當(dāng)使用外部熱二極管測(cè)量溫度時(shí)，溫度測(cè)量的精度取決于外部二極管的特性。影響測(cè)量精度的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是理想因數(shù)和串聯(lián)電阻。本應(yīng)用筆記解釋了這些參數(shù)對(duì)遠(yuǎn)程溫度傳感器測(cè)量的影響，并討論了如何確定其影響的補(bǔ)償因子。

使用“遠(yuǎn)端二極管”溫度傳感器測(cè)量溫度的最常見方法是強(qiáng)制兩個(gè)不同的電流通過二極管，通常電流比約為10：1。在每個(gè)電流水平下測(cè)量二極管的電壓，并根據(jù)以下公式計(jì)算溫度：1

其中：
IH是較大的二極管偏置電流。
IL是較小的二極管偏置電流。
VH是 IH 流動(dòng)時(shí)的二極管電壓。
VL是 IL 流動(dòng)時(shí)的二極管電壓。
n是二極管的理想因數(shù)（標(biāo)稱值為1，但隨處理而變化）。
k 是玻爾茲曼常數(shù) （1.38 × 10-23焦耳/千）。
T 是以 K 為單位的溫度，
q 是電子的電荷 （1.60 × 10-19C)

如果 = 10，則可以

簡(jiǎn)化為：

VH- 五L= 1.986 × 10-4× πT

理想因子校正

請(qǐng)注意，溫度讀數(shù)的準(zhǔn)確性取決于 n 的值。如果遠(yuǎn)程二極管傳感器設(shè)計(jì)為使用特定值為n的二極管產(chǎn)生正確的讀數(shù)，則更改為具有不同理想因子的二極管將改變表觀測(cè)量溫度。

理想因子差異的校正如下。假設(shè)遠(yuǎn)端二極管傳感器設(shè)計(jì)用于標(biāo)稱理想因數(shù)n名義，用于測(cè)量具有不同理想因數(shù) n 的二極管的溫度實(shí)際.測(cè)得溫度，T量過的，可以使用以下方法進(jìn)行更正：

其中 T 是以 K 為單位的溫度。

大多數(shù)用于CPU的遠(yuǎn)程二極管溫度傳感器設(shè)計(jì)用于在理想因數(shù)為1.008的情況下產(chǎn)生準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)。一些較新的CPU熱檢測(cè)二極管具有較低的理想因數(shù)。要將針對(duì)理想因子為 1.008 的 CPU 與理想因子為 1.0021 的 CPU 一起使用，可以按如下方式校正數(shù)據(jù)（假設(shè)沒有串聯(lián)電阻）：

對(duì)于 85°C （358.15K） 的實(shí)際溫度，測(cè)得的溫度將為 82.91°C （356.06K），誤差為 -2.09°。請(qǐng)注意，誤差與絕對(duì)溫度成正比。在125°C時(shí)，誤差增加到-2.32°。

串聯(lián)電阻校正

其中一個(gè)二極管中的串聯(lián)電阻會(huì)產(chǎn)生額外的誤差。對(duì)于Maxim遠(yuǎn)程溫度傳感器中使用的10μA和100μA標(biāo)稱二極管電流，測(cè)量電壓的變化為：

RS（100μA - 10μA） = 90μA × RS

由于1°C對(duì)應(yīng)于198.6μV，串聯(lián)電阻產(chǎn)生的溫度失調(diào)為：

假設(shè)被測(cè)二極管的串聯(lián)電阻為3.86Ω。串聯(lián)電阻的失調(diào)量為：

3.86Ω × 0.453°C/Ω = 1.75°C

如果二極管的理想因數(shù)為1.0021，串聯(lián)電阻為3.86Ω，則總失調(diào)可按如下方式計(jì)算。將串聯(lián)電阻校正與理想因子校正相結(jié)合，我們有：

1.75°C - 2.09°C = -0.34°C

這適用于85°C的二極管溫度。 因此，在這種情況下，串聯(lián)電阻和理想因子的影響部分相互抵消。

請(qǐng)注意，如果二極管偏置電流不同，串聯(lián)電阻的影響將成比例變化。例如，一些遠(yuǎn)端溫度傳感器的二極管偏置電流是Maxim遠(yuǎn)程傳感器的兩倍或更多。由此產(chǎn)生的溫度誤差可能比Maxim傳感器觀察到的溫度誤差大兩度或更多度。

一些溫度傳感器在其遠(yuǎn)端二極管檢測(cè)電路中包括自動(dòng)串聯(lián)電阻消除功能。啟用此功能后，這些傳感器以三個(gè)或四個(gè)不同的電流電平偏置外部二極管，并使用由此產(chǎn)生的電壓測(cè)量值來(lái)消除溫度計(jì)算中串聯(lián)電阻的影響。MAX6654和MAX6690溫度傳感器具有單通道遠(yuǎn)端通道，可選串聯(lián)電阻消除功能。多個(gè)多通道遠(yuǎn)程傳感器，包括MAX6602、MAX6689、MAX6697、MAX6698和MAX6699，在其中一個(gè)遠(yuǎn)端通道上具有串聯(lián)電阻消除功能。 MAX6581具有7個(gè)遠(yuǎn)程通道，所有遠(yuǎn)程通道均具有串聯(lián)電阻消除功能。

1該二極管不像1N4001那樣是雙引線整流器或信號(hào)二極管。這種二極管不能與遠(yuǎn)端二極管溫度傳感器配合使用。相反，二極管實(shí)際上是一個(gè)作為二極管連接的雙極晶體管。如果晶體管是分立單元，則應(yīng)將其基極和集電極連接在一起。如果晶體管是基板PNP，則集電極將接地，基極和發(fā)射極用作陰極和陽(yáng)極。當(dāng)本文檔中使用“二極管”時(shí)，它是指上述二極管連接的晶體管。

審核編輯：郭婷