电压基准的特性及选用
三极管电压基准原理
三极管电压基准原理三极管电压基准原理在电子电路中，为了保证电路正常运行，经常需要稳定的参考电压源。
而三极管电压基准是一种常用的电路，能够提供相对稳定的基准电压。
本文将对三极管电压基准的原理进行详细介绍，并探讨其在电子领域中的广泛应用。
1. 三极管基本原理三极管是一种半导体器件，由发射极、基极和集电极三个区域组成。
它是目前广泛应用于电子电路中的一种器件，常用于放大、开关和稳压等电路中。
2. 三极管稳压原理三极管的稳压原理基于其特殊的伏安特性曲线。
在特定的工作点上，三极管的输入电流较小，输出电流较大。
当输入电流发生变化时，三极管能够通过内部偏置电流的反馈机制自动调整输出电流，从而实现稳定的输出电压。
3. 三极管电压基准电路的基本结构三极管电压基准电路由三极管以及一些辅助元器件组成。
该电路的基本结构遵循电路成分和连接原则，以达到稳定输出电压的目的。
4. 三极管电压基准电路的工作原理三极管电压基准电路的工作原理基于三极管的稳压特性。
通过合理选择电路参数和工作点，通过负反馈机制使得输出电压相对稳定，从而满足电子电路对参考电压源的需求。
5. 三极管电压基准电路的应用三极管电压基准电路在电子领域中具有广泛的应用。
它常用于温度补偿、精密测量仪器以及一些要求高精度的模拟电路中。
6. 个人观点和理解三极管电压基准原理的实现是电子电路设计中不可或缺的一部分。
它能够提供稳定的电压作为其他电路的参考，为电子设备的正常运行提供重要支持。
对于理解三极管和电路稳压原理也具有深远的意义。
在实际应用中，我们需要根据特定需求选择合适的三极管电压基准电路，并进行合理的调试和优化，以保证电路的稳定性和性能。
总结回顾：通过本文，我们详细介绍了三极管电压基准原理，并探讨了其在电子领域中的广泛应用。
三极管作为一种常用的半导体器件，其稳压特性使其成为稳定参考电压的理想选择。
在实际应用中，我们需要根据特定需求选择合适的三极管电压基准电路，并进行合理的调试和优化，以确保电路的稳定性和性能。
电压基准芯片的参数解析及应用技巧(精)
电压基准芯片的参数解析及应用技巧电压基准芯片是一类高性能模拟芯片，常用在各种数据采集系统中，实现高精度数据采集。
几乎所有电压基准芯片都在为实现“高精度”而努力,但要在各种不同应用场合真正实现高精度，则需要了解电压基准的内部结构以及各项参数的涵义，并要掌握一些必要的应用技巧。
电压基准芯片的分类根据内部基准电压产生结构不同，电压基准分为：带隙电压基准和稳压管电压基准两类。
带隙电压基准结构是将一个正向偏置PN结和一个与VT（热电势）相关的电压串联，利用PN结的负温度系数与VT的正温度系数相抵消实现温度补偿。
稳压管电压基准结构是将一个次表面击穿的稳压管和一个PN结串联，利用稳压管的正温度系数和PN结的负温度系数相抵消实现温度补偿。
次表面击穿有利于降低噪声。
稳压管电压基准的基准电压较高(约7V)；而带隙电压基准的基准电压比较低，因此后者在要求低供电电压的情况下应用更为广泛。
根据外部应用结构不同，电压基准分为：串联型和并联型两类。
应用时，串联型电压基准与三端稳压电源类似，基准电压与负载串联；并联型电压基准与稳压管类似，基准电压与负载并联。
带隙电压基准和稳压管电压基准都可以应用到这两种结构中。
串联型电压基准的优点在于,只要求输入电源提供芯片的静态电流，并在负载存在时提供负载电流；并联型电压基准则要求所设置的偏置电流大于芯片的静态电流与最大负载电流的总和，不适合低功耗应用。
并联型电压基准的优点在于，采用电流偏置，能够满足很宽的输入电压范围，而且适合做悬浮式的电压基准。
电压基准芯片参数解析安肯（北京）微电子即将推出的ICN25XX系列电压基准，是一系列高精度，低功耗的串联型电压基准，采用小尺寸的SOT23-3封装，提供1.25V、2.048V、2.5V、3.0V、3.3V、4.096V输出电压,并提供良好的温度漂移特性和噪声特性。
图1. 串联型电压基准芯片和并联型电压基准芯片示意图表1列出了电压基准芯片与精度相关的各项参数。
电压基准芯片的参数解析及应用技巧
电压基准芯片的参数解析及应用技巧电压基准芯片是一类高性能模拟芯片，常用在各种数据采集系统中，实现高精度数据采集。
几乎所有电压基准芯片都在为实现“高精度”而努力,但要在各种不同应用场合真正实现高精度，则需要了解电压基准的内部结构以及各项参数的涵义，并要掌握一些必要的应用技巧。
电压基准芯片的分类根据内部基准电压产生结构不同，电压基准分为：带隙电压基准和稳压管电压基准两类。
带隙电压基准结构是将一个正向偏置PN结和一个与VT（热电势）相关的电压串联，利用PN结的负温度系数与VT的正温度系数相抵消实现温度补偿。
稳压管电压基准结构是将一个次表面击穿的稳压管和一个PN结串联，利用稳压管的正温度系数和PN结的负温度系数相抵消实现温度补偿。
次表面击穿有利于降低噪声。
稳压管电压基准的基准电压较高(约7V)；而带隙电压基准的基准电压比较低，因此后者在要求低供电电压的情况下应用更为广泛。
