了解基準(zhǔn)電壓源： 適用于串聯(lián)基準(zhǔn)電壓源的超低壓差

您是否曾經(jīng)需要一種既能承受寬輸入電壓范圍，又能實(shí)現(xiàn)低壓差操作的基準(zhǔn)電壓源？例如，大多數(shù)低壓差串聯(lián)基準(zhǔn)不支持高達(dá)12V的電壓源。這是分流基準(zhǔn)非常方便的地方。

圖 1：使用并聯(lián)基準(zhǔn)電壓源驅(qū)動(dòng) ADC 外部基準(zhǔn)電壓源引腳

在圖1所示的應(yīng)用中，LM4040并聯(lián)基準(zhǔn)電壓為4.096V，這是模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的常用選擇，因?yàn)? mV相當(dāng)于12位ADC的最低有效位（LSB）。

分流基準(zhǔn)需要一個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置電源電流?；鶞?zhǔn)電壓源的負(fù)載電流可通過(guò)ADC數(shù)據(jù)手冊(cè)確定。在本例中，讓我們使用 ADS8320。在圖1所示電路中，ADC數(shù)據(jù)手冊(cè)中外部基準(zhǔn)引腳的電流消耗為40μA。當(dāng)外部電阻值為576Ω時(shí)，基準(zhǔn)電壓源將在4.16V至12.75V的輸入電壓范圍內(nèi)保持在其工作區(qū)域內(nèi)。壓差為64mV，具有超過(guò)12V的完整基準(zhǔn)功能。為了比較并聯(lián)基準(zhǔn)低壓差與具有相同4.096V基準(zhǔn)電壓的串聯(lián)基準(zhǔn)電壓，數(shù)據(jù)手冊(cè)中規(guī)定REF5040的最大壓差為200mV。

如果64mV還不夠低，則使用100Ω的外部電阻值可實(shí)現(xiàn)更低的4.11V最小輸入電壓和14mV的壓差。最大輸入電壓說(shuō)明了這種超低壓差的權(quán)衡，在靜態(tài)電流超過(guò)器件的最大額定值之前，該電壓將限制在5.59V。為了再次將其與串聯(lián)基準(zhǔn)進(jìn)行比較，REF3240具有5mV的低壓差，但最大輸入電壓為5.5V。請(qǐng)注意，串聯(lián)壓差改進(jìn)是使用不同的器件，而分流器是具有不同電阻的相同器件。

表 1 匯總了 LM4040 分流基準(zhǔn)電壓源的兩個(gè)電阻值的電壓和電流值。

表 1：LM4040 分流基準(zhǔn)的不同外部電阻器的電壓和電流參數(shù)

這些非常低的壓差是可能的，因?yàn)榛鶞?zhǔn)器件看到的負(fù)載電流非常小，為40μA。如果負(fù)載為100μA，則相同的576Ω電阻將允許最小V在4.2V，壓差為104mV，仍然很低。在負(fù)載電流較高的應(yīng)用中，壓差將隨著所需電阻的增加而增加。