Температурный дрейф

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Температу́рный дрейф — изменение электрических параметров электронного устройства, электронного прибора вызванное изменением внешней температуры среды. Иногда такое изменение называют температурным уходом параметра.

Электронные активные и пассивные компоненты (транзисторы, резисторы, конденсаторы и т. п.) изменяют свои электрические параметры при изменении температуры окружающей среды. Например, коэффициенты передачи по току у транзисторов, электрическая ёмкость конденсаторов или активное сопротивление резисторов.

Изменение электрических параметров компонентов, входящих в электронное устройство, влечет за собой изменение параметров самого устройства, например, коэффициента усиления усилителя.

Определения[править | править код]

Различают абсолютный и относительный дрейфы некоторого параметра:

где  — величина параметра при номинальной температуре[комм. 1],
 — величина параметра при отличной от номинальной температуре.

Размерность абсолютного дрейфа совпадает с размерностью самого параметра, а относительный дрейф — безразмерная величина.

Температурный дрейф также характеризуют абсолютным и относительным коэффициентами температурного дрейфа, равными абсолютному или относительному дрейфу, отнесёнными к диапазону изменения температуры, иногда в технической литературе эти коэффициенты называют температурными чувствительностями:

где  — разные температуры, при которых измерен параметр.

В общем случае коэффициенты температурного дрейфа зависят от разности и величины температур, то есть параметр изменяется нелинейно при изменении температура. При этом вводятся дифференциальные коэффициенты температурного дрейфа, являющиеся функциями температуры, а не константами:

где  — значение параметра при текущей температуре.

Влияние температурного дрейфа на эксплуатационные характеристики и способы его устранения[править | править код]

Температурный дрейф, как правило, приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик электронных изделий[1]: уменьшает диапазон их рабочих температур, ухудшает точность электронных измерительных приборов, поэтому применяются различные способы борьбы с ним. Среди таких способов можно выделить:

  • использование термостабильных компонентов, например, высококачественных термостабильных резисторов, имеющих малые собственные температурные дрейфы;
  • введение в электронную схему дополнительных компенсирующих элементов с температурным коэффициентом противоположного знака, например, компенсирующих температурный уход терморезисторов[2];
  • схемотехнические решения, например, применение дифференциальных усилителей или мостовых схем, в которых температурный уход с одним знаком разных пар компонентов вызывает уход выходного параметра с разными знаками, что компенсирует уход выходного параметра;
  • помещение электронного устройства в среду с заведомо постоянной температурой, например, в скважины в земле;
  • принудительное термостатирование электронного устройства, либо некоторых его критичных частей, например, термостатирование кварцевого генератора в цифровых частотомерах и задающего генератора в прецизионных генераторах сигнала и радиопередатчиках.

Комментарии[править | править код]

  1. Если не указано иное, в отечественной технической литературе номинальной температурой обычно считается 20 °C, в иностранной литературе, как правило, 25 °C.

Примечания[править | править код]