Referencespændingskilde

En kilde eller generator til en referencespænding (ION) er en grundlæggende elektronisk enhed, der opretholder en meget stabil jævnspænding ved sin udgang . ION'er bruges til at indstille udgangsspændingen for stabiliserede strømforsyninger , skalaer for digital-til-analog og analog-til-digital konvertere, driftstilstande for analoge og digitale integrerede kredsløb og systemer og som spændingsstandarder i måleinstrumenter. Nøjagtigheden af ​​måling, konvertering og stabilitet af disse enheder bestemmes af nøjagtighedsparametrene for den ION, der bruges i dem.

De mest nøjagtige spændingskilder er kryogene laboratoriestandarder baseret på Josephson-effekten . Fra 1976 til slutningen af ​​1990'erne var markedet for serielle præcisions-ION'er domineret af enheder baseret på zenerdioder med en skjult struktur , hvoraf de bedste prøver nærmede sig det normale Weston-element med hensyn til nøjagtighedsparametre . I 2000'erne nåede superbandgap ION'er baseret på bipolære transistorer, XFET-type ION'er baseret på differentielle par af felteffekttransistorer og FGA-type ION'er baseret på flydende gate-transistorer et sammenligneligt niveau i nøjagtighed og stabilitet . I enheder med relativt lave krav til referencespændingens nøjagtighed og stabilitet anvendes billige integrerede IONer af bandgap-typen og konventionelle zenerdioder i et diskret eller integreret design.

Historisk disposition

Før opfindelsen af ​​integrerede kredsløb

I vakuumrørenes æra var to typer referencespændingskilder tilgængelige for designere af radioudstyr: gasudladningszenerdioder og kemiske spændingskilder (batterier og galvaniske engangsceller) [1] . Kviksølv - zink Clark-celler ved 1.434 V og kviksølv- cadmium normale Weston-celler ved 1.019 V havde den bedste begyndelsesspændingsnøjagtighed [2] . Massive og samtidig skrøbelige, som ikke tillod stød og vibrationer, Weston-celler fyldt med giftige stoffer blev udelukkende brugt i laboratorieforhold, og mindre nøjagtige, men billige og relativt sikre forseglede galvaniske celler og batterier blev brugt i seriel radioudstyr [ 3] . Kviksølv-zinkceller med en spænding på 1,35 V, som blev brugt under Anden Verdenskrig , var i stand til at levere en strøm på flere mA i mere end tusinde timer, men var ringere i nøjagtighed og stabilitet i forhold til laboratoriespændingsstandarder [4] . For at indstille spændinger fra 80 V til 1 kV blev der brugt glødeudladningszenerdioder fyldt med inaktive gasser ; til spændinger fra 400 V til 30 kV blev der brugt coronaudladningszenerdioder fyldt med brint . Enheder på gaszenerdioder krævede ikke regelmæssig vedligeholdelse, men deres afvigelse fra den nominelle spænding nåede ± 5 % [5] .

I 1953 opfandt Clarence Zener en halvleder- zenerdiode eller "Zener-diode" - en halvlederdiode, der opererer i den reversible omvendte nedbrydningstilstand og opretholder en konstant spænding ved dens terminaler over et bredt område af strømme og temperaturer [6] . Nøjagtighed og støjindikatorer for "almindelige" zenerdioder, uden design og teknologiske forbedringer, var og forbliver middelmådige [7] . Undersøgelser i 1960'erne viste, at den bedste ydeevne er karakteristisk for zenerdioder, hvis omvendte gennembrudsspænding er omtrent lig med 6 V [7] . Endnu mere præcist var et par af en 5,6 V zenerdiode og en siliciumdiode [7] eller flere dioder [8] forbundet i serie med den i fremadgående retning . Temperaturkoefficienten for spænding (TKV) for sådanne enheder nåede under niveauet på 10 ppm / ° C, hvilket fuldt ud tilfredsstillede designere fra disse år [7] . Imidlertid kan stabiliseringsspændingen af ​​termisk kompenserede zenerdioder ikke reduceres til under ~7 V, og strømmen kan ikke reduceres til under nogle få mA, hvilket gjorde det vanskeligt at anvende dem i lavspændings- og mikrostrømsenheder, og den høje pris pga. langvarig fabriks elektrisk termisk træning forhindrede deres brug i masseudstyr [7] .

I 1962 forudsagde den 22-årige Cambridge -studerende Brian Josephson muligheden for at skabe en præcisionsspændingsstandard på superledende kontakter [9] . I 1968 begyndte praktiske undersøgelser af Josephson-kryds , i 1971-1972 udførte de nationale metrologiske tjenester i Australien , Storbritannien , Canada , USA og Tyskland kontraverifikationer af disse enheder, i juli 1972 lavede US Metrological Service standarden på Josephson krydser en national standard, og i januar 1990 blev den verdensstandard [9] . Josephson-standarden med en reduceret relativ fejl på 5·10 −9  er den mest stabile og nøjagtige spændingskilde, men den kræver afkøling med flydende helium og er derfor kun anvendelig under laboratorieforhold [8] [2] .

Klassiske integrerede ION'er

I 1966 lancerede National Semiconductor LM100, designet af Bob Widlar , den første integrerede spændingsregulator. Referencespændingen LM100 blev indstillet af en plan zenerdiode dannet direkte i chippen. I begyndelsen af ​​1970 lancerede Widlar den første integrerede regulator med tre terminaler, LM109. I dette mikrokredsløb blev båndgabet med tre transistorer opfundet af Widlar først brugt  - en spændingskilde omtrent lig med båndgabets bredde [10] . Et år senere udgav National Semiconductor LM113, udviklet af Widlar og Bob Dobkin , en to-benet 1.220 V båndgap IC med en TCH, der ikke overstiger 100 ppm/°C [10] . I 1974 opfandt Paul Brokaw en anden to-transistor båndgap topologi, som gav væsentligt bedre referencenøjagtighed og derfor erobrede markedet. Widlar fortsatte udviklingen og foreslog i 1976-1977 en familie af nye topologier, på grundlag af hvilke det første subbåndgap blev bygget - en præcision ION for en spænding, der er betydeligt mindre end båndgabet (200 mV - LM10, 1977).

