ZHCAFW6 October 2025 TMP461-SP , TMP9R00-SP , TMP9R01-SEP
工程师必须考虑远程传感器的设计参数。TI 远程温度传感器的设计基于方程式 2 中所示的二极管电流与电压关系。这为温度测量提供了简化公式。使用专有方法计算温度。远程温度传感器旨在与 BJT 晶体管匹配。有关选择晶体管的更多信息,请参阅远程温度传感器晶体管选型指南。
| 变量 | 定义 |
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方程式 3.
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基极和发射极之间的 BJT 上的电压测量 |
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方程式 4.
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n 因数校正参数 |
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方程式 5.
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电荷 |
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方程式 6.
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玻尔兹曼常数 |
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方程式 7.
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所选远程传感器的电流方案。这因器件而异。 |
TI 远程控制会强制 D+ 线路上出现三个或四个电流,用于测量流过远程结点的 VBE 差值。D+ 线的电流被设计到我们的远程传感器中,影响从远程 BJT 收集温度的方式。理想的 D+ 信号如下所示,其中突出显示了有效转换期间的不同电流。理想情况下,TI 建议无需额外的电阻即可将 D+ 和 D- 直接连接到远程 BJT;但是,对于长布线,TI 建议为 D+ 和 D- 信号线添加滤波。请谨慎选择电容和电阻器。大电容或电阻器可能会增加温度测量的误差。有关电容和电阻最大值的更多详细信息,可以使用所需远程温度传感器的数据表查看。
选择晶体管会影响远程传感器的精度。远程 BJT 结点的关键温度特性为 n 因数、β 和 VBE。n 因数或也称为理想因数,是一个反映基极发射极结点与理想二极管公式接近程度的参数。β 是集电极和基极之间的电流比。β 表示集电极电流通过基极时存在的误差。理想情况下,集电极电流等于无漏电发射极电流的晶体管可作为远程结点提供更强的性能。晶体管的 n 因数、正向电流增益和尺寸可能各不相同。TI 远程温度传感器可以校准这些参数,以匹配不同的晶体管。大多数 TI 温度传感器都设计为满足 n 因数为 1.008 的晶体管要求,而不会改变配置设置。数据表中指定了 n 因数。3904 和 3906 PNP/NPN 晶体管的任何型号都是优选,可以无需校准直接与我们的远程传感器匹配。远程结点的误差可能源于以下因素:理想因子差异、β 变化较大、D+ D- 线路上的大电阻或电容,或长 D+ D- 布线带来的噪声干扰。
图 4-2 远程方框图二极管连接是指基极连接到 NPN 或 PNP BJT 内的集电极。NPN 二极管需采用二极管连接方式。最好在所有引脚可用的情况下连接 PNP。二极管连接的二极管限制了自动 β 校正功能的使用。
图 4-3 正确的 PNP 和 NPN 连接辐射会对温度传感器产生影响,既会导致温度读数出现误差,还会随着时间推移降低其性能。所有 TI 温度传感器均已通过单粒子效应 (SEE) 和电离辐射总剂量效应 (TID) 辐射测试。所有辐射报告都可以在相应的器件产品页面上找到。我们的航天产品系列中大部分都是数字化产品。TMP9R01-SP 是一款数字航天级远程温度传感器,通过 TID 高达 100krad(Si) 的辐射加固保障 (RHA) 和单粒子锁定 (SEL) 抗扰度规格(LET 为 75MeV-cm2/mg)。由于 TMP9R01-SP 是带寄存器的数字式传感器,因此寄存器中的任何位变化都会导致温度精度发生变化。寄存器中的数据包括配置、n 因数、偏移和上限/下限设置。在 SEE 报告中,在寄存器中收集数据,并使用警报引脚信号了解辐射条件下器件的完整功能。记录了误差大于 1.5°C 的远程或本地温度输出作为瞬态。当警报/THERM 信号被触发时,记录了一次 SEFI。在温度读数寄存器之外的任何 I2C 寄存器中发生的任何更改都会被记录为翻转。
图 4-4 本地温度精度事件的 Weibull 曲线