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齐纳二极管的电压参阅规划和完成

齐纳二极管的电压参考设计和实现-由于其他齐纳特征(例如齐纳阻抗及偏置电流等)会影响ΔVREF,因此此分析并不完整。现在不应该再使用一个纯粹的齐纳二极管,而是应该使用一个温度补偿齐纳二极管。1N935拥有9.075V的齐纳电压与5%的容差以及2 mV/°C的温度系数;而IZ=7.5 mA时的齐纳阻抗为20Ω,其中IZ为齐纳测试电流。电压参考为8.62 VREF 9.53。快速计算一下温度系数的误差可得到电压变化的最大值ΔVREF1=110 mV。到目前为止,参数都很不错,但您需要进行进一步的计算以获得完整的图象。

当您用齐纳二极管进行参阅设计时,因为齐纳二极管相对较简略,因而可用它来演示规划进程,而运用中的问题会让您幸亏有IC参阅。电路目标为:VCC=30V±10%、8.445 VREF 9.555、ΔVREF 200 mV、100 kΩ RLOAD 200 kΩ及0°C TA 80°C。

第一次试用可选择一个9.1V的1N757齐纳二极管。请注意,最大温度系数为6 mV/°C,齐纳二极管电压容差为±5%。核算出的参阅电压等于最大目标:VREF=(1.05)(9.1)=9.555V,但温飘为ΔVREF=(80-25)(6 mV)=0.330V,超过了最大温飘电压目标。

将一个信号二极管与一个1N756 8.2V齐纳二极管串联,这样信号二极管的负温度系数即可部分抵消齐纳二极管的正温度系数(图1)。二极管的温度系数为 -2.1至-2.3 mV/°C,而8.2V齐纳二极管的温度系数

则为5.4 mV/°C,因而组合最大温度系数为3.3 mV/°C。在这种情况下,ΔVREF=181.5 mV,满意目标,但最小参阅电压VREF=(0.95)(8.2)+0.5=8.29V,小于规则的8.445V极限值。

因为其他齐纳特征(例如齐纳阻抗及偏置电流等)会影响ΔVREF,因而此剖析并不完好。现在不该该再运用一个朴实的齐纳二极管,而是应该运用一个温度补偿齐纳二极管。1N935具有9.075V的齐纳电压与5%的容差以及2 mV/°C的温度系数;而IZ=7.5 mA时的齐纳阻抗为20Ω,其间IZ为齐纳测验电流。电压参阅为8.62 VREF 9.53。快速核算一下温度系数的差错可得到电压改动的最大值ΔVREF1=110 mV。到目前为止,参数都很不错,但您需求进行进一步的核算以取得完好的图象。

齐纳二极管的电压参阅规划和完成

图1中的温度补偿齐纳管

核算RBIAS,得RBIAS=(VCC-VREF)/IZ=(30-9)/7.5=2885Ω,取RBIAS=2800Ω±2%。(图1中的温度补偿齐纳管包括了二极管。)因为存在电源和电阻公役,因而IZ的改动规模从[(30)(0.9)-9.53-0.11]/2.8(1.02)=6.07 mA到 [(30)(1.1)-8.62-0.05]/2.8(0.98)=8.86 mA。负载电阻的改动使IZ改动大约90 μA,可忽略不计。温度补偿齐纳管的电流改动对应于大约±5Ω的齐纳阻抗改动(参阅文献1),但ΔVREF只改动了大约 ±37.5 mV。您还应该考虑齐纳电压的改动。因为IZ的漂移,当ΔVREF改动 ±50 mV时,齐纳管的作业点发生了改动。此外,还需记住,直流电压所包括的最大宽带半导体噪声为20 μV。

终究得到电压参阅改动为110+37.5+50=197.5 mV。有人会以为这种剖析不行紧密,确实如此,但这种剖析可让您对齐纳参阅的运用有一些了解。假如VCC低至12V,则齐纳二极管就不能满意目标。RLOAD较大时,负载阻抗改动不会影响规划核算。而小一点的2kΩ负载阻抗,改动1 kΩ时即会导致IZ的巨大改动,这就需求运用一个齐纳二极管缓冲器。假如齐纳二极管为电路的一部分,则您可以用激光来对RLOAD进行调整,这样就没有必要添加缓冲器。这种埋入式齐纳二极管电压参阅办法似乎是一种树立电压参阅的较好办法。

责任编辑:gt

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