AD1582/AD1583/AD1584/AD1585是一种低成本、低功耗、低功耗、高精度的带隙基准源

元器件信息   2022-11-23 10:48   242   0  

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特征:系列参考(2.5 V、3 V、4.096 V、5 V);低静态电流:最大70微安;电流输出能力:±5 mA;宽供电范围:车辆识别号=VOUT+200毫伏至12伏;宽带噪声(10 Hz至10 kHz):50μV rms;规定温度范围:–40°C至+125°C;紧凑的表面贴装SOT-23组件。

应用:便携式电池供电设备;例如,笔记本电脑、移动电话、寻呼机、掌上电脑、全球定位系统和数字万用表;计算机工作站;适用于各种视频ramdac;智能工业发射机;PCMCIA卡;汽车;硬盘驱动器;3V/5V,8位/12位数据转换器。

一般说明

ad1582/ad1583/ad1584/ad1585是一种低成本、低功耗、低功耗、高精度的带隙基准源。这些设计可作为3-终端(系列)设备提供,并封装在紧凑型SOT-23,3-引线表面安装包中。这些参考的多功能性使得它们在电池供电的3 V或5 V系统中使用的理想,其中可以在电源电压和需要最大限度地降低功耗的变化。AD1582/AD1583/AD1584/AD1585芯片组件的精确匹配和热跟踪使其具有较高的精度和温度稳定性。专利的温度漂移曲率校正设计技术最大限度地降低了电压输出温度特性的非线性。

AD1582/AD1583/AD1584/AD1585系列模式设备可提供或吸收高达5毫安的负载电流,并且仅需200毫伏的所需净空电源即可高效运行。这些部件的最大静态电流为70μA,仅随电源电压变化1.0μA/V。与传统的并联装置相比,这些设计的优势是非同寻常的。有价值的电源电流不再通过输入串联电阻浪费,并且在所有输入电压水平下实现最大功率效率。

AD1582/AD1583/AD1584/AD1585可分为A和B两个等级,其占地面积很小,即SOT2 3。所有等级都规定在工业温度范围-40°C至+125°C之间。

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术语

温度系数(tcvo)

工作温度变化时输出电压的变化,并通过25°C时的输出电压进行归一化,单位为ppm/°C。方程式如下:

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哪里:Vo(25°C)=25°C时的V。o;VO(T1)=V@温度1。V=V@温度2。oO(T2)o

线路调节(Δvo/Δvin)定义

由于输入电压的特定变化而引起的输出电压的变化。它包括自热效应。线路调节用每伏特百分比、每伏特百万分之几或每伏特输入电压变化微伏来表示。

负载调节(Δvo/Δiload)

由于负载电流的特定变化而引起的输出电压的变化。它包括自热效应。负载调节用微伏每毫安、百万分之一每毫安或直流输出电阻欧姆表示。

长期稳定性(Δvo)

在25°C下,在125°C下进行1000小时运行寿命试验的零件样品上输出电压的典型位移。

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哪里:Vo(t)0)=0时25°C时的V。o;Vo(t)1)=125°C下运行1000小时后25°C时的V。o

热滞后(vo_hys)

设备在温度从+25°C到-40°C到+85°C再回到+25°C循环后输出电压的变化。这是通过这样一个循环的零件样品的典型值:

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哪里:Vo(25°C)=增值税25°C。o;V奥塔克=25°C时的VO,在+25°C至-40°C至+85°C的温度循环后,回到+25°C。

工作温度

温度极端的情况下,该设备仍然可以发挥作用。在指定的温度范围之外,零件可以偏离指定的性能。

操作理论

AD1582/AD1583/AD1584/AD1585使用带隙产生稳定、低温系数电压的概念,适用于高精度数据采集组件和系统的参考文献。精密参考文献的这些部分使用正向偏置工作区域中硅晶体管基极发射极电压的基本温度特性。在这种情况下,所有此类晶体管都具有-2 mV/℃R3温度系数(tc)和v,当外推到绝对零度时,0 k(集电极电流与绝对温度成正比)近似于硅带隙电压。通过将具有相等和相反温度的电压相加-是+用正向偏压的vbe计算2mv/℃的真系数 晶体管,可以开发几乎0 TC参考。在AD1582/AD1583/AD1584/AD1585简化电路图中图9。