根据外部应用结构不同，电压基准分为：串联型和并联型两类。
应用时，串联型电压基准与三端稳压电源类似，基准电压与负载串联；并联型电压基准与稳压管类似，基准电压与负载并联。
带隙电压基准和稳压管电压基准都可以应用到这两种结构中。
串联型电压基准的优点在于,只要求输入电源提供芯片的静态电流，并在负载存在时提供负载电流；并联型电压基准则要求所设置的偏置电流大于芯片的静态电流与最大负载电流的总和，不适合低功耗应用。
并联型电压基准的优点在于，采用电流偏置，能够满足很宽的输入电压范围，而且适合做悬浮式的电压基准。
电压基准芯片参数解析安肯（北京）微电子即将推出的ICN25XX系列电压基准，是一系列高精度，低功耗的串联型电压基准，采用小尺寸的SOT23-3封装，提供1.25V、2.048V、2.5V、3.0V、3.3V、4.096V输出电压,并提供良好的温度漂移特性和噪声特性。
图1. 串联型电压基准芯片和并联型电压基准芯片示意图表1列出了电压基准芯片与精度相关的各项参数。
选择电压基准需要考虑哪些参数
选择电压基准需要考虑哪些参数在模拟和混合信号电路中，以电压基准为标准测量其他信号。
电压基准的不准确及其变化会直接影响整个系统的准确度。
我们来看一下，选择电压基准时，准确度规格和其他标准是如何起作用的。
初始精度指的是，在给定温度（通常是25°C）时测得的输出电压的变化幅度。
尽管各个电压基准的初始输出电压可能有所不同，但是如果给定基准的初始输出电压是恒定的，就很容易校准。
温度漂移也许是评估电压基准性能时使用最为广泛的性能规格，因为温度漂移显示输出电压随温度的变化。
温度漂移由电路组件的瑕疵和非线性引起。
很多器件的温度漂移都以ppm/°C 为单位规定，是主要的误差源。
器件的温度漂移如果是一致的，就可以进行一定程度的校准。
关于温度漂移有一种常见的错误认识，那就是：它是线性的。
但是，不应该想当然地认为基准的漂移量在较小的温度范围内就会较小。
温度系数（TC）通常是用一种“箱形法”来规定，以表达整个工作温度范围内可能出现的误差情况。
它是通过划分整个温度范围内的最小-最大电压差，并除以总温度范围来计算的（图1）。
这些最小和最大电压值可能并不出现在极端温度下，因而形成了TC 远远大于针对整个规定温度范围计算之平均值的区域。
对于最谨慎调谐的基准（这通常可通过其非常低的温度漂移予以识别）而言尤其如此，在此类基准中，已经对线性漂移分量进行了补偿，留下的是一个残余非线性TC。
图1：电压基准温度特性温度漂移性能规格的最佳用途是，计算所规定温度范围内的最大总体误差。
在未规定温度范围的情况下计算误差，一般是不可取的，除非非常了解温度漂移特性。
长期稳定性衡量基准电压随时间推移的变化趋势，不受其他变量影响。
初始漂移大部分是由机械应力变化引起的，是由引线框架、芯片和模具所用化合物的膨胀率不同导致的。
这种应力效应往往产生很大的初始漂移，但漂移随时间推移很快减小。
初始漂移也和电路元。
电压基准源
CMOS基准源
是什么？如何构造？应用？优缺点？
01.为了解决三极管出现的问题， 提出的仅使用MOS管构建的电压基 准源。 理论基础：用MOS管的迁移率和阈值电压存在的温度特性进行 正负温度补偿。 T B μ n (T ) μ n (T0 )( ) MOS管迁移率的温度特性可描述为： T0 MOS管阈值电压的温度特性可描述为：Vthn (T ) Vthn (T0 ) BV (T T 0 ) 其中 B μ n， B Vthn 分别是迁移率和阈值电压的温度指数。
具体的应用电路
图1、电压相加形四位R-2RT型电阻网络DAC
图2、并行比较型ADC
02
电压基准源如何构造
1、齐纳击穿 2、带隙温度补偿 3、其他
齐纳管式电压基准源
是什么？如何构造？应用？优缺点？
01. 利用pn结反向击穿的稳压特性 制作的稳压管
图3、理想情况下二极管的伏安特性曲线
齐纳管式电压基准源
图9、能隙基准源典型电路3
假设n 9。 ln 9 2.197, 则k 10.5。
能隙温度补偿基准源
是什么？如何构造？应用？优缺点？
04.优缺点
优点：1、温度系数低 2、原理相对简单 3、工作电压较低 缺点：1、使用了BJT，与主流CMOS工艺不兼容。 （失调问题） 2、器件面积较大。 3、对电流增益β的要求较高。 4、VBE 线性化模型不够精确。
03. 应用电路
限流电阻的选取：
Vref Iref
(Vin(max) Vref ) 50mA I LOAD (min)
RS
(Vin(min) Vref ) 100uA I LOAD (max)
图5、MAX6330器件典型应用
精密基准电压源LM399系列
-31-精密基准电压源L M399系列西安石油学院孟开元李绍敏摘要:精密基准电压源L M399系列是迄今为止同类产品中温度系数最低的器件,内部有恒温电路,可保证器件的长期稳定性。
本文主要介绍了该系列基准电压源的结构原理和性能特点,并简要说明了应用方法。