I begyndelsen af ​​1970'erne havde industrien endnu ikke brug for meget stabile, præcise referencereferencer. Efterspørgslen efter dem opstod i midten af ​​årtiet, med starten på produktionen af ​​de første integrerede digital-til-analog og analog-til-digital- konvertere [11] . Hverken zenerdioderne eller den første generations båndgab opfyldte kravene fra designerne af DAC og ADC til temperaturdrift. En væsentligt mere nøjagtig enhed, en skjult struktur zenerdiode (SSS), blev først udgivet i en diskret version i 1974, og i 1976 udgav National Semiconductor LM199 udviklet af Dobkin - den første integrerede SSS ved 6,95 V [12] (det sovjetiske analog er 2S483 [13] ). Takket være den indbyggede termostat og strømforstærker havde det nye mikrokredsløb en garanteret maksimal TCH på 1 ppm/°C og en typisk TCH på 0,3 ppm/°C ved et støjniveau i lydfrekvensområdet på højst 7 μV rms [14] . Med udgivelsen af ​​LM199 blev ION-kredsløbet opdelt i to grene: dyre integrerede ION'er på CCC'en til de mest kritiske opgaver (måling af ADC'er, spændingsstandarder) og billige, men mindre nøjagtige båndgab for alle andre (spændingsstabilisatorer, strøm forsyningsmonitorer). LTZ1000 udviklet af Dobkin, som kom på markedet i 1987, forbliver den dag i dag den mest nøjagtige serielle integrerede referencereference og bruges i de mest nøjagtige solid-state laboratoriestandarder. Deres producent, Fluke , hævder en tidsmæssig ustabilitet på 1 ppm/år og en SV på 0,1 ppm/°C [15] [8] [16] . Her er det nødvendigt at tage højde for, at den absolutte værdi af udgangsspændingen af ​​LTZ1000 kun bestemmes tilnærmelsesvis, og kun målingen på mere nøjagtigt (primært) udstyr og angivelsen af ​​måleværdien i passet for et specifikt produkt gør det er et referenceværktøj med de nødvendige metrologiske egenskaber. Se for eksempel Tabel. 8 i artikel [17] . På denne måde adskiller denne ION sig fra den mindre nøjagtige, men dog primære med hensyn til deres anvendelse, ION af LTC6655-serien osv., hvor den resulterende spænding og dens usikkerhed er angivet i den tekniske dokumentation.

Seneste udviklinger

I løbet af 1980'erne og 1990'erne gjorde forbedringen af ​​kredsløb, teknologi og indførelsen af ​​lasertuning det muligt at indsnævre den kvalitative kløft mellem de to typer enheder [18] . I begyndelsen af ​​2000'erne kom "super bandgaps" på markedet, en ny generation af bandgaps med fremragende initial nøjagtighed og lavt støjniveau [19] . I 2005 var "superbåndgaps" ens med hensyn til individuelle indikatorer for nøjagtighed med CCC, men kunne ikke overgå dem med hensyn til helheden af ​​indikatorer [19] .

I 1997 lancerede Analog Devices en fundamentalt ny type ION under XFET- varemærket [20] . Kredsløbene i sådanne enheder minder om Brokaw-båndgapet, hvor bipolære transistorer erstattes af felteffekttransistorer . Men med en lignende topologi bruger XFET et helt andet princip for drift - indirekte måling af den dielektriske konstant for silicium i felteffekttransistorens kanal . Denne indikator falder ligesom spændingen ved pn-krydset med stigende temperatur, men den er mere forudsigelig, og dens TKV er mere stabil end TKV for pn-krydset i et rigtigt kredsløb. Analog Devices begyndte at udvikle nye enheder for at overvinde de grundlæggende begrænsninger af både bandgap og nedgravede zenerdioder, og projektet var generelt en succes. 2. og 3. generations XFET TCR (3 ppm/°C) er stadig væsentligt dårligere end den bedste Zener RC TCR, men den har en bedre, næsten lineær, spænding i forhold til temperatur form, med mindre støj, mindre tidsdrift og stadig en XFET meget billigere [21] [8] .

I 2003 udgav Xicor (siden 2004 en afdeling af Intersil ) en anden fundamentalt ny type ION, kaldet FGA [22] . Funktionsprincippet for disse enheder såvel som princippet om drift af ikke-flygtige hukommelsesmikrokredsløb er baseret på langvarig lagring af ladning på en isoleret gate af en felteffekttransistor . FGA "husker" bogstaveligt talt den analoge spænding, "optaget" i dybden af ​​CMOS - strukturen [22] . Den garanterede "hukommelses"-levetid for den første generation af FGA var ti år, og nøjagtighedsparametrene var sammenlignelige med de bedste båndgab med en lavere forsyningsstrøm (mindre end 0,8 μA pr. hukommelsescelle med en bufferforstærker) [22] .

I begyndelsen af ​​det 21. århundrede konkurrerede fire forskellige typer præcisionsintegrerede referencereferencer på markedet: skjult struktur zenerdiode, superbandgap, XFET, FGA. I 2005 blev den psykologisk vigtige milepæl - TKN på 1 ppm/°C - overgået af adskillige CCC-baserede IC'er, adskillige superbandgap og en fem-volts version af den første generation af FGA [22] (ikke udgivet i 2012 [23] ) . Kun i USA masseproduceres præcisions-IONer af deres eget design af Advanced Linear Devices , Analog Devices , Fairchild Semiconductor , Intersil , Linear Technology , Maxim Integrated Products , Microchip Technology , Microsemi , National Semiconductor , ON Semiconductor , Philips , Semtech , Texas Instruments (som absorberede Burr-Brown ) og Apex Microtechnology (producent af chips udviklet af det hedengangne ​​Thaler Corporation ) [24] .

Ansøgninger

Nøgletal

Hovedfunktionen af ​​ION - generering af en kendt spænding - bestemmer dens hovedkarakteristika: " nøjagtighed " og " stabilitet " [25] . Disse begreber, såvel som begreberne " fejl ", " afdrift " og " støj ", er defineret forskelligt i forskellige brancher: metrologer , designere af måleinstrumenter og designere af konventionelle, ikke-præcise, elektroniske enheder, der fremsætter lignende, men ikke sammenfaldende krav til ION [26] . Der er ingen statsstandarder, der bestemmer indikatorerne for referencespændingskilder i Den Russiske Føderation. For to-output integral ION (analoger af zenerdioder) kan standarderne udviklet for diskrete zenerdioder anvendes, for tre-output ION - standarderne for lineære spændingsstabilisatorer. Sæt af indikatorer for spændingsstabilisatorer i GOST 19480-89 "Integrerede mikrokredsløb. Begreber, definitioner og bogstavbetegnelser for elektriske parametre" og i GOST R 52907-2008 "Strømforsyninger. Begreber og definitioner adskiller sig især i definitionerne af skærende, men ikke identiske, udgangsspændingsdrift [27] (GOST 19480-89) og langsigtet ustabilitet (GOST R 52907-2008) [28] .

Den tekniske dokumentation for integrerede RP'er, hvoraf de fleste er udviklet af amerikanske virksomheder, er udarbejdet efter de standarder, der netop er udviklet i den amerikanske industri. Det mest komplette sæt ION-karakteristika afspejler behovene hos designere af præcisions-ADC'er, og de vigtigste indikatorer for dem er i faldende betydningsrækkefølge: referencespændingens indledende spredning (initial afvigelse af referencespændingen fra den nominelle værdi) , temperaturkoefficienten for referencespændingen og dens langsigtede drift ("ustabilitet ved langsigtet inklusion "i form af GOST R 52907-2008 [28] ) [29] . Jo mindre strenge krav der stilles til nøjagtigheden af ​​ION, jo snævrere er sæt normaliserede indikatorer. For billige spændingsstabilisatorer kan den eneste nøjagtighedsindikator normaliseres - den indledende spredning [30] eller det tilladte område af udgangsspændingsændringer (øvre og nedre grænser). Det er den sidste mulighed (værdiområde) taget som grundlag af kompilatorerne af GOST 19480-89 [31] .

