Айтимов мұрат жолдасбекович

61                                           
 
 (2.25)  теңдеуден  көргендей,  термокедергілердің
 
термосипаттамалары 
азғана  сызықтық  емес  болады.  Одан  басқа  берілген  термокедергілердің 
коэффициентінің нөлі аз болады, сондықтан олардың кедергісі температураның 
жұмысын азайтады, және де тым жылдам. 
Термокедергілердің
 
температуралық  сипаттамаларын  сызықтандыру  үшін 
тұрақты резисторларды параллель тізбектей және/ немесе тізбектей  қосылыста 
қолданылады, 
 
T
f
R

  тәуелділікті  сызықтайды,  бірақ  сол  мезетте  олардың 
термосезімталдығын азайтады [28, с. 104]. 
Келешекте  шағын  біріктірілген  ФШД  диффузиялық  және  иондық-
легирленген  терморезисторлар  қолдану  тиімді  болады.  Номиналдардың  кең 
қолданысына  байланысты,  дайындау  үдерісінде  олардың  термокедергілік 
сезімталдық
 
мүмкіндігі  болады,  сонымен  қатар  өте  аз  өлшеміне  және 
инерциясының  аздығынан  олар  қысым  мен  температураның  көп  қызметті 
датчиктерінде кеңінен қолданыс табуда. 
Диффузиялық және иондық-легирленген терморезисторлардың (ТР) келесі 
негізгі сипаттамалары болады: 
-  ТКК 0,5 кем емес (минус 0,05 тен 0,5 дейін)%/

С; 

 
Шекті кедергісі (

S
): 100

1300 Ом/

; 

 
Жұмыс істеу температура диапазоны минус 60

180

С; 

 
Термо 
сипаттамасының 
сызықсыздығы: 
диффузиялық 
терморезисторлар    үшін  –  1%  артық  емес  және    иондық-легирленген 
терморезисторлар  үшін –  0,5% артық емес. 
Мұндай  терморезисторлар    бұрын  қарастырған  дискретті  жартылай 
өткізгішті термокедергіге  қарағанда  өте үлкен сызықты болады. 
Микроэлектронды  технологияның    және  микрокіші  элементтердің 
дамуына  байланысты  қазіргі  кезде  кіші  «чиптік»  жұқа  пленкалы,  қалың 
пленкалы және диффузиялық  терморезисторлар  шығарылуда, олар ФШД СЭ 
немесе  кабельдік  түйістіргішке  тікелей  енгізіледі.  Чиптік  термокедергі  ереже 
бойынша  корпуссыз  орындауда  дайындалады  және  ары  қарай  өлшеу 
құрылғысына, 
жүйесіне, 
блок 
құрамына 
монтаждалуға 
және 
герметизациялануға арналған (сурет 2.11). 
 
 
 
1 – монокристаллды кремний р-типті өткізгішті; 2 – активті металлдың байланыс пленкасы;               
3 – «Sn – Vi» құйманың пленкасы  
 
Сурет  2.11 - Диффузиялық кремнийлі чип-резистор 

62                                           
 
Терморезисторлы-чипті  датчиктер  температурасына  пайдалану,  оның 
ішінде  көпқызметті  қолдану,    салмағы  мен  өзіндік  құнын  төмен  түсіруге 
мүмкіндік  береді,  ал  лазерлік  немесе  терморезисторлық  номиналды  құнын 
электроэрозиялық түзету олардың дәлдігін жылдам арттырады. Терморезистор 
өлшемін  және  жылу  сиымдылығын  азайту  температура  мен  жылу  ағынының 
динамикалық өлшемдерін жүргізуге және инерциялығын айтарлықтай азайтуға 
мүмкіндік береді. 
2.  Жартылай өткізгішті құрылымдағы байланыс  құбылыстары 
Жартылай  өткізгішті  құрылымдағы  болып  жатқан  электрофизикалық 
әсерлер:  әртүрлі  типті  өткізгішті  кремний  (пSi-рSi)  және  кремний  металл  (Si-
Ме)    өте  жиі  әртүрлі  аспаптар  мен  бұйымдарда,  оның  ішінде  интегральдық 
сызбаларда температураны өлшеуге қолданылады,. 
Тәжірибе  жүзінде  байланыс  құбылыстар  тобынан  электротасымалдау, 
заряд  тасымалдаушылар  диффузиясы  және  байланыс  потенциалының  пайда 
болуы 
қолданылады 
[41,с.92]. 
Көрсетілген 
құбылыстың 
негізгі 
электрофизикалық  моделі  болып  p-n  көшудің  вольтамперлік  сипаттамалары 
жатады [42]. 
 









