ZHCAFW6 October 2025 TMP461-SP , TMP9R00-SP , TMP9R01-SEP
工程師必須考慮遠程傳感器的設(shè)計參數(shù)。TI 遠程溫度傳感器的設(shè)計基于方程式 2 中所示的二極管電流與電壓關(guān)系。這為溫度測量提供了簡化公式。使用專有方法計算溫度。遠程溫度傳感器旨在與 BJT 晶體管匹配。有關(guān)選擇晶體管的更多信息,請參閱遠程溫度傳感器晶體管選型指南。
| 變量 | 定義 |
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方程式 3.
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基極和發(fā)射極之間的 BJT 上的電壓測量 |
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方程式 4.
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n 因數(shù)校正參數(shù) |
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方程式 5.
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電荷 |
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方程式 6.
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玻爾茲曼常數(shù) |
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方程式 7.
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所選遠程傳感器的電流方案。這因器件而異。 |
TI 遠程控制會強制 D+ 線路上出現(xiàn)三個或四個電流,用于測量流過遠程結(jié)點的 VBE 差值。D+ 線的電流被設(shè)計到我們的遠程傳感器中,影響從遠程 BJT 收集溫度的方式。理想的 D+ 信號如下所示,其中突出顯示了有效轉(zhuǎn)換期間的不同電流。理想情況下,TI 建議無需額外的電阻即可將 D+ 和 D- 直接連接到遠程 BJT;但是,對于長布線,TI 建議為 D+ 和 D- 信號線添加濾波。請謹慎選擇電容和電阻器。大電容或電阻器可能會增加溫度測量的誤差。有關(guān)電容和電阻最大值的更多詳細信息,可以使用所需遠程溫度傳感器的數(shù)據(jù)表查看。
選擇晶體管會影響遠程傳感器的精度。遠程 BJT 結(jié)點的關(guān)鍵溫度特性為 n 因數(shù)、β 和 VBE。n 因數(shù)或也稱為理想因數(shù),是一個反映基極發(fā)射極結(jié)點與理想二極管公式接近程度的參數(shù)。β 是集電極和基極之間的電流比。β 表示集電極電流通過基極時存在的誤差。理想情況下,集電極電流等于無漏電發(fā)射極電流的晶體管可作為遠程結(jié)點提供更強的性能。晶體管的 n 因數(shù)、正向電流增益和尺寸可能各不相同。TI 遠程溫度傳感器可以校準這些參數(shù),以匹配不同的晶體管。大多數(shù) TI 溫度傳感器都設(shè)計為滿足 n 因數(shù)為 1.008 的晶體管要求,而不會改變配置設(shè)置。數(shù)據(jù)表中指定了 n 因數(shù)。3904 和 3906 PNP/NPN 晶體管的任何型號都是優(yōu)選,可以無需校準直接與我們的遠程傳感器匹配。遠程結(jié)點的誤差可能源于以下因素:理想因子差異、β 變化較大、D+ D- 線路上的大電阻或電容,或長 D+ D- 布線帶來的噪聲干擾。
圖 4-2 遠程方框圖二極管連接是指基極連接到 NPN 或 PNP BJT 內(nèi)的集電極。NPN 二極管需采用二極管連接方式。最好在所有引腳可用的情況下連接 PNP。二極管連接的二極管限制了自動 β 校正功能的使用。
圖 4-3 正確的 PNP 和 NPN 連接輻射會對溫度傳感器產(chǎn)生影響,既會導(dǎo)致溫度讀數(shù)出現(xiàn)誤差,還會隨著時間推移降低其性能。所有 TI 溫度傳感器均已通過單粒子效應(yīng) (SEE) 和電離輻射總劑量效應(yīng) (TID) 輻射測試。所有輻射報告都可以在相應(yīng)的器件產(chǎn)品頁面上找到。我們的航天產(chǎn)品系列中大部分都是數(shù)字化產(chǎn)品。TMP9R01-SP 是一款數(shù)字航天級遠程溫度傳感器,通過 TID 高達 100krad(Si) 的輻射加固保障 (RHA) 和單粒子鎖定 (SEL) 抗擾度規(guī)格(LET 為 75MeV-cm2/mg)。由于 TMP9R01-SP 是帶寄存器的數(shù)字式傳感器,因此寄存器中的任何位變化都會導(dǎo)致溫度精度發(fā)生變化。寄存器中的數(shù)據(jù)包括配置、n 因數(shù)、偏移和上限/下限設(shè)置。在 SEE 報告中,在寄存器中收集數(shù)據(jù),并使用警報引腳信號了解輻射條件下器件的完整功能。記錄了誤差大于 1.5°C 的遠程或本地溫度輸出作為瞬態(tài)。當警報/THERM 信號被觸發(fā)時,記錄了一次 SEFI。在溫度讀數(shù)寄存器之外的任何 I2C 寄存器中發(fā)生的任何更改都會被記錄為翻轉(zhuǎn)。
圖 4-4 本地溫度精度事件的 Weibull 曲線