【導讀】什么比基準電壓源更簡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。本文討論了不同類型的電壓基準，它們的關鍵規格以及設計折衷，包括精度，溫度無關性，電流驅動能力，功耗，穩定性，噪聲和成本。
有什么比基準電壓源更簡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。本文討論了不同類型的電壓基準，它們的關鍵規格以及設計折衷，包括精度，溫度無關性，電流驅動能力，功耗，穩定性，噪聲和成本。
理想的
一個理想的參考電壓有一個完美的初始精度并保持其電壓在負載電流，溫度和時間的變化。在現實世界中，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，靜態電流（或功耗），長期穩定性，噪聲和成本。
參考類型
兩種最常見的參考類型是齊納和帶隙。齊納二極管通常用于兩端并聯拓撲中。帶隙基準通常用于三端串聯拓撲。
齊納二極管和并聯拓撲
齊納二極管是為在反向偏置擊穿區域中工作而優化的二極管。由于擊穿是相對恒定的，因此可以通過反向驅動已知電流來產生穩定的參考電壓。
齊納二極管的一大優勢是電壓范圍廣，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。一個例子是BZX84C2V7LT1G，其擊穿電壓或標稱參考電壓為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。
齊納基準的另一個問題是輸出阻抗。上面的示例在5mA時的內部阻抗為100Ω，在1mA時的內部阻抗為600Ω。非零阻抗會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與參考元件串聯的限流電阻。可以從以下公式計算得出：
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是最小并聯工作電流
請注意，無論是否存在負載，并聯電路始終消耗ILOAD（max）+ ISHUNT。
通過適當調整RS的大小，可將同一個分流器用于10VIN或100VIN。為RS選擇最大的標稱電阻器值可實現最低的電流消耗。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通用功率方程式之一來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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