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什么是半导体温度传感器?
点击次数:1291 更新时间:2015-06-01

 半导体温度传感器的应用相当广泛,主要有以下三类:温度监测,包括对便携式电子设备、CPU、DSP、电池温度及环境温度;温度补偿,包括热电偶冷端补偿和蜂窝中的振荡器漂移;温度控制,包括电池充电和工业过程控制。较之其它传感器,其突出优势是线性输出。在-55~+150℃温度范围内,半导体温度传感器具有高精度和高线性度。

  目前,半导体温度传感器主要的供应商有Analog Devices、Dallas Semiconductor 、Maxim Integrated Products、National Semiconductor 和Com Semiconductor等。

  Analog Devices的半导体温度传感器主要分为五类:电流输出温度传感器、电压输出温度传感器、比率输出温度传感器、数字输出温度传感器及恒温开关和设定点控制器。

 

  电流输出温度传感器的主要特点是输出阻抗高,输出电流不受传输线路电压降和电压噪声的影响,且对电源电压的脉动和漂移具有很强的抑制能力,常用的有AD592和TMP17。AD592测温范围-25~+105℃,封装形式为TO-92,AD592CN线性误差典型值±0.1℃。TMP17测温范围-40~+105℃,封装形式为SO-8,TMP17F线性误差典型值±0.5℃。

  电压输出温度传感器的主要特点是电源电压和电流比较低,在传输线路电压降和电压噪声不是主要考虑因素时,电压输出温度传感器的输出可直接成为控制系统和数据采集系统的输入信号,常用的有TMP35/36/37,线性误差典型值±0.5℃。TMP35测温范围+10~+125℃,可用作热电偶冷端补偿;TMP36测温范围-40~+125℃;TMP37测温范围+5~+100℃。

  比率输出温度传感器特别适合与基准电压相关的比率测量或数据转换。常用的有AD22100和AD22103,主要应用于加热通风与空调系统、仪器仪表、汽车中的温度监测与控制。AD22100线性误差1%FS,精度2%FS,AD22100S测温范围-50~+150℃。AD22103线性*.5%FS,精度2.5%FS,测温范围-50~+150℃。

  数字输出温度传感器较模拟输出温度传感器有许多优点,可采用光隔离使远端传感器与测量系统之间实现电隔离,这对于工作环境恶劣的工控现场十分必要。数字输出温度传感器有两种类型,一类是串行数字输出温度传感器TMP03/04,由温度传感器和数字调制器组成,可以克服时钟漂移问题。TMP03/04测温范围-40~+100℃,线性误差±1℃,直接与微控制器相连,配合适当计算软件很容易解码。TMP04适用于工业过程控制、过程监控、电源系统监测和要求隔离的测温系统和电子设备温度监测。另一类数字输出温度传感器是将温度传感器与ADC集成在一起,如AD7416、AD7816(10位)和ADM1021(8位)。

  恒温开关和设定点控制器有ADT05、TMP01和TMP12。ADT05是低价恒温开关,在温度范围-40~+150℃内只用一个外接电阻,便可设定控制温度。TMP01和TMP12是带有高温和低温两个设定点的温度控制器。TMP12工作温度范围为-40~+125℃,与继电器等外接控制电路连接非常方便。

  Dallas的半导体温度传感器主要分为数字输出和模拟输出两大类。数字输出半导体温度传感器输出直接数字化,可直接读出温度数值,不需要A/D转换器。测温范围-55~+125℃,分辨率为0.03125~1.0℃,出厂前已进行线性化和校准,这样可减小电路的复杂程度,简化设计和降低成本。数字输出传感器主要有DS1620、DS1720、DS1820和DS1821等。DS1620校准精度为±0.5℃,采用3-wire接口,封装形式有8脚PDIP和8脚SOIC两种;DS1720校准精度为±2.5℃,采用3-wire接口,封装形式为8脚SOIC;DS1820校准精度为±0.5℃,采用1-WireTM接口,封装形式有PR-35和16脚SSOP两种;DS1821校准精度为±1.0℃,采用1-WireTM接口,封装形式有PR-35、8脚SOIC和TO-220三种。Dallas的模拟输出温度传感器测温范围-40~+125℃,分辨率为6.2mV/℃。模拟输出传感器也在出厂前进行过校准。这类传感器主要有DS56和DS60两种型号,校准精度均为±2.0℃。DS56具有两个温度设定点,封装形式为8脚SOIC CSP;DS60是线性输出传感器,封装形式为3脚SOT-23。

