高精基准电压源.pptx

,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第,9,章 功率电路及系统,94,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,(,U,REF,),。该类基准电压源要求精度高，温度稳定性好,(0.210-62010-6,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，,U,BE,为负温度系数，,U,T,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,U,REF,：,又知，结电压,U,随温度上升而下降，即有,(940),(941a),(941b),(942),图,9,29,能隙基准电压源的工作原理,式中，,U,g0,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,U,g0,为,1.205V,，锗材料的,U,g0,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,(943),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,R,A,=,R,B,因此有,(944),(945),图,930,能隙基准电压源电路,运放输出电压即基准电压,U,REF,为,(946),式中，,调节,R,1,和,R,2,的值，使,KU,T,=,CT,，那么,(947),若,R,4,固定，则改变,R,3,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,U,REF,=10V0.005V,，温度系数,S,T,为,510-6/,，长期稳定度为,2510-6/1000h,，输出噪声电压的峰峰值小于,40V,。,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,S,T,310-6/,，噪声电压,U,Npp,20V,。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,