Brevet FR2001809A1 — publié le 19691003

On sait que les propriétés de conduction et de blocage d'une jonction entre deux régions de semi-conducteur du type opposé dépendent des variations de température . Ce fait représente un très grand inconvénient, de sorte qu'ors s'efforce notamment sur les montages amplificateurs transistorisés de réduire dans une large mesure l'influence de la température sur ces propriétés au moyen d'une contre-réaction, alors que d'autre part on essaie de protéger le plus possible les éléments de semi-conducteur d'un montage des variations de température . La présente invention envisage d'utiliser cette relation pour mesurer la température, alors que le montage de mesure faisant l'objet de l'invention pourra également dtre utilisé a' des fins de régulation et notamment pour le réglage de la température. La présente invention part du fait que la résistance d'une jonction pn dans le sens passant dépend de la température, alors sous certaines conditions et dans une gamme déterminée de température, la tension dépendant de la température sur cette jonction ne dévie qu'insensiblement d'une loi linéaire. Bien quton puisse utiliser à cet effet selon cette invention, une diode, les variations de tension sonttrès insignifiantes, alors que la dispersion des propriétés d'une diode peut astre très importante. Celle-ci comporte sur une diode au germanium 2 mV/OC environ et sur une diode au silicium 3 mV/OC environ, de sorte que des étages d'amplification supplémentaires sont nécessaires pour obtenir un meilleur effet de mesure et/ou de réglage. C'est pourquoi on utilise de préférence la relation de température de la résistance émetteur-base d'un transistor; le transistor assurant lui-mEmfttamplification nécessaire. Un autre avantage réside dans le fait qutil est possible de réduire au moins en grande partie la dispersion importante des propriétés des semiconducteurs du mdme type sur un transistor au moyen d'une castre réaction. Un tel transistor pourra autre piloté au moyen d'une tension constante de base ou d'un courant constant de base. la contreréaction précitée pourra être obtenue au moyen d'une résistance émetteur ou d'une résistance base-collecteur alors que la tension de mesure pourra autre prévue sur la résistance du collecteur ou le courant pourra étre pris sur le circuit du collecteur. Une variation du réglage de la température pourra dtre obtenue au moyen d'un diviseur de tension réglable sur le circuit de base. L'inrention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaitront au cours de la description explicative qui va suivre, en se reportant aux dessins sché mastiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant quatre modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'un circuit de mesure de température avec tension constante de base selon cette invention; - la figure 2 est un circuit de mesure avec courant constant de base selon un autre mode de réalisation de l'invention; - les figures 3 et 4 représentent des circuits avec possibilité de réglage de la température. La figure 1 représente le schéma d'un montage selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention. Celui-ci comprend un transistor T npn au silicium avec une résistance émetteur Re et e une résistance collecteur R w dont la base est branchée à une tension constante au moyen d'un diviseur de tension constitué par les résistances R1 et R2 Il est recommandé d'utiliser un transistor npn, car les transistors npn actuellement disponibles dans le commerce ont pour la plupart une dispersion plus faible que les transistors pnp. Pour les gammes étendues de mesure de température, un transistor Si présente plusieurs avantages par rapport au transistor Ge, car sur un transistor Si l'influence de la température s'exerce uniquement sur la jonction émetteur base, alors que sur un transis tor Ge il faut en outre prendre en considération l'influence de la jonction collecteur base, sauf pour les faibles températures, ctiui est nullement plus désavantageux. a résistance de 11 émetteur R e provoque une contre réaction qui permet de supprimer presque complètement la dispersion entre les transistors de même type. Cette résistance pourra par exemple être du type réglable. La tension de mesure est prévue sur la résistance du collecteur. Grâce à un transistor Si de ce type, il segrl possible d'obtenir une relation de température du signal de sortie de 50 sV/QC environ. La tension de sortie qui dépend de la température ne s'écarte qu'insensiblement d'une loi linéaire, ce qui suffit notamment pour la régulation et pour une petite gamme de température. La figure 2 représente un autre montage fonctionnant avec un courant constant qui traverse une grande résistance de base R3 Dans ce cas, la réaction négative d'intensité n'a aucun effet de sorte que la résistance de l'émetteur pourra etre supprimée. 'la contre-réaction pourra alors Etre obtenue au moyen d'une résistance disposée entre la base et le collecteur. Ce montage fonctionne toutefois d'une manière moins satisfaisante que celui indiqué sur la figure 1. La tension de sortie peut par exemple astre envoyée vers un montage en pont qui pourra autre amené en équilibre au moyen d'un régulateur ou analogue. On pourra également selon le mode de réalisation indiqué sur la figure 3 rendre la tension de base variable au moyen d'un potentiomètre supplémentaire t pour réaliser l'équilibre. Il est également possible de réaliser un pré-réglage déterminé au moyen de cette résistance réglable. La figure 4 représente un montage analogue sur lequel le courant de sortie est amené à un étage d'amplification ou analogue branché en série. Ce montage pourra également autre appliqué au mode de réalisation précédent, mais de préférence uniquement à celui indiqué sur la figure 1 avec une tension de base constante. Les variations de température pourront immédiatement autre détectées en raison de la capacité thermique extrdmement faible d'un transistor. En raison de leur faible encombrement les transistors pourront etre facilement incorporés dans des palpeurs de température. 'les montages décrits précédemment pourront être utilisés pour des thermostats de tous dimensions et types, des systèmes de chauffage pour locaux, des appareils de mesure et des palpeurs de température à usages divers. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitéqius modes de réalisation décrits et représentés squi n1 ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Montage électronique de régulation et de mesure de température, caractérisé par un élément semi-conducteur avec au moins une jonction pn , la variation de résistance de cette jonction dans le sens passant avec la température, et notamment le changement de tension sur cette jonction ou le courant parcourant cet élément étant utilisés comme mesure pour la variation de température. 2.- Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément semi-conducteur est constitué par un transistor, la variation de résistance avec la température sur la jonction émetteur-base et l'influence de cette modification étant utilisées pour le coefficient d'amplification de ce transistor. 3.- Montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tension de base est maintenue constante. 4.- Montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le courant de base est maintenu constant. 5.- Montage selon les revendidations 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte une résistance d'émetteur ou une résistance base-collecteur pour réaliser une réaction négative d'intensité en vue de réduire les dispersions dans les propriétés des transistors. 6.- Montage selon une des revendications 3 à 5, caractérisé n ce qucil comprend une résistance variable ou un diviseur de tension sur le circuit de base pour modifier le réglage de la température.