對于許多應用而言，存在著比傳統(tǒng)熱敏電阻更*的技術，而傳統(tǒng)技術往往只是因為先前設計中一直采用而被頻繁使用。

    使用硅技術制造溫度傳感器是實現(xiàn)*可靠性的方法之一，因為這種傳感器的行為與硅本身一樣穩(wěn)定。例如，基于硅的傳感器在長達50年的時間內(nèi)漂移量甚微。的半導體制造技術使傳感器具備高度的可再生產(chǎn)性。

    硅溫度傳感器還具有正溫度系數(shù)，其電阻隨溫度升高而增大，從而能提供故障防護功能。

    制造穩(wěn)定、高度線性且耐用的硅溫度傳感器的方法之一是利用擴散電阻原理（圖1）。
 

    芯片尺寸約為500x500x240μm。芯片的上表面覆蓋著二氧化硅絕緣層，上有一個直徑約為20μm的金屬化切割孔。整個底面都經(jīng)金屬化處理。

    這種排列通過晶體提供圓錐形電流分布，因而得名為“擴散電阻”。此類排列的主要優(yōu)點在于，傳感器電阻對制造公差的依賴程度有顯著降低。

    靠近金屬化孔的區(qū)域決定了電阻的主要部分，因此電阻的構建獨立于硅晶體的尺寸公差。擴散到金屬化表層下面晶體內(nèi)的n+區(qū)域則降低了金屬-半導體結點處阻擋層的效應。

    但這種配置與極性高度相關，并且需要徑向引線封裝。有時還會在安裝傳感器時引發(fā)一些問題，因為其極性并非總是那么明顯。

    要成功解決此問題，可以串聯(lián)兩個極性相反的傳感器，如圖2所示。采用這種配置后，傳感器的電阻將與電流方向無關。
 

    但單傳感器排列在一些應用中也具備優(yōu)勢。例如，結構簡單的特性使得該傳感器能以緊湊的SOD68（DO-34）封裝進行生產(chǎn)。另一重要優(yōu)點在于其工作溫度zui高可達300℃，而非硅傳感器通常的150℃。

    這在單傳感器件用金屬觸點正極偏置時即可實現(xiàn)。zui高溫度之所以能提高，是因為金觸點上的正電壓極大地降低了上部n+擴散層中的空穴濃度。

    擴散電阻技術是恩智浦半導體KTY系列硅溫度傳感器的基礎。該技術能夠進行高度的溫度測量，因為它們可以在整個溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)真正線性的溫度系數(shù)（圖3）。
 

    隨溫度而變化的電阻值可以用與類型有關的常數(shù)A和B來計算。在需要更高線性度的場合，可以很方便地添加線性化電阻器。

    由于溫度系數(shù)為正，傳感器在系統(tǒng)過熱時可以執(zhí)行故障防護功能。此外，硅特性天性穩(wěn)定，因此KTY傳感器具備*可靠性和極長的使用壽命。

    KTY溫度傳感器的應力測試表明，傳感器在接近zui高溫度的條件下工作10,000小時，典型漂移量僅0.2K。

    然而這些傳感器通常的工作溫度僅為規(guī)定zui高溫度的一半，因此根據(jù)對真實環(huán)境下的測試數(shù)據(jù)推斷，這種低漂移量可以保持450,000小時（51年）。

    恩智浦為汽車設計工程師們提供了當今選擇范圍zui廣的硅溫度傳感器，公司根據(jù)封裝、標稱電阻、公差和工作范圍劃分出了豐富的產(chǎn)品系列。KTY81和KTY82系列使用雙傳感器技術，適用于與極性無關的檢測場合。

    KTY83和KTY84系列采用專為在油或水之類的液體內(nèi)使用而設計的密封玻璃封裝。KTY84系列的工作溫度高達300℃，是排氣和加熱系統(tǒng)的理想選擇。

    KTY傳感器還有（玻璃或塑料和SMD（塑料））引線式封裝可供選擇，如圖4所示。
 

    得益于高精度和的長期穩(wěn)定性，采用擴散電阻技術的KTY系列硅傳感器將成為基于負溫度系數(shù)（NTC）或正溫度系數(shù)（PTC）技術的傳統(tǒng)傳感器的有力替代品。

    它們的主要優(yōu)點是：

　　1. 長期穩(wěn)定性；

　　2. 基于硅批量處理技術；

　　3. 近似線性的特性。

    汽車應用包括油溫檢測、引擎冷卻、車內(nèi)溫度控制和柴油噴射等。表1顯示了恩智浦公司適用于汽車應用的系列解決方案。
 

    尤其在汽車應用方面，硅溫度傳感器技術提供了更高的可靠性和設計靈活性，而且不會增加成本。摒棄傳統(tǒng)技術而優(yōu)先采用這種技術能使工程更加順利。