外接的一只雙極型晶體管作為敏感元件的數字式“遠端放置”溫度傳感器，是多年以來人們倚重的、用以檢測高速、高性能芯片(如微處理器、圖形處理器和FPGA等)溫度的一種敏感器件。對于保證最佳性能和防止災難性事故而言，精確的溫度監控具有關鍵意義。溫度監測裝置協助系統對風扇進行控制并實現時鐘減速(clock throttling)功能，以便讓高性能IC的工作溫度保持在必要的范圍之內。溫度更高時，可以用它來關閉系統以防止出現故障。隨著性能和功率水平的提高，遠程溫度監控功能變得越來越重要，其實現也越來越困難。

幾乎所有傳統數字溫度傳感器IC的上限都小于128℃，很多傳感器的極限都小于100℃。在許多情況下，傳統傳感器的極限已經夠用了，但有時需要測量高達150℃的溫度，在這些情況下，需要采用寬測量范圍的溫度傳感器。

典型的數字式溫度傳感器IC以一個符號位和8個大小位來表示溫度，最低位表示的溫度為1℃，而最高位表示64℃。最高位為64℃的表示方法將最大的可測量溫度限制在128℃以下。

一個寬測量范圍溫度傳感器可以測量的量值應遠遠高出128℃這一極限——常常要達到150℃。采用權重為128℃的最高位是實現這一目標最方便的辦法，此時，溫度范圍被拓寬到255℃，遠遠超出了有用范圍。由于測量溫度的半導體結的特性限制，溫度在約150℃ 以上時測量精度會迅速降低。

對于電路板的溫度監測而言，127℃以上的溫度是不可能遇到的。但微處理器、圖形處理器或FPGA等高功率芯片的溫度監測需要更寬的測量范圍。

這些高功率IC的工作溫度高于通常的溫度范圍，故它們的監測需要溫度范圍更寬的傳感器。最大的工作溫度與時鐘速度、工藝、器件封裝和各種設計因素有關。信號的完整性常常會隨著溫度的升高而降低，最后直到電路不能保證其性能指標為止。在很多CPU和圖形處理器中，出現這一問題的溫度大約為100℃，但在一些高性能電路中，正常的工作溫度范圍會擴展到145℃。由于芯片的最大絕對溫度接近工作范圍的上限，則進行溫度監測、在必要時關閉系統以避免失效變得更為關鍵(圖1)。

在某些高性能處理器上，測溫二極管的物理特性會使測量到的溫度值發生偏差，換句話說，測量出的溫度將大大高于實際溫度。在這種情況下，溫度傳感器需要測量出的表觀溫度遠遠高于正常的工作溫度范圍。

遠程溫度敏感原理

通過一個“遠程二極管”測量溫度最常見的方法是：讓兩路不同的電流流過二極管，一般其比例約為10:1。(該二極管并非是1N4001之類的雙端器件，它實際上是一個連接成二極管形式的雙極型晶體管，雙引出端的二極管的理想因數并不適用于遠程二極管溫度傳感器)。該二極管對應于每個電流級的電壓值被測量出來，而溫度則根據如下方程求出：

該式中，IH是較高的二極管偏置電流，IL是較低的二極管偏置電流，VH是IH產生的二極管電壓，VL是IL產生的二極管電壓，n是二極管的理想因數，k是Boltzmann常數1.38x10-23J/o(K)，T是以oK為單位表示的溫度，q是一個電子的電荷量(1.60x10-19C)。如果IH/IL=10，上式可以簡化為VH- V L = 1.986 × 10-4 ×nT。

上式的“n”項稱為理想因數，它與工藝有密切關系，對于大多數晶體管，該量接近于1.0。一個遠程二極管溫度傳感器產生比例精確的電流，并測量出相應的電壓，然后對電壓測量值進行定標并對其所在的量級水平進行平移，從而產生溫度數據。其內部的模擬－數字轉換器必須能夠精確的測量出小的電壓信號以及較大的共模數值；1℃的溫度變化伴隨著約200mV的信號。

雖然寬測量范圍遠程溫度傳感器對市場來說是個新鮮事物，但系統對它們的需求卻是明確無誤的。隨著系統新要求的提出，系統設計者們將會看到更多的、溫度測量范圍更寬的IC出現。