选择最佳的电压基准源

电压基准的特性及选用摘要从实际应用角度，介绍了电压基准的种类及特点，主要技术参数，选用电压基准的方法和注意事项。

关键词齐纳基准带隙基准XFET基准初始精度温度系数一、电压基准及其应用领域电压基准可提供一个精度远比电压稳压器高的多的精确输出电压，作为某个电路系统中的参考比较电压，因而称其为基准。

电压基准在某些方面与电压稳压器类似，但二者的用途绝然不同。

电压稳压器除了向负载输出一个稳定电压外还要供给功率。

电压基准的主要用途是为系统或负载提供一个精确的参考电压，而其输出电流通常在几至几十个毫安。

电压基准的用途十分广泛，典型的应用常见于数据采集系统，用于为模数变换器或数模变换器提供一个基准参考电压。

另外，它还可用于各类开关或线性电压变换电路、仪器仪表电路和电池充电器中。

二、电压基准的主要参数1.初始精度（Initial Accuracy初始精度用于衡量一个电压基准输出电压的精确度或容限，即电压基准工作时其输出电压偏离其正常值的大小。

通常，初始精度采用百分数表示，它并非是一个电压单位，故需换算才能获得电压偏离值的大小。

例如，一个标称电压为2.5V的基准, 初始精度为±%,则其电压精度范围为：5.2~5.21x±±%.25.2V475V525.0025.2在厂商的数据手册中，初始电压精度通常是在不加载或在特定的负载电流条件下测量的。

对于电压基准而言，初始精度是一个最为重要的性能指标之一。

2.温度系数（Temperature Coefficient温度系数（简称TC用于衡量一个电压基准，其输出电压因受环境温度变化而偏离正常值的改变程度，它也是基准电压最重要的性能指标之一，通常用ppm/C表示（ppm 是英文part per million的缩写,1ppm表示百万分之一。