关键词:精密基准电压温度系数恒温电路参 数最小值典型值最大值单位反向击穿电压6.66.957.3V反向动态阻抗0.51.5Ω击穿电压温度系数0.000030.0001% ℃温度稳定器电源电压940V1、L M399系列的性能特点L M399系列器件采用标准的密封TO 246型封装,外面加有热保温罩。
L M199的工作温度范围是-55℃到+125℃,L M299的工作温度范围是-25℃到+85℃,L M399的工作温度范围是0℃到+70℃。
其中L M399的使用最广泛,价格也较便宜。
其特点如下:●电压温度系数不超过0.5PPM/℃;●动态阻抗低,典型值为0.5Ω;●击穿电压的初始容差为2%;●低噪声;●低功耗(平衡时),25℃时为300mW ;●长期稳定性好。
基准电压源最重要的技术指标是电压温度系数,它表示温度变化引起的输出电压漂移量(亦称温漂)。
可以看出,在目前生产的基准电压源中,L M199、L M299和L M399的电压温度系数最低,性能最佳。
下面就应用最多的L M399作一介绍。
L M399的电特性如下表所列。
作为高精度的基准电压源,L M399可取代普通的齐纳稳压管,用于A /D 转换器、精密稳压电源、精密恒流源、电压比较器等。
在许多情况下,只需作很小的布线变化,就可用L M399来替换仪器中的电压基准。
2、L M399的结构原理L M399的内部电路可分成两部分:基准电压源和恒温电路。
图1表示了它的管脚排列、结构框图及电路符号。
1、2脚分别是基准电压源的正负极,3、4脚之间接9～14V 的直流电压。
(b )图中的H 表示恒温器。
L M399的基准电压由隐埋齐纳管提供。
精密基准电压源LM399系列
-31-精密基准电压源L M399系列西安石油学院孟开元李绍敏摘要:精密基准电压源L M399系列是迄今为止同类产品中温度系数最低的器件,内部有恒温电路,可保证器件的长期稳定性。
本文主要介绍了该系列基准电压源的结构原理和性能特点,并简要说明了应用方法。
关键词:精密基准电压温度系数恒温电路参 数最小值典型值最大值单位反向击穿电压6.66.957.3V反向动态阻抗0.51.5Ω击穿电压温度系数0.000030.0001% ℃温度稳定器电源电压940V1、L M399系列的性能特点L M399系列器件采用标准的密封TO 246型封装,外面加有热保温罩。
L M199的工作温度范围是-55℃到+125℃,L M299的工作温度范围是-25℃到+85℃,L M399的工作温度范围是0℃到+70℃。
其中L M399的使用最广泛,价格也较便宜。
其特点如下:●电压温度系数不超过0.5PPM/℃;●动态阻抗低,典型值为0.5Ω;●击穿电压的初始容差为2%;●低噪声;●低功耗(平衡时),25℃时为300mW ;●长期稳定性好。
基准电压源最重要的技术指标是电压温度系数,它表示温度变化引起的输出电压漂移量(亦称温漂)。
可以看出,在目前生产的基准电压源中,L M199、L M299和L M399的电压温度系数最低,性能最佳。
下面就应用最多的L M399作一介绍。
L M399的电特性如下表所列。
作为高精度的基准电压源,L M399可取代普通的齐纳稳压管,用于A /D 转换器、精密稳压电源、精密恒流源、电压比较器等。
在许多情况下,只需作很小的布线变化,就可用L M399来替换仪器中的电压基准。
2、L M399的结构原理L M399的内部电路可分成两部分:基准电压源和恒温电路。
图1表示了它的管脚排列、结构框图及电路符号。
1、2脚分别是基准电压源的正负极,3、4脚之间接9～14V 的直流电压。
(b )图中的H 表示恒温器。
L M399的基准电压由隐埋齐纳管提供。
几种电压基准源的比较分析
几种电压基准源的比较分析罗先才无锡华润矽科微电子有限公司摘要：电压基准根据参考源的不同可分为对正电源基准源、对负电源基准源、对地基准源和浮动基准源四种；根据电压的不同可分为1V低电源基准、1.25V基准、2.5V基准、高压基准和任意电压基准；根据使用的核心补偿器件不同又可分为传统带隙基准、耗尽增强型基准、齐纳二极管基准等几种结构。
在电路设计过程中，如何根据工艺条件和电路需要自由地选择合适的基准源电路，是电路得以快速设计成功的基石。
本文通过分析比较各种结构的实现原理、优缺点以及改进措施，使这一选择变得更加的清晰和简明。
关键词：带隙基准，齐纳二极管，耗尽型MOS场效应管，低电源带隙基准，浮动基准1引言在模拟或数模混合集成电路设计领域中，高性能电压基准源设计是关键技术之一，电压基准源为电路提供高精度基准电压或由其转化为高精度电流，为电路提供稳定而又精确的偏置。
由于工艺离散性的存在，如何选择合适的基准源结构，降低温度漂移，提高电路精度、保证批量制造IC时带隙基准电压源精度的一致性，是进一步改进基准电压源设计的重要课题。
因此需要在工艺条件有限的情况下，更多地从电路设计结构选择上着手，并在所选结构上加以改进以设计出满足要求的基准源电路。
