Датчик температуры

 

Союз Советских

Социалистических

Реслуьлик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()845020 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.08.77 (21) 2512587/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 К7/16

Гееуддрствевлмй комитет

Опубликовано 07.07.81. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.81 (53) УДК 621.382 (088.8) ло делам изевретеиий и вткрмтий (72) Автор изобретен ия

В. А. Сычик (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано в приборах контроля и автоматического регулирования температуры.

Известны датчики температуры — терморезисторы, выполненные из металлов (1) .

Такие термодатчики обладают высокой чувствительностью.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является датчик температуры, содержащий полупроводниковый термочувствительный слой с двумя омическими контактами (2).

Недостатком этого датчика является срав нительно узкий диапазон измеряемых температур (П30 — 600 С). Вне этого диапазона чувствительность датчика значительно падает. В качестве полупроводника использован антимонид алюминия с шириной запрещенной зоны Л Е = 1,6 эВ.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых температур.

Поставленная цель достигается тем, что датчик температуры на основе полупроводникового слоя с двумя омическими контактами содержит второй слой из более широкозонного полупроводника, частично изолированный от первого слоя и имеющий два омических контакта, один из которых является общим к обоим полупроводниковым слоям.

На фиг. 1 схематически изображен датчик температуры; на фиг. 2 — электрическая схема включения датчика температуры.

Датчик температуры состоит из полупроводникового слоя 1, диэлектрического слоя 2, полупроводникового слоя 3, оми10 ческих контактов 4 и 5.

Полупроводниковый слой 1 представляет собой монокристаллическую пластину, выполненную из легированного узкозонного полупроводника.

Полупроводниковый слой 3 выполняется из более широкозонного полупроводника с идентичными материалу слоя 1 постоянной решетки и коэффициентом линейного рас щирения.

Диэлектрический слой 2, например, окисел, частично изолирует слой 3 от слоя 1.

Достаточно эффективной является пара германий (1Е = 0,66 эВ) — фосфид галлия (h E = 2,25 эВ).

4 диода 6, который усиливается усилителем постоянного тока 7.

При достижении некоторой критической температуры, определяемой свойствами полупроводниковых слоев и элементами электрической схемы, срабатывает реле 8, подключаю1цее к измерительному прибору полупроводниковый слой 3, выполненный из широкозонного материала.

Датчик температуры, выполненный, например, из германия и фосфида галлия, позволяет измерять температуру в диапазоне

10 — 1000 К, т. е. в сравнении с прототипом более, чем в два раза расширяет диапазон контролируемых температур.

Формула изобретения

Один из омических контактов 4 является общим к полупроводниковым слоям 1 и

3, он может быть размещен на стыке полупроводникового слоя I, диэлектрического слоя 2 и полупроводникового слоя 3. В этом случае оптимальными является соотношение длин диэлектрического и полупроводниковых слоев 2:3.

Разделенные диэлектрическим слоем 2 части слоев 1 и 3 представляют собой термочувствительные элементы, соединенные между собой с одной стороны общим контактом, а с другой стороны имеющие собственные выводы.

Контактируюшие части полупроводниковых слоев 1 и 3 образуют диод с гетеропереходом, подсоединенный через общий оми- 15 ческий контакт с термочувствительными элементами слоями 1 и 3.

Обратно смещенный диод 6, образованный контактирующими частями полупроводниковых слоев, подключен ко входу усилителя постоянного тока 7. 20

К выходу усилителя подключено рабочей обмоткой реле 8, Своей контактной груп пой 9 реле 8 подключает полупроводниковые слои 1 или 3 ко входу измерительного прибора (не показано).

При измерении низких температур к измерительному прибору посредством нормально замкнутой контактной группы 9 реле 8 подключается полупроводниковый слой

1, выполненный из узкозонного материала. С 30 ростом температуры растет обратный ток

Датчик температуры, содержащий полу проводниковый слой с двумя омическими контактами, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых температур, он содержит второй слой из полупроводника с большей шириной запрещенной зоны, частично изолированный от первого слоя и имеющий два омических контакта, один из которых является общим к обоим полупроводниковым слоям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 450082, кл. G 01 К 7/16, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 302624, кл. G 01 К 7/22, 1967.

Составитель М. Мессерер

Редактор Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая

Заказ 4134/1 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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