IC 參考在電路設(shè)計人員中很受歡迎，因為它們準確且漂移低。我未來的一些專欄將涵蓋三種類型的 IC 參考：掩埋齊納二極管、帶隙和 XFET。我們使用齊納二極管開發(fā)參考設(shè)計程序；齊納二極管的簡單說明了設(shè)計過程，它的問題讓我們欣賞 IC 參考。電路規(guī)格為V CC =30V±10%, 8.445，參考電壓9.555, ΔV REF200 毫伏，100 千歐負載_200 kΩ 和 0°CTA _80℃。

　　穩(wěn)壓二極管，英文名稱Zener diode，又叫齊納二極管。利用PN結(jié)反向擊穿狀態(tài)，其電流可在很大范圍內(nèi)變化而電壓基本不變的現(xiàn)象，制成的起穩(wěn)壓作用的二極管。 此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數(shù)值，在這個低阻區(qū)中電流增加而電壓則保持恒定，穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩(wěn)壓管主要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準元件使用。穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯(lián)就可獲得更高的穩(wěn)定電壓。

　　首次嘗試選擇 1N757 9.1V 齊納二極管。請注意，最大溫度系數(shù)為 6 mV/°C，齊納電壓容差為 ±5%。計算出的參考電壓等于最大規(guī)格，V REF =（1.05）（9.1）=9.555V，但溫度引起的漂移為 ΔV REF =（80–25）（6 mV）=0.330V，因此超過了最大-漂移電壓規(guī)格。

　　將信號二極管與 1N756 8.2V 齊納二極管串聯(lián)，使二極管的負溫度系數(shù)抵消齊納二極管的部分正溫度系數(shù)。二極管的溫度系數(shù)范圍為 –2.1 至 –2.3 mV/°C，而 8.2V 齊納二極管的溫度系數(shù)為 5.4 mV/°C，因此該組合的最大溫度系數(shù)為 3.3 mV/°C。這種情況下產(chǎn)生的 ΔV REF =181.5 mV 符合規(guī)范，但最小參考電壓 V REF =（0.95）（8.2）+0.5=8.29V 小于規(guī)定的 8.445V 限制。

　　該分析是不完整的，因為額外的齊納特性，例如齊納阻抗和偏置電流，會影響 ΔV REF?，F(xiàn)在是時候放棄純齊納二極管并使用溫度補償齊納二極管了。1N935的齊納電壓為9.075V;5% 的容差；溫度系數(shù)為 2 mV/°C;I Z =7.5 mA時的齊納阻抗為 20Ω ，其中 I Z 是齊納測試電流。參考電壓范圍為 8.62

　　參考電壓9.53?？焖儆嬎銣囟认禂?shù)誤差會產(chǎn)生 ΔV REF1 =110 mV 的最大電壓變化。到目前為止，一切都很好，但我們需要做進一步的計算才能獲得完整的畫面。

　　計算R BIAS 為R BIAS =（V CC –V REF ）/I Z =（30–9）/7.5=2885Ω；選擇 R BIAS =2800Ω±2%。由于電源和電阻容差，I Z的變化 范圍為 [（30）（0.9）–9.53–0.11]/2.8（1.02）=6.07 mA為 [（30）（1.1）–8.62–0.05]/2.8（0.98）=8.86 mA。負載電阻變化會導致 I Z發(fā)生大約 90 μA 的變化，這是微不足道的。溫度補償齊納電流的這種變化對應于大約 ±5Ω 的齊納阻抗變化，但ΔVREF 變化僅約±37.5 mV。我們還應該考慮齊納電壓變化：由于 I Z 偏移，當 V REF 變化 ±50 mV 時，齊納工作點會發(fā)生變化。此外，請記住，直流電壓包含的最大寬帶半導體噪聲為 20 μV。

　　最終的參考電壓變化為 110+37.5+50=197.5 mV。有人說這種分析不是最嚴格的，他們是對的，但它讓我們了解使用齊納參考所涉及的內(nèi)容。如果 V CC 低至 12V，齊納二極管將無法滿足規(guī)格。負載電阻變化不會影響設(shè)計計算，因為 R LOAD 很大。較小的 2kΩ 負載電阻和 1kΩ 的變化會導致 I Z發(fā)生很大變化，因此需要使用齊納二極管緩沖器。如果齊納二極管是 IC 的一部分，那么我們可以使用激光微調(diào) R BIAS ，并且添加緩沖器是微不足道的。這種掩埋齊納電壓參考方法似乎是構(gòu)建電壓參考的更好方法。

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