基准电压源的分类性能比较

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《带隙基准电压源》课件

《带隙基准电压源》课件

带隙基准电压源 的发展趋势与展 望
技术创新方向探讨
提高精度和稳定 性:通过改进电 路设计和材料选 择,提高基准电 压源的精度和稳 定性。
降低功耗:通过 优化电路设计和 采用低功耗器件, 降低基准电压源 的功耗。
集成化:将基准 电压源与其他电 路模块集成,提 高系统的集成度 和可靠性。
智能化:通过引 入智能控制算法, 提高基准电压源 的自适应能力和 抗干扰能力。
测试设备:包括电压源、电 流源、示波器、万用表等
测试步骤:按照测试标准进行, 包括设置参数、测量数据、分 析结果等
评估标准及流程详解
评估标准: 精度、稳 定性、温 度特性、 电源抑制 比等
评估流程: 测试准备、 测试实施、 数据分析、 结果评估 等
测试准备: 选择合适 的测试设 备、设置 测试条件 等
感谢您的观看
汇报人:PPT
案例一:用于ADC/DAC转换器的基准电压源设计
应用背景:ADC/DAC转换器需要稳定的基准电压源 设计要求:高精度、低噪声、低功耗 带隙基准电压源的优势:温度稳定性好、精度高、功耗低 设计方法:选择合适的带隙基准电压源芯片,进行电路设计和调试 应用效果:提高了ADC/DAC转换器的性能和稳定性
案例二:用于PLL锁相环的基准电压源设计
设计过程中需要注意电压源的稳定性和精度 优化建议:采用高精度的电阻和电容,提高电压源的稳定性 注意电源噪声对电压源的影响,采用滤波器进行抑制 优化建议:采用低噪声的电源,提高电压源的精度 注意温度对电压源的影响,采用温度补偿技术进行校正 优化建议:采用高精度的温度传感器,提高温度补偿的精度
带隙基准电压源 的应用案例分析
功耗:带隙基准电压源的功耗较低, 适合在低功耗系统中使用

参考电压与基准电压的区别

参考电压与基准电压的区别

参考电压”说成是〃基准电压"更好理解。

在电路中我们常需要有一些准确的电压或电流,以便产生准确的输出,如在作DC转DC转换时。

对基准电压的要求是稳定,要基本不随外界因素如电源电压、温度等变化的。

例如MAX1631是一个常用的主电源管理芯片,它的基准电压的输出随外界环境电压的变化率只有约0.002随温度变化不到50ppm o这对于普通2.5V 电压来说是完全不具备的,这是基准电压源与普通电压源的基本区别。

基准电压源输出的电流不一定小,而且还可以扩展。

但是电压一定是恒定不变的。

这种要求的严格程度还是主要看具体电路的用途。

基准电压是指传感器置于0度温场,在通以工作电流的条件下,传感器上的电压值。

实际上就是0点电压。

参考电压是指测量电压值时,用作参考点的电压值。

在测量电压时,一般用地作为参考点,测量时电压表的负端接地,正端接被测点,这样测得的值即为测点的电压值。

基准电压是在稳压电路中,作为稳压值的比较基准的电压值。

如在30伏直流稳压电路中,基准电压是5v,那么输出直流电压的六分之一是这基准电压。

如果输出电压低于或高于30v,那它的六分之一会大于5v,电路会输出讯号送到调整环节,使输出电压回到30v o而参考电压是设定的抽象值电压,它与实际值作比较来判断工作状态是否正常。

基准电压和参考电压是没有区别的,这俩一样的,ad转换时的参考电压是内部T行网络的标准电压,参考电压可以认为是你的最高上限电压(不超过电源电压),当信号电压较低时,可以降低参考电压来提高分辨率。