2传统带隙基准2.1经典带隙结构及其改进传统带隙基准源是用一个正温漂得UT 和一个负温漂的UBE求和得到的一个零温漂的参考电压。
其基本原理如下左图所示，三极管发射结压降UBE在室温下的温度系数为－2.2mv/.C,而热电压UT(k.T/q)的温度系数为0.085mV/.C,如图中，将这两个参数求和得：UREF =KUT+UBE在室温条件下上式对温度T求微分，并使这一微分结果为零，即可解出K得理论设计值，最后使得输出电压UREF理论上在室温附件基本零温漂。
其图中的PNP通常是Nwell工艺中的寄生P+/NW/Psub三极管，设计出来的基准通常是相对GND的稳定电压。
在Pwell工艺中寄生三极管则是N+/PW/Nsub,下面的示意图正好上下颠倒过来即可，这样设计出来的基准也正好是相对电源的稳定电压。
电压基准的特性及选用解析
电压基准的特性及选用摘要从实际应用角度,介绍了电压基准的种类及特点,主要技术参数,选用电压基准的方法和注意事项。
关键词齐纳基准带隙基准 XFET基准初始精度温度系数一、电压基准及其应用领域电压基准可提供一个精度远比电压稳压器高的多的精确输出电压,作为某个电路系统中的参考比较电压,因而称其为基准。
电压基准在某些方面与电压稳压器类似,但二者的用途绝然不同。
电压稳压器除了向负载输出一个稳定电压外还要供给功率。
电压基准的主要用途是为系统或负载提供一个精确的参考电压,而其输出电流通常在几至几十个毫安。
电压基准的用途十分广泛,典型的应用常见于数据采集系统,用于为模数变换器或数模变换器提供一个基准参考电压。
另外,它还可用于各类开关或线性电压变换电路、仪器仪表电路和电池充电器中。
二、电压基准的主要参数1. 初始精度(Initial Accuracy初始精度用于衡量一个电压基准输出电压的精确度或容限,即电压基准工作时,其输出电压偏离其正常值的大小。
通常,初始精度采用百分数表示,它并非是一个电压单位,故需换算才能获得电压偏离值的大小。
例如,一个标称电压为2.5V的基准,初始精度为±1%,则其电压精度范围为:5.2~5.2=1×±=±%.25.2V475V525.0025.2在厂商的数据手册中,初始电压精度通常是在不加载或在特定的负载电流条件下测量的。
对于电压基准而言,初始精度是一个最为重要的性能指标之一。
2. 温度系数(Temperature Coefficient温度系数(简称TC用于衡量一个电压基准,其输出电压因受环境温度变化而偏离正常值的改变程度,它也是基准电压最重要的性能指标之一,通常用ppm/℃表示(ppm是英文part per million的缩写,1ppm表示百万分之一。
例如,一个基准标称电压为10V,温度系数为10ppm/℃,则环境温度每变化1℃,其输出电压改变10V×10×10-6=100μV。
汽车级电压基准芯片-概述说明以及解释
汽车级电压基准芯片-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以介绍汽车级电压基准芯片的背景和意义。
以下是一个参考范例：概述随着汽车电子技术的飞速发展，现代汽车已经成为了集成电子设备和各种高级功能的移动计算平台。
在这个复杂的汽车电子生态系统中，稳定的电压供应对于保证各种电子设备的正常运行至关重要。
汽车级电压基准芯片（Automotive Voltage Reference Chips）作为一种关键的电子元件，旨在为车辆电子系统提供可靠的电压基准。
本文将对汽车级电压基准芯片进行深入研究，并探讨其在车辆电子系统中的作用和设计要点。
首先，我们将回顾车辆电子系统的发展历程，了解其在驾驶安全性、车辆性能和乘客体验方面的提升。
随后，我们将重点介绍汽车级电压基准芯片的作用，包括其在电源管理、传感器测量和通信系统中的应用。
然后，我们将详细讨论汽车级电压基准芯片的设计要点，包括精度、稳定性、温度系数和功耗等关键指标。
通过对汽车级电压基准芯片的全面研究和分析，我们可以更好地理解其在车辆电子系统中的重要性。
汽车级电压基准芯片的稳定和可靠性将为车辆电子设备的正常运行提供强有力的保障，同时也可以提高整个车辆电子系统的性能和效率。
值得注意的是，随着自动驾驶、电动化和智能交通等领域的快速发展，汽车级电压基准芯片将扮演更加重要的角色，并逐渐成为汽车电子技术的核心组成部分。
在接下来的章节中，我们将系统地介绍汽车级电压基准芯片的作用和设计要点。
通过深入探讨其原理和特性，我们可以为汽车电子系统的设计和开发提供有价值的参考。
最后，我们将总结本文的主要内容，并展望汽车级电压基准芯片在未来发展中的潜力。
通过本文的研究和讨论，相信读者对于汽车级电压基准芯片的重要性和应用前景将有更加清晰的认识。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要通过以下几个部分来探讨汽车级电压基准芯片的相关内容。
