《高精度基准电压源》PPT课件

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1、电子系统设计高精度基准电压源9—4高精度基准电压源在集成电路或电子设备中，常需要基准电压源(UREF)。该类基准电压源要求精度高，温度稳定性好(±0.2×10-6~±20×10-6左右)，噪声电压低，长期稳定度好等，但其输出电流并不大，一般为几毫安~十几毫安。实现此类电压基准功能的电路和器件有两种，简要介绍如下。9—4—1能隙基准电压源一、能隙基准电压源的工作原理如图9—29所示，UBE为负温度系数，UT发生器乘以系数K为负温度系数，二者经相加器相加后得到基准电压UREF：又知，结电压UＢＥ随温度上升而下降，即有(9—40)(9—

2、41a)(9—41b)(9—42)图9—29能隙基准电压源的工作原理式中，Ug0为半导体材料在绝对零度下(0K)的带隙(Band—Gap)电压，即禁带宽度。硅材料的Ug0为1.205V，锗材料的Ug0为0.72V。该值是一个固定不变的电压值。如式(9—42)所示，若调整K值使第二项与第三项相抵消，则(9—43)二、能隙基准电压源电路图9—30给出一个能隙基准电压源的电路例子。设运算放大器是理想的，且RA=RB因此有(9—44)(9—45)图9—30能隙基准电压源电路运放输出电压即基准电压UREF为(9—46)式中，调节R1和R2的

3、值，使KUT=CT，那么(9—47)若R4固定，则改变R3,即可得到不同的基准电压值。美国AD公司的AD580、AD581、AD584、AD680系列电压基准的原理电路与图9—30相同。例如，AD581的基准电压UREF=10V±0.005V，温度系数ST为5×10-6/℃，长期稳定度为25×10-6/1000h，输出噪声电压的峰峰值小于40μV。9—4—2以埋层齐纳管为参考的超高精度基准电压源能隙基准电压源的ST≤3×10-6/℃，噪声电压UNpp≥20μV。对于高分辨率的A/D、D/A(16位以上)，仍感不足。以埋层齐纳管为参

4、考的基准电压源的精度和稳定度有望更高。普通齐纳管的击穿机理发生在硅晶体表面，如图9—31(a)所示，表面存在更多的杂质，易受机械压力和晶格错位等因素影响，导致击穿噪声大，长期稳定性不好。图9—31普通齐纳管和埋层齐纳管的击穿部位(a)普通齐纳管；(b)埋层齐纳管