Датчик температуры

,.80119839 60 К 700 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН т,ч11Ф 3ЙЮар ВУ АВТОРСКОМУ(54) (57) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ поавт.св. В 993042, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью увеличе-,ния чувствительности, два из четырехполевых транзисторов, включенные впротивоположные плечи моста, выполнены на основе кремния с концентрацией.легирующей примеси в канале10"-10" см , а два других полевыхтранзистора - с концентрацией примеси в канале 5 10- 10 "зсм .11Изобретение относится к термометР ии а именно к полупроводниковымдатчикам температуры, и может бытьчиспользовано в измерительнои технике и автоматике.Цель изобретения - увеличениечувствительности датчика температуры.На фиг. 1 показана электрическаясхема датчика температуры; на фиг.2 зависимость выходного напряжения датчика от температуры для различных типов полевых транзисторов,Датчик содержит четыре полевыхтранзистора 1-4, являющихся термочувствительными элементами датчикаи образующих измерительный мост,одна диагональ которого подключаетсяк источнику питания, а в другую диагональ включен вольтметр 5. Полевыетранзисторы 1 и 2, включенные в противоположные плечи моста, выполненына основе кремния с концентрациейлегирующей примеси в канале в пределах 10"-10" см . Полевые транзисторы 3 и 4, включенные в два другихпротивоположных плеча моста, выполнены на основе кремния с концентраци 11 и 13 -3ей примеси в канале 5 10 -10 смГраницы интервалов изменения концентрации легирующей примеси в каналеполевых транзисторов опредечяютсясуществующими методами очистки кремния (минимальная концентрация) и требуемой температуройзависимостью токанасыщения полевых транзисторов.Ток насыщения полевого транзистора любой конструкции с встроенным каналом л- типа и затвором, замкнутымс истоком, определяется формулойЛ = АП, где К, П "подвижнность и концентрация основных носителей в канале; А - постоянная, опре.деляемая геометрическими размерами;ПТ. В обычном рабочем диапазоне температур от - 60 до + 125 С с ростомотемпературы подвижность уменьшается, а концентрация увеличивается.Общая концентрация носителей в канале определяется как П - Пп+ Пе + Пл,где П - концентрация основных ноосителей, обусловле чная ионизациейлегирующей примеси ; Пс - концентрация, обусловленная ионизацией собственных атомов кремния; П - концентрация носителей, захваченных 98390 2 на поверхностйые ловушки, Рост концентрации,с увеличением температурыобусловлен ростом П и уменьшениемП , так как Пот температуры неменяется, поскольку в рабочем диапазоне температур вся примесь полностьюионизована и Правна ее концентрации. Относительное изменение П(Т)существенно зависит от величины ПЕсли П велика по сравнению с ПсП , то изменение последних практически не меняет П и Л зависит тольнко от подвижности, которая уменьшается с ростом температуры. Если Писравнима с П , Пр , то увеличениеП и уменьшение П с ростомтемпературы приводят к преобладающему увеличению П по сравнению с;уменьшением р. и Лн увеличивается.Таким образом, ток насыщения полевых транзисторов 1 и 2 с концентра 15 (1 -Ъцией примеси в канале 10 - 10 смуменьшается с ростом температуры, атранзисторов 3 и 4 - увеличивается, 25 повышая чувствительность датчика по1сравнению с прототипом.Для начальной балансировки мостапри заданной температуре в цепи истока полевых транзисторов 1-4 могут 30быть включены переменные резисторы6-9. Эти же резисторы позволяют изменять чувствительность датчика и интервал рабочих температур, определяемый линейным участком его выходнойхарактеристики, Для расширения температурного интервала сопротивлениярезисторов 6-9 увеличивают, однакочувствительность датчика при этомуменьшается.П р и и е р . В качестве полевых 40транзисторов 1 и 2 использовалисьтранзисторы типа 2 П 103,202,303, вкачестве полевых транзисторов 3 и 4 транзисторы типа КП 305,313,350 приЕ = 20 В и нулевом сопротивлении резисторов 7-9Наибольшей чувствительностью(1 В/ град) в интервале температурот -10 до + 10 С обладает датчикиз КП 305-2 ПС 202, наименьшей (О,ЗВ/град) - датчик из КП 313-2 ПЗОЗ (фиг. 2), тем не менее чувствительность всех указанных датчиков выше чувствительности прототипа (О, 1 В/ град).1198390 Корректор М. Мак нец актор М. Пет Заказ одписное ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Фи 713/42 ВНИИПИ Го по дел 113035, Москв