Полупроводниковые датчики температуры — страница 10

  • Просмотров 795
  • Скачиваний 6
  • Размер файла 37
    Кб

Схема устройства кремниевого термодатчика с отрицательным ТКС. 1 – кремниевый чувствительный элемент; 2 – пластина из сапфира; 3, 4 – металлизированные контактные площадки; 5 – микропроводник; 6 – смола; 7 – выводы. Рис. 4. Температурные зависимости удельного сопротивления кремния n- и p-типов проводимости. Концентрация носителей тока, м-3: 1 – 1020; 2 – 1021; 3 – 1022; 4 – 1023. температурный коэффициент удельного сопротивления имеет

положительное значение. На базе кремниевых чувствительных элементов с положительным ТКС рядом зарубежных фирм (Volvo, Siemens (Германия), Philips (Нидерланды), ITT Components Group (Великобритания), Rodan Industries Inc, Texas Instruments (США) и др. разработано и выпускается серийно большое количество термодат­чиков различного назначения. Чувствительные элементы этих приборов одно­типны и представляют собой кристаллы кремния n-типа проводимости,

изготов­ленные в виде брусков или кубиков. Размеры чувствительных элементов могут несколько варьироваться для получения требуемого сопротивления. Конечные стадии технологического процесса изготовления термодатчиков отличаются у различных фирм и зависят от предпочтительной конфигурации прибора. Общими операциями являются припаивание выводов к контактным поверхностям и герметизация чувствительных элементов смолой

или стеклом. В некоторых конструкциях кремниевых датчиков брусок или пластину снабжают механи­ческими контактами, положение которых фиксируют частично расплав­ленной стеклянной трубкой или заливкой смолой. Луженые медные выводы присоеди­няют к торцевым металлическим контактам. На рис.5 показаны различ­ные конструкции таких термодатчиков. Рабочий диапазон датчиков с чувстви­тель­ными элементами на основе

кремния n-типа чаще всего составляет интервал от 223 до 423 К. При помещении кремниевых чувствительных элементов в гер­метичный стеклянный корпус некоторым фирмам (Volvo, Philips) удается уве­личить верхний диапазон рабочих температур до 570 К 16,17. Таким образом, на основе чувствительных элементов, изготовленных из монокристаллического кремния, разработаны и выпускаются серийно термодатчики с широким набором номинальных

сопротивлений Rн, работающих в диапазоне температур несколько сотен Кельвина. Для датчиков этого типа харак­терны такие недостатки, как: значительный разброс номинальных сопротивлений (5…10)%, выз­ванный разбросом удельного сопротивления и размеров кристалла кремния. Рис. 5. Конструкции термодатчиков с кремниевыми чувствительными элементами. 1 – вывод; 2 – смола; 3 – кремниевый чувствительный элемент; 4 – никелевое покрытие;