Indledende spredning

Den initiale spredning af udgangsspændingen er defineret som den maksimale afvigelse af DC-spændingen ved ION-udgangen fra den nominelle spænding, når IC'en tændes første gang. Den indledende spredning måles normalt ved normal temperatur (+25°C) og producentens nominelle indgangsspænding og udgangsstrøm. For zenerdioder kan den indledende spredning nå 5% af den nominelle værdi; for integrale ION'er varierer den fra ±1% (dårligste nøjagtighed) til ±0,01% eller ±100 ppm [30] . Indledende spredning, medmindre andet er angivet i dokumentationen, inkluderer ikke den tilladte spændingsforskydning, der opstår, når chippen loddes til kortet .

Spændingstemperaturkoefficient

TKN i snæver forstand er en differentialindikator svarende til forholdet mellem den relative ændring i udgangsspændingen og den lille ændring i temperaturen i omgivelserne, der forårsagede det, alt andet lige [30] . I dokumentationen for integrerede ION'er er denne parameter normalt defineret anderledes ved "rektangelmetoden": TKN er lig med forholdet mellem forskellen mellem den maksimale og minimale udgangsspænding garanteret af producenten for alle driftstemperaturer ved nominel indgangsspænding og udgangsstrøm, til bredden af ​​driftstemperaturområdet: [32]

[32]

Integralindikatoren bestemt på denne måde er kun egnet til at estimere den begrænsende spændingsforskydning ved kanterne af driftstemperaturer, og det anbefales ikke at bruge den ved lavere temperaturintervaller [33] . Faktum er, at en afhængighed tæt på lineær kun er karakteristisk for præcisionsenheder af XFET- og FGA-typerne, såvel som simple båndgab, der afviger væsentligt fra den beregnede "justering" og ikke har gennemgået finjustering. Med den korrekte "justering" eller med dens individuelle justering er simple båndgab og zenerdiode ION'er karakteriseret ved en parabolsk karakteristik, båndgab og zenerdiode ION'er med ikke-linearitetskorrektionskredsløb har en S-formet (parabel med en skåret pukkel) [33 ] . Differential-TKN for en sådan kurvelineær karakteristik kan afvige væsentligt fra den integrerede indikator [33] .

TKN for billige kommercielle integrerede IONer af alle typer er begrænset til 10 ppm/°C [34] . Reduktion af TCH for båndgab og zenerdiode IONer til et niveau på mindre end 5 ppm/°C kræver en betydelig stigning i omkostningerne ved teknologien, og den praktiske grænse for den garanterede TCH for serielle produkter er 1 ppm/°C [34 ] . Mindre værdier af TKN er kun mulige i separate serier af superpræcision ION'er på zenerdioder med et skjult lag (Thaler VRE3050J - 0,6 ppm/°C i området -40 ... +85 °C [35] ) .

Et yderligere fald i TCH er kun muligt ved termisk stabilisering af ION, hvilket indsnævrer området for krystaltemperaturændringer til nogle få grader eller brøkdele af en grad. Den første integrerede ION med indbygget spiralformet krystalvarmer og temperaturregulator, LM199, nåede allerede i 1976 niveauet for TKH på 1 ppm/°C ved en typisk værdi på 0,3 ppm/°C [14] . Produceret siden 1987, LTZ1000 seriel skjult lag zener diode med indbygget varmelegeme har en maksimal garanteret TKN på 0,05 ppm/°C [36] . I LM199 er krystaltemperaturen stabiliseret ved +86 °C [37] , men ifølge Fluke er sådanne høje temperaturer ikke optimale: Sænkning af driftstemperaturen til +50 °C reducerer den langsigtede drift af zenerdioden med det halve. Fluke hævder, at dets LTZ1000-baserede laboratoriestandarder garanteres at være mindre end 1 ppm pr. år [16] .

Ud over den iboende ustabilitet af ION, bidrager parasitære termoelementer , dannet af forbindelsen af ​​forskellige metaller i de elektriske ledninger af ION-enheden og ledningslederne, også til referencespændingsfejlen . Med en temperaturforskel mellem forskellige terminaler lægges EMF af parasitære temperaturer til den iboende spænding af ION eller trækkes fra den. Så på steder, hvor mikrokredsløbsledninger er loddet til et trykt kredsløb, kan termoelementer dannes, hvilket introducerer en yderligere fejl, hvis værdi afhænger af temperaturforskellen mellem loddemidlerne. Ustabiliteten genereret af disse ukompenserede termoelementer er mest betydningsfuld for ION'er i metalhuse med snigende ledninger. Det er normalt ikke angivet i passpecifikationerne for TKN ION [38] .

.

Drift og støj

Russiske GOST'er etablerer ikke en nøjagtig grænse mellem drift ("den største værdi af spændingsændring ved udgangen af ​​et integreret kredsløb i et givet tidsinterval i fravær af andre destabiliserende faktorer"' [27] ) og støj ("spænding ved output fra et integreret kredsløb i et givet frekvensbånd ved en indgangsspænding lig nul” [39] ) af integralet ION. I IC-dokumentationen er grænsen mellem drift og støj trukket med en frekvens på 0,1 Hz [40] .

Lang drift

Ved langtidsdrift af ION observeres to forskellige typer drift: kortvarig drift - tilfældige afvigelser af udgangsspændingen med et frekvensspektrum under 0,1 Hz og langvarig drift, normalt i form af en systematisk stigning eller fald i referencespændingen med tidsintervaller på hundreder og tusinder af timer [41] . Den relative hastighed af langtidsdrift, defineret i GOST R 52907-2008 som "delvis ustabilitet under langsigtet drift" [28]  er den tredje vigtigste komponent i ION-ustabiliteten [41] .

Over tid falder den lange drifthastighed, og udgangsspændingen stabiliseres. Producenter angiver normalt den maksimale tilladte mængde afdrift i de første 1000 timers drift, udtrykt i ppm pr. tusinde timer (ppm/1000h, ppm/kHr). De laveste drifthastigheder, fra 5 til 10 ppm pr. 1000 timer, er karakteristiske for RC på zenerdioder med en skjult struktur og RC på flydende gate-transistorer. Hastigheden og retningen af ​​afdriften efter denne periode er normalt ikke standardiseret. Dokumentationen af ​​Linear Technology erklærer, at drifthastigheden falder eksponentielt, mens driftværdien for de andet tusinde timer er cirka tre gange mindre end for de første tusinde, og så videre [42] . Intersil-dokumentationen normaliserer den absolutte værdi af driften i hele mikrokredsløbets levetid, og driften for de første tusinde timer er givet som reference [43] .

