晶体管的P—N结对温度十分敏感，通常在晶体管放大电路的设计中需要千方百计地采取补偿措施来抵消温度引起的特性漂移。但晶体管特性随温度产生变异的这一性能却可以利用来作测温用。我们利用P—N结的感温特性制成温度传感器应用于低温测量，实验证明具有较好的灵敏度和稳定性。
P—N结的正向压降有很规律的温度特性，在25℃时锗管约为0.25伏，硅管约为0.7伏（随管型不同有所差异）。温度每升高或降低1℃，结压降约减小或增大2～2.5毫伏。这一变化率很稳定，因此可以用测定二极管或三极管的P—N结正向压降的方法来测定温度。P—N结正向压降随温度变化的线性关系可以延续到-150～－200℃，因此在低温区有较宽的测量范围，可以应用在制冷、深冻技术等方面。由于晶体管的结温允许值硅管为150℃，锗管只有75℃左右，作为感温元件，它的测温上限值就不能超过结温允许值，使用时应注意到这一点。
P—N结测温电路的特点
硅或锗材料的二极管和硅三极管都可以用来作为感温元件，但锗三极管由于I\(_{cbo}\)较大，稳定性差，不宜使用。
用二极管测温的电路原理见图1。由恒流源供给的恒定电流流经测温锗二极管D，在二极管上产生的电压降U\(_{1}\)与W和R2组成的分压器给定的基准电压U\(_{2}\)进行比较。如果被测温度上限为0℃，此时二极管D的正向压降实测为0.3伏（U1），调节电位器W使U\(_{2}\)同为0.3伏，微安表两端电位相等，没有电流通过，因此读数为零。如被测温度继续下降，二极管正向压降增大，U1上升，微安表即有读数，此读数按温度每下降1℃二极管正向压降增大2～2.5毫伏的变化率作线性增大，因此将对应的微安读数改作温度刻度即能读出被测温度。
在一般测温和控温精度要求不高的场所，可利用硅三极管作为感温并兼作放大元件，如图2所示。感温放大器的偏置方式与一般放大器略有不同，它没有发射极电阻，去除了电流负反馈稳定工作点的作用，突出了晶体管随温度变化而带来的工作点偏移。对硅三极管来说，由于I\(_{cbo}\)极小，而且通过分压器的电流又极大于基极电流，晶体管的基极电位基本上是恒定的，因此工作点的偏移主要是由射—基结压降随温度变化而引起的。射—基结压降的变化促使基极电流变化，从而在集电极输出端取得随温度而变化的输出电压U出。被测温度愈低，输出端电压愈高；温度愈高，输出端电压愈低。这类感温放大器的工作范围应选择在晶体管的线性区，否则输出端电压与温度变化的线性比例关系较差。在管型选择上应采用集电区厚度较薄，集电极串联内阻较低的硅外延平面管。
两个实例
图3是一种冷藏柜用控温继电器电路。置于冷藏柜内的晶体管BG\(_{1}\)兼有感温和放大双重作用，其外表连同管脚涂以牌号为6440的环氧酚醛绝缘漆，120℃温度烘烤5小时使漆膜固化（漆膜不宜过厚以免影响热传导），形成防潮绝缘层，并用耐低温聚氯乙烯护套线引出。在被控温度上升或下降时影响BG1射—基极结压降减小或增大，集电极输出电压呈现下降或上升趋势。调节电位器W改变BG\(_{1}\)的基极电位，可以在不同温度时得到相同的集电极输出电压以驱动后级执行电路控制冷冻机的停开。因此W实际上就是控温继电器的调温旋钮，可调范围为+3℃～－15℃。使用时只需将调节旋钮置于某一温度刻度上，就能使冷藏柜内的温度受控于刻度标明的温度上下一定范围内。当柜内温度高于要求温度时，BG1射—基结压降较低，A点电压不足以击穿稳压管DW\(_{3}\)， BG2截止、BG\(_{3}\)导通、继电器J吸合，其常开触点闭合，接通冷冻机电源控制回路，使冷冻机运转。在冷冻机的制冷作用下，柜内温度逐渐下降，BG1射基结压降逐渐增大，集电极电压随之上升。等到柜内温度下降到要求温度时，A点电压使稳压管DW\(_{3}\)击穿，BG2立即由截止转化为导通，BG\(_{3}\)则由导通变为截止，继电器J断电，常开触点复位，切断冷冻机电源控制回路，机器停止运转。由于触发BG2翻转的A点电压略高于使BG\(_{2}\)返回的电压，停机温度与重复开机温度之间有一差值约2℃～4℃（即重复开机温度高于停机温度2℃～4℃）。这样可以避免冷冻机频繁起动，同时使柜内温度维持在要求温度范围以内。
这个电路中的晶体管BG\(_{1}\)应进行温度循环老化，即置于120℃高温中8小时（前述BG1的涂漆防潮工艺可在高温老化时同时进行），然后转移到-10℃低温中1小时，再移到120℃高温中经1小时后取出，测定其参数合格并在0℃环境中h\(_{FE}\)值不低于75的方能使用。稳压管DW1、DW\(_{2}\)和限流电阻R1、R\(_{2}\)组装时应放置在通风良好的位置并与其它元件隔离。全部电阻都采用金属膜电阻。
图4所示的电路系用于液氮喷淋冷冻装置的温度测量和控制。测（控）温范围为0℃～－50℃。它的传感元件是十个串联的锗二极管2AP2，装置于一根薄壁紫铜管中，焊好引接线后，两端用自干环氧树脂漆密封。在25℃时实测其正向压降为2.3伏，0℃时为2.8伏。图4电路中A点电位即十个感温二极管的正向压降值。如测温的上限值为0℃，应调整电位器W\(_{4}\)将B点电位精确调节到感温二极管组在0℃时正向压降的相同数值。这时，A、B两点电位相同，微安表中没有电流流过，表针指零。如被测温度下降到-l℃，A点电位比B点电位高20毫伏，微安表针偏转。选择适当量程及内阻的微安表，将电流刻度改变为相应的温度刻度，即可直接读出被测温度。图4中的微安表内阻为1KΩ，量程为100μA。与它串联的电位器W5调置于9KΩ。
由电位器W\(_{2}\)、W3和R\(_{6}\)组成的另一组分压器，用以调节C点电位以确定控制温度范围的上限和下限值。本例上限值是0℃，因此将电位器精确调定于552.6欧（此时电位器W2应置于零电阻的位置），使C点电位与感温二极管组0℃时的正向压降值相等，一经调准即予锁定。W\(_{2}\)是控温调节电位器，可在0～50℃间任意调节以获得所需要的控制温度。例如要求液氮喷淋的冻结温度控制在-20℃，则应将C点电位通过调节电位器W2使与-20℃时感温二极管组的正向压降值相等（W\(_{2}\)旋钮上附有相应的温度刻度，使用时可以直接置于所需要的控制温度上）。在液氮喷淋冷却前，由于感温二极管组处于常温中，因此A点电位低于C点电位。这一差值经两级差分放大器放大后反映于D点电位较低，R12上的压降较大，BG\(_{8}\)因而处于导通状态，继电器动作，打开电磁阀放出液氮，吸取周围介质热量，温度迅速下降。感温二极管组正向压降随温度下降而增大，A点电位上升，等到温度下降到要求温度时，A点和C点电位相等，差分放大器无输出，BG8转为截止，继电器释放，电磁阀关闭，液氮停喷。这样随着温度上升或下降控制液氮喷或停，即可使喷淋室内的温度维持恒定。（戴希同）