改变参考电压后,同样二进制表示的电压值就会不一样,最大的二进制(全1)表示的就是你的参考电压,在计算实际电压时,就需要将参考电压考虑进去。

参考电压的稳定性对你的系统性能有很大的影响。

基准电压220伏,参考电压是240伏。

基准电压源的分类性能比较

基准电压源的分类性能比较
理 论广 角
C hi na s c i e n c e a n d T e c h n o l o g y R e v i e w ●I 基 准 来自压 源 的分 类 性 能 比较
舒 梅
贵 州 凯里 5 5 6 0 0 0 ) ( 贵 州 电子 信息 职 业技 术学 院
多年 来 , 在集 成系 统 中 已经 采用许 多方法 来 实现 电压基 准 。 自Wi d l a r  ̄明 长期 稳定 性典 型值 为 6 ~1 5 p p m/ 1 0 0 0 z J s 时。 基于 隐埋 齐 纳的基 准 经常 用在 l 2 以来 , 带 隙基 准 电压源 在B i p o l a r 电路 中得 到 了广 泛运 用 , 随 着激 光修 调技 术 、 位、 l 4 位 和较 高分 辨率 的系统 中 。 因为 隐埋齐 纳基 准的性 能可 通过设 计 中包含 温 度补偿 技 术 以及 C MO S 工艺 飞速 发展 , 带 隙基 准源得 到 了快速 发展 。 在传 统 非线性温 度补偿 网络而得 到提高 , 在几 个温度 点上微 调补偿 网络可使其 电性 能 的MO s 基 准 电压源 中, 可 以获得 温 度系数 为 8 5 X l O 弦 右的 输 出参 考 电压 , 但 在 工作 范 围 内达 到最 佳 。 是该 温度性 能 的基 准 电压 源远不 能满 足 目前 电路设计 的要求 而且 由于 电路 中 2 . 带 隙基 准 电压源 存 在运算 放 大器 , 基 准 电压 源 的指标在 很大 程度 上受 到运放 失调 电压 ( O f s e t ) 、 隐埋 齐纳二极 管基 准源 的缺点是 电源 电压必须 大于7 v, 工作 电流相 当高 , 电源 电压 抑 制 比( P S RR ) 等 的限 制 , 要想 进一 步提 高 电路 的性 能需在 电路结 构 通 常为几个 m A, 显 然这种 基准源 不适合于 便携 式和 电池供 电的应 用场合 。 二极 上 加 以改进 。 管 带隙基 准源 是一 种低 温度系 数 、 低 电压 的基 准源 。 带 隙基准 最简 单的结 构是 1 . 患 埋齐 纳二 极警 基准 电压 源 用 两个 晶体 管 , 用 不 同的发 射极 面积 产生 正 比于 绝对 温度 的 电压 , 如 图2. 1 所 早期 的齐纳二 极管基 准 电压 源为减少 温度漂 移或温 度系数 ( 7 , 通 常在一 示。 和 具有相 的温度系数。 电压V c c 变换为 电流‘ 和‘, 和 被镜象反 只反 向齐 纳 二极 管上 再 串联 一 只正 向二 极管 , 如图1 . 1 所示。 映 到输 出支 路 , 输 出方 攫为 : 因为 工作在 雪崩 状 态下 的齐 纳二极 管 的击穿 电压 约在 7 v 左右, 具有 正温 = 。 + ( 。 一 : ) 度 系数( 约为 + 2 mv / ℃) , 而正 向硅二 极管 具有 负温 度系数 ( 约 为一 2 mV / ℃) , 二 式 中 ^是 比例 因子 , 是第 一个 晶体 管 的基极 一 发射极 电压 , 是第 者可 以相 互抵 消 。 但是 由于这 两个 温度 系数 的绝对 值并 不相 等 , 而且都 随 电流 二个 晶体 管 的基极 一 发射极 电压 。 变化 而变化 , 所 以很难得 到零温 度系数 。 这种 齐纳( 雪崩 ) 二极 管的 击穿 电压 发生 因为带 隙基准源 的价格 优势 , 它被 广泛应用 于A DC / DA C 转换器 以及外部 在硅 表面层 , 所 以称为表 层齐 纳二极 管 。 由于硅芯 片表 层与 其 内部 相 比有更 多 基准 源中 。 通常 , 带隙基 准用在 需要 最高1 O 应精 度 的系统设 计中 。 带隙基 准一般 的杂 质 、 晶格 缺陷 和机械 应力 , 所 以表层 齐 纳二极 管 的噪声大 、 长期稳 定性差 , — 具有 0 . 5 ~i . o % 初 始误 差 , 温度 系数TC 为2 5 ~5 0 p p m/ ' C, 输 出 电压 噪声 一般 而且 容易受 到表 层 氧化层 中迁移 电荷 及外 界环境 的 影响 。 为 了克服上 述缺 点 , 为1 5 ~3 O V p - p ( O . 1 ~1 0 Hz ) , 长期 稳定 性为 2 0 -3 0 p p m/1 0 0 0 z ] ' , 时。 改进 制造工 艺 , 采用 隐埋 齐纳二 极管 结构( 见 图1 . 2 ) , 使其 击穿 电压发生 在表 层 3 . X F E T 基 准 电压 源 的下 面, 从 而可 以避 免表层 的影 响 , 使 其在温 度漂移 、 时 间漂移和 噪声杼 陛等 方 XF E 邑一种 新型 的基 准技术 , 这 种基 准源 的核心 是利用 J F E T  ̄ 设计 的。 面得 到 明显 的改善 。 从理论 上讲 , J F E T的沟 道导 电载流 子是多 子 , 相对双 极 晶体 管的基 区导 电载流 图1 . 3 所 示 的齐纳基 准 电压及 其反馈 放大器 用于 提供 非常稳 定 的输出 。 用 子是 少子 而言 , 多 子遇 到 晶格碰 撞 产生 噪声 的机会 要小 于少 子 , 因而X F E 1 ’ 基 电流 源偏置 6 . 3 v的齐纳 二极 管 。 齐 纳 电压 由电 阻网络 Rl 和R 2 分压 , 此 电压加 准 电压 源具 有较 低的 噪声 与B J 个带隙基 准源类 似 , 基 于J F E T 的电压基 准 电路 到运放 的非 倒相 输入 端 , 并被放 大到 所需 要的 输出 电压 。 放大器 增 益 由电阻 网 利用一 对具 有不 同夹 断 电压 的 J F E T, 将其 差分 输 出电压放 大 以产生一 个 稳定 络R 3 和R 4 确定, 即增 益G =l + R4 / R3 。 使 用6 . 3 V齐纳 二极 管 , 因为 它对 于 时间 和 温度 是最 稳定 的齐 纳 二极管 。 其输 出方 程 式为 :

