“解密”电压参考IC

　　电压参考IC是可提供特定输出电压值的精确的、带温度补偿的电压源，例如，电压值为1.225V、4.096V或10.000 V。电压参考IC可以是并联（两端）或串联（三端）型拓扑结构。

　　1 并联电压参考IC如何配置？

　　并联参考电压IC使用一个外部串联电阻RS，该电阻用来设置供给负载的最大电流（见图1a）。选择RS，使电源电压VS、负载电流IL以及参考源的反向电压VR的变化范围达到预期值，同时保证流过参考源的反向电流维持在可以接受的水平。当负载几乎是常量以及电源变化很小时，可以考虑采用并联型参考电压IC。

　　2 什么是串联电压参考IC？

　　典型的串联电压参考IC包含一个电压参考和一个控制输出电压的放大器（见图1b）。其参考电压源通常为温度补偿带隙或埋入齐纳型。当负载电流是可变的，以及在温度变化时对输出电压变化要求很严格的情况下，可以考虑采用串联型参考电压IC。

　　3 电压参考IC的主要特性是什么？

　　最关键的两个特性是初始输出电压精度和温度系数。理想电压参考的初始精度应该很好，并且不随电源电压、温度、负载电流和时间的改变而变化，虽然这无法达到。在无法校正或不方便校正的系统中，电压参考IC的初始精度很重要。通常，它通过整个系统的校正得到。

　　初始精度的定义条件是输入电压固定，以及无负载电流（对串联型）或偏置电流固定（对并联型）。温度系数是输出电压随工作温度的变化，以25℃输出电压归一的值，其极性可随器件的不同而变化，有些器件的温度系数极性为正，有些则为负。在许多模数转换器应用中，参考源的初始精度可以在微控制器或DSP中校正。但如果不在整个温度范围内对系统进行校正，则无法校正温度系数，而在整个温度范围内对系统进行校正费用很高。因此，要达到最佳性能，精密转换器应该选择低温度系数的电压参考。

　　4 电压参考IC需要既能够吸入电流又能够提供电流吗？

　　是的，如果使用的是逐次逼近型（SAR）转换器或者其他开关电容器件。这些器件存在尖峰电流，需要参考源能够吸入100μA或者更大的电流。绝大多数参考源在不带来参考电压误差的情况下，甚至无法吸入10nA的电流。虽然过去5年设计的许多参考源能够吸入一定量的电流，还是应该仔细查看数据手册来确认。

　　5 电压参考IC的压差是什么意思？

　　压差是电压参考IC保证正常工作状态下输入电压和输出电压之间的最小差异，有时它也称为电压参考IC的“裕量”。

　　图1：（a）两端并联电压参考IC的工作类似于在电压参考和电源之间串联了一个电阻的齐纳二极管。但是，并联电压参考精度更高，温度稳定性更好。（b）某些串联电压参考IC采用了复杂的参考电压技术，如温度系数曲线校正电路和激光微调、薄膜电阻，以改善温度系数和提高初始精度。

　　6 什么是电压参考IC的输出电压温度滞后效应？

　　在连续但方向相反的温度变化过程中（即从冷到热和热到冷）引起的参考温度（通常为25℃）下输出电压的变化。该效应引起的误差与相关系统的温度变化过程成比例。该参数与所采用的电路设计和电压参考IC的封装类型有关。

　　7 长期稳定性怎样影响电压参考IC的性能？

　　长期稳定性是在25℃的温度下，测试1000小时，器件样品输出电压的漂移。输出电压随时间逐渐变化，在最初500小时内变化最大。该参数在高性能应用或者无法进行定期校正的应用中很重要。

　　8 电压参考IC可立即导通和关断吗？

　　这些器件导通后通常在200μs之内达到其最终值的0.1%以内，当器件工作于最低压差和大负载情况下时，导通时间可能会增加到1ms。

　　快速导通参考电压IC通常允许终端用户在不需要时关闭电源，并在打开电源时能够快速响应。

　　9 电压参考内部电路的主要特性是什么？

　　这种电路必须同时拥有低功耗、低噪声以及低漂移特性。同时最佳情况是具有线性温度系数，优秀的长期稳定性，低的热滞后效应。一个电路实例是使用两个结型场效应管（JFET），其中之一具有额外通道注入，以提高其夹断电压。通过使两个场效应管的漏极电流相同，将夹断电压的差异放大以形成高度稳定的电压参考。