Терморегулятор

 

П И б А- -иСоюз Соеетсиии

Социалистических

Республик (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) 3анвлено28.10.74 (Я) 207 1435/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано ОЗ.11,78Люллетень № 41 (45) Дата опубликования описания К3, 1). f3

5 ) < Кл2

Q 05B 23/18

Гааудератееиимй камитет

Савете Миииатрае СССР аа делам изабретеиий и аткрытий (53) УДК 621 555. .6 (088.8) (72) Лвтор изобретения

М. Я. Щор (71) Заивнтель (54) ТЕРМарн Ъ ПЯТОР

Изобретение относится к области автоматики и приборостроения.

Известны терморегуляторы, выполненные в едином кристалле полупроводника вместе с термостати р уе мы м устройством { I ), содержащие датчик температуры на основе р-а-перехода, смегценного в прямом направлении, усилитель и нагреватель. Недостатком этого терморегулятора является низкая точность термостатирован ия (около 3 ), обусловленная невысокой чувствительностью датчика (около 2,2 мВ/град) и конструктивными и технологическими трудностями размещени я высо коч увстви тел ь ного и высокостабильного ус ил ител я в едином кристалле с термостатируемой схемой.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для регулирования температуры, содержащее транзистор и стабилизированные источники питания (2).

Недостатком этого устройства является низкая точность регулирования, обусловленная малым температурным коэффициентом термочувствительного параметра (напряжения эмиттер-ба за около 2,2 мв/град или обратного тока р-а-перехода — доли микроампера на градус) .

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона регулирования температуры.

Поставленная цель достигается тем, что

5 полупроводниковый датчик температуры— нагреватель выполнен на транзисторе, входная и выходная цепи которого подключены к стабилизированным источникам питания., Источник питания, подключенный к выходtp ной цепи. выполнен в виде источника тока.

На фиг. 1 показана схема терморегулятора.

Транзистор 1, включенный инверсно, (в качестве эмиттера служит переход большей

i 5 площади) соединен со стабилизированным источником питания выходной цепи 2, выполненным в виде источника тока, и со стабилизированным источником питания входной цепи 3. Транзистор ) выполнен в одном

20 кристалле полупроводника с термостатируемым устройством 4.

На фиг. 2 показана выходная воль1-амперная характеристика транзистора I. Кривая I соответствует температуре кристалла

Формула изобретения

/урги

%vs. g

Составитель Л. борисов

Редактор Л. Утехина Техред О. Луговая Корректор Л. Веселовская

Заказ 5342/47 Тираж 99Е Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

1I3О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Т1, а кривая !! — температуре Т», большей чем Т>. Кривые выбраны так, что они пересекают ордннату Y<„, соответствующую току источника 2 s точках с абсцнссами: кривая — U»„,,— максимальное напряжеwe на коллекгоре, а кривая !! — U.»â€” напряжение насыщения транзистора.

При постоянном токе коллектора рассеиваемая мощность пропорциональна напряжению на коллекторе, т. е, определяется температурой кристалла, причем при росте температуры мощность уменьшается. При соответствующем тепловом сопротивлении кристалл-окружающая среда изменению температуры окружающей среды от минимальной до максимальной соответствует изменение температуры кристалла от Т> до Та, Благодаря большому выходному сопротивлению транзистора 1 разность Тв — Т мала, что соответствует высокой точности термостабилизации. Инверсное включение увеличивает зависимость тока коллектора от температуры, что также повышает точность ре; гул и рова пня.

Например, для кремниевого планарноэпнтаксиального транзистора в инверсном включении при токе коллектора 5мА, максимальном напряжвнии на коллекторе

ЗВ, коэффициенте передачи тока Вст-1 и тепловом сопротивлении кристалл-среда

3 град-мВт изменение температуры Т -Т не превышает 0,03 град (т. е. +. 0,0! 5 град) при изменении температуры среды от — 10 до

+ 50 С, Таким образом, при предельно простой схеме, предложенный терморегулятор обеспечивает более высокую точность регулирования температуры, позволяет сэкономить площадь кристалла полупроводника, в котором достаточно выполнить для термостатирования дополнительно только один транзистор. При этом стабилизаторы входной н выходной цепей могут быть выполнены в от11! дельном кристалле.

Терморегулятор, содержащий полупро-!

5 водниковый датчик температуры — нагреватель и стабилизированные источники питания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, полупроводниковый датчик температуры — нагреватель, 20 выполнен на транзисторе, входная и выходная цепи которого подключены к стабилизиро ванным источникам питания; причем источник питания, подключенный к выходной цепи, выполнен в виде источника тока.

Источники информации, принятые во вним ание при экспертизе:

1. Интегральная электроника в измерительных приборах. Л., «Энергия», 1974, с. 126.

2. Кривоносов А И. Полупроводниковые датчики температуры. «Энергия», 1974, с. 100, рис. 3 — 3.