基准电压源设计

基准电压源设计

= 5.269mV)等
音频或视频
10%绝对基准电压误差
= 声级的1dB误差
与分辨率相比较
基准电压源的1ppm误差相当于20位精度 15ppm相当于16位精度 244ppm相当于12位精度(1/4000)
绝对误差一般通过校准消除
因此重要的是基准电压变化
基准电压源和规格问题
广泛的基础设施和产品基础
模拟放大器将传感器输出转换为4-20mA信号 数据转换器通过4-20mA线路传输信号 HART编码算法现可提供更强的功能
典型4-20mA信号传输器件
AD693将低电平传感器输入转换为4-20mA输出,由环路电源驱动
;同时提供传感器驱动信号
典型4-20mA信号传输器件
无商用器件
跟踪基准电压源具有匹配的正负输出
负基准电压源可以利用运算放大器实现 完整的基准电压源封装内置跟踪功能,性能更好
负基准电压源设计
标准反相运算放大器电路
改进的电路不需要精密 电阻匹配
跟踪基准电压源
高性能跟踪基准电压源AD588利用精密调整电阻实现出色的匹配
跟踪基准电压源
使用四通道运算放大器的多路输出跟踪基准电压源设计 10V、7.5V、5V、2.5V – 其它电压可以设置 需要使用精密电阻
反相运算放大器电路对传感器很有用
电流流向虚拟地,因此传感器上无电压变化 通常比让电流流经电阻更快
用于电源电流检测的高端和低端
光电二极管等效电路
入射 光 光 电流 RSH(T) 100kW 100GW CJ
理想 二极管
注:温度每升高10°C,RSH减半
电流电压转换器(简图)
ISC = 30pA (0.001 fc) R = 1000MW

单片机adc基准电压

单片机adc基准电压

单片机ADC基准电压1. 什么是ADC基准电压?在单片机中,ADC(模数转换器)用于将模拟信号转换为数字信号。

为了确保转换的准确性和精度,ADC需要一个基准电压作为参考。

基准电压是一个已知的电压值,用于将模拟信号转换为相应的数字值。

2. 为什么需要基准电压?ADC的转换过程是通过比较输入信号与基准电压之间的差异来完成的。

如果基准电压不准确或不稳定,那么转换的结果也会受到影响,导致转换的精度下降。

基准电压的稳定性对于ADC的性能至关重要。

如果基准电压波动较大,将会引入转换误差,导致转换结果的不准确。

3. 常见的基准电压类型3.1 内部基准电压许多单片机都内置了一个或多个内部基准电压源。

这些内部基准电压通常由芯片制造商提供,并且在芯片设计中已经进行了校准和稳定化处理。

使用内部基准电压可以简化系统设计,并提供相对准确和稳定的基准电压。

3.2 外部基准电压除了内部基准电压,还可以使用外部电压作为ADC的基准电压。

外部基准电压通常由外部电路提供,例如稳压器或参考电压源。

使用外部基准电压可以提供更高的精度和稳定性,但需要额外的电路和连接。

4. 如何选择合适的基准电压选择合适的基准电压取决于应用的要求和系统的性能。

下面是一些选择基准电压的考虑因素:4.1 精度如果应用需要高精度的转换结果,建议使用外部基准电压。

外部基准电压通常具有更好的稳定性和准确性,可以提供更高的转换精度。

4.2 稳定性基准电压的稳定性对于转换结果的准确性非常重要。

如果应用对稳定性要求较高,可以选择具有低温漂移和长期稳定性的基准电压。

4.3 成本和复杂性内部基准电压通常是免费提供的,并且不需要额外的电路和连接。

如果应用对成本和系统复杂性要求较低,可以选择使用内部基准电压。

4.4 功耗使用外部基准电压可能需要额外的电路和稳压器,这会增加系统的功耗。

如果应用对功耗要求较高,可以选择使用内部基准电压。

5. 如何设置单片机的基准电压在大多数单片机中,基准电压的设置是通过寄存器来完成的。

基准电压源

基准电压源

基准电压源
基准电压源是一种重要的电子装置,它可以精确地产生一种标准的电压,这种电压可以作为其他电子设备的参考电压,并为特定的应用提供标准的输入信号。

基准电压源一般被用于电子测量和流行的信号处理技术,如电阻,电容,绝缘和电容度,测量仪器,放大器,复杂的逻辑系统,高速比较器和其他功率电子设备。

一般来说,基准电压源可以分为两类:稳定类和可变类。

稳定类基准电压源指可以精确地输出一个极其稳定的电压,例如5V或3.3V,它可以完成一定的交流变化率要求。

可变类则可以实现电压的持续变化,比如常见的调压电源,它们可以用来控制或测量一定范围内的电压。

由于基准电压源有着不同的结构特性,它们可以应用于不同类型的设备中,并为这些设备提供精确的输出电压。

基准电压源非常重要,它可以用来控制或测量输出信号的电压。

基准电压的准确性非常重要,因为高精度的测量结果需要准确的电压。

基准电压源可以为设备的精确度提供基础。

此外,基准电压源的可靠性也非常重要,因为它可以确保设备的正确运行。

一般来说,一个稳定的基准电压源包括精确的温度补偿,能够抵消环境温度变化而产生的偏差。

此外,基准电压源还可以提供很高的信号谐波和有效噪声含量,以确保电压的精确度。

最后,基准电压源也能够充当感应元件,它能够向用户提供外部信号,例如时间,位置等信号。

由于它的安全性和可靠性,基准电压源也被广泛应用于心率,血压,血氧饱和度监测,身体温度,脉搏等
医疗诊断系统中。

总之,基准电压源是一种重要的电子元件,它能够提供精确的电压,以满足电子系统的工作要求。

它具有精确性,可靠性,安全性和可变性等特点,所以能够广泛应用于多种电子系统中。

最新—高精度cmos带隙基准源的

最新—高精度cmos带隙基准源的

—高精度c m o s带隙基准源的摘要基准电压源是模拟电路设计中广泛采用的一个关键的基本模块。

所谓基准电压源就是能提供高稳定度基准量的电源,这种基准源与电源、工艺参数和温度的关系很小,但是它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个电路系统的精度和性能。

