二极管测量CPU温度的原理解析

二极管测量CPU温度的原理解析

一般来说,时钟频率跑的越快,则CPU每秒所能完成的运算次数就越多,性能自然更好,但是,随着时钟频率的增加,CPU就会变得越来越热,这是CPU内部CMOS管耗散功率加大的体现,过高的温度会影响系统的运行,所以有必要采取措施来“监控”CPU的温度,把它限制在一定范围内,以确保CPU的可靠运行。

由于二极管制造工艺的特殊性,我们可以利用二极管的伏安特性来测量CPU的温度,它的伏安特性如下图:

众所周知,将PN结用外壳封装起来,并加上电极引线就构成了半导体二极管,即所谓的二极管。由P区引出的电极为阳极,由N区引出的电极为阴极,如下图所示,


温度对二极管的性能有较大的影响,温度升高时,二极管的正向压降将减小,每增加1C,正向压降减小约2mV,可以从下图看出,


由半导体理论可以得出,PN结所加端电压u与流过它的电流i的关系为:

其中, Is为反向饱和电流,对于硅材料来说,Is约为10pA;

q为电子的电量,q=1.6*10-9次方库伦;

k是玻耳茨曼常数,k=1.38*10-23次方J/K

T为{jd1}温度,

kT/q可以用UT来代替,

常温下,即T=300K时,UT约为26mV

对于足够大的电压,二极管方程可以近似写成

那么,二极管两端的电压可以推导出为:

一个比较典型的应用例子就是美信公司的MAX1617,它就是通过使得两个不同的电流流过二极管,并比较所产生的电压来测量CPU温度的。 

MAX1617al Block Diagram可以看出,为了测量温度,MAX1617首先使电流iD1流过二极管,然后再使电流iD2流过二极管,所产生的电压分别是uD1uD2,它们的差为:

因此只要确定了iD1iD2,那么上式中的电压差就正比于{jd1}温度了,也就达到了测量温度的目的。

 

 

郑重声明:资讯 【二极管测量CPU温度的原理解析】由 发布,版权归原作者及其所在单位,其原创性以及文中陈述文字和内容未经(企业库qiyeku.com)证实,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。若本文有侵犯到您的版权, 请你提供相关证明及申请并与我们联系(qiyeku # qq.com)或【在线投诉】,我们审核后将会尽快处理。
—— 相关资讯 ——