許多傳感器都需要用于在高溫條件下,測(cè)量高溫介質(zhì)的參數(shù)。例如溫度傳感器經(jīng)常被用在測(cè)量高溫介質(zhì)的溫度,有些介質(zhì)甚至達(dá)到600度的高溫,在這個(gè)高溫條件下如何確保溫度傳感器能夠正常工作呢?
耐高溫傳感器實(shí)用化的關(guān)鍵在于傳感器自身的技術(shù)與從傳感器讀取信號(hào)的技術(shù)。這是因?yàn),即使可以在高?00℃環(huán)境測(cè)量溫度,例如讀取數(shù)據(jù)的電路不能工作,也沒(méi)有辦法使用數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō),用SiC半導(dǎo)體制造耐高溫傳感器時(shí),從數(shù)據(jù)讀取電路一方看到的傳感器電極電阻會(huì)升高。例如把讀取電路放在非高溫環(huán)境下,而且利用很長(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn),那么導(dǎo)線(xiàn)的電阻便會(huì)影響傳感器信號(hào),導(dǎo)致難以準(zhǔn)確測(cè)量。為了解決這一問(wèn)題,我們有下面兩個(gè)方案。一個(gè)是利用機(jī)械式變頻器的方案,就是利用基于MEM加工技術(shù)制成的微小機(jī)械式開(kāi)關(guān)來(lái)構(gòu)成變頻器電路。因?yàn)檫@樣的電路不依賴(lài)于半導(dǎo)體特性,所以在500℃下也能工作。雖然這樣的電路也可以通過(guò)SiC晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn),不過(guò)現(xiàn)在很難使用比硅晶圓缺陷多的SiC晶圓低成本制造晶體管。另一個(gè)方案是使用SiC二極管整流橋,把傳感器的電阻調(diào)低。雖然很難利用SiC晶圓低成本制造晶體管,不過(guò)面向功率半導(dǎo)體的SiC二極管已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),在許多用途中都投入了實(shí)用。該方案提出,把基于紫外燈老化試驗(yàn)箱二極管的電阻轉(zhuǎn)換電路設(shè)在傳感器附近,信號(hào)便可通過(guò)同軸電纜延長(zhǎng)。
傳感器在高溫下使用最怕的就是對(duì)電路有影響,上面的方案可以說(shuō)是應(yīng)用最多,但是隨著技術(shù)的發(fā)展,以后可能會(huì)有更好的方案,這就需要我們加大在傳感器研發(fā)上的投入。
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