本文的目的便是设计一种高精度的CMOS带隙基准电压源。

本文首先介绍了基准电压源的国内外发展现状及趋势。

然后详细介绍了带隙基准电压源的基本结构及基本原理,并对不同的带隙基准源结构进行了比较。

接着对如何提高带隙基准的电源抑制比以及带隙基准电压源的温度补偿原理进行了分析,还总结了目前提高带隙基准电压源温度特性的各种方法。

在此基础上运用曲率校正、内部负反馈电路、RC滤波器、快速启动电路,设计出了具有良好的温度特性和高电源抑制比的带隙基准电压源电路。

最后应用HSPICE仿真工具对本文中设计的带隙基准电压源电路进行了完整模拟仿真并分析了结果。

模拟和仿真结果表明,电路实现了良好的温度特性和高电源抑制比,0℃~100℃温度范围内,基准电压温度系数大约为11.2ppm/℃,在1Hz到10MHz频率范围内平均电源抑制比(PSRR)可达到-80dB,启动时间为700s 。

关键词: 带隙基准电压源;温度系数;电源抑制比;AbstractVoltage reference is the vital basic module which is widely adopted in analog circuits. It can supply a voltage with high stability. The power supply, technics parameter rand temperature has lesser effete to this voltage. Its temperature stability and antinoise capability influence the precision and performance of the whole system. The purpose of this article is to design a high precision CMOS bandgap voltage reference.In this article, the present situation and developmental trend of voltage reference studies both at home and abroad are presented. The structure and principle of voltage reference are analyzed in detail, and then the different structures of bandgap voltage reference are compared. By analyzing the power supply rejection ratio (PSRR) and the principle of temperature compensation, the method of improving the temperature characteristic is summarized. The design of a bandgap voltage reference circuit with high power supply rejection ratio and good temperature characteristic is completed by applying curvature emendation, inside negative feedback technology, RC filter and fast start-up circuit. At last, the circuits have been simulated with HSPICE simulation tools.The simulation results show that,the circuit with good temperature characteristic and high power supply rejection ratio, and at the temperature range of 0℃ to 100℃, the temperature coefficient(TC) is about 11.2ppm/℃. In the frequency range of 1Hz to 10MHz, the average power supply rejection ratio is more than -80dB and it has a turn-on time less than 700s .Key Words: bandgap voltage reference; temperature coefficient; power supply rejection ratio;目录摘要 (I)Abstract....................................................... I I 1.绪论 (1)1.1 国内外研究现状与发展趋势 (1)1.2 课题研究的目的意义 (2)1.3 本文的主要内容 (2)2. 基准电压源的原理与电路 (3)2.1 基准电压源的结构 (3)2.1.1直接采用电阻和管分压的基准电压源 (3)2.1.2有源器件与电阻串联组成的基准电压源 (4)2.1.3带隙基准电压源 (6)2.2 带隙基准电压源的基本原理 (6)2.2.1与绝对温度成正比的电压 (7)2.2.2负温度系数电压V BE (7)2.3 带隙基准源的几种结构 (8)2.4 V BE的温度特性 (11)2.5 带隙基准源的曲率校正方法 (13)2.5.1线性补偿 (13)2.5.2高阶补偿 (13)本章小结 (17)3. 高精度CMOS带隙基准源的电路设计与仿真 (18)3.1 高精度CMOS带隙基准电压源设计思路 (18)3.2 核心电路 (19)3.3 提高电源抑制比电路 (20)3.3.1负反馈回路 (21)3.3.2 RC滤波器 (22)3.4 快速启动电路及快速启动电路的控制电路 (23)3.4.1快速启动电路的控制电路 (23)3.4.2快速启动电路 (24)3.5 CMOS带隙基准电压源的温度补偿原理 (24)3.6 高精度CMOS带隙基准电压源的电路仿真 (27)3.6.1仿真工具的介绍 (27)3.6.2核心电路的仿真结果 (27)3.6.3电源抑制比电路的仿真结果 (28)3.6.4快速启动电路的仿真结果 (28)3.6.5整体电路的仿真结果 (29)本章小结 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)1.绪论基准电压源(Reference V oltage)是指在模拟电路或混合信号电路中用作电压基准的具有相对较高精度和稳定度的参考电压源。

基准电压源

基准电压源

臻;塑。

蛆.基准电压源舒梅(贵州电子信息职业技术学院,贵州凯里556000)【摘要1基准电压源是模拟集成电路中的基本单元,它在SO C,A D C、D A C,传感嚣和通信电路以及存储器等领域有着广泛的应用。

基准源的目的是向后续电路提供稳定的、不随外界因素C主要是电源电压和环境温度)影响的电压。

本文主要介绍了基准电压源的研究现献及分类应用。

膦词带隙基准;曲,鳓偿;低功耗;温度系数随着系统集成技术(S O C)的飞速发展,基准电压源已成为大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不可缺少的基本电路模块。

基准电压源是超大规模集成电路和电子系统的重要组成部分,可广泛应用于高精度比较器、A/D和D/A转换器、随机动态存储器、闪存以及系统集成芯片中。

基准电压源是指被用作电压参考的高精度、高稳定度的电压源,要求其能克眼工艺、电源、温度以及负载变化而保持稳定,并能在标准工艺下制造。

能产生基准源的技术很多,如带隙基准源、稳压管、V匪基准源、热电压v T基准源以及利用M O S工艺中增强型M O S管和耗尽型M O S管之间的阈值电压差产生基准电压的技术等。

理想的带隙基准电压源电路的输出电压几乎不受温度变化、工艺变化、电源电压波动等因素的影响。

鉴于产生稳定电压的基准模拟的重要性和广泛应用,以及对性能的高要求,国内外对带隙基准电压源做了大量的研究,主要集中在以下几个方面:1低温度系数温度系数用于表征基准电压源随温度的电压变化,由于晶体管BE 结正向导通电压V匿随温度变化的非线性,传统带隙基准源的温度特性已无法满足更高精度和稳定性的需求。

