AZ431是三端可调电压基准芯1.doc

目目 录录 第一章第一章 芯片简介芯片简介 2 第二章第二章 AZ431 内部电路分析内部电路分析 2 2 1 输入级和基准 3 2 2 误差放大 4 2 3 稳定基准 4 2 4 补偿与保护 5 第三章第三章 芯片仿真芯片仿真 5 3 1 直流稳压特性 5 3 11 电压稳压特性 5 3 12 当 VKA VREF时各参数的变化 7 3 13 外界温度对输出电流的影响 9 3 2 交流特性 9 2 AZ431 芯片芯片 第一章第一章 芯片简介芯片简介 电压基准芯片 顾名思义 就是为了提供一个准确的输出电压 而不受工作电压 负 载 温度变化以及时间的影响 电压基准芯片应用于高精度 A D 和 D A 转换 传感器 电 源管理 精度整流等等需要较高精度电压标准的领域 与集成稳压器类似 他们都用于产 生一个标准电压 然而 集成稳压器可以比电压基准提供更大的电流输出 而其输出电压 精度远远低于电压基准芯片且输出噪音较大 阴极 阳极 Ref VKA Rb Rc Ra Vi 图 1 电路符号 图 2 典型应用 第二章第二章 AZ431 内部电路分析内部电路分析 AZ431 是三端可调电压基准芯片 内部电路如图 1 所示 他可以很方便的设定输出电 压在 2 5V 36V 的范围内变化 它具有很好的精度 并且输出噪声小 温度稳定性也很好 431 内部基准使得 VREF端保持在 2 5V 所以对于图一 其输出电压为 1 5 2 1 V R R R R VV c b c b REFKA 3 T1 T4 T5 T8T9 R5 R6 C2 T7 R10 C1 T6 R4 T3T2 R2R3 R1 R8 R9 T11 T10 R7 R11 R12 图 3 az431 内部电路 2 12 1 输入级和基准输入级和基准 T2 T3 T4 等组成了基准电压子电路 63R11BERBEREF VVVVV 如果有 得到 所以 62BEBE VV 32RR VV 2 3 3 2 R R I I C C 又因为 得到 SS C TBE I I VVln 3 2 3 4 4 ln 1 CTR I R R V R I 其中 VT 0 0026 3 2 32 321CCCR I R RR III 故而 4 63R11BERBEREF VVVVV 3311 7 02RIRI CR 2 3 4 3 2 3 42 132 lnln 4 1 R R R VR R R RR RVRR TT 这就是 AZ431 的基准电压 2 22 2 误差放大误差放大 如果 VI有一个变化信号 该信号通过采样电阻 Rb Rc 分压后 由射极跟随电路 T1输 出 一路送给了 T5的基极 另一路经 R1 R2送给了 T3 T4的基极 由于 R4的负反馈作用 导致 T6基极的信号变化比 T2基极更为激烈 T6将此信号反相放大后加到了 T5的发射极上 这样在 T5的发射结上就得到了一个更 大幅度的误差信号 T8 T9组成了 1 1 的比例电流源 一方面作为 T5的有源负载 另一 方面 将 T5放大后的信号传递到了 T10的基极 误差信号也通过 R2 R10被 T7所放大 由于 T5 T7都是反相放大 经过电流镜后 进 入 T10基极的电流为两个放大后信号之差 但是 由于进入 T5的信号经过了 T3 T6多级当 打 而进入 T7的信号则是通过了 T2的作用 故 T7的输出相对 T5为小 这保证了 T10的基 极能够获得与原误差信号同相并且幅度合适的输入电流 2 32 3 稳定基准稳定基准 T6 T7组成了一个差分放大级 其中 T6基极为同相输入端 T7为反相输入端 T8 T9组成的电流镜保证了 T6 T7的集电极电流的相等 由于 R10的存在 当时 T7的集电极电流与 T9基本相同但略小一点 其差 62BEBE VV 值保证了 T10 正常工作 RECCBC EBCBEREF VVVVVV VVVVVV 44722 15661 5 2 42 4 补偿与保护补偿与保护 T4为温度补偿的作用 当温度升高时 T10 T11集电极电流增大 会导致输出电压下 降 对于 T1 当温度升高时 一方面其输出电流增大 会导致整个基准电路电流增大 基 准电压升高 另一方面 T4反向电流增大 使 T1基极电流减小 同时 T10输入电流增大 降 低输出电压 达到补偿目的 第三章第三章 芯片仿真芯片仿真 3 13 1 直流稳压特性直流稳压特性 3 11 电压稳压特性 对于这样的电压基准芯片 我们最关心的就是他的电压稳压特性 首先测试他的 2 5V 基准电压 图 4 仿真电路 6 图 5 基准电压特性曲线 从图 5 中可以看出 输入电压从 0V 变化到 40V 区间内 基准电压从 2 41 变化到了 2 53V 误差在 0 3 之内 达到了很好的稳定精度 图 6 输出特性曲线 其中输入调整率指输入电压变化所造成电源输出电压偏差的百分比 定义为 7 100 norm minmax O OO V VV 输入调整率 输出特性曲线如图 6 所示 其中 VOnorm 5V 当输入电压变化到 40V 时 输入调整率 为 5 6 3 12 当 VKA VREF时各参数的变化 图 7 VKA VREF时仿真电路 8 图 8 VKA VREF输出电流随电压的变化曲线 图 9 VKA VREF温度的变化对基准电压的影响 图 9 可以看出当外界温度从 0oC 上升到 70oC 的过程中 基准电压只变化了不到 0 24V 图 10 三端稳压器阳极电压的变化对基准电压的变化曲线 从图 10 可以得出 当 VKA从 10 变化到 VREF的过程中 VREF变化了 1 22V 则 16 0 KA REF V V 9 3 13 外界温度对输出电流的影响 图 9 VREF 0 时温度变化对输出电流的影响 图 9 VREF 0 时温度变化对输出电流的影响 3 13负载调整率 这是稳压电源的一项重要指标 体现当负载电流变化时稳压电源的输出电压相 应的变化情况 通常以输出电流从 0 变化到额定最大电流时 输出电压的变化 量和输出电压的百分比值来表示 例如某 5V 直流稳压电源的输出电流从 0 增加到最大电流 1A 它的输出电压 10 从 5 00V 降到了 4 50V 降落值 0 5V 除以标称输出电压 5V 得到 10 这 就是该电源的负载调整率 3 23 2 交流特