Afdriftsmåling er en ikke-triviel opgave, der kræver særligt stabile måleinstrumenter og langvarig temperaturstyring af målestanderen. Bob Pease huskede, at i det første år af LM199, "... brugte vi en fremragende [dengang] sekscifret DMM ... og det viste sig, at alle de chips, vi testede, drev i sync. Kontrol-ION'er af andre typer [galvaniske celler, båndgab, zenerdioder] drev også synkront [med LM199 prøver]. ION inde i DMM var synderen." [44]

Der er ingen konsensus om, hvorvidt drift kan stabiliseres ved accelereret elektrisk termisk træning . Linden Harrison påpeger, at erfarne designere træner chips ved 125°C i en uge før lodning til brættet i forventning om, at " udglødning " aflaster mekaniske spændinger, der er akkumuleret i chippen [41] . Bob Pease anbefalede "indløb og termisk cykling" for ikke kun at nå et driftplateau, men også for at afvise ustabile prøver [45] . Linear Technology-ingeniør John Wright hævder, at Arrhenius-ligningen ikke gælder for chiptræning, og accelereret "driftstabilisering" er umulig. Ifølge Wright giver træning kun mening på niveau med det færdige PCB [46] .

Støj

Støjen fra præcisions-ION'er normaliseres normalt i to frekvensområder: 0,1-10 Hz og 10-1000 Hz [40] . Støjfiltrering med aktive eller passive RC-filtre er kun anvendelig i det øvre område. Ved frekvenser under 10 Hz stiger de beregnede kapacitanser af filterkondensatorerne , og med dem de forventede lækstrømme gennem disse kondensatorer, så meget, at "bidraget" af lækstrømme til ION'ens ustabilitet overstiger eventuelle fordele ved filtrering.

Støjspændingen er normalt angivet som peak-to-peak peak-to-peak støjspændingen [40] . RMS-støjspændingen er omkring 6 gange mindre end denne værdi:

[40]

Støjspændingssvinget for "superpræcision" ION'er, målt i 0,1-10 Hz-båndet, varierer fra 1,5 til 5 μV [47] (til reference er den samme indikator for en integreret lineær stabilisator normalt 0,01% af udgangsspændingen eller 500 µV til 5V udgangsspænding [48] ). I ADC'er til måling af høj kvalitet bør peak-to-peak støjområdet ikke overstige 10 % af den mindst signifikante cifferværdi [49] [50] , derfor en støjsvag reference for spænding 5 med et støjniveau på 1,5 μV (0,3 ppm peak-peak, f.eks. LTC6655 [42] ) opfylder kravene til ikke mere end 18-bit konvertere [51] .

Termisk hysterese

Siliciumkrystal, krystalholder, mikrokredsløbspakke og printkortmateriale har forskellige termiske udvidelseskoefficienter . Ujævn ekspansion under opvarmning genererer mekaniske spændinger i krystallen , som vedvarer selv efter afkøling til normal temperatur [46] [33] . Som følge heraf opstår termisk hysterese : ION-spændingen ved slutningen af ​​opvarmnings-afkølingscyklussen falder ikke sammen med spændingen ved begyndelsen af ​​cyklussen [52] .

Rationering af dette fænomen er en relativt ny praksis [52] . I mikrokredsløbsdokumentation er termisk hysterese defineret som  den maksimale forventede forskel mellem udgangsspændingerne ved begyndelsen og slutningen af ​​den termiske testcyklus. Typiske værdier er omkring ±25 ppm eller ±0,0025% af udgangsspændingen [52] . Start- og slutspændinger måles altid ved normal temperatur (+25 °C), og testcyklussens varighed og temperaturområde kan variere betydeligt. I sjældne tilfælde normaliserer producenterne hysteresen for cyklusser af forskellig intensitet (LT1461 for cyklusser på 0...70 °C, -40...85 °C og -40...125 °C) og offentliggør histogrammer over dens fordeling i amplitude og fortegn [46] [53] .

Særlige tilfælde af termisk hysterese observeres, når en krystal er monteret på en krystalholder, og når et mikrokredsløb er loddet til et printkort. Mikrokredsløb i metalpakker med fleksible ledninger påvirkes kun lidt af disse fænomener, og i mikrokredsløb med stive ledninger kan referencespændingsforskydningen under emballering nå op på 0,5 % [54] . Spændingsskift under lodning er normalt ikke standardiseret: hysteresen måles på mikrokredsløb installeret i monteringspanelerne på teststanden. Analog Devices- dokumentationen angiver, at den specificerede initiale spændingsspredning ikke inkluderer loddeoffset [55] . Linear Technology - dokumentationen giver histogrammer over fordelingen af ​​dette skift i amplitude (LT1461 - spredning fra -300 til +100 ppm, i gennemsnit -110 ppm) og estimerer hastigheden af ​​dets "krympning" under normal drift [53] .

Sammenligningstabel

De vigtigste indikatorer normaliseret for moderne præcisions-ION'er, deres typiske værdier for forskellige topologier og egenskaberne for udvalgte repræsentanter for hver topologi er angivet i den sammenlignende tabel [56] . For at både de absolutte og relative indikatorer for forskellige mikrokredsløb kunne sammenlignes, blev der kun valgt mikrokredsløb for en udgangsspænding på +5 V. Alle de anførte enheder på zenerdioder og bipolære transistorer adskiller sig i store (enheder af mA) forbrugte strømme . Et fald i strøm er muligt, men det er uundgåeligt ledsaget af en stigning i støj. Kombinationen af ​​små (tiere af µA) strømme og lave (op til 10 µV) støjniveauer er kun mulig i ION'er baseret på flydende gate-transistorer , men selv inden for denne topologi er der en omvendt afhængighed af støjniveauet af strøm. Som standard kan alle præcisionsparametre tage både negative og positive værdier, ±-tegnet er udeladt i den tekniske dokumentation.

