
【电】 voltage reference
tension; voltage
【化】 voltage
【医】 electric tension; voltage
criterion; datum; norm; standard
【计】 base; baseline; BM
【经】 reference frame
电压基准(Voltage Reference)是电子工程中用于提供精确、稳定参考电压的核心元件。其英文对应词为"voltage reference",在IEEE标准中定义为"能在规定条件下产生恒定电势差的二端器件"。根据工作原理可分为三类:
齐纳基准
基于齐纳二极管雪崩击穿特性,典型精度±1%,温度系数5-20ppm/℃。适用于工业控制系统中的过压保护电路。
带隙基准
利用硅的带隙电压(约1.25V)原理,如LM385系列,温度系数可达1ppm/℃。广泛应用于ADC/DAC转换器的基准源设计。
埋藏齐纳基准
通过半导体工艺将齐纳结深埋于基片下,如LTZ1000,具有0.05ppm/√kHz噪声特性。常见于高精度测量仪器。
关键性能指标包括初始精度(±0.02%至±0.5%)、温度系数(0.5-10ppm/℃)、长期稳定性(20-100ppm/1000h)和负载调整率(0.1-5mV/mA)。国际电工委员会IEC 60748-4-3标准规定了其测试方法。
在电源管理IC中,电压基准决定着LDO的稳压精度;在数据采集系统,其稳定性直接影响ADC的有效分辨率。美国国家标准技术研究院(NIST)的电压基准溯源体系要求,二级基准必须每两年进行量值比对校准。
IEEE Std 181-2011
IEC 60748-4-3:1997
NIST Special Publication 250-86
电压基准是电子系统中的关键元件,其核心功能是为电路提供高精度、稳定的参考电压值,确保其他组件能够基于此标准进行精确测量或调节。以下是详细解析:
电压基准通过内部电路设计(如齐纳二极管、带隙结构等)产生与温度、电源波动无关的固定电压。例如,在模数转换器(ADC)中,基准电压决定了量化精度,若基准电压波动0.1%,转换结果可能产生同等量级误差。
需权衡噪声水平、功耗、封装热阻等参数。例如MAX1631在-40~125℃范围内温漂小于50ppm,适合工业环境。对于高精度系统,建议选择带温度补偿的基准源,并注意PCB布局减少热应力影响。
如需更深入的技术细节(如带隙基准的电路拓扑),可参考IEEE相关论文或半导体厂商的应用手册。
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