第一部分是引言，我们将对汽车级电压基准芯片这一主题进行概述，介绍其在车辆电子系统中的作用和重要性，同时说明本文的目的。
电压基准源选型
摘要：电压基准源简单、稳定的基准电压，作为电路设计的一个关键因素，电压基准源的选择需要考虑多方面的问题并作出折衷。
本文讨论了不同类型的电压基准源以及它们的关键特性和设计中需要考虑的问题，如精确度、受温度的影响程度、电流驱动能力、功率消耗、稳定性、噪声和成本。
几乎在所有先进的电子产品中都可以找到电压基准源，它们可能是独立的、也可能集成在具有更多功能的器件中。
例如：在数据转换器中，基准源提供了一个绝对电压，与输入电压进行比较以确定适当的数字输出。
在电压调节器中，基准源提供了一个已知的电压值，用它与输出作比较，得到一个用于调节输出电压的反馈。
在电压检测器中，基准源被当作一个设置触发点的门限。
要求什么样的指标取决于具体应用，本文讨论不同类型的电压基准源、它们的关键指标和设计过程中要综合考虑的问题。
为设计人员提供了选择最佳电压基准源的信息。
理想情况理想的电压基准源应该具有完美的初始精度，并且在负载电流、温度和时间变化时电压保持稳定不变。
实际应用中，设计人员必须在初始电压精度、电压温漂、迟滞以及供出/吸入电流的能力、静态电流(即功率消耗)、长期稳定性、噪声和成本等指标中进行权衡与折衷。
基准源的类型两种常见的基准源是齐纳和带隙基准源。
齐纳基准源通常采用两端并联拓扑；带隙基准源通常采用三端串连拓扑。
齐纳二极管和并联拓扑齐纳二极管优化工作在反偏击穿区域，因为击穿电压相对比较稳定，可以通过一定的反向电流驱动产生稳定的基准源。
齐纳基准源的最大好处是可以得到很宽的电压范围，2V到200V。
它们还具有很宽范围的功率，从几个毫瓦到几瓦。
齐纳二极管的主要缺点是精确度达不到高精度应用的要求，而且，很难胜任低功耗应用的要求。
例如：BZX84C2V7LT1，它的击穿电压，即标称基准电压是2.5V，在2.3V至2.7V之间变化，即精确度为±8%，这只适合低精度应用。
齐纳基准源的另一个问题是它的输出阻抗。
上例中器件的内部阻抗为5mA时100Ω和1mA时600Ω。
电源参考
R
中星测控
按技术工艺分类
齐纳基准 掩埋齐纳基准 带隙基准 XFET基准
按工作原理分类
并联电压基准
Vref = Vin-(IQ+IL)Rs
串联电压基准
Vref = Vin-(IQ+IL)Rs
R
中星测控
原理
二极管输出特性曲线 稳压二极管 优点：成本低，封装小，工作电压范围宽。
特点
缺点：功耗大，初始精度低，温度系数差，输入电压调整率不好，使 用时需根据供电电压和负载电流串接一个电阻为其提供恒定电流，以 便保持输出电压稳定。 优点：成本低，封装小，工作电压范围宽。 齐纳基准通常用于要求不高的场合，或用作电压钳位器
R
中星测控
R
中星测控
大多数电压基准的噪声电压相对其它误差而言绝对值较小，故对于精度不高的系统其影响并不 突出，但对于高精度系统，需引起高度重视。 对于宽带噪声，通过在输出端增加一个低 ESR（等效串联电阻）电容或一个 RC滤波器就可有效 加以抑制，但要注意所加电容的容量要按数据手册推荐的值选取，如果选得太大，可能引起振 荡而破坏输出电压的稳定性，另一个后果是会使导通建立时间变长。 至于 0.1～10Hz 范围内的窄带 1/5噪声，是基准中固有的且不能有效滤掉，故要仔细评估选择。 某些系统需长期工作，同时要求具有保持重复测量的一致性和稳定性，这时，基准的长期漂移 性能指标就显得很重要。
R1
R2
R3
R4
R
中星测控
＋VCC
＋VCC
T3
T2 T3
T4 i O iC4 iC2
T1 T2
+
IC2 Rb
+ T1
iC3 iC1
+
adc基准电压和电源电压_概述及解释说明
adc基准电压和电源电压概述及解释说明1. 引言1.1 概述ADC基准电压和电源电压是数字信号处理领域中重要的概念。
ADC基准电压是指用于将模拟信号转换为数字信号的参考电压，而电源电压则是提供稳定工作能量的电源供应系统。
在设计和实现各种电子设备和系统时，合理选择和设置ADC 基准电压和电源电压至关重要。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分来介绍ADC基准电压和电源电压的概念、重要性以及选择设置方法。
首先，我们将在第二部分概述ADC基准电压的定义和作用，并介绍常见的ADC基准类型以及选取时需要注意的事项。
接下来，在第三部分中，我们将对电源电压进行概述，包括其定义、作用以及与ADC性能相关联的要求。
在第四部分中，我们将详细讨论如何选择合适的ADC基准类型并进行设置，并解决实际设置过程中可能遇到的常见问题。
最后，在第五部分中，我们将总结文章要点和重点信息，并强调ADC基准电压和电源电压的重要性，并提出可能进一步拓展研究或实际应用的领域。
1.3 目的本文旨在提供关于ADC基准电压和电源电压概念的详细说明，帮助读者理解它们在数字信号处理中的作用和重要性。
