[发明专利]一种PN结测温方法、系统及计算机可读存储介质

说明书

本发明提供了一种PN结测温方法、系统及计算机可读存储介质，该PN结测温方法通过补偿PN结的Vsubgt;F/subgt;‑T曲线截距差异，采集不同检测电流条件下的PN结正向电压，最终获得实际的PN结温度。本发明技术方案的PN结测温方法消除了理想因子对温度测量的影响，且与反向饱和电流无关，精确计算了PN结的温度，提高了温度测量精度。

技术领域

本发明属于温度测量技术领域，尤其涉及一种PN结测温方法、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

PN结两端的正向电压与温度具有较好的线性关系，可以作为温度传感器。有研究者发现将PN结与适宜的固定电阻串联，可以改进PN结温度传感器的工作方式，并实现PN结正向电压与温度的高精度线性化。中国专利CN 102610539 B公开的技术方案利用PN结的正向电压随温度变化的特性来测量芯片接面温度，通过PN结阵列可以实时获取芯片接面温度和热分布情况。PN结的正向电压与流经PN结的电流和结温有关，不同导通电流和结温条件下，PN结的正向电压大小不一样。

目前采用PN结测温的方法中，若仅利用PN结的正向电压与温度的线性关系，在测量温度时需要提前标定电压基准值，相关学者主要采用0℃或者室温来标定PN结电压基准值。中国专利CN 104820179 B中公开采用两个压控电流源，提出了一种可消除串联电阻影响且与反向饱和电流无关的PN结测温方法。相关学者对无需标定电压基准值的PN结测温方法展开了研究，但这些方法在利用PN结进行温度测量时将理想因子视为常数，而PN结的理想因子与温度呈反比关系变化，将理想因子视为常数的测温方法存在较大测温误差。不同的温度条件下，PN结的理想因子大小不一样，这对精确测温带来了极大的困难。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种PN结测温方法、系统及计算机可读存储介质，消除了理想因子的影响，而且与反向饱和电流无关，使得测温更加精确。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种PN结测温方法，其包括：

步骤S1，选定测温使用的PN结，在不同的测试电流下得出PN结正向电压与温度的关系曲线，所述PN结正向电压与温度的关系曲线包括：I_b1条件下的V_F-T曲线y₁＝k₁T+b₁，I_b2条件下的V_F-T曲线y₂＝k₂T+b₂；

步骤S2，求出y₁＝k₁T+b₁与y₂＝k₂T+b₂值相等的横坐标点

步骤S3，将PN结的V_F-T曲线坐标轴的y轴平移到T₀处，变换后的横坐标用T_x表示，此时T_x＝T-T₀，两条V_F-T曲线在T₀处的截距表示为b₀，同时将两种检测电流条件下的V_F-T曲线重新表示为y₁₁＝k₁T_x+b₀和y₂₁＝k₂T_x+b₀；

步骤S4，将I_b1和I_b2设定为该PN结的温度检测电流，根据求出电流倍数m；

步骤S5，利用求出PN结检测电流为I_b1和I_b2的条件下的理想因子n，同时将其设定为该PN结的温度测量理想因子；