可以設(shè)定正、負(fù)溫度系數(shù)的溫度補(bǔ)償電壓發(fā)生電路及其工作原理分析

電路的功能

在設(shè)計(jì)電子電路時(shí)，應(yīng)做到電路的各種性能不隨環(huán)境溫度的變化而改變，但實(shí)際上，當(dāng)性能要求高時(shí)，往往還存在溫度漂移問(wèn)題。另外，在有傳感器的電路中，傳感器還有固有的溫度特性，如果不進(jìn)行補(bǔ)償，有時(shí)會(huì)無(wú)法使用。

本電路可以產(chǎn)生與周圍溫度成正比的電壓，如把它加到一部分溫度特性不好的電子電路中，便可對(duì)電路的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。本電路可補(bǔ)償的溫度系數(shù)從負(fù)到正，并有連續(xù)可變的特點(diǎn)。

應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意：本電路只適用于溫度特性為線性的電路。如果用于高增益?zhèn)鞲衅?，可用電阻把本電路的輸出分壓后再輸入電路中?/font>

電路工作原理

人們都知道，硅二極管的正向壓降VF隨溫度而變，在常規(guī)應(yīng)用時(shí)并不希望二極管有這種特性。但在溫度傳感器中卻正好利用了二極管這一特性，溫度傳感器還可利用晶體管基極-射極極間電壓VBE隨溫度變化的特性作成簡(jiǎn)單的溫度計(jì)。

二極管D1、D2的外圍電路是溫度傳感器電路，為了獲得正、負(fù)溫度系數(shù)，應(yīng)使其產(chǎn)生兩個(gè)正向電壓。再用可變電阻VR1設(shè)定從正到負(fù)的溫度系數(shù)電壓。

把圖中的VR1調(diào)到最右邊，然后按-2MV/℃的比例降低二極管D2的正向電壓，再用OP放大器進(jìn)行反相放大，便可獲得+2MV/℃的溫度系數(shù)電壓，在這種狀態(tài)下含有直流電平移位，所以要用穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓把負(fù)輸出的電壓移到零伏。負(fù)電壓用VR2調(diào)節(jié)，經(jīng)R3加入，基準(zhǔn)電壓由帶隙二極管D2產(chǎn)生。

元件的選擇

溫度傳感器使用的二極管可采用硅二極管或根據(jù)傳感器的安裝狀態(tài)把晶體管接成二極管用。

基準(zhǔn)電壓發(fā)生器IC采用LM385-1.2，也可采用普通二極管，但必須在偏壓電阻或VR2上串聯(lián)電阻以降低電壓。

電氣特性

圖A示出了本電路輸出電壓的實(shí)測(cè)結(jié)果，它是VR1調(diào)電壓，正向?yàn)?1.9MV/℃，負(fù)向?yàn)?2.3V/℃，不太對(duì)稱，但不影響實(shí)用。從圖中還可看出溫度在0℃~60℃范圍內(nèi)特性的線性度很好。