通过本文，读者将了解不同类型的ADC 基准电压以及选择和设置方法，并清楚了解与ADC性能相关联的电源要求。
此外，我们还希望通过本文可以引发读者进一步深入研究和实际应用领域的思考。
2. ADC基准电压概述2.1 定义和作用ADC基准电压是指在模数转换器（ADC）中被选为参考电平的稳定电压。
它用于确定模拟输入信号与数字输出值之间的比例关系，即将模拟信号转换为数字量时的参考点。
ADC基准电压在精确测量和采样过程中起着关键作用，它决定了ADC的精度、灵敏度和动态范围。
2.2 常见的ADC基准电压类型常见的ADC基准电压类型包括：- 内部基准电压：一些ADC芯片内置了稳定的参考电源，并通过引脚供给给ADC 使用。
内部基准电压通常由芯片制造商提供，具有较高的稳定性和精确度。
高精度电压基准REF102及其应用
高精度电压基准REF102及其应用概述REF102 是高精度10V 电压基准集成电路。
经激光调校后其温漂在工业温度范围内低至2.5ppm/?C，而在军品温度范围内也可达到5ppm/?C。
由于REF102 无需外加恒温装置，因而功耗低、升温快、稳定性好、噪声低。
REF102 的输出电压几乎不随供电电源电压及负载变化。
通过调整外接电阻，输出电压的稳定性及温度漂移可降到最小。
11.4V 至36V 的单电源供电电压及优异的全面性能使REF102 成为仪器、A/D、D/A 及高精度直流电源应用的理想选择。
REF102 的特点及引脚功能●高精度输出：+10V0.0025V ●超低温度漂移：≤2.5ppm/?C●高稳定性：5ppm/1000 小时（典型值）●高负载调整率：≤1ppm/V，≤10ppm/mA●宽供电电压范围：11.4VDC 至36VDC ●低噪声：?5Vp-p?(0.1Hz 至10Hz 内) ●低静态电流：≤1.4mA在REF 的组成方框图中，埋层齐纳二极管DZ1 提供约8.2V 电压加到运放A1 的同相端。
电阻R1、R2及R3 经激光调校后确保输出为准确的10V。
DZ1 的偏置电流由输出电压经R4 提供。
R5 与外接在Trim 脚上的电阻一起，供用户调整运放的增益，从微调输出电压。
由于R5 的温度系数与R1、R2、R3 严格匹配，所以微调输出电压时对其温度漂移影响极小。
输出电压中的噪声主要是埋层齐纳二极管引起的，故实际应用是要在8 却和4 脚间加上旁路电容，与R6 形成低通滤波器以滤除DZ1 上的噪声。
实际应用经验?REF102 是高性能集成电路。
为了能在实际应用中充分发挥器件的性能，应当注意板图设计、输出噪声抑制设计及输出电压微调电路设计。
板图设计板图设计时，?”菊花”型布线可有效地降低输出电压误差、输出噪声及电源耦合噪声。
公共地线应当按图2 所示连接以确保耦合电阻最小。
公共地线、供电电源线尤其是连接负载的导线应当导电性能良好，可选用粗铜线或镀银铜线。
AZ431是三端可调电压基准芯1
目录第一章芯片简介 (2)第二章AZ431内部电路分析 (2)2.1输入级和基准 (3)2.2误差放大 (4)2.3稳定基准 (4)2.4补偿与保护 (5)第三章芯片仿真 (5)3.1直流稳压特性 (5)3.11 电压稳压特性 (5)3.12 当V KA=V REF时各参数的变化 (7)3.13 外界温度对输出电流的影响 (9)3.2交流特性 (10)AZ431芯片第一章 芯片简介电压基准芯片，顾名思义，就是为了提供一个准确的输出电压，而不受工作电压、负载、温度变化以及时间的影响。
电压基准芯片应用于高精度A/D 和D/A 转换、传感器、电源管理、精度整流等等需要较高精度电压标准的领域。
与集成稳压器类似，他们都用于产生一个标准电压，然而，集成稳压器可以比电压基准提供更大的电流输出，而其输出电压精度远远低于电压基准芯片且输出噪音较大。
阴极阳极Ref图1 电路符号 图2 典型应用第二章 AZ431内部电路分析AZ431是三端可调电压基准芯片，内部电路如图1所示。
他可以很方便的设定输出电压在2.5V~36V 的范围内变化。
它具有很好的精度，并且输出噪声小，温度稳定性也很好。
431内部基准使得V REF 端保持在2.5V 。
所以对于图一，其输出电压为)()1(5.2)1(V R R R R V V c b c b REF KA +=+=T11图3 az431内部电路2.1 输入级和基准T2、T3、T4等组成了基准电压子电路。
63R11BE R BE REF V V V V V +++=如果有62BE BE V V =,得到32R R V V =,所以2332R RI I C C = 又因为SSCT BE I I V V ln =，得到32344ln 1C T R I R RV R I =⋅=其中V T =0.0026,3232321C C C R I R R RI I I +=+=故而,63R11BE R BE REF V V V V V +++==33117.02R I R I C R ++⨯23432342132ln ln )(4.1R R R V R R R R R R V R R T T +++= 这就是AZ431的基准电压。
