Background
Estaba considerando hacer un sensor de temperatura de algunos transistores NPN. Leí la página de Wikipedia en Silicon Bandgap Temperature Sensors (no puedo usar más de 2 enlaces ...) y esta pieza de Analog Devices, Inc. , que creo que explica claramente cómo se pueden usar dos o más transistores para detectar la temperatura. Otra referencia más es
La idea básica es que la tensión V_BE del emisor de base se puede relacionar con la temperatura a través de.
V_BE = kT / q ln (I_C / I_s)
Entonces, para dos transistores.
V_BE1 = kT / q ln (I_C1 / I_s1) V_BE2 = kT / q ln (I_C2 / I_s2)
Para dos transistores emparejados, como en un circuito integrado, debería tener I_s = I_s1 = I_s2. Además, si tomo la diferencia de estos dos.
V_BE1 - V_BE2 = kT / q ln (I_C1 / I_s) - kT / q ln (I_C2 / I_s)
Aplicando el hecho de que la diferencia entre dos logaritmos ln (x) - ln (y) = ln (x / y),
V_BE1 - V_BE2 = kT / q ln ([I_C1 / I_s] / [I_C2 / I_s])
Y esto es igual
V_BE1 - V_BE2 = kT / q ln ([I_C1] / [I_C2])
Entonces, la diferencia en los voltajes del emisor de base me dará la temperatura multiplicada por una constante.
V_BE1 - V_BE2 = [k / q ln (I_C1 / I_C2)] T
Hice el siguiente circuito. Como VB1 = VB2, VBE1 - VBE2 debería ser igual a VE1 - VE2, medí los voltajes VE1 y VBE2.
Esquema
Data
Ahora, con CH1 en RE1 y CH2 en RE2, mi osciloscopio lee lo siguiente .
También usé la utilidad MEASURE del osciloscopio para encontrar que VE1 tenía un promedio de 1.88 voltios y VE2 era de 1.76 voltios en promedio. También medí esto con mi multímetro digital y descubrí que los voltajes fluctúan, pero al mismo tiempo medí 1.909 voltios en VE1 y 1.782 voltios en VE2. Los valores reales de resistencia de RE1 y RE2 son 98.4 kiloohms y 1.01 kiloohm respectivamente.
Entonces, I_C1 = VE1 / RE1 y I_C2 = VE2 / RE2.
Problema
Ahora, si voy estrictamente por la ecuación
V_BE1 - V_BE2 = [k / q ln (I_C1 / I_C2)] T
con k como la constante de Boltzmann, q es la carga elemental (carga de un electrón), e I_C1 e I_C2 son las corrientes de colector del transistor 1 y 2 respectivamente, debo obtener una lectura de temperatura para T.
T = (V_BE1 - V_BE2) * 1 / [k / q ln (I_C1 / I_C2)]
Obtengo lecturas de temperatura absurdas como -5415.135909660602 grados Celsius o si cambio los valores de I_C1 y I_C2, obtengo 5415.135909660602 grados Celsius.
¿Hay algo que me falta? Gracias!