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1、模擬集成集成電路應(yīng)用課程設(shè)計 基準電壓源綜述1. 定義 2. 理想基準電壓源 3. 基準源的類型 4. 實現(xiàn)方式穩(wěn)壓電路的輸出電壓在很大程度上主要取決于基準電壓的數(shù)值,因此基準電壓電路的穩(wěn)壓特性及溫度系數(shù)對輸出電壓的穩(wěn)定度有很大影響?;鶞孰妷河质且恍╇娐匪豢缮俚慕M成部分,市場上也有各種型號的基準電壓源。所有的基準電壓電路在性能上的要求與穩(wěn)壓電路基本相同,但對基準電壓性能上做關(guān)鍵的要求是溫度穩(wěn)定性,甚至要求它具有零溫度系數(shù)。理想的電壓基準源應(yīng)該具有完美的初始精度,并且在負載電流、溫度和時間變化時電壓保持穩(wěn)定不變。實際應(yīng)用中,設(shè)計人員必須在初始電壓精度、電壓溫漂、遲滯以及供出/吸入電流的能力、靜
2、態(tài)電流(即功率消耗)、長期穩(wěn)定性、噪聲和成本等指標中進行權(quán)衡與折衷。常用BJT發(fā)射結(jié)正向?qū)妷?、硅二極管反向擊穿電壓及能隙電壓構(gòu)成基準電壓電路。常見的基準源有齊納基準電壓源和帶隙基準電壓源1)基本的齊納基準電壓電路如右圖所示,圖中、構(gòu)成一個負反饋回路,使從發(fā)射極輸出的基準電壓具有較高的穩(wěn)定性和較低的內(nèi)阻。該電路基準電壓值為所用穩(wěn)壓管的擊穿電壓高于6.3V具有正溫度系數(shù),BJT管具有負溫度系數(shù),溫度系數(shù)互相補償,基準電壓溫度系數(shù)變低。2)基本帶隙基準電壓電路帶隙基準電壓電路的基本原理是利用電壓當量的正溫度系數(shù)補償BJT發(fā)射結(jié)正向電壓降的負溫度系數(shù),從而實現(xiàn)零溫度基準電壓。如下圖所示為基準能隙電
3、壓電路,其中、和、構(gòu)成Widlar電流源。由圖可知 BJT管基極電流忽略,上電流,T1、T2相同, 可得: 令,則 當時,能隙電壓 3) 埋層式齊納擊穿二極管 在一般齊納管的上邊再做頂層擴散N型或P型硅層,將齊納管掩埋在頂層硅晶體下面就做成埋層齊納擊穿二極管,此時擊穿發(fā)生在硅片的下層部位,而這個部位晶體純凈、機械壓力小、晶體錯位少,使埋層齊納擊穿二極管噪聲可以很小,溫度穩(wěn)定性很高。用埋層式齊納二極管構(gòu)成的基準電壓源,其噪聲只有7(rms)。其溫度系數(shù)為正溫度系數(shù)。用它與具有負溫度系數(shù)的發(fā)射結(jié)適當組合可構(gòu)成溫度系數(shù)極小、噪聲很小的基準電壓源。穩(wěn)壓電源設(shè)計 穩(wěn)壓電源是為電路或負載提供穩(wěn)定輸出電壓的
4、一種電子設(shè)備。它的輸出電壓大小基本上與電網(wǎng)電壓、負載及環(huán)境溫度的變化無關(guān)。理想的穩(wěn)壓源使輸出阻抗為零的恒壓源。實際上,它是一個內(nèi)阻很小的電壓源。其內(nèi)阻越小,穩(wěn)定性越好。它是整個電子系統(tǒng)的一個組成部分,也可以是一個獨立的部分。 本文設(shè)計的穩(wěn)壓源主要由橋式整流電路、帶隙基準電壓電路及CW3085芯片三部分組成。橋式電路為CW3085提供一個直流輸入,帶隙基準電壓電路為芯片提供一個基準參考電壓,CW3085是集成穩(wěn)壓芯片,是穩(wěn)壓源最重要的主成部分。由于未找到CW3085芯片,無法進行仿真實驗,本文只作定性分析。1)橋式整流電路 圖1 如圖1所示,220V交流電壓經(jīng)橋式整流電路整流之后,輸出直流電壓。將作為CW3085的輸入電壓。2)如圖2所示,為一帶隙基準電壓源。它主要為穩(wěn)壓電源提供一個基準電壓,帶隙基準電壓電路的基本原理是利用電壓當量的正溫度系數(shù)補償BJT發(fā)射結(jié)正向電壓降的負溫度系數(shù),從而實現(xiàn)零溫度基準電壓。由圖可得: BJT管基極電流忽略,上電流,T1、T2相同, 可得: 圖2 令,則 當時,能隙電壓 3)電路連接如圖3所示, 圖3輸出電壓與輸入電壓沒有關(guān)系,它
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