带隙基准电压源(如何选择基准电压源)
为什么需要推荐信？这是一个模拟的世界 。无论汽车、微波炉还是手机，所有的电子设备都必须以某种方式与“真实”世界互动 。因此，电子设备必须能够将现实世界的测量结果(速度、压力、长度、温度)映射到电子世界中可测量的量(电压) 。当然，要测量电压，你需要一个测量标准 。标准是参考电压 。对于系统设计人员来说，问题不在于是否需要参考电压源，而在于使用什么样的参考电压源？
参考电压源只是一个电路或电路元件，只要电路需要，它就能提供已知的电位 。可能是几分钟、几小时或几年 。如果产品需要收集真实世界的相关信息，如电池电压或电流、功耗、信号大小或特征、故障识别等 。，则相关信号必须与标准进行比较 。每个比较器、模数转换器、数模转换器或检测电路必须有一个参考电压源来完成上述工作(图1) 。将目标信号与已知值进行比较可以准确量化任何信号 。
图1 。模数转换器参考电压源的典型用法
参考电压源规格参考电压源有多种形式，并提供不同的特性，但归根结底，精度和稳定性是参考电压源最重要的特性，因为它们的主要功能是提供已知的输出电压 。这个已知值的变化是一个错误 。参考电压源的规格通常使用以下定义来预测其在特定条件下的不确定性 。
初始精度
在给定温度(通常为25℃)下测量的输出电压的变化 。虽然不同器件的初始输出电压可能不同，但如果给定器件的初始输出电压恒定，则很容易校准 。
温度漂移本规范是最广泛使用的基准电压源性能评估规范，因为它显示了输出电压随温度的变化 。温度漂移是由电路元件的缺陷和非线性引起的，因此往往是非线性的 。
对于许多器件，温度漂移TC(单位为ppm/℃)是主要误差源 。对于具有均匀漂移的器件，校准是可行的 。关于温度漂移的一个常见误解是它是线性的 。这导致了“器件在更小的温度范围内漂移会更小”的观点，但事实往往相反 。TC一般用“黑盒法”指定，让人们知道整个工作温度范围内可能出现的误差 。它是一个计算值，仅基于最小和最大电压，与这些极端情况发生的温度无关 。
对于在指定温度范围内线性度非常好的基准电压源，或者对于未经仔细调整的基准电压源，最差情况误差可视为与温度范围成正比 。这是因为最大和最小输出电压最有可能在最大和最小工作温度下获得 。然而，对于仔细调整的参考电压源(通常通过其非常低的温度漂移来判断)，其非线性特性可能占主导地位 。
例如，指定为100 ppm/℃相反，5 ppm/℃
这可以从图2所示的输出电压和温度特性之间的关系中很容易看出 。请注意，显示了两种可能的温度特性 。未补偿带隙基准电压源为抛物线型，最小值在温度极值处，最大值在中间 。此处所示的温度补偿带隙基准电压源(如LT1019)呈“S”形曲线，其最大斜率接近温度范围的中心 。在后一种情况下，非线性会加剧，从而降低温度范围内的整体不确定性 。
图2 。参考电压源的温度特性
温度漂移规格的最佳用途是计算指定温度范围内的最大总误差 。除非很好地理解温度漂移的特性，否则一般不建议在未指定的温度范围内计算误差 。
长期稳定性本规范测量参考电压随时间的趋势，与其他变量无关 。初始偏移主要是由机械应力的变化引起的，机械应力的变化通常来自于引线框架、芯片和模塑料的膨胀率的差异 。这种应力效应往往具有较大的初始偏差，然后随着时间的推移，偏差会迅速减小 。初始漂移还包括电路元件电特性的变化，包括原子级器件特性的建立 。较长期的偏差是由电路元件的电气变化引起的，通常称为“老化” 。与初始漂移相比，这种漂移倾向于以较低的速率发生，并且变化速率将随着时间进一步降低 。因此，通常表示为“漂移/√khr” 。温度越高，基准电压源的老化速度越快 。
这个规范经常被忽略，但它也可能是主要的错误来源 。本质上是机械的，是热循环引起的切屑应力变化的结果 。经过一个大的温度周期后，在给定的温度下可以观察到滞后现象，滞后现象由输出电压的变化来表示 。它与温度系数和时间漂移无关，会降低初始电压校准的有效性 。
在随后的温度周期中，大多数参考电压源倾向于在标称输出电压附近变化，因此热迟滞通常被限制在可预测的最大值 。每个制造商都有自己的方法来指定该参数，因此典型值可能会产生误导 。估算输出电压误差时，数据手册中提供的分布数据(如LT1790和LTC6652)更有用 。
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