高精度基準電壓源

1、高精度基準電壓源 94 高精度基準電壓源高精度基準電壓源 在集成電路或電子設(shè)備中，常需要基準電壓源(uref)。該類基準電壓源要求精度高，溫度穩(wěn)定性好(0.210-62010-6左右)，噪聲電壓低，長期穩(wěn)定度好等，但其輸出電流并不大，一般為幾毫安十幾毫安。實現(xiàn)此類電壓基準功能的電路和器件有兩種，簡要介紹如下。 941能隙基準電壓源能隙基準電壓源 一、能隙基準電壓源的工作原理一、能隙基準電壓源的工作原理 如圖929所示，ube為負溫度系數(shù)，ut發(fā)生器乘以系數(shù)k為負溫度系數(shù)，二者經(jīng)相加器相加后得到基準電壓uref： qktkctuuqktuctuukuuugreftgbetberef00又知，結(jié)電

2、壓u隨溫度上升而下降，即有(940) (941a) (941b) (942) ubeut發(fā)生器k常數(shù)uttubeturef ube kut圖929 能隙基準電壓源的工作原理 式中，ug0為半導體材料在絕對零度下(0k)的帶隙(bandgap)電壓，即禁帶寬度。硅材料的ug0為1.205v，鍺材料的ug0為0.72v。該值是一個固定不變的電壓值。如式(942)所示，若調(diào)整k值使第二項與第三項相抵消，則0grefuu(943) 二、能隙基準電壓源電路二、能隙基準電壓源電路 圖930給出一個能隙基準電壓源的電路例子。設(shè)運算放大器是理想的，且ra=rb 因此有 )ln()ln(122121222121

3、nuiiiiuuuururuuiitsstbebebebebebe(944) (945) 圖930 能隙基準電壓源電路 i2i1i1 i2v2i2i1rbuccr3v1r4urefurar1r2 運放輸出電壓即基準電壓uref為)1 ()ln(2)1 ()()1 ()1 (0432114312114343tgtbeberefkucturrnurrurrriiurrrruu(946) 式中， ).ln(221nrrk 調(diào)節(jié)r1和r2的值，使kut=ct，那么043)1 (grefurru(947) 若r4固定，則改變r3,即可得到不同的基準電壓值。美國ad公司的ad580、ad581、ad584、ad680系列電壓基準的原理電路與圖930相同。例如，ad581的基準電壓uref=10v0.005v，溫度系數(shù)st為510-6/，長期穩(wěn)定度為2510-6/1000h，輸出噪聲電壓的峰峰值小于40v。 942 以埋層齊納管為參考的超高精度基準電壓源以埋層齊納管為參考的超高精度基準電壓源 能隙基準電壓源的st310-6/，噪聲電壓unpp20v。對于高分辨率的a/d、d/a(16位以上)，仍感不足。以埋層齊納管為參考的基準電壓源的精度和穩(wěn)定度有望更高。 普通齊納管的擊穿機理發(fā)生在硅晶體表面，如圖931(a)所示，表面存在更多的雜質(zhì)，易受機械壓力和晶格錯