專利名稱：一種制造高靈敏pn結(jié)溫度傳感器的方法及高靈敏pn結(jié)溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及溫度測量，特別是一種采用PN結(jié)構(gòu)成溫度傳感器的方法和用該方法構(gòu)成的一種高靈敏PN結(jié)溫度傳感器。
以半導(dǎo)體PN結(jié)作為溫度傳感器在各個測溫領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但其構(gòu)成溫敏部件的PN結(jié)大都是單PN結(jié)管芯，或者是多個單PN結(jié)管芯的串聯(lián)，連接點較多，因而在使用過程中，尤其是在(如油田)高溫、高壓、劇烈震動以及高頻電磁等外界信號干擾的情況下，易出現(xiàn)失控、開路、短路、漏電等問題，而且產(chǎn)品的一致性、重復(fù)性、互換性較差，體積也較大，給生產(chǎn)和工作帶來很多麻煩。
本發(fā)明的目的就是針對上述不足之處而提供一種體積小、重復(fù)性能好、精度高、靈敏度高、穩(wěn)定性高、溫度響應(yīng)速度快，抗干擾能力強的，特別是適用于油田井下測溫和計算機處理系統(tǒng)的高靈敏PN結(jié)溫度傳感器的制造方法及用該方法構(gòu)成的一種高靈敏PN結(jié)溫度傳感器。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種制造高靈敏PN結(jié)溫度傳感器的方法，適用于以含PN結(jié)的半導(dǎo)體芯片為敏感部件構(gòu)成的溫度傳感器，包括現(xiàn)有半導(dǎo)體PN結(jié)溫度傳感器的制作技術(shù)，其特征在于在半導(dǎo)體PN結(jié)(或者多個正向串接的PN結(jié))的正、負(fù)端還并聯(lián)一個反向的半導(dǎo)體PN結(jié)。
一種由上述方法構(gòu)成的高靈敏PN結(jié)溫度傳感器，包括外殼、內(nèi)引線、引線電極和裝在外殼內(nèi)的密封填料，其特征在于采用多個nPn三極管發(fā)射結(jié)正向串聯(lián)而構(gòu)成的PN結(jié)的硅集成電路芯片作為溫敏部件，該芯片內(nèi)的上述PN結(jié)還并聯(lián)一個反向的nPn三極管的發(fā)射結(jié)。上述nPn三極管的集電結(jié)構(gòu)短接。
本發(fā)明技術(shù)解決方案中的PN結(jié)可以是3～10個相同的發(fā)射結(jié)結(jié)構(gòu)正向串聯(lián)。
本發(fā)明技術(shù)解決方案中的硅集成電路芯片外包封有一層富有柔極和彈性的高性能密封絕緣膠。
本發(fā)明的方法由于在構(gòu)成溫敏部件的PN結(jié)的正、負(fù)端設(shè)計有一個并聯(lián)的反向PN結(jié)，因而采用此方法構(gòu)成的溫度傳感器具有抗干擾能力強的特點，以硅集成電路芯片的PN結(jié)溫度傳感器為例，經(jīng)油田試用和與以往的PN結(jié)溫度傳感器比較，較好地克服了外界高頻、電磁、結(jié)電容等信號的干擾。
本發(fā)明的溫度傳感器，由于采用硅集成電路芯片作為溫敏部件，以nPn三極管的發(fā)射結(jié)作PN結(jié)，還可以是集成的多個這樣的發(fā)射結(jié)正向串接，因而具有體積小，芯片尺寸只有0.5×1.5mm，便于微型封裝;溫度響應(yīng)速度快，時間常數(shù)約為1.5秒;靈敏度高，當(dāng)五個發(fā)射結(jié)串聯(lián)時，不需要加放大器，可以直接聯(lián)接使用，靈敏度為-10～11mV/℃;產(chǎn)品參數(shù)一致性強、重復(fù)性和互換性好的特點，對于-50℃～150℃范圍內(nèi)的溫度檢測十分理想。尤其是本發(fā)明硅集成電路芯片中的PN結(jié)還并聯(lián)一個反向的nPn三極管發(fā)射結(jié)，因而還具有抗干擾能力強和可靠性高的特點。由于硅集成電路芯片外敷有一層富有柔性和彈性的密封絕緣膠，因而大大提高了其抗震性能，可靠性和穩(wěn)定性也有很大提高。
附圖的圖面說明如下

