Источник опорного напряжения.

Схемы Программы Библиотека Все для сотового Компьютеры Поиск
Чат Форум Ссылки Рефераты Гостевая

 

 

Взад

(В главное меню)

Вперед

 

Традиционным элементом стабилизаторов напряжения является стабилитрон, но ему присущи многие недостатки, не позволяющие использовать его в качестве точного источника опорного напряжения даже для 8-разрядного аналого-цифрового преобразователя. Для тех направлений схемотехники, где требуется высокая точность результатов, были разработаны гораздо более удобные компоненты -интегральные источники опорного напряжения (ИОН).

На рис. 2.15 приведена классическая вольт-амперная характеристика стабилитрона (диода Зенера). Напомним, что при прямом смещении стабилитрон ведет себя как обычный диод, а при большом обратном смещении проявляется эффект Зенера.

Эффект Зенера, или Зенеровский пробой (разновидность лавинного), - это явление, в результате которого диод становится проводящим при смещении p-n-перехода в обратном направлении. Пороговое значение  напряжения смещения Vz, при котором проявляется данный эффект, называется напряжением Зенера или напряжением стабилизации.

Анализ вольт-амперной характеристики стабилитрона показывает, что, с одной стороны, ее излом в точке Vz не очень резкий, а с другой стороны, левая ниспадающая ветвь характеристики не является вертикальной. Если к этому добавить, что напряжение Vz существенно зависит от температуры и имеет заметную шумовую составляющую, станет очевидно, что стабилитрон нельзя отнести к прецизионным компонентам.

Таким образом, стабилитрон прекрасно подходит для любых задач, связанных со стабилизацией или регулированием, напряжения питания, но его нельзя использовать как эталон в измерительных приборах или в АЦП. Естественно, существуют различные способы улучшения характеристик стабилитрона. Например, при увеличении обратного (рабочего) тока рабочая точка удаляется от излома характеристики; это повышает точность напряжения Vz, но незначительно.

Для большинства маломощных стабилитронов рабочий ток составляет в среднем от нескольких единиц до нескольких десятков миллиампер, что существенно превышает ток потребления АЦП.

Па практике широко применяется схема стабилитрона с термокомпенсацией, в которой последовательно со стабилитроном включен кремниевый диод в прямом направлении. Их температурные коэффициенты близки по величине, но противоположны по знаку; в результате флюктуации тока обоих диодов, вызванные изменениями температуры, компенсируются, однако и этого по-прежнему недостаточно.

Некоторые двухвыводные интегральные схемы могут легко заменить стабилитроны, при этом они обеспечивают существенно лучшие характеристики. Одна из самых старых моделей - это интегральный стабилитрон ТАА 550, который выпускался в корпусе типа ТО 18 с двумя выводами и широко использовался для стабилизации напряжения систем управления варикапами в, телевизорах (от 31 до 35 В при токе до 5 мА). Для получения столь высокого напряжения стабилизации в нем было применено несколько одинаковых последовательно включенных каскадов.

Компонент LM ИЗ имеет практически идентичную конструкцию, но его номинальное напряжение составляет только 1,22 В с точностью 1%, 2% или 5% в зависимости от исполнения, определяемого буквой, стоящей после названия. Эта величина напряжения основана на физических свойствах кремния (знаменитая «ширина запрещенной зоны») и легко повторяется в серийном производстве. Рекомендуемый рабочий ток для этого интегрального стабилитрона составляет от 0,5 мА до 20 мА.

Компоненты подобного типа выпускают многие изготовители - в частности, можно назвать модели ICL 8069 фирмы Intersil, AD 589 фирмы Analog Devices и др. Интегральные источники опорного напряжения (ИОН) серий LM 185, LM 285 и LM 385 основаны на том же физическом принципе, существуют также версии с напряжением 2,5 В с точностью 1% и 2%. Некоторые источники выполняются в корпусах с тремя выводами, при этом дополнительный третий вывод позволяет при необходимости регулировать параметры стабилизаторов с помощью внешнего делителя на резисторах.

Указанные источники опорного напряжения обладают следующими основными характеристиками:

Рабочий ток...........................................................................20 мкА - 20 мА

Динамическое сопротивление

(на частоте 20 Гц, при токе 100 мкА)..................................................1 Ом

ЭДС шума .

(при токе 100 мкА, в полосе 10 Гц - 10 кГц)..............................120 мкВ ;

Долговременная нестабильность

(при токе 100 мкА и температуре 25±0,ГС)......20 ppm за 1000 ч

Температурный коэффициент

(при токе 100 мкА).....................................................................150 ppm/°С

Чуть более дорогие, но и более стабильные устройства типа LT 1009 компании Linear Technology и REF 25 Z компании GEC Plessey тоже формируют опорное напряжение 2,5 В, но с точностью соответственно 0,2% и 1%.

Отметим также некоторые компоненты, родственные ИОН, но имеющие вполне определенный температурный коэффициент. Это, например, LM 135, LM 235 и LM 335, выходное напряжение которых меняется точно на 10 мВ при изменении температуры окружающей среды на один градус. В данной книге эти компоненты будут упоминаться при описании виртуальных приборов для измерения температуры (см. главу 6).

 

 

 

Взад

(В главное меню)

Вперед

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

По всем вопросам работы сайта пишите!

 Рейтинг@Mail.ru

Дизайн и программирование - Joker -  2005г.

Используются технологии uCoz
">Дизайн и программирование - Joker -  2005г.
Используются технологии uCoz