从一阶线性补偿到曲率补偿如二阶,三阶补偿,指数补尝,对数补偿(亚阈值电路)等。

而且补偿方式众多,如电流相减补偿法,电压叠加补偿法,利用不同质电阻上电压降的叠加实现温度系数的曲率牢}偿,阶段性电流模式补偿等,可获得最好温度系数达到几个ppm/qC。

2高电源抑制比在开关电源芯片工作过程中开关的通断产生大量的高频噪声,这会对输出电压产生不利的影响,基准电压源应该在较宽范围内具有良好的电源抑制比性能。

几种电压基准源的比较分析

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。

串联型和并联型电压基准源

串联型和并联型电压基准源

1. 串联型电压基准源串联型电压基准源是一种用于产生稳定电压参考的电路。

它的基本原理是通过串联一个稳定的电阻和一个稳定的电压源来获得所需的电压。

这种电路的特点是输出电压稳定,但对负载的变化比较敏感。

串联型电压基准源的工作原理如下:当输入电流通过电阻时,会产生一个与电阻值和电流成正比的电压降。

通过选择合适的电阻值和电流,可以得到稳定的电压输出。

此外,为了保证输出电压的稳定性,还需要使用一个稳定的电压源来供电。

2. 并联型电压基准源并联型电压基准源是一种用于产生稳定电压参考的电路。

它的基本原理是通过并联一个稳定的电阻和一个稳定的电流源来获得所需的电压。

这种电路的特点是输出电压不受负载变化影响,但对电流源的稳定性要求较高。

并联型电压基准源的工作原理如下:电阻与电流源并联后,通过电阻产生的电压与电流源产生的电压相加,得到所需的输出电压。

通过选择合适的电阻值和电流,可以得到稳定的电压输出。

为了保证输出电压的稳定性,需要使用一个稳定的电流源来提供电流。

3. 串联型和并联型电压基准源的比较•稳定性:串联型电压基准源在负载变化较大时输出电压相对不稳定,而并联型电压基准源的输出电压不受负载变化的影响,更稳定。

•负载影响:串联型电压基准源的输出电压容易受到负载变化的影响,而并联型电压基准源的输出电压基本不受负载变化的影响。

•稳定要求:串联型电压基准源对电压源的稳定性要求较高,而并联型电压基准源对电流源的稳定性要求较高。

总结:串联型和并联型电压基准源是用于产生稳定电压参考的电路。

串联型电压基准源通过串联一个稳定的电阻和电压源来产生稳定的输出电压,但对负载变化敏感;并联型电压基准源通过并联一个稳定的电阻和电流源来产生稳定的输出电压,不受负载变化影响。

