基准电压源是模拟电路的核心模块,其精度与稳定性直接决定ADC/DAC转换、电源管理等系统的性能。
一、齐纳二极管基准
原理:利用齐纳二极管反向击穿区电压稳定特性,当反向电压达到击穿电压时,电流突变而电压维持恒定。
特性:
电路简单,成本低于0.1美元
温度系数达+2mV/℃,动态电阻>100Ω
适用于低精度场景(如消费电子电源指示)
二、带隙基准
原理:通过双极晶体管Vbe的负温系数与ΔVbe的正温系数叠加,实现零温度系数基准输出。
特性:
温度系数<5ppm/℃,噪声低至3μVpp
典型应用:高精度ADC(如24位Σ-Δ型)
代表器件:MAX6325(0.02%初始精度)
三、并联型基准
结构:稳压元件(齐纳/带隙)与负载并联,串联电阻分压限流。
特性:
电源抑制比(PSRR)>60dB@1kHz
需计算限流电阻:R=(Vin-Vref)/(Iload+Iq)
典型场景:工业PLC模拟输入模块
四、串联型基准
结构:稳压元件与运放构成负反馈环路,实现高精度调节。
特性:
输出阻抗<1mΩ,负载调整率<0.01%
需关注运放带宽与压摆率
高端应用:医疗超声成像前端
五、电阻分压网络
原理:通过精密电阻分压获取基准电压。
特性:
成本最低方案,电阻匹配度决定精度
温度系数受限于电阻TC值(如10ppm/℃)
适用场景:低成本MCU内部参考
六、XFET基准
原理:采用离子注入JFET产生夹断电压差,经运放放大输出。
特性:
温度漂移3-8ppm/℃,长期稳定性50ppm/1000h
典型器件:LTZ1000(0.05ppm/℃超低漂移)
高端计量设备首选方案
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