【導讀】什么比基準電壓源更簡(jiǎn)單的基本電壓恒定基準電壓呢？與所有設計主題一樣，也需要權衡取舍。本文討論了不同類(lèi)型的電壓基準，它們的關(guān)鍵規格以及設計折衷，包括精度，溫度無(wú)關(guān)性，電流驅動(dòng)能力，功耗，穩定性，噪聲和成本。
有什么比基準電壓源更簡(jiǎn)單的基本電壓恒定基準電壓呢？與所有設計主題一樣，也需要權衡取舍。本文討論了不同類(lèi)型的電壓基準，它們的關(guān)鍵規格以及設計折衷，包括精度，溫度無(wú)關(guān)性，電流驅動(dòng)能力，功耗，穩定性，噪聲和成本。
理想的
一個(gè)理想的參考電壓有一個(gè)完美的初始精度并保持其電壓在負載電流，溫度和時(shí)間的變化。在現實(shí)世界中，設計人員必須權衡以下因素：初始電壓精度，電壓溫度漂移和滯后，電流源和吸收能力，靜態(tài)電流（或功耗），長(cháng)期穩定性，噪聲和成本。
參考類(lèi)型
兩種最常見(jiàn)的參考類(lèi)型是齊納和帶隙。齊納二極管通常用于兩端并聯(lián)拓撲中。帶隙基準通常用于三端串聯(lián)拓撲。
齊納二極管和并聯(lián)拓撲
齊納二極管是為在反向偏置擊穿區域中工作而優(yōu)化的二極管。由于擊穿是相對恒定的，因此可以通過(guò)反向驅動(dòng)已知電流來(lái)產(chǎn)生穩定的參考電壓。
齊納二極管的一大優(yōu)勢是電壓范圍廣，從2V至200V。它們還具有廣泛的功率處理能力，從幾毫瓦到幾瓦。
齊納二極管的主要缺點(diǎn)是它們的精度不足以用于高精度應用，并且其功耗使其非常適合于低功率應用。一個(gè)例子是BZX84C2V7LT1G，其擊穿電壓或標稱(chēng)參考電壓為2.5V，變化范圍為2.3V至2.7V，或±8％的精度。這僅適用于精度要求不高的應用。
齊納基準的另一個(gè)問(wèn)題是輸出阻抗。上面的示例在5mA時(shí)的內部阻抗為100Ω，在1mA時(shí)的內部阻抗為600Ω。非零阻抗會(huì )導致參考電壓的額外變化，具體取決于負載電流的變化。選擇低輸出阻抗的齊納二極管可最大程度地減小這種影響。
埋入式齊納二極管是一種特殊類(lèi)型的齊納二極管，由于其結構，其比常規齊納二極管更穩定，這使它們置于硅表面下方。
實(shí)際齊納二極管的替代品是模擬齊納二極管的有源電路。電路允許該器件極大地改善了齊納二極管的經(jīng)典局限性。MAX6330就是這樣一種器件。在100µA至50mA的負載變化范圍內，它具有1.5％（最大值）的嚴格初始精度。這種IC的典型實(shí)現如圖1所示。
選擇合適的分流電阻
所有分流配置參考都需要一個(gè)與參考元件串聯(lián)的限流電阻?？梢詮囊韵鹿接嬎愕贸觯?/div>
RS =（VIN（最大值）– VSHUNT（最小值））/（ISHUNT（最大值）+ ILOAD（最小值））≤RS≤（VIN（min）– VSHUNT（最大值））/（ISHUNT（最小值）+ ILOAD（最大值） ）
其中：
VIN是輸入電壓范圍
VSHUNT是穩壓電壓
ILOAD是輸出電流范圍
ISHUNT是最小并聯(lián)工作電流
請注意，無(wú)論是否存在負載，并聯(lián)電路始終消耗ILOAD（max）+ ISHUNT。
通過(guò)適當調整RS的大小，可將同一個(gè)分流器用于10VIN或100VIN。為RS選擇最大的標稱(chēng)電阻器值可實(shí)現最低的電流消耗。請記住要提供安全余量，以結合所用電阻器的最壞情況容限。您還應該使用以下兩個(gè)通用功率方程式之一來(lái)確保電阻器的額定功率足夠：
PR = IIN（VIN（最大）– VSHUNT）
=I²INRS
=（VIN（最大）– VSHUNT）²/ RS
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