选择使用哪种类型的电压基准源要根据具体的应用需求来决定。

了解电脑电源的不同类型及其性能比较

了解电脑电源的不同类型及其性能比较

了解电脑电源的不同类型及其性能比较电源是电脑的核心组件之一,它为计算机提供稳定的电力供应。

在选择电源时,了解不同类型的电源以及它们的性能比较是至关重要的。

本文将介绍电脑电源的不同类型,包括传统电源和新型电源,以及它们在性能方面的比较。

一、传统电源类型传统电源一般是通过交流电转换为直流电来为电脑供电的。

常见的传统电源类型包括线性电源和开关电源。

1. 线性电源线性电源是较早期的一种传统电源类型,它通过电源变压器来将交流电转换为所需的直流电。

线性电源具有较低的成本和较小的体积,但效率较低,工作时产生较多的热量和噪音。

2. 开关电源开关电源是目前应用较广泛的一种传统电源类型。

开关电源通过高频开关进行电能转换,具有较高的效率,能够稳定输出所需的直流电,且体积相对较小。

开关电源的稳定性和可靠性较好,但造价较高。

二、新型电源类型随着技术的不断进步,新型电源逐渐应用于电脑系统。

新型电源一般分为无功率因数校正(PFC)电源和模块化电源两种类型。

1. 无功率因数校正(PFC)电源无功率因数校正电源是一种通过调整输入电流与输入电压之间的相位关系来提高功率因数的电源。

它能够更高效地利用电网能源,减少对电网的污染。

无PFC电源有效避免了功率因数低下可能引起的供电问题。

2. 模块化电源模块化电源是一种将电源分为独立的模块,可根据实际需求进行模块替换或增加的电源系统。

它的优点在于可以根据电脑系统的需求进行灵活的扩展和拆解。

模块化电源可以提高电脑系统的可维护性和升级性。

三、传统电源与新型电源的性能比较传统电源和新型电源在性能方面存在一定差异。

下面将对它们的几个方面进行具体比较。

1. 效率传统电源的效率相对较低,一般在70%到80%之间。

而新型电源的效率相对较高,特别是模块化电源的效率可达90%以上。

高效率的电源能够更好地转换电能,减少能量的浪费和损耗。

2. 稳定性传统电源和新型电源在供电稳定性上并无明显差距,都能够提供稳定的直流电。

基准电压源与带隙基准电压源

基准电压源与带隙基准电压源

基准电压源与带隙基准电压源
1、什么是基准电压源?
基准电压源是一种用作电压标准的高稳定度电压源。

目前,它已被广泛用于各种开关稳压器和开关电源中,它也是人们在电子仪器和精密测量系统中长期追求的一种理想器件。

传统的基准电压源是基于稳压管或晶体管的原理而制成的,其电压温漂为mV/℃级,电压温度系数高达10-3/℃~10-4/℃,无法满足现代电子测量之需要。

随着带隙基准电压源的问世,才使上述愿望变为现实。

2、什么是带隙基准电压源?
所谓能带间隙是指硅半导体材料在0K温度下的带隙电压,其数值约为1.205V,用Ug0表示。

带隙基准电压源的基本原理是利用电阻压降的正温漂去补偿晶体管发射结正向压降的负温漂,从而实现了零温漂。

由于未采用工作在反向击穿状态下的稳压管,因此噪声电压极低。

目前生产的基准电压源大多为带隙基准电压源。

带隙基准电压源的简化电路如图1-1-3所示。

基准电压源的表达式为
图1-1-3带隙基准电压源的简化电路
式中k——玻耳兹曼常数;
q——电子电量;
T——热力学温度。

其电压温度系数
式中,右边的第一项为负数(d UBE/d T≈-2.1mV/℃),第二项为正数。

因此只要选择适当的电阻比,使两项之和等于零,即可实现零温漂。

其条件是
式中,UBE0是常温T0下的UBE值。

这表明从理论上讲,基准电压与温度变化无关。

实际上由于受基极电流IB等因素的影响,UREF 只能接近于零温漂。

带隙基准电压源与普通稳压管的性能比较见表1-1-3。

基准电压源

基准电压源

基准电压源基准电压源是一种可以实现恒定、精确的电压,能够满足精密测量和控制的要求的电源。

它是多种电子设备的重要部件,表现出高精度,高可靠性和高稳定性,可以确保系统正常运行。

作为一种调节电压源,它是电子测量和控制的基本要素,它的精度直接影响系统的精确度。

基准电压源可以分为电池供电和有源供电两种。

电池供电的基准电压源主要通过单片机控制单元和电池来实现,它的输出电压受到电池的自然耗电影响。

这种类型的基准电压源具有结构简单,成本低且不易受外界环境干扰的特点,但输出电压的精度受到电池耗电的影响。

有源供电的基准电压源通常是一种靠正反馈环路控制的集成低压电压参考源,它的原理是通过正反馈环路检测机构将电压调整到用户设定值。

这种基准电压源具有精度高,输出电压稳定,噪声小,功耗小,整机可靠性高等优点,是目前具有较高应用价值的基准电压源。

基准电压源对于电子测量和控制的发展具有重要意义,要求具有高精度、高可靠性和高稳定性的输出电压,用于校准和测量系统的精度。

针对不同的使用场景,基准电压源的类型也不尽相同,除了正常的单电源外,还可以满足一些特殊的应用场景,根据具体情况选择适合的型号,以保证电路系统正常运行并达到设计性能要求。

