주파수는 절대 온도를 알려줍니다

Jun 09, 2023

반도체 접합이 온도에 따라 동작이 변한다는 것은 비밀이 아니며, 이 사실을 이용하여 온도 센서를 만들 수 있습니다. 문제는 부품 번호가 동일하더라도 센서로 사용하려는 특정 트랜지스터에 대해 각 장치를 교정해야 한다는 것입니다. 2011년과 1991년에 유명한 [Jim Williams]는 전압은 알려지지 않았지만 서로 다른 전류 수준에서 두 판독값 간의 차이는 알려진 방식으로 온도를 추적할 것이라고 언급했습니다. 그는 애플리케이션 노트에서 이것을 활용했으며 최근 [Stephen Woodward]는 온도를 읽을 수 있는 발진기에 동일한 원리를 사용했습니다.

회로는 적분기와 비교기를 사용합니다. FET는 콜렉터 전류의 두 값 사이를 전환합니다. 비교기는 FET를 구동하고 출력 역할도 합니다. 단지 회로도에서 회로를 이해하는 대신 LT Spice 또는 Falstad를 사용하여 쉽게 시뮬레이션할 수 있습니다. Falstad 시뮬레이터에는 온도를 변경할 수 있는 방법이 없지만 작동하는 모습은 볼 수 있습니다. 모델이 온도를 실제로 읽을 만큼 좋지는 않지만 진동이 어떻게 작동하는지 볼 수 있습니다.

이것을 온도-주파수 변환기로 생각할 수 있습니다. 예를 들어 마이크로컨트롤러로 읽고 기간을 온도로 변환하면 쉽게 읽을 수 있습니다. 10마이크로초마다 켈빈 온도와 같습니다. 보정할 필요가 없는 것에는 나쁘지 않습니다.

서미스터는 온도를 측정하는 또 다른 방법입니다. 때로는 센서가 전혀 필요하지 않은 경우도 있습니다.