基准电压源
什么是基准电压源?
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。
基准电压源是当代模拟集成电路极为重要的组成部分,它为串联型稳压电路、A/D和D/A转化器提供基准电压,也是大多数传感器的稳压供电电源或激励源。另外,基准电压源也可作为标准电池、仪器表头的刻度标准和精密电流源。
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其实现方式如下:
1.齐纳二极管
可克服正向二极管作为基准电压的一些缺点,但其温度系数是正的,约为+2mV/℃
2.带隙基准源(采用CMOS,TTL等技术实现)
运用半导体集成电路技术制成的基准电压源种类较多,如深埋层稳压管集成基准源、双极型晶体管集成带隙基准源、CMOS集成带隙基准源等。“带隙基准源”是七十年代初出现的一种新型器件,它的问世使基准器件的指标得到了新的飞跃。
3.温度补偿性齐纳二极管
体积小、重量轻、结构简单便于集成;但存在噪声大、负荷能力弱、稳定性差以及基准电压较高、可调性较差等缺点。这种基准电压源不适用于便携式和电池供电的场合。
4.电阻分压:
只能作为放大器的偏置电压或提供放大器的工作电流。这主要是由于其自身没有稳压作用,故输出电压的稳定性完全依赖于电源电压的稳定性。
5.普通正向二极管
不依赖于电源电压的恒定基准电压,但其电压的稳定性并不高,且温度系数是负的,约为 -2mV/℃
由于带隙基准源具有高精度、低噪声、优点,因而广泛应用于电压调整器、数据转换器(A/D, D/A)、集成传感器、大器等,以及单独作为精密的电压基准件,低温漂等许多微功耗运算放。
基准电压源工作原理和电路组成?
一般情况下,可用电阻分压作为基准电压,但它只能作为放大器的偏置电压或提供放大器的工作电流。这主要是由于其自身没有稳压作用,故输出电压的稳定性完全依赖于电源电压的稳定性。另外,也可用二极管的正向压降作为基准电压,它可克服上述电路的缺点,得到不依赖于电源电压的恒定基准电压,但其电压的稳定性并不高,且温度系数是负的,约为-2mV/℃。
还可用硅稳压二极管(简称稳压管或齐纳管)的击穿电压作为基准电压,它可克服正向二极管作为基准电压的一些缺点,但其温度系数是正的,约为+2mV/℃ 。
所以,以上几种均不适用于对基准电压要求高的场合。于是,在这种迫切的市场需求和设计者的不断努力下,高精度的基准电压源应运而生,并且种类繁多。
另外用LM的芯片和电阻或者加上稳压管的组合或者是TL341加上电阻构成~
理想的基准电压源应不受电源和温度的影响,在电路中能提供稳定的电压,“基准”这一术语正说明基准电压源的数值应比一般电源具有更高的精度和稳定性。
±5V基准电压源电路图