|
| |
|
Слаботочка Книги 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [64] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 источники ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Множество функционально законченных устройств современной электроники требуют для своей работы стабильных источников опорных напряжений (ИОН). Это схемы линейных стабилизаторов для ЦАП и АЦП И многие другие. И хотя уровень современной технологии позваляет поместить стабилизированный источник напряжения внутрь микросхемы указанных приборов, параметры отдельно исполненных источников зачастую остаются намного лучше. Один из наиболее распространенных способов получения опорных напряжений - с помощью стабилитронов, которые несмотря на некоторые недостатки, имеют два достоинства: они компактны и дешевы. Поэтому существование в виде специальных функционально законченных узлов - интегральных ИОН может на первый взгляд показаться неоправданным. Но существует экологическая ниша и для интегральных ИОН. Они требуются там, где нужны особо стабильные параметры опорных напряжений, и в первую очередь это относится к температурному коэффициенту напряжения (ТКН) и внутреннему шуму. Устройства в электронике используемые в качестве ИОН: 1. Дискретные стабилитроны (используются в сочетании с резисторами, ОУ транзисторами). 2. Интегральные ИОН: а) стабилитронные ИС б) температурно-стабилизированные ИОН. в) bandgap ИОН Дискретные стабилитроны Рассмотрение Этого класса приборов выходит за рамки данной книги, так как дискретные стабилитроны не относятся к интегральным микросхемам, но все же, для сравнения с интегральными ИОН, необходимо хотя бы перечислить некоторые особенности стабилитронов. Стабилитрон (или диод Зенера) представляет из себя диод, работающий при обратном смещении на участке, соответствующем напряжению пробоя, там где ток пробоя быстро нарастает при росте напряжения. Для того, чтобы Стабилитрон можно было использовать в качестве ИОН надо обеспечить прохождение через него постоянного тока. Такой ИОН представляет из себя делитель напряжения, питаемый напряжением (Vi) заведомо большим, чем напряжение стабилизации (Vref). Вкратце перечислим недостатки стабилитронов: конечный набор величин напряжения Стабилизации, большой собственный шум, сильная зависимость напряжения стабилизации от тока и температуры. Рис. 1. Рабочая ветвь вольт-амперной характеристики стабилитрона Vref- <4ref Рабочан область Iref iREF(min) iREF(niax) Рис. 2. Схвма ИОН на стабилитроне О--л S3000P05 Стабилитронные ИОН Это как правило двухвыводные устройства очень похожие на стабилитроны, но на самом деле довольно сложные по схемотехнике, содержащие помимо собственно стабилитрона, целый ряд активных компонентов служащих для улучшения характеристик. В качестве примера приведем стабилитронную ИС типа LM129A с величиной ТКН = 6 млн~/°С. Главный недостаток подобных ИОН - большой собственный шум. Температурно-стабилизированные ИОН Такие приборы помимо стабилитронной схемы содержат еще и стабилизатор температуры позволяющий сильно уменьшить зависимость ТКН От температуры. Например, температурно-стабилизированный ИОН LM199 имеет ТКН = 0.2 млн~7°С при приемлемой цене. Основной недостаток температурно-стабилизированных ИОН - большое время выхода на рабочий режим (около 3 с). Bandgap ИОН Прекрасные параметры были получены от схемы ИОН часто называемой bandgap (произносится бэндгэп ). На русском языке эта схема имеет много названий: стабилитрон с напряжением запрещенной зоны , источник опорного напряжения равного ширине запрещенной зоны , ИОН с использованием напряжения ширины запрещенной зоны и еще некоторые другие, поэтому во избежание путаницы мы и далее будем использовать англоязычный термин bandgap . Идея схемы (см. Рис. 4) состоит в том, что генерируемое ей напряжение с положительным ТКН равным по величине отрицательному ТКН напряжения lee складывается с зтим нйпряже-нием Vbe и получившееся в результате напряжение оказывается численно равным напряжению запрещенной зоны кремния при нулевом ТКН. Рис. 3. Зависимость ТК напряжения стабилизации стабилитронов от номинального напряжения
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Vref, в взооооог Типовая величина ТКН bandgap ИОН составляет примерно 1 млн7°С Это, как правило, недорогие приборы, имеющие стандартную величину выходного опорного напряжения (1.25, 2.5, 5.0, 7.5, 10.0 В). Существуют очень удобные регулируемые bandgap ИОН, например, TL431, выходное напряжение которого подстраивается в диапазоне от 3 до 36 В с помощью дополнительного третьего вывода. Рис. 4. Классическая схема bandgap ИОН JL X Vbe+RIti источник ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ 1009ЕН1   ОСОБЕННОСТИ * Низкий температурный дрейф * Двухвыводной стабилизированный режим работы * Металлостеклянный корпус типа: КТ-1-2 МАКСИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ Микросхема 1009ЕН1 представляет из себя термокомпенсиро-ванный источник опорного напряжения для варикапов в переключателе телевизионных каналов. Прибор выпускается на три значения напряжения стабилизации: 31, 33 и 35 В, что маркируется дополнительной буквой (суффиксом) после обозначения типономинала. Максимальный ток стабилизации (Гд = 25°С)............. 8 мА Минимальный ток стабилизации.......................з> 3 мА Максимальная рассеиваемая мощность: при Гд = -10С.................................. 385 мВт при Гд = 25*С................................... 300 мВт при Гд = 70С................................... 180 мВт Диапазон рабочих температур.....................-10...+70°С ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА  СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ Рис.1. Типовая схема аключения Щы о-си- 27к 1 К1009ЕН1А 14 i\ 2 ТИПОНОМИНАЛЫ К1009ЕН1А К1009ЕН1Б К1009ЕН1В ЦОКОЛЕВКА КОРПУСОВ Металлостеклянный корпус типа КТ-1-2 (вид снизу) V - Анод V+ Катод  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ При Тд = 25°С, если не указано иначе.
интегральные   ТАА550/ТВА271 источник ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ОСОБЕННОСТИ ТИПОНОМИНАЛЫ * Низкий температурный дрейф ТАА550АДВА271А * Низков динамическое сопротивление.........................10 Ом (typ) ТАА550ВДВА271В * Двухвыводиой корпус типа: .....................................70-18 ТАА550СДВА271С ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ МАКСИМАЛЫ1ЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ Микросхема ТАА550ДВА271 представляет из себя интегральный монолитный источник опорного напряжения, специально сконструированный для питания варикапов в тюнерах телевизионных приемников. Микросхема ТАА550ДВА271 выпускается в металлос-теклянном корпусе типа ТО-IB с двумя выводами и имеет три модификации на различные опорные напряжения, что маркируется дополнительной буквой (суффиксом) после обозначения типономинала. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ При Тд = 25С, если не указано иначе
Ток стабилизации Iz (при температуре корпуса Tcase 70*С)..... Диапазон температур хранения Tsns........ Диапазон рабочих температур кристалла Тор. ЦОКОЛЕВКА КОРПУСОВ ...... 15 мА -20...+ 150*С . . . 0...150*С Металлокерамический корпус типа: ТО-18 (вид снизу) V - Анод V+ катод згоОАсо!  ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА  ТИПОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Рис. 3. Зависимость температурного дрейфа от времени iV2(t)AV2(-) 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2
о 2 4 6 8 10 Т, (min) вгооАвоз интегральные 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [64] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||