Schottkyho dióda ako teplotný senzor

Zpráva

samec · #1 Příspěvek od **samec** » 18 úno 2019, 18:15

Klasická PN dióda sa bežne používa ako snímač teploty. Na internete je k tomu množstvo zapojení aj teórie.
Dá sa však rovnakým spôsobom použiť Schottkyho dióda? Aké sú teplotné závislosti jej parametrov? Ktorý parameter je najlepšie použiť na meranie teploty?

#2 Příspěvek od **Cust** » 18 úno 2019, 19:11

Já jsem si kupoval min týden tuto diodu: https://www.gme.cz/data/attachments/dsh.920-057.1.pdf
odpověď máš na str.2 první dva obrázky

Ivan_Ryger · #3 Příspěvek od **Ivan_Ryger** » 18 úno 2019, 19:41

dá sa použiť aj Schottkyho dióda. Bežne sa to napája konštantným prúdom a potom je pokles úbytku napätia na dióde priamo úmerný rastúcej teplote.

Prúd schottkyho diódou je daný ako I(V)= A x Ar x T^2 x exp((-eV/(nkT)), kde A je plocha kontaktu ,Ar je Richardsonova konštanta pre ten-ktorý polovodičový materiál T je absolútna teplota v kelvinoch, e náboj elektrónu, k Boltzmannova konštanta, V je napätie na dióde, n je tzv. činiteľ ideality, hovoriaci nakoľko sa prúd diódou odlišuje od ideálneho priebehu. Pre väčšinu kvalitných Si Schottkyho diód by mal byť menej než 1.5, blížiaci sa k 1.

#4 Příspěvek od **Cust** » 18 úno 2019, 19:42

No, výuku elektrotechniky tu suplovat nejde. Ale když si stáhne datasheet diody s PN přechodem a srovná obrázky s schottky a začne přemýšlet, tak to třeba dá.

#5 Příspěvek od **PavelFF** » 18 úno 2019, 20:32

Cust píše:Já jsem si kupoval min týden tuto diodu: https://www.gme.cz/data/attachments/dsh.920-057.1.pdf
odpověď máš na str.2 první dva obrázky

Takže asi 1,6mV na stupeň C při proudu kolem 1mA. Stejně jako u klasické diody

#6 Příspěvek od **tomasjedno** » 18 úno 2019, 21:21

To bych neřekl. U běžné Si diody je to tuším -2,25 mV/K a je to v tom rozsahu -40 ... +125 ºC docela lineární.
U té Schottkyho diody z odkazovaného data sheetu je to:
-40 ... +125 ºC -1,5 mV/K
-40 ... +25 ºC -1,25 mV/K
+25 ... +125 ºC -1,7 mV/K
čili menší citlivost a dost nelineární.

#7 Příspěvek od **Cust** » 18 úno 2019, 21:30

a ještě bych poznamenal, že čím se jde s proudem výš, citlivost na teplotu klesá
je tedy výhodné používat proudy spíše menší než 1 mA
EDIT: tomaši jedno: myslím, že u 1n4148 na 1 mA je citlivost pod 2 mV/K, ale to v tomto vlákně je asi jedno ;-)

ZdenekHQ · #8 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 18 úno 2019, 21:33

Nakonec si člověk koupí LM335 a má klid.

#9 Příspěvek od **tomasjedno** » 18 úno 2019, 21:57

Cust píše:myslím, že u 1n4148 na 1 mA je citlivost pod 2 mV/K, ale to v tomto vlákně je asi jedno

Máš pravdu, lovil jsem to jen z paměti. Při 1 mA mi to vychází 1,8 mV/K a při 0,1 mA 2,1 mV/K.

#10 Příspěvek od **PavelFF** » 18 úno 2019, 22:01

tomasjedno píše:To bych neřekl. U běžné Si diody je to tuším -2,25 mV/K ......

Díval jsem se teď na 1N4148 a vidím tam při proudu 1mA zhruba 1,7mV na stupeň C. Z doby kdy jsem si stavěl teploměr s diodou jako čidlem si nějak pamatuju, že je to míň než dva.

samec · #11 Příspěvek od **samec** » 18 úno 2019, 23:45

Toľko som formuloval otázku, až som sa nakoniec blbo spýtal. No čo už.
Len som chcel vedieť, či je absencia zapojení so Schottkyho diódou na meranie teploty na internete len kvôli tomu, že zatiaľ nikto nemal takú potrebu, alebo je kvôli niečomu nevhodná na tento účel?
Mám túto diódu:
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NSR05F30.PDF
Chcem ju použiť, lebo je to najmenšia súčiastka, ktorú mám.
Nebol by na meranie teploty vhodnejší prúd v závernom smere?
Na linarite mi veľmi nezáleží.

#12 Příspěvek od **Cust** » 19 úno 2019, 00:22

tomášjedno napsal, že je to nelineární, PN přechod by měl být lineární, zbytek si buď ověř nebo věř nebo vyčti z datasheetu
cesta typu, chci použít toto a nevím proč (nebo je to v šuplíku - stojí okolo koruny), je cesta do pekel

#13 Příspěvek od **PavelFF** » 19 úno 2019, 00:54

to samec: Použít ji můžeš. Teplotní závislost Uf je zhruba stejná jako u běžných diod.
Použít ji v závěrném směru je neobvyklé, ale klidně si to zkus. Pokud bys měřil vysoké teploty, může součin závěrného proudu a napětí způsobovat vlastní ohřev diody a zkreslení měření.
Parametry v propustném směru mají diody stejného typu velmi podobné.
V závěrném směru se ale charakteristiky kus od kusu liší dost podstatně. Pokud máš jen jeden kus, tak to nevadí. Při výrobě více kusů bys každý obvod musel přizpůsobit individuální diodě.

K linearitě. Teplotní závislost je lineární jen přibližně a v určitém rozsahu teplot. Vždyť vzoreček je s exponenciální funkcí. Nikdy to není přímka. V datašítu jsou idealizované zprůměrované grafy které linearitu neřeší, protože je to nepodstatný parametr. Takže pro větší přesnost jedině měření.

Diodový teploměr stačilo nastavit ve dvou bodech (led/var) a chyba mezi tím byla kolem jednoho dvou stupňů. Nevím přesně. Pokud na tom záleží, jsou jiné metody.

samec · #14 Příspěvek od **samec** » 19 úno 2019, 01:30

Vďaka za vyčerpávajúcu odpoveď.

#15 Příspěvek od **tomasjedno** » 19 úno 2019, 10:40

PavelFF píše:K linearitě. Teplotní závislost je lineární jen přibližně a v určitém rozsahu teplot. Vždyť vzoreček je s exponenciální funkcí. Nikdy to není přímka. V datašítu jsou idealizované zprůměrované grafy které linearitu neřeší, protože je to nepodstatný parametr. Takže pro větší přesnost jedině měření.

Říká ti něco Shockleyho rovnice ideální diody? I=I₀ exp(eU/kT - 1).
Závislost napětí na teplotě při konstantním proudu je tam lineární, eU/kT = const.
Si PN přechod se tak chová. A jak je evidentní z datasheetu té Schottkyho diody od Custa (viz můj první příspěvek), tak ta Schottkyho dioda je silně nelineární.