Indeks Måleenhed
_		 Grundlæggende topologier af præcisionsintegrerede referencer
På zenerdioder med skjult struktur Superbandgaps På differentialpar PT (XFET) FET flydende gate (FGA)
Typiske
værdier [a 1]		 Thaler
VRE3050 [a 2]		 Typiske
værdier [a 1]		 Lineær
LTC6655 [a 3]		 Typiske
værdier [a 1]		 Analoge enheder
ADR425B [a 4]		 Typiske
værdier [a 1]		 Intersil
ISL21009 [a 5]
Indledende spredning % 0,02 % 0,01 % 0,04 % 0,025 % 0,04 % 0,04 % 0,01 % 0,01 %
Temperaturkoefficient
uden temperaturstyring af krystallen
 ppm/°C <2 0,6 maks.
0,3 typ.		 <3 2 max.
1 type.		 <3 3 max.
1 type.		 3 3
Temperaturkarakteristisk form S-formet tæt på lineær
lang drift ppm/1000h tyve 6 40 60 40 halvtreds ti omkring 10 [a 6]
Termisk hysterese ppm/cyklus - 1 [a 7] - 30 [a 8]
60 [a 9]		 - 40 - 50 [a 10]
Støjspænding i båndet 0,1-10 Hz µV peak-peak 3 3 ti 0,1 - 3.4 - 4.5
Støjspænding i båndet 10-1000 Hz µV rms 3 5 ti 0,67 - Ikke standardiseret - 2.2
Strøm uden belastning (minimum strømforbrug) [a 11] mA 2,4 maks. fire 0,75 7 - 0,6 - 0,18 maks.
0,095 typ.
Mulighed for finjustering på tavlen Ja ±5 mV måske Ingen Ja ±0,5 % V REF Ja ±2,5 % V REF
Arbejdstemperaturområde °C 0…+70 -40…+85 -40…+85 -40...+125 -40...+125 −40…+85 [a 12] -40...+125
Tabelnoter
  1. ↑ 1 2 3 4 Harrison, L. Strømkilder og spændingsreferencer . — Newnes, 2005. — S.  434 . — 569 s. — ISBN 9780750677523 .
  2. ↑ VRE3050: Lavpris præcisionsreference . Thaler Corporation (2000-07-01). Hentet 1. november 2012. Arkiveret fra originalen 26. november 2012. . Data i VRE3050J-serien. I 2012, produceret af Apex Microtechnology, som udsprang fra Cirrus Logic og arvede ION Thaler-linjen
  3. ↑ LTC6655: 0,25 ppm støj, lav drift præcision bufret referencefamilie (link ikke tilgængeligt) . Lineær teknologi (2009). Hentet 1. november 2012. Arkiveret fra originalen 1. april 2010. 
  4. ↑ ADR420/ADR421/ADR423/ADR425: Ultrapræcision, lav støj, 2,048V/2,500V/3,00V/5,00V XFET® spændingsreferencer . Analoge enheder (2001-2011). Hentet 1. november 2012. Arkiveret fra originalen 8. januar 2013. . ADR425B serie data
  5. ↑ ISL21009: Højspændingsindgangspræcision, FGA™-spændingsreferencer med lav støj . Intersil (2009-09-16). Hentet 1. november 2011. Arkiveret fra originalen 8. januar 2013. . ISL21009BFB850Z serie data.
  6. ↑ Drift for hele levetiden er normaliseret - 50 ppm i 10 år. Driftsvurdering for de første 1000 timer er angivet som "ca."
  7. ↑ For eventuelle temperaturændringer inden for driftsområdet
  8. ↑ Når temperaturen skifter fra -0 til +70 °C
  9. ↑ Når temperaturen skifter fra -40 til +125 °C
  10. ↑ Testcyklus +25 °C → +125 °C → -25 °C → +25 °C
  11. ↑ Begrebet tomgangsstrøm gælder for serielle (tre-output) enheder, konceptet med minimumsstrøm - for alle, inklusive parallel (to-output)
  12. ↑ Valideret ved lave temperaturer ned til -195°C, se Patterson, R.; Hammoud, A. Performance of Precision Floating Gate Analog Voltage References at Cryogenic Temperatures  // NASA Electronic Parts and Packaging. - 2005. - Nr. december 2005 .

Simple ION'er

ION på zenerdioder

Bandgaps

Funktionsprincippet for båndgab  - spændingskilder bestemt af en halvleders båndgabbredde - er baseret på spændingens grundlæggende afhængighed af en direkte forspændt pn-forbindelse på strøm og temperatur. Ved en fast strøm aftager denne spænding lineært med stigende temperatur med en TKV på cirka −2 mV/°C. Hvis vi adderer denne spænding til spændingen på et andet kredsløbselement, hvor spændingen er proportional med den absolutte temperatur, så kompenserer deres temperaturkoefficienter hinanden med den korrekte skalering af de to led, og summen af ​​de to spændinger i den første tilnærmelse, vil være lig med båndgabet for den brugte halvleder ved T = 0 K og vil ikke afhænge af temperaturen.

Det "andet element" er normalt et par bipolære transistorer i en diodeforbindelse, der fungerer med forskellige strømtætheder. Forskellen mellem spændingerne ved disse transistorers emitterforbindelser afhænger kun af temperaturen og forholdet mellem strømtætheder. Dens absolutte værdi i reelle kredsløb overstiger ikke 100 mV, derfor skal den for nøjagtigt kompensere for to TKN forstærkes med 5 ... 15 gange. I det mest almindelige båndgab-kredsløb, foreslået af Paul Brokaw i midten af ​​1970'erne, tjener det samme par transistorer som en kilde til både en spænding proportional med den absolutte temperatur (PTAT-spænding) og en spænding, der falder med stigende temperatur (CTAT-spænding) , og skalering og summering af vilkårene udføres af en simpel divider på to modstande . Den uundgåelige spredning af teknologiske parametre forårsager middelmådige nøjagtighedsindikatorer for sådanne kredsløb: den indledende spredning er normalt ±3% af udgangsspændingen, og i de mest avancerede kredsløb er den ±1,6% [57] . I det såkaldte subbandgap , der genererer en referencespænding på hundredvis af mV, er spredningen endnu højere - op til ± 3,6% [58] . Med præcis "centrering" af komponenterne har referencespændingens temperaturkarakteristik en karakteristisk parabolsk form med et maksimum i midten af ​​driftstemperaturområdet. Ved kanterne af driftsområdet falder spændingen med omkring 0,2% af maksimum. Med afvigelser fra den ideelle centrering kan temperaturkarakteristikkens pukkel skifte ud over driftstemperaturområdet, og den observerede temperaturkarakteristik nærmer sig en lineær. Spændingens temperaturkoefficient kan reduceres ved hjælp af ikke-linearitetskompensationskredsløb, spændingsspredningen kan reduceres ved individuel justering af mikrokredsløb, og det høje niveau af støj, der ligger i båndgab, er næsten umuligt at reducere.

På trods af alle deres mangler bruges simple båndgab massivt i lineære stabilisator- og spændingsmonitor-mikrokredsløb (familie 78XX , TL431 ) og operationsforstærkere . I lavspændingskredsløb er båndgab uundværlige: I modsætning til zenerdioder fungerer "almindelige" båndgab ved forsyningsspændinger på +2 V og underbåndsgab - ved spændinger på +1,0 V.

ION af hukommelseschips baseret på komplementære MIS-transistorer

En moderne hukommelseschip indeholder et helt sæt indbyggede kilder og stabilisatorer (regulatorer) af referencespændingen. De fleste hukommelseschips fungerer ved en reduceret forsyningsspænding, indstillet af den indbyggede ION og stabiliseret af en kraftig stabilisator. Sænkning af forsyningsspændingerne er først og fremmest nødvendig for at undgå nedbrydning af transistorer fremstillet ved hjælp af submikronteknologier. Det andet anvendelsesområde for ION er indstilling af tærskelspændingen for differentielle udlæsningsforstærkere , der bruges i hukommelses-IC'er med en kapacitet på mere end 1 Mbit [59] .

