當(dāng)使用外部熱二極管測量溫度時，溫度測量的精度取決于外部二極管的特性。影響測量精度的兩個關(guān)鍵參數(shù)是理想因數(shù)和串聯(lián)電阻。本應(yīng)用筆記解釋了這些參數(shù)對遠(yuǎn)程溫度傳感器測量的影響，并討論了如何確定其影響的補償因子。

使用“遠(yuǎn)端二極管”溫度傳感器測量溫度的最常見方法是強制兩個不同的電流通過二極管，通常電流比約為10：1。在每個電流水平下測量二極管的電壓，并根據(jù)以下公式計算溫度：1

其中：
IH是較大的二極管偏置電流。
IL是較小的二極管偏置電流。
VH是 IH 流動時的二極管電壓。
VL是 IL 流動時的二極管電壓。
n是二極管的理想因數(shù)（標(biāo)稱值為1，但隨處理而變化）。
k 是玻爾茲曼常數(shù) （1.38 × 10-23焦耳/千）。
T 是以 K 為單位的溫度，
q 是電子的電荷 （1.60 × 10-19C)

如果 = 10，則可以

簡化為：

VH- 五L= 1.986 × 10-4× πT

理想因子校正

請注意，溫度讀數(shù)的準(zhǔn)確性取決于 n 的值。如果遠(yuǎn)程二極管傳感器設(shè)計為使用特定值為n的二極管產(chǎn)生正確的讀數(shù)，則更改為具有不同理想因子的二極管將改變表觀測量溫度。

理想因子差異的校正如下。假設(shè)遠(yuǎn)端二極管傳感器設(shè)計用于標(biāo)稱理想因數(shù)n名義，用于測量具有不同理想因數(shù) n 的二極管的溫度實際.測得溫度，T量過的，可以使用以下方法進(jìn)行更正：

其中 T 是以 K 為單位的溫度。

大多數(shù)用于CPU的遠(yuǎn)程二極管溫度傳感器設(shè)計用于在理想因數(shù)為1.008的情況下產(chǎn)生準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)。一些較新的CPU熱檢測二極管具有較低的理想因數(shù)。要將針對理想因子為 1.008 的 CPU 與理想因子為 1.0021 的 CPU 一起使用，可以按如下方式校正數(shù)據(jù)（假設(shè)沒有串聯(lián)電阻）：

對于 85°C （358.15K） 的實際溫度，測得的溫度將為 82.91°C （356.06K），誤差為 -2.09°。請注意，誤差與絕對溫度成正比。在125°C時，誤差增加到-2.32°。

串聯(lián)電阻校正

其中一個二極管中的串聯(lián)電阻會產(chǎn)生額外的誤差。對于Maxim遠(yuǎn)程溫度傳感器中使用的10μA和100μA標(biāo)稱二極管電流，測量電壓的變化為：

RS（100μA - 10μA） = 90μA × RS

由于1°C對應(yīng)于198.6μV，串聯(lián)電阻產(chǎn)生的溫度失調(diào)為：

假設(shè)被測二極管的串聯(lián)電阻為3.86Ω。串聯(lián)電阻的失調(diào)量為：

3.86Ω × 0.453°C/Ω = 1.75°C

如果二極管的理想因數(shù)為1.0021，串聯(lián)電阻為3.86Ω，則總失調(diào)可按如下方式計算。將串聯(lián)電阻校正與理想因子校正相結(jié)合，我們有：

1.75°C - 2.09°C = -0.34°C

這適用于85°C的二極管溫度。 因此，在這種情況下，串聯(lián)電阻和理想因子的影響部分相互抵消。

請注意，如果二極管偏置電流不同，串聯(lián)電阻的影響將成比例變化。例如，一些遠(yuǎn)端溫度傳感器的二極管偏置電流是Maxim遠(yuǎn)程傳感器的兩倍或更多。由此產(chǎn)生的溫度誤差可能比Maxim傳感器觀察到的溫度誤差大兩度或更多度。

一些溫度傳感器在其遠(yuǎn)端二極管檢測電路中包括自動串聯(lián)電阻消除功能。啟用此功能后，這些傳感器以三個或四個不同的電流電平偏置外部二極管，并使用由此產(chǎn)生的電壓測量值來消除溫度計算中串聯(lián)電阻的影響。MAX6654和MAX6690溫度傳感器具有單通道遠(yuǎn)端通道，可選串聯(lián)電阻消除功能。多個多通道遠(yuǎn)程傳感器，包括MAX6602、MAX6689、MAX6697、MAX6698和MAX6699，在其中一個遠(yuǎn)端通道上具有串聯(lián)電阻消除功能。 MAX6581具有7個遠(yuǎn)程通道，所有遠(yuǎn)程通道均具有串聯(lián)電阻消除功能。

1該二極管不像1N4001那樣是雙引線整流器或信號二極管。這種二極管不能與遠(yuǎn)端二極管溫度傳感器配合使用。相反，二極管實際上是一個作為二極管連接的雙極晶體管。如果晶體管是分立單元，則應(yīng)將其基極和集電極連接在一起。如果晶體管是基板PNP，則集電極將接地，基極和發(fā)射極用作陰極和陽極。當(dāng)本文檔中使用“二極管”時，它是指上述二極管連接的晶體管。

審核編輯：郭婷