可以設定正、負溫度系數的溫度補償電壓發生電路及其工作原理分析

電路的功能

在設計電子電路時，應做到電路的各種性能不隨環境溫度的變化而改變，但實際上，當性能要求高時，往往還存在溫度漂移問題。另外，在有傳感器的電路中，傳感器還有固有的溫度特性，如果不進行補償，有時會無法使用。

本電路可以產生與周圍溫度成正比的電壓，如把它加到一部分溫度特性不好的電子電路中，便可對電路的溫度系數進行補償。本電路可補償的溫度系數從負到正，并有連續可變的特點。

應用時應注意：本電路只適用于溫度特性為線性的電路。如果用于高增益傳感器，可用電阻把本電路的輸出分壓后再輸入電路中。

電路工作原理

人們都知道，硅二極管的正向壓降VF隨溫度而變，在常規應用時并不希望二極管有這種特性。但在溫度傳感器中卻正好利用了二極管這一特性，溫度傳感器還可利用晶體管基極-射極極間電壓VBE隨溫度變化的特性作成簡單的溫度計。

二極管D1、D2的外圍電路是溫度傳感器電路，為了獲得正、負溫度系數，應使其產生兩個正向電壓。再用可變電阻VR1設定從正到負的溫度系數電壓。

把圖中的VR1調到最右邊，然后按-2MV/℃的比例降低二極管D2的正向電壓，再用OP放大器進行反相放大，便可獲得+2MV/℃的溫度系數電壓，在這種狀態下含有直流電平移位，所以要用穩定的基準電壓把負輸出的電壓移到零伏。負電壓用VR2調節，經R3加入，基準電壓由帶隙二極管D2產生。

元件的選擇

溫度傳感器使用的二極管可采用硅二極管或根據傳感器的安裝狀態把晶體管接成二極管用。

基準電壓發生器IC采用LM385-1.2，也可采用普通二極管，但必須在偏壓電阻或VR2上串聯電阻以降低電壓。

電氣特性

圖A示出了本電路輸出電壓的實測結果，它是VR1調電壓，正向為+1.9MV/℃，負向為-2.3V/℃，不太對稱，但不影響實用。從圖中還可看出溫度在0℃~60℃范圍內特性的線性度很好。