基准电压源在应用中,要求具有良好的热可靠性和低噪声表现,以及容易操作性和可靠性。

这要求基准电压源的内部电路布局要紧凑合理,内部元器件必须符合精度要求,同时考虑材料、结构和外部环境等多方面因素,以满足可靠性和稳定性的要求。

基准电压源的性能取决于用于测试的精度,因此要实现准确的输出电压,需要校准它,以保证测量器的准确度和稳定性,尤其是振荡器、直流校准等应用。

校准是电子测量及控制的关键环节之一,它的正确性直接影响系统的精度和可靠性,因此,在实施过程中必须科学精准,并且要经常进行校准,以保证系统的正常运行。

总之,基准电压源为精密测量和控制作出了重要贡献,它对电子测量系统的精度和可靠性有着极大的影响。

为了保证系统的精度和稳定性,必须正确选择和合理安装基准电压源,并定期进行校准,以确保系统的正常运行。

基准电压和标称电压

基准电压和标称电压

基准电压和标称电压引言:在电子电路中,基准电压和标称电压是两个重要的概念。

它们在电路设计、元件选型和工作稳定性等方面起着至关重要的作用。

本文将分别介绍基准电压和标称电压的定义、特点以及在电路中的应用。

一、基准电压基准电压是指在电路中作为参考的稳定电压。

它通常由特定的电路或元件提供,并具有以下特点:1. 稳定性:基准电压应具有高精度和良好的稳定性,以确保电路的准确工作。

2. 可调性:某些基准电压源可以根据需要进行调整,以满足不同电路的要求。

3. 低噪声:基准电压应具有低噪声水平,以避免对电路的干扰。

4. 温度稳定性:基准电压应具有良好的温度稳定性,以确保在不同温度下仍能保持准确。

基准电压在电路中的应用非常广泛。

例如,在模拟电路中,基准电压可以用作比较器的参考电压,以实现精确的电压比较。

在数字电路中,基准电压可以用作时钟信号的参考,以确保数据的准确传输和处理。

二、标称电压标称电压是指电子元件或设备的制造商在规格书中标注的额定电压。

它通常用来表示元件的工作电压范围,具有以下特点:1. 公差范围:标称电压通常具有一定的公差范围,表示元件在正常工作条件下的电压波动范围。

2. 设计依据:电路设计师可以根据标称电压来选择合适的元件,以保证电路的正常工作。

3. 安全性考虑:标称电压也是在元件设计和生产过程中考虑到的安全因素之一,以确保元件不会受到过高的电压损害。

标称电压在电路设计和元件选型中起着重要作用。

例如,在电源电路中,选择合适的电容器和电阻器的标称电压可以确保电路的工作稳定性和安全性。

在集成电路设计中,标称电压是设计师根据工艺和性能要求选择合适的工作电压的重要指标。

结论:基准电压和标称电压在电子电路中都是至关重要的概念。

基准电压作为电路的参考电压,具有高精度、稳定性和温度稳定性等特点,广泛应用于模拟电路和数字电路中。

标称电压则是电子元件或设备的额定电压,用于选择合适的元件和确保电路的稳定性和安全性。

了解和正确应用基准电压和标称电压,对于电路设计和元件选型具有重要意义,能够提高电路的可靠性和性能。

分流基准电压源

分流基准电压源

分流基准电压源是一种特殊的电压源,它能够提供稳定的输出电压,并且可以随着负载电流的变化自动调节输出电压。

这种电压源在功能上类似于齐纳二极管,但在一些应用中可以作为齐纳二极管的替代品。

分流基准电压源的输出阻抗较低,约为0.2欧姆左右,因此可以在许多应用中提供非常尖锐的导通特性。

此外,该器件的输出电压可以设置为Vref(约2.5V)和Vmax(约36V)之间的任何值。

分流基准电压源有三个等级,B、A和标准等级的初始公差(25°C时)分别为0.5%、1%和2%。

相对于温度的低输出漂移确保了在整个温度范围内的良好稳定性。

在有源输出电路中,分流基准电压源可以提供非常稳定的的工作电流,并且可以随着负载电流的变化自动调节输出电压。

这种特性使得分流基准电压源在许多应用中成为齐纳二极管的绝佳替代品。

例如,在可调电源和开关电源等应用中,分流基准电压源可以提供非常稳定的输出电压,并且可以随着负载电流的变化自动调节输出电压。

总之,分流基准电压源是一种非常有用的电压源,它可以在许多应用中提供非常稳定的工作电流,并且可以随着负载电流的变化自动调节输出电压。

基准电压源

基准电压源

基准电压源基准电压源是电路中一种重要的参考电压,它经常被用来检测电路中的相对变化,以帮助调整电路性能。

它可以是外部产生的,也可以是内部产生的。

基准电压源可以细分为外部和内部两种类型。

外部基准电压源通常是从另一台电脑中接收的,它的电压是由另一台电脑的程序控制。

内部基准电压源则是由另一个电路中的程序来控制,其电压可以设置为任意值。

基准电压源的作用是,在电路中维持电压的稳定,这种稳定的电压可以帮助保持电路性能的一致,从而使电路的性能更稳定、可靠。

基准电压源的主要要求是,保持稳定,无论是在环境温度、功耗、压力变化时。

此外,它还要求有良好的抗干扰性,能够抑制外部干扰对电压的影响,从而保持稳定的输出电压。

一般来说,基准电压源的电压精度范围为±0.05V~±1V,它能够有效抑制外部电压变化对内部电路的影响,同时,也能够提供电源电压的稳定性和精度。

基准电压源可以用于不同的电路,以检测电路中各部分的偏差、抑制输入电压变化对输出电压的影响,从而保持电路整体性能的稳定。

它也可以用于模拟电路,为模拟信号提供参考电压,以便保证模拟信号的精度,并有效抑制外部噪声的影响,以提高信号的精度。

基准电压源的发展史可以追溯到电压标准电路中第一次使用电压基准。

19世纪50年代,随着数字电子学的发展,基准电压源得以进一步改进,并逐渐普及应用,成为电子行业中的重要组成部分。

如今,基准电压源的设计和性能仍在不断改进,不仅可以满足电子行业中多个领域的需求,而且还可以提供较高的精度和可靠性,使用成本也相对较低。

因此,基准电压源在电子行业中得到了广泛的应用,受到了各个领域的欢迎。

综上所述,基准电压源是电子行业中一种重要的参考电压,它可以帮助保持电路性能的稳定,有效抑制外部电压变化对内部电路的影响,从而保持电路整体性能的稳定。

基准电压源的使用广泛,受到各个领域的欢迎。

基准电压源器件种类

基准电压源器件种类

基准电压源器件种类基准电压源是一种用于提供稳定、精确的电压参考的电子设备。

这些设备通常用于测试、测量和校准其他电子设备,以及在高精度应用中提供准确的参考电压。

基准电压源可以根据其工作原理和结构特点分为多种类型。

下面将介绍几种常见的基准电压源。

1. 精密电阻分压器(Precision resistor divider)精密电阻分压器是基准电压源中最简单的一种类型。

它使用高精度的电阻分压,通过改变电阻比例来产生所需的稳定电压。

这种基准电压源通常具有较高的精度和稳定性,但受到环境条件的影响较大。

2. 电压参考二极管(Voltage reference diode)电压参考二极管是一种使用了温度稳定的二极管特性的基准电压源。

它的输出电压与温度几乎无关,因此在一定温度范围内能够提供较为稳定的电压参考。

这种基准电压源常常被用于精密测量和校准设备中。

3. 温度补偿电路(Temperature compensated circuit)温度补偿电路是通过使用温度传感器和稳压电路来实现对基准电压温度漂移的补偿。

该电路会自动根据温度变化来调整输出电压,以保持其稳定性。

温度补偿电路通常被用于高精度应用,如仪器仪表和精密测量仪器。

4. 压差参考(Voltage difference reference)压差参考是一种基于比较两个电压值来产生稳定参考电压的技术。

它通常使用了反馈电路和差分放大器,通过将标准电压与所需电压进行比较,然后调整电路参数,以使输出电压保持恒定。

这种基准电压源通常具有良好的线性度和稳定性。

基准电压源在许多领域中都起着重要的作用。

无论是在科学研究、工业控制还是电子设备校准中,精确的电压参考都是不可或缺的。

选择适合应用需求的基准电压源对于保证测量结果的准确性至关重要。

因此,在选择和使用基准电压源时,需要考虑到环境条件、精度要求和应用场景等因素。

总结来说,基准电压源是一类用于提供稳定、精确电压参考的电子设备,包括精密电阻分压器、电压参考二极管、温度补偿电路和压差参考等不同类型。

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基准电压源的分类性能比较
[摘要]建立一个与电压无关,具有确定的温度特性的直流电压即基准电压。

