【正文】 類 ? ? 基準(zhǔn)電壓源的特點(diǎn)可概括為 4個字：穩(wěn)、準(zhǔn)、簡、便。 ? “準(zhǔn)”，是指能通過外部元件（如精密多圈電位器）作精細(xì)調(diào)整，獲得高準(zhǔn)確度的基準(zhǔn)電壓值 VREF。 ? “便”，則是指使用方便、靈活。其單位是 106/℃（通常用 ppm/℃ 表示， lppm = 106）。此外，線性集成穩(wěn)壓器均采用串聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓電路，能輸出較大的電流，而基準(zhǔn)電壓源則屬于并聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器，它僅適合于作電壓源使用，不能進(jìn)行功率輸出。根據(jù)不同產(chǎn)品 α T值的大小，大致可劃分成三類： ? ①精密型基準(zhǔn)電壓源 αT=(～ 5) 106／ ℃ ； ? ②準(zhǔn)精密型基準(zhǔn)電壓源， αT=（ 10～ 20) 106／ ℃ ； ? ③普通型基準(zhǔn)電壓源， αT=（ 30～ 100) 106／ ℃ 。 ? 基準(zhǔn)電壓源全部采用集成工藝而制成。表 況。例如， MC1403就分 A,B,C三檔，以 C檔的電壓溫度系數(shù)為最低， B檔較高， A檔最高； ? 第二，在同一系列產(chǎn)品中又有軍品、民品之分。另外，實(shí)際值與典型值還允許有一定的偏差。PC— 日本； MAXes一美國馬克希姆公司 (MAXIM)， TC— 美國泰康姆公司 (Tel)。 ? ③ SOIC表示小型雙列直插式封裝，其相鄰引腳的中心距僅為 1. 27mm（ 1/20英寸）。其輸出電壓可通過編程從l0V,5V,（見表 ），使用更加靈活。 表 8. 1. 4 AD584輸出電壓的設(shè)定程序 二、帶隙基準(zhǔn)電壓源的基本原理 ? 零溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電壓源，是人們在電子儀器和精密測量系統(tǒng)中長期追求的一種基本部件。隨著帶隙基準(zhǔn)電壓源的問世，才將上述愿望變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。所謂能帶間隙是指硅半導(dǎo)體材料在熱力學(xué)溫度為零度 (OK)時的帶隙電壓，其數(shù)值約 1. 205V,用符號 Ugo表示。因?yàn)樗皇褂霉ぷ髟趽舸顟B(tài)下的齊納穩(wěn)壓管，所以其噪聲電壓很低。 VT1 , VT2是兩只幾何尺寸完全相同的硅管，在集成電路中稱為“鏡像管”。 二、帶隙基準(zhǔn)電壓源的基本原理 ? 由圖 因 VT1和 VT2構(gòu)成微電流源電路，于是 …… 三、 MC1403型基準(zhǔn)電壓源的應(yīng)用 ? MC1403是美國摩托羅拉公司首先生產(chǎn)出的高準(zhǔn)確度、低溫漂、采用激光修正的帶隙基準(zhǔn)電壓源。 ? 1． MC1403的結(jié)構(gòu)原理 ? MC1403采用 8腳雙列直插式封裝（ DIP8），引腳排列如下圖 （ a）所示。為便于配 8P插座， MC1403上設(shè)置了 5個空腳（ NC)。由前述帶隙基準(zhǔn)電壓源的工作原理，對于 MC1403,其輸出電壓由下式確定： ? 式中， Ugo為硅在 OK時的帶隙電壓，約 1. 205V。Ael,Ae2分別為 VT1， VT2的發(fā)射極周長，設(shè)計(jì)的 Ae2／ Ael = 8。此時 ? 實(shí)取 (R3＋ R4）／ R4＝ ，代人式 ()中計(jì)算出 Uo＝ 2. 08 1. 205＝ 2. 5V。在輸出端接有 IkΩ的精密多圈電位器，用以精確調(diào)整輸出的基準(zhǔn)電壓值。實(shí)測MC1403的輸人／輸出特性見表 。 ? 圖 ． 12 MC1403的典型應(yīng)用 表 MC1403的輸入／輸出特性 四、 LM399型精密基準(zhǔn)電壓源的應(yīng)用 ? 在目前生產(chǎn)的基準(zhǔn)電壓源中，以 LM199,LM299和LM399的電壓溫度系數(shù)為最低，性能也最佳。