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LM134/LM234/LM334三端可调真实温度传感器

  特点
  从1V到40V工作,感应电压用于建立工作电流在LM134中,在25°C时为64mV,直接为0.02%/伏电流调节与绝对温度(K)成比例。这个可编程,从1μA到10mA,最简单的一个外部电阻连接,然后,真正的双端操作产生的电流≈+0.33%/摄氏度温度依赖。零点漂移操作可在完全指定的温度下使用再加一个电阻和一个二极管。传感器电流源的初始精度为±3%,包括偏压网络,浪涌保护,低功率参考,
  描述
  斜坡生成、LED驱动器和温度传感。LM234-3和LM234-6被指定为LM134/LM234/LM334是三端可调真实温度传感器,具有10000:1的初始电流源,工作精度分别为±3°C和±6°C。这些电流,良好的电流调节和广泛的设备是理想的远程应用动态电压范围为1V至40V。电流是因为在长电线运行中串联电阻不建立与一个外部电阻和没有其他影响精度。此外,只需要2根电线。需要零件。初始电流精度为±3%。LM134/LM234/LM334是真正的浮动电流LM134是在没有单独电源连接的电源。-55°C至+125°C,LM234从-25°C至+100°C此外,从0°C到+70°C,反向施加高达20V的电压和LM334。这些装置只有几十微安的电流,可用于密封、TO-92和SOIC-8允许设备同时充当整流器和塑料包装。交流应用中的电流源。
  
  电气特性(1)
  
  (1) 除非另有规定,否则应在Tj=25°C下进行脉冲试验,以便在试验期间结温不会发生变化
  (2) 设置电流是流入V+引脚的电流。对于图13所示的基本双端电流源电路。ISET已确定通过以下公式:ISET=67.7条mV/RSET(@25°C)。设置当前误差表示为与该数值的偏差百分比。伊塞特增加0.336%/Tj时的摄氏度=25摄氏度(227微伏/摄氏度)。
  (3) ISET与绝对温度(K)成正比。任何温度下的ISET都可以从以下公式计算得出:ISET=Io(T/To),其中Io为ISET测量温度为至(℃)。
  
  LM134的设计是为了便于应用,但对其设计特点进行了一般性的讨论这里是为了让设计师熟悉设备的特性,这些特性可能不是很明显。其中包括回转、功耗、电容、噪声和接触电阻的影响。计算RSET通过LM134(ISET)的总电流是通过设置电阻器(IR)的电流和LM134的偏置电流(IBIA),如图13所示。
  
  在典型性能中,在ISET与IBIAS的比率下提供显示这两个电流比率的图表特点。流过RSET的电流由VR确定,VR约为214μV/°K(64
  mV/298°K~214μV/°K)。
  
  由于(对于给定的设定电流)IBIAS只是ISET的一个百分比,所以方程可以重写
  是ISET与IBIAS的比值,如图(2)所示,如电气特性所规定由于对于2μA≤ISET≤1mA,n通常为18,该方程可进一步简化为
  回转率
  在高于给定阈值(参见曲线)的转换速率下,LM134可能会显示非线性电流偏移。回转发生这种情况的速率与ISET成正比。当ISET=10μA时,最大dV/dt为0.01伏/μs;在ISET=1毫安,限值为1伏/微秒。高于限值的回转率不会损害LM134,也不会导致大电流流动。
  热效应
  内部加热对ISET大于100μa的电流调节有显著影响。例如当ISET=1毫安时,通过LM134的1V增加将使结温增加≈0.4分在静止空气中为摄氏度。输出电流(ISET)的温度系数≈0.33%/摄氏度,因此温度升高引起的电流变化(0.4分) (0.33分) = 0.132%. 与真正的电效应相比,这是一种10:1的调节退化。热的因此,当直流调节至关重要且ISET超过100μA时,必须考虑影响。热量下沉TO封装或TO-92导线可将此效果降低3:1以上。
  并联电容
  在某些应用中,由于负载问题或因为它限制了电流源的交流输出阻抗。这很容易如应用中所示,通过使用场效应管缓冲LM134来实现。这样可以将电容降低到小于3 pF,并至少提高一个数量级的调节。直流特性(例外不受影响。
  噪声
  由LM134产生的电流噪声大约是晶体管的散粒噪声的4倍。如果LM134是作为晶体管放大器的有源负载,输入参考噪声将增加约12dB。在许多这种情况下,这是可以接受的,单级放大器可以建立一个电压增益超过2000。
  铅电阻
  确定LM134的工作电流的感测电压小于100mV。在这个层次上,通过物理定位电流设置电阻,应将热电偶或引线电阻的影响降至最低靠近设备。如有可能,应避免使用插座。只有0.7Ω的接触电阻才能降低输出电流在1毫安时为1%。
  感温
  LM134是一个理想的远程温度传感器,因为它的电流模式操作不会丢失长导线的精度。输出电流与绝对温度成正比,单位为开氏度,根据以下公式:
  由于大多数初始误差是由于增益项(斜率误差)而不是偏移量。这意味着仅由增益调整组成的校准将同时修剪坡度和零点。此外,增益调整是一个单点微调,因为LM134在0°K时外推至零,与RSET或任何初始误差无关
  