  Maxim提供多种半导体温度传感器以满足不同的应用需要。主要有MAX6501、MAX1617、MAX1618、MAX1619和MAX6575。

  MAX6501是恒温开关,集成了温度传感器和比较器。应用于电脑、仪器、充电器和工业设备中,当温度超过设定值时可发出报警信号,触发系统关机和启动风扇散热。MAX6501测温范围-45~+115℃,封装形式为5脚SOT-23。

  MAX1617是“远端结"温度传感器,适用于高性能(Pentium以上)CPU的温度监测。MAX1617采用SMBusTM 2-wire串行接口,封装形式为16脚QSOP。MAX1618也是远端结温度传感器,Maxim温度传感器部产品Patricia Smith介绍说:“MAX1618是世界上zui小的远端结温度传感器,其封装形式为10脚MICRO MAX表面贴装,非常适合于有小体积需求的场合。"

  National Semiconductor的温度传感器分为数字和模拟两类。其数字温度传感器主要有LM75、LM84、LM77、LM74和LM76等,应用于PC、外设、无线应用设备、HVAC、系统温度管理、测试设备和生物统计仪器,具有1~3℃的度,9位到13位的分辨率,内部和远程二极管温度感测,SO8、SOT23及更小的封装,I2C和SPI接口。

  National Semiconductor的模拟温度传感器主要有LM20、LM34、LM45和LM66等,应用于HDD、PC外设、蜂窝式和电源管理器、寻呼系统、HVAC、打印机、传真机以及Write-Goods装置等,有微型SMD、SC70、SOT23和SO8等多种封装形式可供选择。

  Com Semiconductor生产的半导体温度传感器主要有TC74、TCN75、TC1066和TC622。TC74是高集成度、小封装的串行数字输出温度传感器,封装形式为5脚SOT-23。TCN75是采用2-wire串行接口的温度传感器,工作温度范围-55~+125℃,封装形式有8脚的SOIC和MSOP两种;TC1066是采用符合ACPI标准的SMBus 2-wire串行接口的温度传感器,外接二极管输入,用硬件方式实现过热保护,工作温度范围-55~+125℃,封装形式为16脚QSOP。该温度传感器后向兼容Maxim的MAX1617,在未用的管脚上增加硬件方式实现的过热保护功能。TC622是低价温度传感器,只需一个外接电阻,便可设定控制温度,工作温度范围-40~+125℃,zui高结温+150℃,封装形式有8脚PDIP、8脚SOIC和5脚TO-220三种。

  下一代产品的发展趋势

  高精度、低功耗和小型化将成为下一代温度传感器产品的主要发展方向。

  Com Semiconductor的温度传感器产品市场Mark Shepherd说:“我们的温度传感器将在更小的封装中集成更多的功能。"该公司下一步将开发集成有风扇控制器的温度传感器。

  National Semiconductor音频/数据转换产品部的市场Johnson Ng也认为小型化是发展趋势,他同时还指出高精度和低功耗也是研发方向。他说:“我们的下一代产品将采用小型化的micro SMD封装,工作电压低至2.4V,精度高达±1℃。"

  Maxim的研发策略则是不断扩大产品线,根据各种应用的需要,提供多种类型的高性能、低成本和简化设计的产品,确保关键市场(如笔记本电脑)的地位。Smith在谈到该公司下一代产品时说:“我们的产品将易于使用,并针对设计难点提供专门的解决方案。为满足便携式设备的要求,低功耗和小型化将是产品的主要特点。"

 

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