随着带隙基准电压源的问世,基准电压源无论是在温度特性、电源电压、功耗等方面都得到了很大的进步。

本文主要介绍了三种基准电压源的结构,并分析了其优缺点。

[关键词]带隙基准,晶体管,温度系数
中图分类号:tn32 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)12-0219-02
多年来,在集成系统中已经采用许多方法来实现电压基准。

自widlar发明以来,带隙基准电压源在bipolar电路中得到了广泛运用,随着激光修调技术、温度补偿技术以及cmos工艺飞速发展,带隙基准源得到了快速发展。

在传统的mos基准电压源中,可以获得温度系数为85×10-6左右的输出参考电压,但是该温度性能的基准电压源远不能满足目前电路设计的要求。

而且由于电路中存在运算放大器,基准电压源的指标在很大程度上受到运放失调电压(offset)、电源电压抑制比(psrr)等的限制,要想进一步提高电路的性能需在电路结构上加以改进。

1.隐埋齐纳二极管基准电压源
早期的齐纳二极管基准电压源为减少温度漂移或温度系数(tc),通常在一只反向齐纳二极管上再串联一只正向二极管,如图1.1所示。

因为工作在雪崩状态下的齐纳二极管的击穿电压约在7v左右,
具有正温度系数(约为+2mv/℃),而正向硅二极管具有负温度系数(约为-2mv/℃),二者可以相互抵消。

但是由于这两个温度系数的绝对值并不相等,而且都随电流变化而变化,所以很难得到零温度系数。

这种齐纳(雪崩)二极管的击穿电压发生在硅表面层,所以称为表层齐纳二极管。

由于硅芯片表层与其内部相比有更多的杂质、晶格缺陷和机械应力,所以表层齐纳二极管的噪声大、长期稳定性差,而且容易受到表层氧化层中迁移电荷及外界环境的影响。

为了克服上述缺点,改进制造工艺,采用隐埋齐纳二极管结构(见图1.2),使其击穿电压发生在表层的下面,从而可以避免表层的影响,使其在温度漂移、时间漂移和噪声特性等方面得到明显的改善。

图1.3所示的齐纳基准电压及其反馈放大器用于提供非常稳定的输出。

用电流源偏置6.3v的齐纳二极管。

齐纳电压由电阻网络r1和r2分压,此电压加到运放的非倒相输入端,并被放大到所需要的输出电压。

放大器增益由电阻网络r3和r4确定,即增益
g=1+r4/r3。

使用6.3v齐纳二极管,因为它对于时间和温度是最稳定的齐纳二极管。

其输出方程式为:
隐埋齐纳二极管基准比带隙基准昂贵,但能提供更高的性能。

典型的初始误差为 0.01~0.04%,tc为1~10ppm/℃,噪声低于10μvp-p(0.1~10hz)。

长期稳定性典型值为6~15ppm/1000小时。

基于隐埋齐纳的基准经常用在12位、14位和较高分辨率的系统中。

因为隐埋齐纳基准的性能可通过设计中包含非线性温度补偿网络
而得到提高,在几个温度点上微调补偿网络可使其电性能在工作范围内达到最佳。

2.带隙基准电压源
隐埋齐纳二极管基准源的缺点是电源电压必须大于7v,工作电流相当高,通常为几个ma,显然这种基准源不适合于便携式和电池供电的应用场合。

二极管带隙基准源是一种低温度系数、低电压的基准源。

带隙基准最简单的结构是用两个晶体管,用不同的发射极面积产生正比于绝对温度的电压,如图2.1所示。

vbe1和vbe2具有相反的温度系数。

电压vcc变换为电流i1和i2,i1和i2被镜象反映到输出支路,输出方程为:
式中λ是比例因子,vbe1是第一个晶体管的基极—发射极电压,vbe2是第二个晶体管的基极—发射极电压。

因为带隙基准源的价格优势,它被广泛应用于adc/dac转换器以及外部基准源中。

通常,带隙基准用在需要最高10位精度的系统设计中。

带隙基准一般具有0.5~1.0%初始误差,温度系数tc为25~50ppm/℃,输出电压噪声一般为15~30μvp-p(0.1~10hz),长期稳定性为20~30ppm/1000小时。

3.xfet基准电压源
xfet是一种新型的基准技术,这种基准源的核心是利用jfet来设计的。

从理论上讲,jfet的沟道导电载流子是多子,相对双极晶体管的基区导电载流子是少子而言,多子遇到晶格碰撞产生噪声的机会要小于少子,因而xfet基准电压源具有较低的噪声。

与bjt
带隙基准源类似,基于jfet的电压基准电路利用一对具有不同夹断电压的jfet,将其差分输出电压放大以产生一个稳定的负温度系数的电压(约为-120ppm/°c),然后用一个具有正温度系数的电压进行补偿,得到稳定的基准电压。

两个jfet中的一个jfet在制造过程中外加了一步离子注入工艺,所以成为外加离子注入结型场效应管(extra implantation junction field effect transistor ——xfet)基准电压源。

如图3.1所示,它由两个结型场效应管组成,其中一个多加一次沟道注入来提高夹断电压。

两个jfet工作在相同的漏极电流下,把夹断电压之差进行放大,用来形成电压基准。

其输出方程式是:式中δvp是两个jfet夹断电压之差,iptat是正温度系数校正电流。

xfet基准的性能水平处在带隙和齐纳基准之间,典型的初始误差为0.06%,tc为10ppm/℃,噪声为15μvp-p(0.1~10hz),长期稳定性为0.2ppm/1000小时。

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