دیود ترمومتر (Thermometer Diode)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود ترمومتر (Thermometer Diode) :
دیود ترمومتر (Thermometer Diode) یک دیود است که به عنوان سنسور دما (Temperature Sensor) استفاده می شود. این کاربرد بر اساس وابستگی مشخصه جریان-ولتاژ (I-V) دیود به دما است. دیودها به دلیل تغییرات ولتاژ آستانه (V_F) و جریان نشتی معکوس (I_R) با دما، می توانند برای اندازه گیری دما به کار روند. این روش به دلیل سادگی، هزینه کم، و خطی بودن نسبی در محدوده دمایی وسیع، بسیار رایج است.
مکانیزم کار: دو روش اصلی برای اندازه گیری دما با دیود وجود دارد:
اندازه گیری ولتاژ آستانه (V_F) در جریان ثابت: در این روش، یک جریان ثابت (معمولا ۱۰۰ میکروآمپر تا ۱ میلی آمپر) از دیود عبور داده می شود و ولتاژ دو سر آن اندازه گیری می شود. ولتاژ آستانه با دما کاهش می یابد (تقریبا -۲ میلی ولت/°C برای سیلیکون). این رابطه نسبتا خطی است و می توان از آن برای محاسبه دما استفاده کرد.
اندازه گیری جریان نشتی معکوس (I_R): جریان نشتی معکوس با دما به شدت افزایش می یابد (تقریبا دو برابر به ازای هر ۱۰ درجه سانتیگراد). این روش برای دماهای بالا حساسیت بیشتری دارد اما رابطه خطی نیست.
پارامترهای مهم برای دیود ترمومتر:
حساسیت (Sensitivity): میزان تغییر ولتاژ بر حسب دما (معمولا میلی ولت بر درجه سانتیگراد).
خطی بودن (Linearity): میزان انحراف از یک خط راست در محدوده دمایی مورد نظر.
محدوده دمایی (Temperature Range): محدوده دمایی که دیود در آن عملکرد خطی دارد.
دقت (Accuracy): میزان خطا در اندازه گیری دما.
کاربرد اصلی دیود ترمومتر در سنسورهای دمای مجتمع (مانند آی سی های LM335 که اساس کار آنها دیود است) و همچنین در ماژول های قدرت برای اندازه گیری دمای اتصال (Junction Temperature) ترانزیستورها و دیودهای قدرت است. با تعبیه یک دیود سنسور در کنار قطعه قدرت، می توان دمای آن را تخمین زد و از حفاظت حرارتی استفاده کرد.
سری معروف دیودهای مورد استفاده به عنوان سنسور دما شامل دیودهای سیگنال کوچک مانند 1N4148 و 1N400x (برای محدوده دمایی وسیع تر) است. با این حال، برای کاربردهای دقیق، معمولا از آی سی های سنسور دما استفاده می شود که کالیبره شده و دارای خروجی خطی هستند.
در نهایت، دیود ترمومتر یک روش ساده و ارزان برای اندازه گیری دما است، اما برای دقت بالا نیاز به کالیبراسیون دارد.