例如，一个基准标称电压为10V,温度系数为10ppm/C ,则环境温度每变化1C ,其输出电压改变10VX10X10- 6=100叮。

国产3.3v电压基准在电子设备中，电压基准是非常关键的组成部分。

电压基准是指一个确定的电压值应该在一定范围内保持稳定，并可用于电路的参考电压。

一般来说，电压基准分为内部基准和外部基准两类。

内部基准通常由芯片内部的专用基准源产生，而外部基准通常由外部电源或其他设备提供。

在典型的嵌入式系统中，内部基准通常适用于模数转换器（ADC）或数字信号处理器（DSP）等模拟电路中。

由于内部基准能够保持更高的精度、更稳定的温度系数和更小的面积，所以内部基准在许多应用中都是首选解决方案。

目前，电源电压和外部基准电压通常在5V和3.3V之间变化。

在这两种电压下，3.3V被广泛应用，成为一个重要的电压基准。

下面将简要介绍3.3V电压基准的一些主要特点和应用。

3.3V电压基准是一种常用的基准电压。

它具有以下几个优点：1. 稳定性高。

3.3V电压基准使用专用芯片控制，稳定性可以达到0.1%或更高。

这种稳定性对于一些对电压精度要求较高的应用非常重要。

2. 电压范围广。

3.3V电压基准可以用于大多数数字和模拟电路中，包括电压稳定器、功率放大器、运算放大器等。

因此，能够满足多种应用需求。

3. 环保性好。

3.3V电压基准通常是基于硅制造的，因此与浪费电源和其他环境问题相关的材料基本上被消除了。

应用范围由于3.3V电压基准的高稳定性和广泛适用性，在许多应用中得到了广泛的应用。

以下是一些常见应用：1. 模数转换器（ADC）的参考电压。

3.3V电压基准的稳定性足以满足高精度ADC的要求。

因此，3.3V电压基准的应用非常广泛。

2. 无线通信系统。

由于3.3V电压基准的稳定性和可靠性，它被广泛用作无线通信系统中的基准电压。

3. 电源管理系统。

3.3V电压基准通常用于电源管理系统中，以提供稳定的电源电压，从而维护电子设备的正常运行。

4. 电流模拟电路。

3.3V电压基准还被广泛用于电流模拟器，这一应用主要用于电路测试和仿真。

总结总之，3.3V电压基准是一种重要的电压基准，因其高稳定性、广泛适用性和良好的环保性，使得它在许多电子设备中得到了广泛应用。

选择最佳的电压基准源
电压基准源简单、稳定的基准电压，作为电路设计的一个关键因素，电压基准源的选择需要考虑多方面的问题并作出折衷。

本文讨论了不同类型的电压基准源以及它们的关键特性和设计中需要考虑的问题，如精确度、受温度的影响程度、电流驱动能力、功率消耗、稳定性、噪声和成本。

几乎在所有先进的电子产品中都可以找到电压基准源，它们可能是独立的、也可能集成在具有更多功能的器件中。

例如：在数据转换器中，基准源提供了一个绝对电压，与输入电压进行比较以确定适当的数字输出。

在电压调节器中，基准源提供了一个已知的电压值，用它与输出作比较，得到一个用于调节输出电压的反馈。

在电压检测器中，基准源被当作一个设置触发点的门限。

要求什么样的指标取决于具体应用，本文讨论不同类型的电压基准源、它们的关键指标和设计过程中要综合考虑的问题。

为设计人员提供了选择最佳电压基准源的信息。

理想情况
理想的电压基准源应该具有完美的初始精度，并且在负载电流、温度和时间变化时电压保持稳定不变。

实际应用中，设计人员必须在初始电压精度、电压温漂、迟滞以及供出/吸入电流的能力、静态电流（即功率消耗）、长期稳定性、噪声和成本等指标中进行权衡与折衷。

基准源的类型
两种常见的基准源是齐纳和带隙基准源。

齐纳基准源通常采用两端并联拓扑；带隙基准源通常采用三端串连拓扑。

齐纳二极管和并联拓扑。

ATS-1000V 系列高精度基准电压源
•输出电压0~13V •额定输出电流50mA •高精度、高稳定性电压输出•连续可调，精度高达6½位•电压输出分辨率10μV •电压增益数控可调
简介
Introduction
ATS-1000V 是一款高精度、高稳定性电压输出的基准电压源。

最大输出13V 电压，额定输出电流50mA 。

电压分辨率可达10μV ，输出精度高，噪声低。

操作面板液晶显示，简洁易懂，易于操作。

输出
Output
ATS -1000V 高精度基准电压源输出数控可调，客户可根据测试的电压需求进行调节。

液晶显示
Liquid-crystal Display
ATS-1000V 系列采用液晶屏显示，设备状态及参数动态显示，操作界面一目了然，简洁易懂。

应用领域
Application Fields
电压基准芯片检测传感器检测
校验仪器仪表的精度高精度的标准信号电子测试与设计电路性能验证
型号ATS-1100V ATS-1200V 输出电压DC
0~13.0000V
0~13.00000V
位数5½6½分辨率100μV 10μV 额定输出电流50mA
50mA
稳定度24h ，±1℃20+2004+30
±（ppm output+μV ）
负载调整率≤10ppm /mA ≤1ppm /mA
0mA ＜I out ＜50mA。