如图9所示,这种补偿电压v1是通过在不同电流密度下驱动两个晶体管并放大由此产生的vbe差(具有正tc的∏vbe)得到的。然后对vbe和v1(vbg)之和进行缓冲和放大,以产生2.5v、3v、4.096v和5v的稳定参考电压输出。

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应用程序信息

AD1582/AD1583/AD1584/AD1585是一系列可用于许多应用的参考文献。为了使用这些参考文献获得最佳性能,只需要两个外部组件。图10显示了AD1582/AD1583/AD1584/AD1585配置为在所有负载条件下运行。通过将简单的4.7μF电容器连接到输入端和1μF电容器施加到输出端,器件可以实现所有输入电压和输出电流要求的指定性能。为了获得最佳的瞬态响应,将0.1μf电容器与4.7μf电容器并联。虽然1μF输出电容器可以为所有负载条件提供稳定的性能,但是AD1582/AD1583/AD1584/AD1585可以在低电平下工作。(-100μA<I<+100μA)电流条件,仅使用0.2μF输出电容器。在这种情况下,输入端的4.7μF电容器可以减少到1μF。出与传统的并联参考设计不同,AD1582/AD1583/AD1584/AD1585在恒定工作电流水平下提供稳定的输出电压。当正确解耦,如图10所示,这些设备可以应用于任何电路,并提供优越的低功耗解决方案。

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温度性能

AD1582/AD1583/AD1584/AD1585专为温度性能非常重要的应用而设计。广泛的温度测试和表征确保设备性能保持在规定的温度范围内。

用AD1582/AD1583/AD1584/AD1585保证的误差带是在25°C时与初始值的最大偏差。因此,对于给定等级的AD1582/AD1583/AD1584/AD1585,设计者可以通过求出初始精度和温度变化来容易地确定最大总误差。例如,对于AD1582BRT,初始公差为±2 mV,温度误差带为±8 mV;因此,从-40°C到+125°C,参考电压保证为2.5 V±10 mV。

图11显示了AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的典型输出电压漂移,并说明了方法。图11中的框在x轴上由工作温度极限限定。它在y轴上受在工作温度范围内观察到的最大和最小输出电压的限制。从25°C时的初始输出值到+125°C和-40°C时的输出值绘制的对角线的斜率决定了设备的性能等级。

重复这些结果需要一个测试系统,具有稳定的温度控制高精度。AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的评价产生类似于图5和图11的曲线,但输出读数可以根据所使用的测试方法和测试设备而变化。

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电压输出非线性与温度

当使用数据转换器的电压基准时,重要的是了解温度漂移对转换器性能的影响。参考输出漂移的非线性表示附加误差,不能很容易地从整个系统中校准出来。为了更好地理解这种漂移对数据转换器的影响,请参阅图12,其中测量的漂移特性归一化到端点平均漂移。AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的残余漂移误差约为200 ppm demon-策略这些部件与要求12位精确温度性能的系统兼容。

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输出电压滞后

高性能工业设备制造商可以要求AD1582/AD1583/AD1584/AD1585在基准温度在整个温度范围内运行后在25°C保持一致的输出电压误差。所有参考资料一种称为输出电压滞后的特性;然而,AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的设计是为了最小化这一特性。这种现象可以通过测量温度从±125°C到+25°C和从40°C到±25°C的温度变化后的±25°C输出电压的变化来量化。图13显示了AD1582/AD1583/AD1584/AD1585输出电压滞后的分布。

