Sensores de temperatura de semiconductor
Figura T27. Sensor de temperatura de silicio
En la tabla T4 se muestran las ventajas y desventajas de los sensores de temperatura de silicio
Tabla T4. Ventajas desventajas de los sensores de temperatura de silicio.
El sensor de temperatura de semiconductor dispone de funciones de transferencia que son proporcionales a la temperatura en K, °C o °F.
En la mayor parte de las aplicaciones, la señal de salida alimenta un comparador o un convertidor A/D para convertir los datos de temperatura a un formato digital.
Los sensores desarrollados en este campo son analógicos y digitales con tensión de salida proporcional a la temperatura absoluta o a la temperatura en °C o °F, sensibilidad ± 10 mV/°C y una exactitud de ± 1 °C dentro del intervalo -55 °C a 150 °C.
Hay analógicos con corriente de salida proporcional a la temperatura absoluta y sensibilidad de 1A/°C a 3 A/°C y termostatos de -40 °C a +125 °C.
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Sensor de circuito integrado
Los sensores de circuito integrado se fundamentan en la característica de la unión p-n de los semiconductores. Están formados por circuitos integrados sobre un chip, el cual presenta una salida lineal y proporcional a la temperatura. Se consiguen sensores IC que presentan salidas en voltaje analógico y en forma digital. Por estar hechos a base de silicio, su rango de temperatura está limitado aproximadamente a los 150 °C. Una de las principales ventajas de los sensores IC es su fácil interface. Entre las desventajas se tienen: el limitado rango de temperatura, la necesidad de alimentación y el auto calentamiento.
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Sensores de temperatura de silicio
Los sensores de silicio, son circuitos integrados que aprovechan la variación predecible del voltaje de la unión base-emisor (VBE) de los transistores bipolares para realizar mediciones confiables y exactas de temperatura. Se caracterizan por su pequeño tamaño y son especialmente apropiados para aplicaciones de medición y control de temperatura en el rango de –55°C a +150°C. Además, no requieren de etapas de liberalización, amplificación ni compensación externas debido a que incorporan en la misma pastilla sus propios circuitos de procesamiento de señales.
La mayoría de sensores de silicio proporcionan como salida un voltaje que varía linealmente con la temperatura en Kelvin (K), Celsius (°C) o Fahrenheit (°F). Algunos ejemplos representativos son el LM34, el LM35, el LM135 y el LM50, todos ellos de National Semiconductor y con una sensibilidad nominal de 10mV por grado. El LM50, en particular, tiene incorporado intencionalmente un offset DC de +500 mV para facilitar la medición de temperaturas negativas en sistemas de fuente sencilla. También se dispone de sensores con salida por corriente, entre estos se encuentran el LM334 y el AD590, cuyas sensibilidades típicas son 1 mA/°K y 1μA/K, respectivamente, en la figura T27 se muestra un sensor de temperatura de silicio.