thermal diodeによる温度測定の原理
１ ダイオードの温度特性初出 1999.10.12
追記 2000.03.13
改訂 2002.04.29
なぜダイオードを温度センサとして使うことができるのでしょう。２ 測定回路
ダイオードに順方向電流を流したときの電圧−電流特性は、概念的ですが次の左の図のようになります。
ダイオードは、このようにある一定の電圧で、急に電流が増加する特性を持っています。一般にシリコンダイオードの場合、この電圧は、0.6V程度と言われています。
さらに、この急に増加する電圧は、温度によって変化し、温度が上がると電圧は下がることが知られています。
そこで上の右の図のように、ダイオードに一定の電流を流し、ダイオードの両端の電圧を測定すれば、温度の変化に伴ってその電圧が変化することになります。この変化によって温度測定が可能となります。
結局次の左のような回路を用意すればいいことになります。抵抗値をダイオードの順方向抵抗（ほとんどゼロ）よりも十分に大きくとっておけば、この回路は定電流で動作するものと見なすことができます。
この回路で、ダイオードの両端の電圧変化を見ればいいわけです。
2000.3.13追記この電圧変化は通常mV単位での変化であり、実際の測定では、電圧計によって測定することは困難です。また、電圧計の針を人間の目で見ていては、測定誤差も大きくなります。
thermal diodeの電圧−電流特性の測定の結果、thermal diodeが動作している電流域ではダイオードの順方向抵抗は「ほとんどゼロ」ではないことが判明しました。
thermal diodeの動作電流を50μAとした場合、その順方向抵抗は温度によって11〜13kΩ程度に変化します。この抵抗値に比べて十分に大きな抵抗でなければ、上の回路は定電流で動作するとは言えません。
しかし、W83782D/W83783Sでは30kΩの抵抗を使用しています。このことについての検討は別の項目（実際の測定回路による誤差)でする予定です。
そこで通常は、右の図のように電圧計の代わりにA/Dコンバータを用意し、デジタル的に測定することとなります。
