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选择最佳的电压基准源

来源:电子产品世界?? 2005年11月20日 ?? 收藏0

?????? 带隙基准源和串联模式拓扑

?????? 并联基准源和串联基准源的最大不同是三端串联模式电压基准不需要外部电阻,并且静态功耗要小得多。最常见的是带隙基准源。

?????? 带隙基准

?????? 带隙基准源提供两个电压:一个具有正温度系数、另一个具有负温度系数。两者配合使输出温度系数为零。 正温度系数是由于运行在不同电流水平上两个Vbe的差异产生的;负温度系数来自于Vbe电压本身的负值温度系数(见图2)。 在实际应用中,两个温度系数之和并不精确为零。这依赖于很多设计细节,如IC电路设计、封装和制造测试等,这些器件通常可以实现每摄氏度5至100ppm的Vout 温度系数。

带隙电压基准源

图2. 带隙电压基准源

?????? 采用并联还是串联结构一般由应用和希望达到的性能决定。表1是并联结构的齐纳基准与串联结构的带隙基准的对照表。

表1. 电压基准对照表

电压基准对照表

?????? 系统设计问题和基准源的选择

?????? 功耗

?????? 如果设计中等精确度的系统,比如一个高效率、±5%电源或者是需要很小功率的8位数据采样系统,可以使用MAX6025或MAX6192这类器件。这两个器件都是2.5V的基准源,最大消耗电流为35μA。它们的输出阻抗非常低,因此基准电压几乎完全不受 IOUT影响。

?????? 供出和吸入电流

?????? 另一个指标是基准源供出和吸入电流的能力。 大多数应用都需要电压基准源为负载供电,当然,要求基准源有能力提供负载所需的电流。它还需要提供所有的Ibias或漏电流D这些电流之和有时会超过负载电流。 ADC和DAC所需要的典型基准源电流在几十微安(如MAX1110)至10毫安(最大值,如AD7886)。MAX6101-05系列基准源能提供5mA电流,吸入电流2mA。对于较重负载,可选择MAX6225/41/50系列基准源,它们能提供15mA的供出和吸入电流。

?????? 温漂

?????? 温漂通常是一个可校准的参数。它一般是可重复性的误差。通过校准或从以前得到的特性中查找取值可以实现这一误差的修正。 校准对于高分辨率系统是非常有用。对一个16位系统,如果要在整个商用温度范围(0~70℃,以25℃为基准点)保持精度在±1LSB以内,该基准源的漂移必须小于1ppm/℃,ΔV = 1ppm/℃×5V×45℃=255μV。相同的温度漂移扩展到工业温度范围下只能适用于14位系统。

?????? 噪声

?????? 噪声通常是随机热噪声,也可能包含闪烁噪声和其它的寄生噪声源。对于低噪声应用MAX6150、MAX6250 和MAX6350是很好的选择,其噪声性能分别为35μV, 3μV 和3μVp-p。所有这些对测量引入的噪声都小于1LSB。可以用多次采样然后取平均的方法减小噪声,其代价是增加了处理器的工作负担、提高了系统的复杂度和成本。

?????? 输出电压温度迟滞

?????? 该参数定义为在参考温度下(25℃)由于温度连续偏移(从热到冷,然后从冷到热)所引起的输出电压的变化。这一效应将导致负面影响,因为它的幅度直接与系统所处环境的温度偏移成比例。在许多系统中,这种误差一般不具有可重复性,受IC电路设计和封装的影响。例如,三引脚SOT23封装的MAX6001,温度迟滞典型值为130ppm。而采用更大尺寸、更稳定的封装,比如SO-8的MAX6190,该参数值只有75ppm。


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电压? 基准源? 选择?

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