Использование PN-перехода диода для измерения температуры, как правило, связано с его 2 мВ/К температурным коэффициентом. Обычно, надо усилить и оцифровать напряжение с помощью АЦП перед тем как использовать величину температуры в микроконтроллере. Менее известен тот факт, что обратный ток PN-перехода диода имеет хорошую экспоненциальную зависимость от температуры, при увеличении температуры приблизительно на 12 К, величина тока возрастает вдвое (рис. 1). Простым способом измерения тока в таком большом диапазоне, две или три декады, является заряд и разряд конденсатора и измерение при этом времени или частоты. Линия ввода-вывода общего назначения микроконтроллера заряжает конденсатор, либо временно используя линию как выход, либо подключая подтягивающие резисторы, которые имеются в некоторых микроконтроллерах (рис. 2а). По окончанию заряда, вы конфигурируете линию как вход с высоким входным сопротивлением, и конденсатор разряжается током утечки диода(рис.2б).
Время разряда в таком случае, пропорционально температуре диода, таким образом, диод обеспечивает экспоненциальную зависимость времени разряда от температуры. В зависимости от типа диода, эта экспоненциальная зависимость может быть близкой к идеальной. Калибровка рабочей точки необходима, так как абсолютная величина тока значительно меняется при заданной температуре. Выбор диода и номинала конденсатора требует определенной осторожности. Меньше PN-переход, меньше обратный ток и время разряда больше. Период разряда длиннее нескольких секунд обычно неприемлем. Использование слишком малого номинала конденсатора приводит к появлению ошибки, так как свое влияние начинают оказывать емкости различных кабелей и емкость PN-перехода диода. Обычно, мощные диоды, такие как 1N4001 с емкостью перехода 1 нФ, дают приемлемый результат. Время разряда конденсатора составляет от 0,3 до 1 секунды при комнатной температуре, уменьшаясь до миллисекунд при 100°C. Так же можно использовать PN переход мощного транзистора в диодном включении.