I simple ION'er bygget ved hjælp af CMOS-teknologi uden brug af bipolære termisk følsomme elementer, indstilles udgangsspændingen proportional med tærskelspændingen for p-kanal transistoren V TP [60] . I hukommelseschips er denne parameter cirka -0,4 V uden at tage hensyn til substratets virkning. I virkeligheden, under hensyntagen til kilde-substratspændingen, kan VTP være dobbelt så stor [61] . Transistor T1 fungerer ved en lav kanalstrøm, så dens gate-source spænding er omtrent lig med tærsklen, og den samme spænding falder over modstand R1 og gate T5. T5 spejler strømmen, der løber gennem T1, så udgangsspændingen taget fra R2 er

[59]

De første prøver af sådanne enheder, udviklet i begyndelsen af ​​1990'erne, havde en forsyningsspændingsustabilitet på omkring 1% (10 mV/V) og en TCH på 0,15 mV/°C [59] .

Præcisions-IONer

ION på zenerdioder med en skjult struktur

Nedbrydningsstrømmen af ​​en konventionel plan zenerdiode er koncentreret i det nærliggende lag af silicium - i laget med den maksimale koncentration af gitterdefekter og urenheder. Det er disse urenheder og defekter, der forårsager ustabiliteten og støjen fra zenerdioden. Dens ydeevne kan forbedres ved at drive nedbrydningsstrømmen dybt ind i krystallen, ind i den skjulte struktur af pn-forbindelsen med en nedbrydningsspænding lavere end i det nære overfladelag [62] . I den klassiske epitaksiale teknologi, ifølge hvilken LM199 blev lavet, dannes en dyb ø af p + -type ledningsevne i stedet for den fremtidige zenerdiode, og derefter den sædvanlige diffusion af basen (p - ) og emitteren (n + ) lag udføres [62] . Emitteren af ​​den skabte diodestruktur bliver katoden af ​​zenerdioden, basen bliver anoden. I det overfladenære lag har denne overgang en konduktivitetsprofil n + -p - og i bunden af ​​basisområdet - n + -p + [63] . En stærkt doteret n + -p + overgang har en lavere gennembrudsspænding end i det nære overflade n + -p - -lag, så hele den omvendte strøm af zenerdioden er nøjagtigt i bunden af ​​basisområdet [64] .

Klassiske Zener-referencer i begravet lag (LM199, LTZ1000) har en karakteristisk koncentrisk topologi. En zenerdiode er placeret i midten af ​​krystallen, transistorer støder direkte op til den - temperatursensorer, og en varmespole er "lagt" omkring dem, også lavet ved hjælp af plan teknologi. Sådanne IC'er har rekordlave værdier af TKN (LM199 - 0,3 ppm/°C, LTZ1000 - 0,05 ppm/°C [36] ), støj (LTZ1000 - 1,2 μV p-p [36] ) og langtidsdrift ( LTZ1000 - 2 μV / 1000 h [36] ) ved høje, på få procent, værdier af den indledende spændingsspredning (LTZ1000 - fra 6,9 til 7,45 V) og høj strømustabilitet (LM199 - 0,5 mV / mA [65] , LTZ1000 - 20 mV/mA ​​[36] ). De erklærede indikatorer opnås kun med omhyggelig temperaturkontrol og afskærmning af kredsløbet og stiv stabilisering af zenerdiodestrømmen.

ION på differentielle par af felteffekttransistorer (XFET)

I 1997 udgav Analog Devices den første generation af integrerede ION'er under mærkenavnet XFET ( engelsk  Extra Implant FET  - " felteffekttransistor med ekstra gateimplantation ") [66] . Kredsløbsdiagrammet for kernen af ​​denne ION ligner Brokaw-båndgabets kredsløb med en operationsforstærker, men princippet om driften af ​​XFET er helt anderledes [66] . XFET CTAT-elementet er dannet af to kildefølgere på p-kanaltransistorer med en pn-forbindelse [66] . En af de to transistorer er konventionel, og en anden, yderligere, gate er implanteret i kanalen på den anden transistor [66] . Aktive strømkilder og en operationsforstærker, der styrer transistorernes gate-spændinger, indstiller lige strømme og ens drain-source-spændinger for begge transistorer [67] . Ligestillingen mellem strømme og spændinger er kun mulig, når gate-source-spændingerne for de to transistorer VSI1 og VSI2 adskiller sig med ΔV 12 , hvilket er omkring 0,5 V [67] . Temperaturkoefficienten ΔV 12 , omkring -120 ppm/°C, bestemmes af siliciums dielektriske konstant i den ekstra kanal af den anden transistor og er praktisk talt uafhængig af temperaturen [67] . En stabil spænding V REF dannes ved at tilføje CTAT-spændingen ΔV SI med PTAT-strømfaldet over referencemodstanden R1, og finjustering af TKN udføres ved lasertrim R1:

[67] .

XFET'er udkonkurrerer de bedste præcisionsbåndgab og ION'er på CCC i alle henseender, bortset fra to primære: indledende tolerance og TKN [68] . En typisk XFET referencespænding TCR af serie "A" er ikke mere end 3 ppm / ° C, den indledende tolerance for V REF  er ikke mere end 0,05% (500 ppm), det er muligt at justere V REF med eksterne præcisionsmodstande [ 69] . Den lave og konstante TCI for XFET STAT-elementet (20-30 gange lavere end TCI for et pn-kryds i et båndgab) gør det muligt at undvære korrektionsskemaer for ikke-lineariteten af ​​temperaturkarakteristikken [70] . Strømforbruget af XFET IC'en overstiger ikke 1 μA, og støjniveauet, på grund af brugen af ​​felteffekttransistorer, er væsentligt lavere end for båndgab og ION'er på CCC. Typisk lavfrekvent (0,1-10 Hz) støjsving er 4 mV peak-to-peak [70] . XFET IC'er er designet til drift i biltemperaturområdet (-40 ... +125 ppm / ° C), er ikke særlig modtagelige for temperaturhysterese og er billige [68] . Ifølge Linden Harrison er XFET det bedste valg til systemer med forsyningsspændinger fra 4,1 til 18 V, bortset fra den mest krævende referencespændingsnøjagtighed [71] .

Floating Gate Transistor ION (FGA)

I 1967 foreslog Shi Min (hvis efternavn fejlagtigt blev transskriberet som "Zi" på russisk) og Kang Daewon konceptet med en flydende-gate-felteffekttransistor  - en enhedscelle af ikke-flygtig hukommelse [72] . I 1971 patenterede Intel teknologien opfundet af Dove Froman til praktisk produktion af sådanne celler til EPROM -hukommelse, i 1978 og 1980 blev EEPROM og flash-hukommelse baseret på samme princip opfundet [72] . I 1979 patenterede Xicor de første flydende-gate-transistorstrukturer designet til at lagre analoge signaler, ikke binær kode. Fordelen ved denne tilgang syntes indlysende: for at gemme én analog sample, for eksempel et lydsignal, er én hukommelsescelle nok, for at gemme en digitaliseret lyd er der brug for 8, 10, 12 eller flere celler [72] . I 1990'erne fortsatte Impinj- og Nuvoton-virksomhederne den "sunde" udviklingslinje, og Xicor fokuserede på at skabe præcise ION'er baseret på "analog hukommelse" [72] . Xicor-udviklerne opgav den attraktive idé om at lave analog hukommelse i miniature, sammenlignelig i størrelse med logiske celler: erfaringerne fra konkurrenter fra Impinj viste nytteløsheden af ​​en sådan tilgang [72] . I stedet bruger ION'er udviklet på Xicor udvidede flydende porte: Jo større gatearealet er, desto lettere er det at kontrollere ladningen skrevet til porten og bestemme ION'ens udgangsspænding [72] . De første masseproducerede IC'er af denne type blev udgivet i 2003 under mærkenavnet FGA ( eng.  Floating Gate Analog , "analog IC on floating gates"), og et år senere blev udviklingen af ​​FGA-teknologien videreført af Intersil, som absorberet Xicor [72] [73] .

