負電阻負載消除器允許電壓基準驅(qū)動重負載

本應(yīng)用筆記討論了如何在不犧牲溫度漂移、初始精度和無法在內(nèi)部驅(qū)動足夠電流的噪聲的情況下構(gòu)建高輸出驅(qū)動電壓基準。

使用參考驅(qū)動負載的任務(wù)需要注意。確定電源電壓和輸出電壓后，要考慮的參數(shù)包括輸出電壓溫度系數(shù)、初始精度、漂移、噪聲、線路和負載調(diào)整率、封裝尺寸和類型、功耗、各種容性負載下的穩(wěn)定性以及所需的拉電流和灌電流能力。

一個常見的問題是需要源出或吸收比基準電壓源所能提供的更多的電流。精密單位增益緩沖放大器為能夠承受其額外漂移、噪聲和增益不準確的應(yīng)用提供了適當?shù)慕鉀Q方案。然而，一個嚴重的缺點是緩沖器在驅(qū)動容性負載時可能不穩(wěn)定，例如A/D或D/A轉(zhuǎn)換器的旁路基準輸入。試圖通過在運算放大器輸出和容性負載之間引入隔離電阻來保證緩沖器的穩(wěn)定性，會進一步降低基準電壓源電路的精度。

另一種選擇是取消負載，即使其看起來像一個大的阻力。如果負載電阻看起來很大，則剩余負載由可能與負載電阻并聯(lián)的任何電容組成。可以通過將負電阻與負載的正電阻并聯(lián)來消除負載。如果這些正負電阻的大小可以相等，則有效負載電阻變得無窮大。與緩沖放大器不同，圖1中的負電阻電路增加的輸出誤差可以忽略不計。

圖1.該電路在V之間呈現(xiàn)負電阻在和地面。

來自V的輸入電阻在接地為負數(shù)，計算方法如下：

將圖1中的電路添加到能夠驅(qū)動±15mA（圖2）的超穩(wěn)定基準的輸出端，使基準電壓源能夠驅(qū)動±50mA或更高。對于完美匹配的元件，基準電壓源將提供可忽略不計的直流電流。當負電阻電路中采用1%電阻時，所需的最差情況輸出電流為±2mA。負載消除通過降低基準輸出電阻引起的誤差來提高輸出精度。它還可以最大限度地減少自發(fā)熱引起的任何漂移，特別是當輸出電流較大且輸出電壓與基準-電源電壓之間的差值也很大時。此外，該電路在任何容性負載下都是無條件穩(wěn)定的。

圖2.將圖1電路與基準電壓源（本例中為47Ω）的負載并聯(lián)，可抵消基準電壓源的大部分阻性負載。

審核編輯：郭婷