选择电压基准需要考虑哪些参数在模拟和混合信号电路中，以电压基准为标准测量其他信号。

电压基准的不准确及其变化会直接影响整个系统的准确度。

我们来看一下，选择电压基准时，准确度规格和其他标准是如何起作用的。

初始精度指的是，在给定温度（通常是25°C）时测得的输出电压的变化幅度。

尽管各个电压基准的初始输出电压可能有所不同，但是如果给定基准的初始输出电压是恒定的，就很容易校准。

温度漂移也许是评估电压基准性能时使用最为广泛的性能规格，因为温度漂移显示输出电压随温度的变化。

温度漂移由电路组件的瑕疵和非线性引起。

很多器件的温度漂移都以ppm/°C 为单位规定，是主要的误差源。

器件的温度漂移如果是一致的，就可以进行一定程度的校准。

关于温度漂移有一种常见的错误认识，那就是：它是线性的。

但是，不应该想当然地认为基准的漂移量在较小的温度范围内就会较小。

温度系数（TC）通常是用一种“箱形法”来规定，以表达整个工作温度范围内可能出现的误差情况。

它是通过划分整个温度范围内的最小-最大电压差，并除以总温度范围来计算的（图1）。

这些最小和最大电压值可能并不出现在极端温度下，因而形成了TC 远远大于针对整个规定温度范围计算之平均值的区域。

对于最谨慎调谐的基准（这通常可通过其非常低的温度漂移予以识别）而言尤其如此，在此类基准中，已经对线性漂移分量进行了补偿，留下的是一个残余非线性TC。

图1：电压基准温度特性温度漂移性能规格的最佳用途是，计算所规定温度范围内的最大总体误差。

在未规定温度范围的情况下计算误差，一般是不可取的，除非非常了解温度漂移特性。

长期稳定性衡量基准电压随时间推移的变化趋势，不受其他变量影响。

初始漂移大部分是由机械应力变化引起的，是由引线框架、芯片和模具所用化合物的膨胀率不同导致的。

这种应力效应往往产生很大的初始漂移，但漂移随时间推移很快减小。

初始漂移也和电路元。

基准电压源的分类性能比较[摘要]建立一个与电压无关，具有确定的温度特性的直流电压即基准电压。

随着带隙基准电压源的问世，基准电压源无论是在温度特性、电源电压、功耗等方面都得到了很大的进步。

本文主要介绍了三种基准电压源的结构，并分析了其优缺点。

[关键词]带隙基准，晶体管，温度系数中图分类号：tn32 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）12-0219-02多年来，在集成系统中已经采用许多方法来实现电压基准。

自widlar发明以来，带隙基准电压源在bipolar电路中得到了广泛运用，随着激光修调技术、温度补偿技术以及cmos工艺飞速发展，带隙基准源得到了快速发展。

在传统的mos基准电压源中，可以获得温度系数为85×10-6左右的输出参考电压，但是该温度性能的基准电压源远不能满足目前电路设计的要求。

而且由于电路中存在运算放大器，基准电压源的指标在很大程度上受到运放失调电压（offset）、电源电压抑制比（psrr）等的限制，要想进一步提高电路的性能需在电路结构上加以改进。

1.隐埋齐纳二极管基准电压源早期的齐纳二极管基准电压源为减少温度漂移或温度系数（tc），通常在一只反向齐纳二极管上再串联一只正向二极管，如图1.1所示。

因为工作在雪崩状态下的齐纳二极管的击穿电压约在7v左右，具有正温度系数（约为+2mv/℃），而正向硅二极管具有负温度系数（约为-2mv/℃），二者可以相互抵消。

但是由于这两个温度系数的绝对值并不相等，而且都随电流变化而变化，所以很难得到零温度系数。

这种齐纳（雪崩）二极管的击穿电压发生在硅表面层，所以称为表层齐纳二极管。

由于硅芯片表层与其内部相比有更多的杂质、晶格缺陷和机械应力，所以表层齐纳二极管的噪声大、长期稳定性差，而且容易受到表层氧化层中迁移电荷及外界环境的影响。

为了克服上述缺点，改进制造工艺，采用隐埋齐纳二极管结构（见图1.2），使其击穿电压发生在表层的下面，从而可以避免表层的影响，使其在温度漂移、时间漂移和噪声特性等方面得到明显的改善。

基准电压源
基准电压源是一种重要的电子装置，它可以精确地产生一种标准的电压，这种电压可以作为其他电子设备的参考电压，并为特定的应用提供标准的输入信号。

基准电压源一般被用于电子测量和流行的信号处理技术，如电阻，电容，绝缘和电容度，测量仪器，放大器，复杂的逻辑系统，高速比较器和其他功率电子设备。

一般来说，基准电压源可以分为两类：稳定类和可变类。

稳定类基准电压源指可以精确地输出一个极其稳定的电压，例如5V或3.3V，它可以完成一定的交流变化率要求。

可变类则可以实现电压的持续变化，比如常见的调压电源，它们可以用来控制或测量一定范围内的电压。

由于基准电压源有着不同的结构特性，它们可以应用于不同类型的设备中，并为这些设备提供精确的输出电压。

基准电压源非常重要，它可以用来控制或测量输出信号的电压。

基准电压的准确性非常重要，因为高精度的测量结果需要准确的电压。

基准电压源可以为设备的精确度提供基础。

此外，基准电压源的可靠性也非常重要，因为它可以确保设备的正确运行。

一般来说，一个稳定的基准电压源包括精确的温度补偿，能够抵消环境温度变化而产生的偏差。

此外，基准电压源还可以提供很高的信号谐波和有效噪声含量，以确保电压的精确度。

最后，基准电压源也能够充当感应元件，它能够向用户提供外部信号，例如时间，位置等信号。

由于它的安全性和可靠性，基准电压源也被广泛应用于心率，血压，血氧饱和度监测，身体温度，脉搏等
医疗诊断系统中。

总之，基准电压源是一种重要的电子元件，它能够提供精确的电压，以满足电子系统的工作要求。

它具有精确性，可靠性，安全性和可变性等特点，所以能够广泛应用于多种电子系统中。

几种电压基准源的比较分析罗先才无锡华润矽科微电子有限公司摘要：电压基准根据参考源的不同可分为对正电源基准源、对负电源基准源、对地基准源和浮动基准源四种；根据电压的不同可分为1V低电源基准、1.25V基准、2.5V基准、高压基准和任意电压基准；根据使用的核心补偿器件不同又可分为传统带隙基准、耗尽增强型基准、齐纳二极管基准等几种结构。