Serieproduceret i 2012 FGA-type ION'er er programmeret til referencespændinger fra 1 til 5 V [23] . Den initiale FGA-referencespændingstolerance på 0,01 % (100 ppm) er den mindste blandt alle integrerede referencer. De bedste prøver præsenteret i 2012 overstiger ikke 3 ppm/°C [ 23 ] . FGA'er, ligesom XFET'er, adskiller sig positivt fra bandgaps og zenerdiode CCC'er ved deres monotone, næsten lineære form for temperaturkarakteristik [74] . Forsyningsstrømmen ved tomgang overstiger ikke 1 μA. Den normale ladningslækstrøm fra en isoleret gate er nogle få elektroner i sekundet, hvilket giver FGA en ti års garanti [72] [75] . Ifølge Linden Harrison er XFET det bedste valg til analog-til-digitale systemer med forsyningsspændinger fra 5,1 til 9 V og opløsning op til 24 bit [74] .

FGA IC'er er designet til at fungere i udvidede kommercielle (-40...+85°C) og biler (-40...+125°C) temperaturområder. Ifølge NASA opretholder FGA IC'er pasydelsen ved lave temperaturer ned til -195 °C [76] . Imidlertid er FGA'er mere modtagelige for ioniserende stråling end andre ION'er [77] . Under røntgeneksponering , som er typisk for industrielle fejldetektorer og lufthavnssikkerhedssystemer, falder ION-spændingen med en hastighed på omkring 12 ppm/ mrem [78] (bagageinspektion i amerikanske lufthavne når en dosis på 2 rem [79] ) . FGA bør afskærmes mod stråling med metalskærme: to lag kobberfolie, der anvendes i typiske printkort, reducerer strålingseksponeringen med en faktor på 8 [80] . Endnu mere effektiv beskyttelse er zinkfolie med en tykkelse på 0,25 mm eller mere [81] .

Funktioner af design og drift af kredsløb på ION

Finjustering

Hvis enheden, der designes, kræver absolut nøjagtighed af spændingsindstilling, hvilket er uopnåeligt i serielle integrerede ION'er, så inkluderer projektet muligheden for finjustering [82] . Mikrokredsløb, der tillader en sådan justering, har en ekstra kontrolindgang og er designet til drift i forbindelse med et præcisionspotentiometer , der lukker spændingsfeedback -sløjfen [83] . For at forhindre potentiometrets ustabilitet i at forringe ydeevnen af ​​ION, er det fornuftigt at bruge enten metal-folie præcisionspotentiometre med en temperaturkoefficient for modstand (TCR) på ca. ±10 ppm/°C, eller trådet med en TCR på omkring ±50 ppm/°C [83] . Digitale potentiometre i sådanne kredsløb er uegnede på grund af den høje TCR (fra 500 ppm/°C) og det store trin med trinvis justering (ca. 20 mV) [83] . Det anbefales at foretage justeringer mindst to gange: før og efter elektrisk termisk træning af det samlede printkort [84] .

Spændingen ved ION-udgangen kan også justeres ved hjælp af eksterne skaleringsforstærkere baseret på præcise, støjsvage op-forstærkere [ 84] . Litteraturen beskriver skemaer til korrektion af både den absolutte spænding ved ION-udgangen og neutralisering af dens TKN [85] .

AC input og output shunting

Præcisions-ION'er drives normalt af en allerede stabiliseret og filtreret spænding. Men selv under sådanne forhold kan ydeevnen af ​​de fleste ION'er forbedres ved at shunte deres input og output til jord med kondensatorer [86] .

Producenter angiver ikke kapaciteten af ​​indgangskondensatoren. Som standard kan en 10 µF elektrolytisk kondensator og en 0,1 µF disk keramisk kondensator bruges parallelt [87] . Kapacitansen af ​​udgangskondensatoren påvirker direkte stabiliteten af ​​feedback-sløjfen, som er dækket af ION, og derfor normaliserer producenterne den normalt [87] . For nogle mikrokredsløb anbefales en udgangskapacitet ikke , for andre kræves der tværtimod en udgangskapacitet på 1 til 10 mikrofarad [87] . Overskridelse af den tilladte kapacitans kan generere selv-excitering af ION eller en stigning i støjniveauet [88] .

Støjfiltrering ION

Den nemmeste måde at reducere støjen fra referencespændingen på er at filtrere den efter frekvens, hvilket undertrykker støjens højfrekvente komponenter. Der er præcisions-IONer, på hvis krystal modstandene til RC-lavpasfilteret allerede er dannet  - du skal bare tilslutte en ekstern kondensator til de specielle terminaler på et sådant mikrokredsløb . Alle andre ION'er bør bruge et fuldgyldigt passivt eller aktivt lavpasfilter forbundet til referencespændingsudgangen [89] .

Producenterne er uenige om, hvorvidt det er muligt at tilslutte et filter direkte til ION-udgangen. Nogle anbefaler direkte tilslutning af filtre, andre forbyder det. Ifølge den anden gruppe af eksperter kan den kombinerede støj, langsigtede drift og ustabilitet af filterets RC-kredsløb og indgangsforstærkertrinnet ved filterudgangen forringe ikke kun nøjagtigheden, men også støjen fra den "forbedrede" kredsløb. For at forhindre dette i at ske, bør der tilsluttes en præcision, støjsvag bufferforstærker mellem ION-udgangen og filterindgangen [90] .

En dyr, men effektiv måde at reducere referencens støj på, er at parallelle flere referencer til en fælles belastning gennem de samme udligningsmodstande. Det absolutte støjniveau for et sådant ION-batteri falder i omvendt proportion til kvadratroden af ​​antallet af parallelt forbundne mikrokredsløb [44] .

