¿Puedo usar un transistor NPN BC547 como termómetro?

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En el artículo Termómetros electrónicos para cerveceros Ken Schwartz habla sobre cómo usar un 2N4401 para crear un termómetro de diodo:

IntentéunaconfiguraciónsimilarconuntransistorBC547(BC547TransistorNPN45V0.1A)peronotengosuerteconello.DeacuerdoconlahojadedatosdeBC547,elemisoryelcolectorsonopuestosaldibujodearriba,perointentéenambossentidosyningunoparecefuncionar.Ambosparecenserexactamentelosmismos.¿Existerealmenteunaforma"correcta" en esta configuración o funcionará una sola si el transistor no es bipolar?

Después de conectar el B & C, medí la resistencia con mi Fluke y obtuve aproximadamente 55M ohms. Pensé que entendía la teoría de lo que estaba pasando, pero ahora no estoy tan seguro. I estaba pensando que el transistor estaba actuando como una resistencia variable que, si se conectaba entre una resistencia fija, la configuración podría actuar como un divisor de tensión variable, que podría proporcionar una tensión que podría medirse y la temperatura calculada

Probé esta teoría, pero obtuve las mismas lecturas de voltaje con una resistencia de 47K y 47M, por lo que pensé que tal vez no era así como funciona esta configuración. El voltaje fue de alrededor de 0.6V cuando se usa una fuente de alimentación de 3V3.

Cuando se conecta al medidor Fluke, la resistencia parece variar con la temperatura (manteniendo el transistor, por ejemplo), cambia entre 55M Ohms a temperatura ambiente a 45M Ohms.

  • ¿Funcionará el BC547 para esta configuración?
  • ¿Cómo funciona esta configuración (si no es como un divisor de voltaje variable)?

Enlaces de hoja de datos posibles:

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pregunta cwd

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Un diodo (o un transistor conectado como diodo como lo tienes) no no comportarse como una resistencia. Más bien, tiene una caída de voltaje que no cambia mucho con la corriente y tiene un ligero coeficiente de temperatura negativo.

Si usa la resistencia 47K recomendada (que pasa aproximadamente 180uA a través del diodo), la caída de voltaje debe ser de aproximadamente 600mV y cambiar de aproximadamente -2mV / ° C.

Si lo sostiene en su mano, puede calentarlo a 5 ° C y cambiaría quizás por -10mV desde (digamos) 612mV a 602mV (un pequeño cambio porcentual). Si obtiene ~ 600mV a temperatura ambiente, es casi seguro que funciona correctamente.

La corriente de fuga (lo que está midiendo en un rango de alta resistencia) también cambia con la temperatura, pero no se considera una forma confiable de medir la temperatura.

Un transistor conectado como diodo es en realidad más diodo "ideal" que diodo real; el coeficiente de idealidad es cercano a 1 contra más como 2 para un diodo rectificador o diodo de conmutación típico.

El BC547 y el 2N4401 funcionan bastante bien en esta aplicación porque tienen una baja resistencia de la base (mejor que, digamos, un transistor de RF funcionaría).

La señal relativamente grande (-2mV / ° C) se puede intercambiar comparando el voltaje a través de un transistor en dos corrientes diferentes (o dos transistores estrechamente emparejados que operan a diferentes corrientes) y así es como funcionan muchos sensores de temperatura monolíticos. Solo recibe alrededor de 1/10 de la señal (200uV / ° C), pero aún es suficiente, y la variación de unidad a unidad es muy baja. Este método se utiliza para medir la temperatura de la CPU en computadoras.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Se puede utilizar cualquier transistor bipolar con colector conectado a la base para medir la temperatura. No, no es realmente una resistencia de temperatura variable. Es más como una fuente de voltaje de temperatura variable, asumiendo que se pasa algo de corriente mínima a través de ella.

Con C y B cortocircuitados, el transistor se ve eléctricamente como un diodo. Para usarlo como un transductor de temperatura, pase una cantidad fija de corriente a través de él y mida el voltaje. Por ejemplo, si tiene un suministro de 5 V, puede conectar una resistencia de 4,3 kΩ en serie con el transistor. Eso hará que alrededor de 1 mA fluya a través del transistor. Esa corriente variará ligeramente en función de la tensión B-E, pero eso es en sí misma una función de la temperatura. El resultado es que mientras la fuente de 5 V permanezca constante, el voltaje a través del transistor es solo una función de la temperatura.

Para un transistor NPN, B-C es la conexión positiva y E la negativa. Para una PNP, E es la conexión positiva y B-C la negativa. O debería funcionar tan bien como un sensor de temperatura.

Por supuesto, hay circuitos integrados que explotan este efecto y le brindan un buen voltaje de temperatura lineal o valor digital. También hay termistores que son resistencias de temperatura variable. Hay muchas formas de hacer transductores electrónicos de temperatura.

    
respondido por el Olin Lathrop

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