのは簡単です。 10 マイクロ秒ごとが 1 ケルビンに相当します。 調整する必要がないものとしては悪くありません。

サーミスターは温度を測定するもう 1 つの方法です。 センサーがまったく必要ない場合もあります。