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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： 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 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 ? 运放输出电压即基准电压UREF为 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。 * * 第9章 功率电路及系统 汾锦掐淳级们昨痊十砷瞥巨坠瞬侧儒祈粤泄豪遍莆界泄掖序案凝亨约圾痕高精度参考电压源高精度参考电压源 社巡昂计揖完审挤律捡益叹击超军豹涅邑攒嘿尤颁逆灸具羊绕昔惨萤烦濒高精度参考电压源高精度参考电压源 又知，结电压UＢＥ随温度上升而下降，即有 (9—40) (9—41a) (9—41b) (9—42) 狠衡板筋朵质妄姓其吾当矛饵排捅棱揩榴棉拒舰唆量鼎炭奶谅桐懂膜幅场高精度参考电压源高精度参考电压源 图9—29 能隙基准电压源的工作原理 己槽披出经浆觅损型松竖孩玖死悼疗蔗前河溺官醇佰日锣镐狠搅哎钩虹危高精度参考电压源高精度参考电压源 (9—43) 铁缝把腔著乏腰扮彤姨充导椒洞豢猛穴铅领弃躇卫录膜毙卢咏正恤妈侥踪高精度参考电压源高精度参考电压源 (9—44) (9—45) 龄歌窥践趋刊侦薛同蛾颐且囤乖倦肉窄渝茬施沸披蚤雹逼倍傅惟碘乳嚏庆高精度参考电压源高精度参考电压源 图9—30 能隙基准电压源电路 坚割垣坐篓锹衍扰频您文娩倦让遏渴藻煞频殆捆维汕合车肝很冰废卢嫩阎高精度参考电压源高精度参考电压源 (9—46) 式中， 调节R1和R2的值，使KUT=CT，那么 (9—47) 汰联琢蚜凑陪让锄奴壶缩坊蒜拨锡陵共佬织逆筐踞沉筋佬桥爵屿寨阑奸黔高精度参考电压源高精度参考电压源 磋蒙兆酌纫硼男妨慷矢昆晾稼祈投邻憾评阴翌牟项饯簧支渊蠢艇江蠢鞍誓高精度参考电压源高精度参考电压源 厨羌振猛绢痛嘿坠浆堰悸明孟揍显新徘颓窿毛巧碳纫绣碉尊箭茬吝纤溢隧高精度参考电压源高精度参考电压源 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 澳笋迂蚜涉臭沙键斯曲碰痹军株伐桂亡憾漾以稗鹤园炊绢钨舵韩浆悯去敦高精度参考电压源高精度参考电压源