1
0
kT
U
q
e
I
I

,   
 
 
 
(2.26) 
 
мұндағы  I –р-n- көшу арқылы тура ток;  I
0 
– кері ток; U – сыртқы кернеу, 
көшуге  қолданылатын;  T  –  температура  (К);  k  –  Больцман  коэффициенті;  q
e 
–  
электрон заряды. 
(2.26)  формуласын  қысқыртып,  логарифмдеу  және  аз  мәнді  мүшелерін 
алып тастай отырып қысқартып, аламыз: 
 
0
ln
T
I
I
q
k
U
e



                                 (2.27) 
 
(2.27)  температура  бойынша  дифференциалдай  отырып,  кернеудің  р-n 
көшуде температурадан өзгеру коэффициентінің өрнегін алуға болады:  
 
β = 
)
(
T
1
T
U
q
E
d
dU
e
q




,   
 
 
 (2.28) 
 
мұндағы E
q
 – р-n көшудің  тиым салынған аймағының ені. 
Сандық  модельді  алу  үшін  (2.28)  теңдеуіне  нормалды  температураның 
Т = 300
о
 К мәнін қойып аламыз, р-n көшуде U = 0,5 ... …0,8 В кернеудің тип тік 
құлдырауы, 
Е
q
 
кремний мен 
q
e
 заряд (анықтамалық деректер) мәні: 
 
 

63                                           
 
К
мВ
)
2
...
5
,
1
(




dT
dU
    
            
      (2.29) 
 
q
e 
теріс  белгі  температура  жоғарылағанда,    кернеудің  төмендеуі  тікелей 
аралас  р-n  көшуде  –азаятындығын  білдіреді.  Эмиттер-база  көшуі  бар  бірлік 
транзистор үшін   (2.35) өрнегі қайталанады: 
 
U
э-б
 = ВТ  
 
 
 
 
 
(2.30) 
 
мұндағы В – тұрақты теріс шама тең  ≈–0,2 мВ/К.
 
(2.30) теңдеуіне сәйкес аналитикалық моделінің графиктік тәуелділігі 2.15 
суретте  көрсетілген. 
Температура  датчигі,  р-п-  көшу  негізіндегі  эталондық  платиналық 
термометр тұрақтылығымен салыстырғанда жоғары уақыттық тұрақтылығымен 
ерекшеленеді,  бірақ  соңғымен  салыстырғанда  -60–100
о
С  шектелген  тар 
температуралық диапазонды болады. 
 
 
Сурет 2.12 - Планарлық транзисторлық құрылымдағы эмиттерлік 
көшудегі термосипаттамалы кернеу 
 
Транзисторлы  құрылымдағы    бірнеше  «p–n»  көшуді  тізбектей  қосқанда 
(U
Э–Б

)  термометрлік  параметрдің  шамасы  бірлік  көшумен  салыстырғанда 
көбейеді  (сурет  2.12).  СЭТ  198НТ3  транзисторлы  матрицаның  кристалы 
негізінде жасалғандықтан термосезімталдық алынды:   
 
T
U
S
Б
Э
T





=–(10,5…11,5)
С
мВ
0
. 
 
 
 
(2.31) 
 
При  J
Э
=100  мкА  болғанда  сызықтық  емес  термосипаттама  30…90  ºС 
температура  диапазонында  0,8…1,3%  кем  болмады,  ал  уақытша  тұрақтылығы  
0,03 
0
С/жыл.