电压基准及时间基准
电压基准及时间基准所有模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)都需要一个基准信号，通常为电压基准。
ADC的数字输出表示模拟输入相对于它的基准的比率；DAC的数字输入表示模拟输出相对它的基准的比率。
有些转换器有内部基准，有一些转换器需要外部基准。
不管怎样所有转换器都必须有一个电压(或电流)基准。
数据转换器的最早应用是用于缓慢变化信号的直流测量。
在这种情况下，测量的精确定时并不重要。
当[下载自.管理资源吧]今大多数数据转换器是应用在数据采集系统，在这种系统中必须处理大量等间隔的模拟采样值，而且频谱信息与幅度信息同样重要，这里涉及到的采样频率或时间基准(采样时钟或重建时钟)与电压基准一样重要。
电压基准问：一个电压基准怎样才算好?答：电压基准与系统有关。
在要求绝对测量的应用场合，其准确度受使用基准值的准确度的限制。
但是在许多系统中稳定性和重复性比绝对精度更重要；而在有些数据采集系统中电压基准的长期准确度几乎完全不重要，但是如果从有噪声的系统电源中派生基准就会引起误差。
单片隐埋齐纳基准(如AD588和AD688)在10 V时具有1 mV初始准确度(001 %或100 ppm)，温度系数为1 5 ppm/°C。
这种基准用于未调整的12位系统中有足够的准确度(1 LSB=244 ppm) ，但还不能用于14或16位系统。
如果初始误差调整到零，在限定的温度范围内可用于14位和16位系统(AD588或AD688限定40℃温度变化范围，1 LSB=61 ppm)。
对于要求更高的绝对精度，基准的温度需要用一个恒温箱来稳定，并对照标准校准。
在许多系统中，12位绝对精度是不需要这样做的，只有高于12位分辨率才可能需要。
对于准确度较低(价格也会降低)的应用，可以使用带隙基准。
问：这里提到的“隐埋齐纳”和“带隙”基准是什么意思?答：这是两种最常见的用于集成电路中的精密基准。
“隐埋”或表层下齐纳管比较稳定和精确。
串联型或并联型电压基准的选择
/串联型或并联型电压基准的选择摘要：本文介绍了不同类型电压基准芯片的选择，提供了选择串联型和并联型电压基准时需要考虑的几项指标。
串联型电压基准串联型电压基准具有三个端子：V IN、V OUT和GND，类似于线性稳压器，但其输出电流较低、具有非常高的精度。
串联型电压基准从结构上看与负载串联(图1)，可以当作一个位于V IN和V OUT 端之间的压控电阻。
通过调整其内部电阻，使V IN值与内部电阻的压降之差(等于V OUT端的基准电压)保持稳定。
因为电流是产生压降所必需的，因此器件需汲取少量的静态电流以确保空载时的稳压。
串联型电压基准具有以下特点：• 电源电压(V CC)必须足够高，保证在内部电阻上产生足够的压降，但电压过高时会损坏器件。
• 器件及其封装必须能够耗散串联调整管的功率。
• 空载时，唯一的功耗是电压基准的静态电流。
• 相对于并联型电压基准，串联型电压基准通常具有更好的初始误差和温度系数。
图1. 三端串联型电压基准框图串联型基准设计串联型电压基准的设计相当简便，只需确保输入电压和功耗在IC规定的最大值以内：P_SER = (V SUP - V REF)IL + (V SUP x I Q)/对于串联型电压基准，最大功耗出现在最高输入电压、负载最重的情况下：WC_P_SER = (V MAX - V REF)IL MAX + (V MAX x I Q)其中：P_SER = 串联型基准的功耗V SUP = 电源电压V REF = 基准电压输出IL = 负载电流I Q = 电压基准的静态电流WC_P_SER = 最大功耗V MAX = 最大电源电压IL MAX = 最大负载电流并联型电压基准并联型电压基准有两个端子：OUT和GND。
它在原理上和稳压二极管很相似，但具有更好的稳压特性，类似于稳压二极管，它需要外部电阻并且和与负载并联工作(图2)。
并联型电压基准可以当作一个连接在OUT和GND之间的压控电流源，通过调整内部电流，使电源电压与电阻R1的压降之差(等于OUT端的基准电压)保持稳定。
0.8v电压基准
0.8V电压基准是一个稳定的电压源，它提供0.8V的固定输出电压，通常用于电子电路中的参考电压或比较电压。
在电子电路中，电压基准是一个非常重要的元件，因为它可以为整个电路提供一个稳定的参考电压。
这样可以确保电路的稳定性和精度，因为所有其他的电压都可以与这个基准电压进行比较和测量。
0.8V电压基准通常由一个精密的电压参考芯片提供，该芯片具有低噪声、高精度、低温漂等特性。
它可以采用集成电路封装，也可以采用分立元件实现。
在选择0.8V电压基准时，需要考虑其精度、稳定性、温度系数、输出电压噪声等参数，以确保其满足应用要求。
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电压基准的特性及选用