  LM134的这一特性在附图中说明。行abc是之前的传感器电流修剪。a′b′c‘行是所需的输出。在T2完成的增益微调将把输出从b移动到b′,并将同时校正斜率,使T1和T3处的输出正确。增益微调可以在RSET或负载电阻器,用于终止LM134。修剪后的坡度误差通常小于±1%。然而,为了保持这种精度,必须为RSET使用低温系数电阻器。RSET的33 ppm/℃漂移将产生1%的斜率误差,因为电阻器通常会看到大致相同的结果温度变化如LM134。将RSET与LM134分离需要3根导线,并且具有引线电阻问题,所以通常不推荐。漂移小于20ppm/℃的金属膜电阻器可用。如果需要最佳稳定性,也可以使用线绕电阻器。
  零温度系数电流源的应用
  在标准LM134配置中添加一个二极管和一个电阻器可以取消与温度有关的具有LM134的特点。图15所示的电路平衡LM134的正温度(约+0.23分mV/°C),正向偏压硅二极管的负温度(约-2.5条毫伏/摄氏度)。
  
  设定电流(ISET)是I1和I2的总和,每一个约占设定电流的50%,以及IBIA。IBIA通常包含在I1中将用于计算的VR值增加5.9%。(见正在计算RSET。)
  
  第一步是使用下列方程使电路的温度系数最小化。使用+227μV/℃作为LM134(包括IBIAS组件)的温度系数,-2.5 mV/℃作为二极管的温度系数(为了获得最佳结果,应直接测量该值或从制造商处获得该值二极管)。
  
  使用R1至R2比率确定后,应确定R1和R2的值,以给出所需的设定电流。计算T=25°C时整定电流的公式如下所示,然后是一个假设通过二极管(VD)的正向电压降为0.6伏,R1上的电压是67.7毫伏(64毫伏+5.9%算帐对于IBIAS)和R2/R1=10(根据之前的计算)。
  
  该电路将消除大部分LM134的温度系数,即使对二极管特性的估计不准确(如下例所示)。最低温度然而,当一个特定的二极管处于所需的ISET时,电路应该在温度下建立和测试。如果ISET的测量温度为正,R2应降低。如果得到的tempco是负的,R2应该是增加。此电路中推荐使用的二极管是1N457,因为它的tempco位于11乘以LM134的tempco,允许R2=10 R1。您也可以使用此电路创建电流源通过将tempco方程的tempco分量设置为所需值而不是0来实现非零tempcos。示例:1毫安零温度电流源
  
  R1和R2的值可以改为标准的1%电阻值(R1=133Ω,R2=133万Ω)用更少的比一个0.75%错误。如果二极管的正向电压降0.65伏而不是估计0.6伏(误差8%)实际设置电流将是
  
  误差小于5%。如果二极管正向电压降的tempco估计值为off,则tempco消除仍然是相当有效。假设二极管的温度为2.6毫伏/摄氏度而不是2.5毫伏/摄氏度(误差4%)。这个电路的tempco现在是:
  无温度补偿的1mA LM134电流源的设置电阻为68Ω和产生的温度
  因此,即使二极管的温度比它的估计值变化了±4%,电路仍然消除了98%的LM134的固有温度。
  
  选择R3=VREF/583mA。VREF可以是任何稳定的正电压微调R3至校准
  “R”引脚处LM134的输出阻抗约为
  其中,R2是从V-销连接到接地的等效外部电阻。这种负电阻可以是通过将等效电阻R3=(R2/16)与输出串联,减少5倍或更多。

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