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為集成電路芯片中PN結(jié)的電路圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳述如圖1所示，外殼3為通用的金屬外殼，如不銹鋼等。硅集成電路芯片1安裝在外殼3的端部并通過內(nèi)引線2與引線電極5連接，內(nèi)引線2和引線電極5均為漆包線。外殼3內(nèi)充滿了密封填料4，該密封填料可以是氧化鋁粉等，硅集成電路芯片1連同其與內(nèi)引線2的連接點都包封有一層富有柔性和彈性的高性能密封絕緣膠，該密封絕緣膠層可以是生膠經(jīng)涂覆再經(jīng)高溫處理后的橡膠層。硅集成電路芯片1中的PN結(jié)電路如圖2所示，所用的PN結(jié)結(jié)構(gòu)為同樣的nPn三極管的發(fā)射結(jié)，三極管的集電結(jié)均短接，然后再正向串聯(lián)，并且再并聯(lián)一個反向的nPn三極管發(fā)射結(jié)。該硅集成電路芯片1即可采用常規(guī)的工藝參數(shù)條件制作。
本發(fā)明的方法可適用于各種半導(dǎo)體材料的PN結(jié)溫度傳感器。當(dāng)為單PN結(jié)管芯或者是多個單PN結(jié)管芯串聯(lián)時，在其正、負(fù)端并聯(lián)一個相同結(jié)構(gòu)PN結(jié)管芯;當(dāng)為半導(dǎo)體集成電路芯片時，則將該反向并聯(lián)的PN結(jié)構(gòu)設(shè)計在該集成電路芯片內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)成高靈敏PN結(jié)溫度傳感器的方法，適用于以含PN結(jié)的半導(dǎo)體芯片為敏感部件構(gòu)成的溫度傳感器，其特征在于在半導(dǎo)體PN結(jié)(或者多個正向串接的PN結(jié))的正、負(fù)端還并聯(lián)一個反向的半導(dǎo)體PN結(jié)。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的方法構(gòu)成的高靈敏PN結(jié)溫度傳感器，包括外殼3、內(nèi)引線2、引線電極5和裝在外殼3內(nèi)的密封填料4，其特征在于采用多個nPn三極管發(fā)射結(jié)正向串聯(lián)而構(gòu)成的PN結(jié)的硅集成電路片1作為溫敏部件，該芯片1內(nèi)的上述PN結(jié)還并聯(lián)一個反向的nPn三極管的發(fā)射結(jié);上述nPn三極管的集電結(jié)均短接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高靈敏PN結(jié)溫度傳感器，其特征在于所述的PN結(jié)可以是3～10個相同的發(fā)射結(jié)結(jié)構(gòu)的正向串聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高靈敏PN結(jié)溫度傳感器，其特征在于所述的硅集成電路芯片1外包封有一層富有柔性和彈性的高性能密封絕緣膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高靈敏PN結(jié)溫度傳感器的制造方法和用該方法構(gòu)成的高靈敏PN結(jié)溫度傳感器，如圖1所示。其方法的主要特征是在構(gòu)成溫敏部件的半導(dǎo)體PN結(jié)的正、負(fù)端還并聯(lián)一個反向的PN結(jié)；其溫度傳感器的主要特征是采用以NPN三極管的發(fā)射結(jié)作為PN結(jié)的集成電路芯片作為溫敏部件，該PN結(jié)還并聯(lián)一個反向的NPN三極管發(fā)射結(jié)，具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、溫度響應(yīng)速度快和抗干擾能力強的特點，可廣泛用于各測溫領(lǐng)域。
文檔編號G01K7/14GK1057334SQ91103309
公開日1991年12月25日 申請日期1991年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月15日
發(fā)明者楊良 申請人:楊良