作為高穩(wěn)定性的精密基準(zhǔn)電壓源，它們可取代普通的齊納穩(wěn)壓管，用于 A/D轉(zhuǎn)換器、精密穩(wěn)壓電源、精密恒流源和電壓比較器中。圖 、結(jié)構(gòu)框圖及電路符號。 4腳之間接 9～ 40V的直流電壓。 LM399的同類產(chǎn)品還有 LM199,LM299，均采用 TO46封裝。電壓溫度系數(shù)的典型值為 106／ ℃ ，最大值為 1 106／ ℃ ，只相當(dāng)于普通基準(zhǔn)電壓源的 1/10。噪聲電壓的有效值為 , 25℃ 時的功耗為 300mW 。輸出的基準(zhǔn)電壓為 ? 圖 LM399的結(jié)構(gòu)原理 2. LM399的應(yīng)用技巧 ? 使用 LM399時應(yīng)注意環(huán)境溫度不得超出。 1)典型應(yīng)用 ? LM399的典型應(yīng)用電路如圖 。通常負(fù)載電流 IL171。 ? 圖 LM399的典型應(yīng)用電路 1)典型應(yīng)用 ? 欲獲得在 0～ 7V以內(nèi)的非標(biāo)稱值基準(zhǔn)電壓，可在圖 的輸出端并聯(lián)一只 l0kΩ多圈電位器 RP。例如，在由HI7159型帶微處理器單片 5 1/2位 A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成 51/2位智能數(shù)字電壓表時，所需要的 1. 00000V基準(zhǔn)電壓，就可由LM399通過分壓后產(chǎn)生。 15V）供電，電路如圖 。兩者可共用一只限流電阻，而恒溫器只能并聯(lián)在電路中。 ? 為進(jìn)一步提高 Uo的溫度穩(wěn)定性，還可采用斬波自穩(wěn)零型精密運(yùn)算放大器 ICL7650,來代替普通運(yùn)算放大器 F007（或 181。 ? 圖 Uo值 五、 TL431型可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器 ? TL431是美國德州儀器公司（ Texas Instruments，TI）生產(chǎn)的 ～ 36V可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器。其性能優(yōu)良，價格低廉，可廣泛用于單片精密開關(guān)電源或精密線性穩(wěn)壓電源中。目前在單片精密開關(guān)電源中，常用它構(gòu)成外部誤差放大器，再與光電耦合器一起組成隔離式反饋電路。 1． TL431的性能特點(diǎn) ? （ 1） TL431系列產(chǎn)品包括 TL431C、 TL431AC、 T L431I、T L431AI、 T L431M、 T L43lY，共 6種型號。例如，TM31C和 TM31AC的工作溫度范圍是 0～ 70℃ ，而 TL431I為 40～ 85℃ ， TL431M為 55～ 125℃ 。 TL431的電壓溫度系數(shù) aT= 30 106/℃ 即 (30PPm／ oC) ? （ 3）動態(tài)阻抗低，典型值為 。 ? （ 5）陰極工作電壓 UKA的允許范圍是 ～ 36V，極限值為 37V。其額定功率值與器件的封裝形式和環(huán)境溫度有關(guān)。 2． TL431的工作原理 ? TL431大多采用 DIP8或 TO92封裝形式，引腳排列分別如圖（ a）、（ b）所示。 K（ CATHODE）為陰極，需經(jīng)限流電阻后接正電源。 NC為空腳。 TL431的電路符號和基本接線如圖所示。選取 R3阻值的原則是，當(dāng)輸人電壓 Ui為最小值時必須保證 100mA≥IKA≥lmA，以便使 TL431能正常工作。反之，Uo↓→UREF↓→UREF＜ Uref→比較器再次翻轉(zhuǎn)，輸出變成低電平 →VT截止 →Uo↑。 3． TL431的應(yīng)用技巧 ? TL431在單片開關(guān)電源中的具體應(yīng)用詳見有關(guān)參考資料。 1）三端固定式穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)可調(diào)輸出的電路 ? 將 7800系列三端固定式集成穩(wěn)壓器配上 TL431，即可實(shí)現(xiàn)可調(diào)電壓輸出，電路如圖所示。