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专利名称：一种双pn结线形温度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及温度传感器技术领域，具体涉及一种双PN结线形温度传感器。
背景技术：
自进入工业文明以来，温度传感器一直有着重要的作用，出现在社会生活各个领 域，温度传感器主要包括热电偶、基于不同热膨胀系数的双金属片、热敏电阻、PN结温度传 感器等。PN结温度传感器是基于恒定电流驱动下其正向压降与温度的关系，这种PN结温 度在一定范围内可以近似线性，结构简单，得到了普遍应用，但是在对线性度要求较高的场 合就不再合适，而且因为工艺误差，电源波动，这种传感器一致性、重复性比较差。

发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种双PN结线形温度传感 器，具有一致性和重复性良好、线性度高的优点。为了达到上述目的，本发明采取的技术方 案为一种双PN结线形温度传感器，包括温度传感器1，温度传感器1的衬底2上配置有 第一 PN结3和第二 PN结4，第一 PN结3和第二 PN结4线路连接后再和温度传感器1的电 压输出端相连。所述的第一 PN结3和第二 PN结4线路连接，分为串联和并联两种方式。所述的第一 PN结3和第二 PN结4的面积成如下比例达到给第一 PN结3和第二 PN结4通过同样电流时，温度传感器1的输出电压为第一 PN结3和第二 PN结4的正向电 压降之差。所述的第一PN结3和第二PN结4的材料采用硅单晶、多晶硅、非晶硅或金属材料。本发明的工作原理为PN结有电流通过时，其正向电压降和通过PN结的电流密度 以及环境温度有关，当通过同样电流时，第一 PN结3和第二 PN结4的电流密度与面积成反 比，第一 PN结3和第二 PN结4的正向压降之差只与绝对温度成正比，温度传感器1的输出 电压为第一 PN结3和第二 PN结4的正向电压降之差，第一 PN结3和第二 PN结4正向压 降之差与绝对温度成线性关系，即传感器的输出电压与绝对温度成线形关系。由于本发明配置有第一 PN结3和第二 PN结4，并且第一 PN结3和第二 PN结4的 面积成比例，故而具有一致性和重复性良好、线性度高的优点。


附图为本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照附图，一种双PN结线形温度传感器，包括温度传感器1，温度传感器1的衬底 2上配置有第一 PN结3和第二 PN结4，第一 PN结3和第二 PN结4线路连接后再和温度传 感器1的电压输出端相连。所述的第一 PN结3和第二 PN结4线路连接，分为串联和并联两种方式。所述的第一 PN结3和第二 PN结4的面积成如下比例达到给第一 PN结3和第二 PN结4通过同样电流，温度传感器1的输出电压为第一 PN结3和第二 PN结4的正向电压 降之差。所述的第一PN结3和第二PN结4的材料采用硅单晶、多晶硅、非晶硅或金属材料。
本发明的工作原理为PN结有电流通过时，其正向电压降和通过PN结的电流密度 以及环境温度有关，当通过同样电流时，第一 PN结3和第二 PN结4的电流密度与面积成反 比，第一 PN结3和第二 PN结4的正向压降之差只与绝对温度成正比，温度传感器1的输出 电压为第一 PN结3和第二 PN结4的正向电压降之差，第一 PN结3和第二 PN结4正向压 降之差与绝对温度成线性关系，即传感器的输出电压与绝对温度成线形关系。附图中1为温度传感器；2为衬底；3为第一 PN结，4为第二 PN结。
权利要求
一种双PN结线形温度传感器，包括温度传感器(1)，其特征在于温度传感器(1)的衬底(2)上配置有第一PN结(3)和第二PN结(4)，第一PN结(3)和第二PN结(4)线路连接后再和温度传感器(1)的电压输出端相连。
2.根据权利要求1所述的一种双PN结线形温度传感器，其特征在于所述的第一PN结 (3)和第二 PN结(4)线路连接，分为串联和并联两种方式。
3.根据权利要求1所述的一种双PN结线形温度传感器，其特征在于所述的第一PN结 (3)和第二 PN结(4)的面积成如下比例达到给第一 PN结(3)和第二 PN结(4)通过同样 电流时，温度传感器⑴的输出电压为第一 PN结(3)和第二 PN结(4)的正向电压降之差。
4.根据权利要求1所述的一种双PN结线形温度传感器，其特征在于所述的第一PN结 (3)和第二 PN结(4)的材料采用硅单晶、多晶硅、非晶硅或金属材料。
全文摘要
一种双PN结线形温度传感器，包括温度传感器，温度传感器的衬底上配置有第一PN结和第二PN结，第一PN结和第二PN结线路连接后再和温度传感器的电压输出端相连，PN结有电流通过时，其正向电压降和通过PN结的电流密度以及环境温度有关，当通过同样电流时，第一PN结和第二PN结的电流密度与面积成反比，第一PN结和第二PN结的正向压降之差只与绝对温度成正比，温度传感器的输出电压为第一PN结和第二PN结的正向电压降之差，第一PN结和第二PN结正向压降之差与绝对温度成线性关系，即传感器的输出电压与绝对温度成线形关系，本发明具有一致性和重复性良好、线性度高的优点。
文档编号G01K7/01GK101865730SQ201010157719
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年4月27日
发明者任天令, 刘理天, 张兆华, 林惠旺, 陈涛 申请人:清华大学