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公司新闻
齐纳二极管的电压参考设计和实现
2023-08-10IP属地 湖北43

  当你用齐纳二极管做参考设计时,因为齐纳二极管比较简单,可以用它来演示设计过程,使用中的问题会让你庆幸有IC参考。电路指标为:VCC = 30V±10%,8.445 VREF 9.555,δ Vref 200mv,100kωr load 200kω,0 C TA 80 C

  下一次试验可以选择9.1V 1N757齐纳二极管。请注意,温度系数为6mV/°C,齐纳二极管电压容差为5%。计算出的基准电压等于指标:VREF=(1.05)(9.1)=9.555V,但温漂δ vref = (80-25) (6mv) = 0.330v,超过了温漂电压指标。

  一个信号二极管与一个1N756 8.2V齐纳二极管串联,因此信号二极管的负温度系数可以部分抵消齐纳二极管的正温度系数(图1)。二极管的温度系数为-2.1至-2.3mV/°C,而8.2V齐纳二极管的温度系数为。

  为5.4mV/°C,因此综合温度系数为3.3mV/°C,这种情况下,δVREF = 181.5mV,符合指标,但基准电压VREF=(0.95)(8.2)+0.5=8.29V,小于规定的限值8.445V v。

  此分析不完整,因为齐纳阻抗和偏置电流等其他齐纳特性会影响VREF。现在应该使用温度补偿齐纳二极管,而不是使用纯齐纳二极管。1N935的齐纳电压为9.075V,容差为±5%,温度系数为2mv/C;当IZ=7.5 mA时,齐纳阻抗为20ω,其中IZ为齐纳测试电流。基准电压为8.62 VREF 9.53。快速计算温度系数的误差可以得到电压变化值δvre f1 = 110mV。到目前为止,参数是好的,但你需要做进一步的计算,以获得一个完整的图像。

  齐纳二极管电压基准的设计与实现

  图1中的温度补偿齐纳管

  计算RBIAS得到r bias =(VCC-vref)/iz =(30-9)/7.5 = 2885ω,取r bias = 2800ω2%%。(图1中的温度补偿齐纳二极管包括一个二极管。)因为电源和电阻容差的原因,IZ的范围是从[(30)(0.9)-9.53-0.11]/2.8(1.02)= 6.07Ma到[(30)(1.1)-8.62-0.05]/2.8(0.98)= 8。负载电阻的变化使IZ变化约90 μA,可以忽略不计。温度补偿齐纳管的电流变化对应于约5ω的齐纳阻抗变化(参考1),但δδVREF仅变化约37.5 mV。你还应该考虑齐纳电压的变化。由于IZ的漂移,当VREF变化50 mV时,齐纳管的工作点发生变化。此外,应该记住,DC电压中包含的宽带半导体噪声为20 μV V..

  最终基准电压变化为110+37.5+50=197.5 mV。有些人可能认为这种分析不够严谨,这是事实,但这种分析可以让您对对齐参考的使用有所了解。如果VCC低至12V,齐纳二极管无法满足规格要求。当RLOAD较大时,负载阻抗的变化不会影响设计计算。然而,较小的2kω负载阻抗变化1kω时,会导致IZ发生巨大变化,这就需要使用齐纳二极管缓冲器。如果齐纳二极管是电路的一部分,您可以使用激光来调整RLOAD,因此无需添加缓冲器。这种埋入式齐纳二极管的电压基准方法似乎是建立电压基准的更好方法。