在电路设计过程中，如何根据工艺条件和电路需要自由地选择合适的基准源电路，是电路得以快速设计成功的基石。

本文通过分析比较各种结构的实现原理、优缺点以及改进措施，使这一选择变得更加的清晰和简明。

关键词：带隙基准，齐纳二极管，耗尽型MOS场效应管，低电源带隙基准，浮动基准1引言在模拟或数模混合集成电路设计领域中，高性能电压基准源设计是关键技术之一，电压基准源为电路提供高精度基准电压或由其转化为高精度电流，为电路提供稳定而又精确的偏置。

由于工艺离散性的存在，如何选择合适的基准源结构，降低温度漂移，提高电路精度、保证批量制造IC时带隙基准电压源精度的一致性，是进一步改进基准电压源设计的重要课题。

因此需要在工艺条件有限的情况下，更多地从电路设计结构选择上着手，并在所选结构上加以改进以设计出满足要求的基准源电路。

2传统带隙基准2.1经典带隙结构及其改进传统带隙基准源是用一个正温漂得UT 和一个负温漂的UBE求和得到的一个零温漂的参考电压。

其基本原理如下左图所示，三极管发射结压降UBE在室温下的温度系数为－2.2mv/.C,而热电压UT(k.T/q)的温度系数为0.085mV/.C,如图中，将这两个参数求和得：UREF =KUT+UBE在室温条件下上式对温度T求微分，并使这一微分结果为零，即可解出K得理论设计值，最后使得输出电压UREF理论上在室温附件基本零温漂。

其图中的PNP通常是Nwell工艺中的寄生P+/NW/Psub三极管，设计出来的基准通常是相对GND的稳定电压。

在Pwell工艺中寄生三极管则是N+/PW/Nsub,下面的示意图正好上下颠倒过来即可，这样设计出来的基准也正好是相对电源的稳定电压。

模拟集成电路的基准电压源模拟集成电路是现代电子技术中不可或缺的一部分，而基准电压源则是模拟集成电路中的重要组成部分。

基准电压源是指在一定条件下提供稳定、可靠且精确的电压输出的电路或器件。

它在模拟集成电路中起到了至关重要的作用，可以提供准确的参考电压，用于校准和补偿其他电路的偏差，从而提高整个模拟集成电路的性能和可靠性。

基准电压源的设计需要考虑多个因素，包括温度稳定性、供电电压变化对输出电压的影响、噪声等。

在模拟集成电路中，为了保证基准电压源的稳定性和精度，通常会采用多种技术和电路来实现。

下面将介绍几种常见的基准电压源设计方法。

首先是电压分压型基准电压源。

这种电路通过将参考电压分压得到所需的输出电压。

它可以使用稳定的电阻分压比例来实现，也可以使用二极管的温度特性来实现。

这种方法简单易用，但对供电电压变化和温度变化较为敏感，需要在设计中进行适当补偿和校准。

其次是电流源型基准电压源。

这种电路将电流源的稳定性转化为输出电压的稳定性。

电流源型基准电压源通常采用差分放大电路和反馈电路来实现，可以提供较高的稳定性和精度。

同时，它对供电电压的变化和温度的变化也具有较好的抵抗能力。

但它的设计和调整较为复杂，需要精确的参数匹配和校准。

另外还有基于参考电压源的基准电压源。

这种电路通过使用稳定的参考电压源和放大电路来实现输出电压的稳定。

参考电压源可以使用稳压二极管、参考电压芯片等来提供，而放大电路可以使用运算放大器等来实现。

这种方法的优点是稳定性和精度较高，但对供电电压变化和温度变化仍然具有一定的敏感性。

除了以上几种方法外，还有一些特殊的基准电压源设计，如基于温度补偿的基准电压源、基于电压比较的基准电压源等。

这些方法在特定的应用中可以提供更高的稳定性和精度。

基准电压源在模拟集成电路中起到了至关重要的作用。

它可以提供稳定、可靠且精确的电压输出，用于校准和补偿其他电路的偏差。

不同的基准电压源设计方法有各自的优缺点，需要根据具体的应用需求进行选择和优化。