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供电电流与温度

AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的静态电流在温度和输入电源范围内略有变化。图14展示了AD1582/AD1583/AD1584/AD1585在改变温度和电源电压时参考。如图14所示,AD1582/AD1583/AD1584/AD1585电源电流仅增加1μA/V,使该器件在应用中有很大的吸引力,其中电源电压有很大的变化,需要最大限度地降低功耗。

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供电电压

AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的理想特性之一是低电源电压余量。这些部件可以在低至200 mV以上的电源电压下工作,最高可达12 V。然而,如果负电压被无意地应用于V相对于地,或者任何负瞬态>5 V耦合到V,则设备可能被损坏。

交流性能

要应用ad1582/ad1583/ad1584/ad1585,了解动态输出阻抗和电源抑制的影响是很重要的。在图15中,分压器由AD1582/AD1583/AD1584/AD1585输出阻抗和外部源阻抗构成。图16显示了改变负载电容器对参考输出的影响。在表征串联电压基准的交流性能时,应确定电源抑制比(psrr)。图17显示了用于测量PSRR的测试电路,图18显示AD1582/AD1583/AD1584/AD1585衰减线电压纹波的能力。

53d2b62d-6ad9-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png53d2b62e-6ad9-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png53d2b62f-6ad9-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png54b985e8-6ad9-11ed-bcbf-b8ca3a6cb5c4.png

噪声性能和降低

由ad1582/ad1583/ad1584/ad1585产生的噪声在0.1hz到10hz频带上通常小于70μv p-p。图19显示了典型AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的0.1 Hz至10 Hz噪声。噪声测量采用高增益带通滤波器。10赫兹至10千赫范围内的噪声约为50微伏rms。图20显示了典型AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的宽带噪声。如果需要进一步降低噪声,请在输出引脚和接地之间添加一个1极低通滤波器。0.2ms的时间常数在约800hz处具有-3db点,并将高频噪声降低至约16v rms。然而,应该注意的是,虽然在输出上的附加滤波可以改善AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的噪声性能,但是增加的输出阻抗会降低参考文献的AC性能。

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开启时间

许多低功率仪表制造商都关注其系统中所用部件的通电特性。快速开启组件通常使最终用户能够在不需要时关闭电源,从而节省电力。通电稳定时间是指应用电源(冷启动)后,输出电压在规定误差范围内达到其最终值所需的时间。影响这一点的两个主要因素是有源电路的稳定时间和芯片上的热梯度稳定所需的时间。图21显示了通电稳定和瞬态响应测试电路。图22显示了AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的开启特性。这些特性是由冷启动操作产生的,代表了通电后的真正开启波形。图23显示了AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的精细沉降特性。通常,在大约100微秒内,参考沉淀到其最终值的0.1%以内。

当V略低于最小规定水平时,该装置可瞬间汲取过多的供电电流。电源电阻必须足够低,以确保可靠开启。快速电源边缘最小化了这种影响。

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动态性能

许多ADC和DAC将瞬时电流负载提供给参考,差的参考响应会降低转换器的性能。AD1582/AD1583/AD1584/AD1585提供优越的静态和动态线路和负载调节。由于这些系列参考文献既能产生大电流负载,又能吸收大电流负载,因此它们具有优良的沉降特性。

图24显示了AD1582/AD1583/AD1584/AD1585的线路瞬态响应。用于进行这种测量的电路如图21所示,其中输入电源电压从5 V切换到10 V,输入和输出电容器均为0.22μF。

图25和图26显示了AD1582/AD1583/AD1584/AD1585在施加0至+5毫安和0至-1毫安的负载电流阶跃时的负载瞬态沉降特性。输入电源电压在5v时保持恒定;输入去耦电容器和输出负载电容器分别为4.7μf和1μf;输出电流切换。对于正电流和负电流负载,参考响应很快稳定下来,并显示小于10 mV的初始电压峰值。

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