需要說明兩點(diǎn)：第一，因7805的靜態(tài)工作電流 Id為幾毫安至幾十毫安，并且從 GND端流出來，恰好可為 TL431提供合適的陰極電流 IKA，故 Ui與 TL431的陰極之間無須接限流電阻；第二， TL431能提升7805的 GND端電位，使 UGND=UKA，因此該穩(wěn)壓器的最低輸出電壓 Uomin= UREF + 5V=。 2） 5V、 ? TL431也可配 LM317型三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，構(gòu)成如圖 所示的 5V、 器。 R1和 R2均采用誤差為 177。鑒于 LM317本身的靜態(tài)工作電流 Id=IADJ=50181。1mA，無法給 TL431提供正常的陰極電流值，因此在電路中需增加 R3。當(dāng) R3= 240Ω時， IKA≈5mA ＞ 1mA。調(diào)整R1就能改變 Uo值。 5）電壓監(jiān)視器 ? 由兩片 TL431（ IC IC2）構(gòu)成的電壓監(jiān)視器電路如圖所示。電壓上限（ UH）和電壓下限（ UL）分別由下式確定 R3為 LED的限流電阻。 IC1和 IC2可等效于兩只并聯(lián)式開關(guān)。一旦 Ui＞ UH，出現(xiàn)過壓時， IC1就導(dǎo)通， UK1↓，使得 IC2截止， UK2↑， LED就因負(fù)極接高電位而停止發(fā)光。 6） TL431的其他應(yīng)用 ? 由 TL431構(gòu)成的延時指示器電路如圖 。當(dāng)開關(guān) S斷開時，電源 E就經(jīng)過 R1對 C進(jìn)行充電，但此時 UC ＜ ，故UK呈高電位，使 LED熄滅。因此，LED的熄滅時間就代表電路的延遲時間 t 。若將 S閉合，電容 C就迅速放電，并為下次延時做好準(zhǔn)備。恒定電流由下式確定 直流恒流源 ? 恒流源也稱電流源或穩(wěn)流源。理想的恒流源，其輸出電流值是絕對不變的。 ? 恒流源與穩(wěn)壓源是穩(wěn)定電源中的兩大分支。 ? 目前，恒流源已被廣泛用于傳感技術(shù)、電子測量儀器、現(xiàn)代通信、激光、超導(dǎo)等高新科技領(lǐng)域，發(fā)展前景良好。 ? 通用型恒流源是由通用型半導(dǎo)體器件或通用集成電路構(gòu)成的恒流源，其電路設(shè)計(jì)靈活多樣，但恒流源效果不太理想，有的外圍電路比較復(fù)雜。 ? 專用恒流源發(fā)展迅速，早期采用電真空器件穩(wěn)流管，后來采用半導(dǎo)體恒流二極管（ CRD）、恒流三極管（ CRT），現(xiàn)已進(jìn)入集成恒流源全面發(fā)展的新時期。集成恒流源主要包括以下四種類型：三端可調(diào)恒流源、四端可調(diào)恒流源、高壓集成恒流源、恒流源型集成溫度傳感器。四端可調(diào)恒流源的顯著特點(diǎn)是，它不僅能在極寬范圍（ 3181。 ? 第三，高壓集成恒流源的最高工作電壓可達(dá) 100～ 150V。 表 國內(nèi)外恒流管與集成恒流源典型產(chǎn)品的分類 表 續(xù) 國內(nèi)外恒流管與集成恒流源典型產(chǎn)品的分類 ① 括號內(nèi)數(shù)字表示該系列產(chǎn)品共有多少種型號。 二、可調(diào)式精密集成恒流源的應(yīng)用 ? 可調(diào)式精密集成恒流源是目前性能最優(yōu)良的集成化恒流源，特別適合于制作精密型恒流源。 ? 這類恒流源按照引出端的數(shù)目，可分為三端、四端兩種器件。根據(jù)器件能承受電壓的高低，又可分成普通型、高壓型兩種。以 4DH系列可調(diào)式精密集成恒流源為例說明它的應(yīng)用情況。與恒流三極管相比，它具有以下特點(diǎn)： ? （ 1）恒定電流（ IH）的調(diào)節(jié)范圍非常寬。A，最大值 IHmax分別為 10mA、40mA、 100mA，個別管子甚至可達(dá) 。調(diào)節(jié)范圍是177。 ? （ 3）盡管它屬于四端器件，但外接兩只電阻后就變換成兩端器件，因此使用簡便。 4DH系列 ? 共包括五種型號： 4DH1， 4DH2， 4DH3， 4DH4， 4DH5。需要指出，對于不同型號的產(chǎn)品，其內(nèi)部電路不同，引腳排列順序及接線方式也不盡相同。 4DH系列的恒定電流由下式確定 式中的 k k2