摘要从实际应用角度，介绍了电压基准的种类及特点，主要技术参数，选用电压基准的方法和注意事项。
关键词齐纳基准带隙基准 XFET基准初始精度温度系数
一、电压基准及其应用领域
电压基准可提供一个精度远比电压稳压器高的多的精确输出电压，作为某个电路系统中的参考比较电压，因而称其为基准。
电压基准在某些方面与电压稳压器类似，但二者的用途绝然不同。
电压稳压器除了向负载输出一个稳定电压外还要供给功率。
电压基准的主要用途是为系统或负载提供一个精确的参考电压，而其输出电流通常在几至几十个毫安。
电压基准的用途十分广泛，典型的应用常见于数据采集系统，用于为模数变换器或数模变换器提供一个基准参考电压。
另外，它还可用于各类开关或线性电压变换电路、仪器仪表电路和电池充电器中。
二、电压基准的主要参数
1. 初始精度（Initial Accuracy）
初始精度用于衡量一个电压基准输出电压的精确度或容限，即电压基准工作时，其输出电压偏离其正常值的大小。
通常，初始精度采用百分数表示，它并非是一个电压单位，故需换算才能获得电压偏离值的大小。
例如，一个标称电压为2.5V的基准，初始精度为±1%，则其电压精度范围为：
5.2～
5.2
=
1
×
±
=
±
%
.2
5.2
V
475
V525
.0
025
.2
在厂商的数据手册中，初始电压精度通常是在不加载或在特定的负载电流条件下测量的。
对于电压基准而言，初始精度是一个最为重要的性能指标之一。
2. 温度系数（Temperature Coefficient）
温度系数（简称TC）用于衡量一个电压基准，其输出电压因受环境温度变化而偏离正常值的改变程度，它也是基准电压最重要的性能指标之一，通常用ppm/℃表示（ppm是英文part per million的缩写，1ppm表示百万分之一）。
例如，一个基准标称电压为10V，温度系数为10ppm/℃，则环境温度每变化1℃，其输出电压改变10V×10×10-6=100μV。
需注意的是，温度系数可能是正向的，即基准的输出电压随温度的升高而变大，也可能是负向的，即基准的输出电压随温度的升高而变小，具体可查看厂商数据手册中的温度曲线图表。
3. 热迟滞(Temperature Hysteresis)
当电压基准的温度从某一点开始经受变化，然后再次返回该温度点，前后二次在同一温度点测得的电压值之差即为热迟滞。
该参数虽不如温度系数重要，但对于温度同期性变化超过25℃的情况仍是需引起重视的一个误差源。
4. 长期漂移(Long-term Drift)
在数日、数月或更长持续的工作期间，电压基准输出电压的慢变化称为长期漂移或稳定性，通常用ppm/1000h表示。
当我们选用一个电压基准，要求它在持续数日、数周、数月基至数年的工作条件下保持输出电压精度，那么长期漂移便是一个必须考虑的性能参数。
5. 噪声（Noise）
Rs
并联基准
I Q
I F
R S
串联基准
I Q
图3 系统精度与基准温度系数TC 的关系
大多数电压基准的噪声电压相对其它误差而言绝对值较小，故对于精度不高的系统其影响并不突出，但对于高精度系统，需引起高度重视。
对于宽带噪声，通过在输出端增加一个低ESR （等效串联电阻）电容或一个RC 滤波器就可有效加以抑制，但要注意所加电容的容量要按数据手册推荐的值选取，如果选得太大，可能引起振荡而破坏输出电压的稳定性，另一个后果是会使导通建立时间变长。
至于0.1～10Hz 范围内的窄带1/5噪声，是基准中固有的且不能有效滤掉，故要仔细评估选择。
某些系统需长期工作，同时要求具有保持重复测量的一致性和稳定性，这时，基准的长期漂移性能指标就显得很重要。
XFET 基准具有十分优良的长期漂移特性，故是最佳选择。
对于便携式系统，都要求低电压、低功耗，以便延长电池的使用时间。
对于这类系统，选用XFET 基准是十分理想的，它们不仅能在低电压小电流下工作，同时还能保持很好的性能。
ADI 公司的某些带隙基准如REF19X 和AD158X 系列也具备低电压、小静态电流的特性，因而也可用于便携式系统。
但这些带隙基准的长期漂移、噪声以及温度系数指标不如XFET 基准。
参考文献：
1. Roya Nasraty XFET TM References
Analog Dialogue 1998 Analog Devices,Inc.
2. Perry Miller Texas Instruments, Doug Moore Thater Corp.
Precision voltage references
3. Roger kenyon A quik guide to voltage reference
Maxim Integrated Products
4. Analog Devices Inc, AD780 2.5V/3.0V High Precision Reference Datasheet T C (p p m /℃)
△T (基于25℃的变化)。