Beskyttelse mod mekanisk belastning

De mekaniske spændinger af printpladen, der opstår under installationen og under den efterfølgende drift af enheden, overføres uundgåeligt til mikrokredsløbshuset og videre til ION-krystallen og påvirker dens udgangsspænding. Mikrokredsløb i metalpakker er ikke særlig modtagelige for mekanisk belastning, men alle andre ION'er - både i DIP-pakker og i overflademonterede pakker, reagerer selv på let vridning eller bøjning af pladen [91] . For at forhindre, at de mekaniske spændinger af pladen overføres til ION-krystallen, bør mikrokredsløbet installeres på en "tunge" adskilt fra resten af ​​pladen med et gennemgående snit. Litteraturen beskriver instrumentelle målinger af et bræt med en præcisionsreference LT1460: For hver moderat bøjning af brættet var spændingsforskydningen omkring 60 ppm på et almindeligt bræt og kun 10 ppm på et bræt med et snit [92] . Hjælp, men ikke så effektiv, og de sædvanlige midler til at reducere deformationer: brug af fleksible stativer, reduktion af størrelsen af ​​brættet, valg af en tykkere tekstolit, placering af ION tættere på den korte kant af brættet. På brædder med tunger skal chippen orienteres med den lange side langs tungen, på konventionelle brædder - med den lange side langs den korte side af brættet [92] .

Noter

  1. ↑ Harrison, 2005 , s. en.
  2. ↑ 12 Harrison , 2005 , s. 321.
  3. ↑ Harrison, 2005 , s. 1, 321.
  4. ↑ Harrison, 2005 , s. 1, 321, 322.
  5. ↑ Katsnelson, B. V. et al. Elektrovakuum elektroniske og gasudladningsanordninger. Vejviser. - 2. udg. - M . : Radio og kommunikation, 1985. - S. 478-490.
  6. ↑ Harrison, 2005 , s. 1, 322.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 Harrison, 2005 , s. 2.
  8. ↑ 1 2 3 4 Averbukh, V. Præcisionsreferencespændingskilder  // Dodeka. - 2000. Arkiveret 4. marts 2016.
  9. ↑ 1 2 Tang, W. et al. En praktisk Josephson-spændingsstandard ved én volt // Et århundrede med fremragende målinger, standarder og teknologi . - National Institute of Standards and Technology , 1988. - S. 315-318. — (NIST Special Publication).
  10. ↑ 12 Harrison , 2005 , s. 5.
  11. ↑ Harrison, 2005 , s. 2, 5.
  12. ↑ Harrison, 2005 , s. 7, 415-418.
  13. ↑ Mikrokredsløb til lineære strømforsyninger og deres anvendelse, 1998 , s. 229.
  14. ↑ 12 Harrison , 2005 , s. 7, 323.
  15. ↑ Harrison, 2005 , s. 420.
  16. ↑ 12 Fluke Corporation . En praktisk tilgang til at opretholde DC referencestandarder // Fluke Corporation . - 2000. - S. 6.
  17. ↑ xDevs.com | xDevs.com KX LTZ1000-baseret DC-spændingsreferencedesign . Hentet 15. april 2019. Arkiveret fra originalen 9. april 2019.
  18. ↑ Harrison, 2005 , s. 6.
  19. ↑ 12 Harrison , 2005 , s. ti.
  20. ↑ Harrison, 2005 , s. 9.
  21. ↑ Harrison, 2005 , s. 10, 422.
  22. ↑ 1 2 3 4 Harrison, 2005 , s. elleve.
  23. ↑ 1 2 3 Dataomformere > Spændingsreferencer > Spændingsreferencer. Parametrisk søgning . Intersil. Hentet 7. november 2012. Arkiveret fra originalen 8. januar 2013.
  24. ↑ Harrison, 2005 , s. 361, 362, 429, 451.
  25. ↑ Whelan, 2009 , s. fjorten.
  26. ↑ Særlige "industri"-krav til designere af skiftende strømforsyninger diskuteres for eksempel i Sandler, S. Are We Focused On The Wrong Reference Parameters?  // Power Electronics Technology. - 2012. - Nr. 31. januar 2012 .
  27. ↑ 1 2 GOST 19480-89, 2005 , definition 124.
  28. ↑ 1 2 3 GOST R 52907-2008, 2008 , definition 27.
  29. ↑ Harrison, 2005 , s. 326, 327, 332.
  30. ↑ 1 2 3 Harrison, 2005 , s. 326.
  31. ↑ GOST 19480-89, 2005 , definition 107.
  32. ↑ 12 Harrison , 2005 , s. 328.
  33. ↑ 1 2 3 4 Whelan, 2009 , s. femten.
  34. ↑ 12 Harrison , 2005 , s. 327.
  35. ↑ VRE3050: Lavpris præcisionsreference . Thaler Corporation (2000-07-01). Hentet 1. november 2012. Arkiveret fra originalen 26. november 2012. . I 2012, produceret af Apex Microtechnology, som udsprang fra Cirrus Logic og arvede ION Thaler-linjen
  36. ↑ 1 2 3 4 5 LTZ1000/LTZ1000A: Ultra Precision Reference . Lineær teknologi (1987). Hentet 1. november 2012. Arkiveret fra originalen 26. november 2012.
  37. ↑ LM199/LM299/LM399 Præcisionsreference . National Semiconductor, Texas Instruments (2005). Dato for adgang: 16. november 2011. Arkiveret fra originalen 8. januar 2013.
  38. ↑ Sandler, S. Er vi fokuseret på de forkerte referenceparametre?  // Power Electronics Technology. - 2012. - Nr. 31. januar 2012 .
  39. ↑ GOST 19480-89, 2005 , definition 77.
  40. ↑ 1 2 3 4 Harrison, 2005 , s. 333.
  41. ↑ 1 2 3 Harrison, 2005 , s. 332.
  42. ↑ 1 2 LTC6655: 0,25 ppm støj, Low Drift Precision Buffer Reference Family . Lineær teknologi (2009). Hentet 1. november 2012. Arkiveret fra originalen 30. januar 2013.
  43. ↑ ISL21009: Højspændingsindgangspræcision, FGA™-spændingsreferencer med lav støj . Intersil (2009-09-16). Hentet 1. november 2011. Arkiveret fra originalen 8. januar 2013.
  44. ↑ 1 2 Pease, Bob. Hvad er alt det her langsigtede stabilitet?  // Elektronisk design. - 2010. - Nr. 20. juli 2010 .
  45. ↑ Pease, 2001 , s. 206.
  46. ↑ 1 2 3 Wright, J. Lad dig ikke narre af spændingsreference Langsigtet drift og hysterese  // Lineær teknologidesignnote. - 2000. - Nr. DN-229 .
  47. ↑ Harrison, 2005 , s. 334, 335.
  48. ↑ Pease, 2001 , s. 209.
  49. ↑ Harrison, 2005 , s. 334.
  50. ↑ Pease, 2001 , s. 196: "peak-to-peak af støjkomponenten kan være så lidt som 0,1 eller 0,05 LSB."
  51. ↑ Harrison, 2005 , s. 334, tab. 12.3.
  52. ↑ 1 2 3 Harrison, 2005 , s. 335.
  53. ↑ 1 2 LT1461 Micropower Precision Low Dropout Series Spændingsreferencefamilie . Lineær teknologi (2000). Hentet 1. november 2012. Arkiveret fra originalen 8. januar 2013.
  54. ↑ Camenzind, 2005 , s. 7-6.
  55. ↑ ADR420/ADR421/ADR423/ADR425: Ultrapræcision, lav støj, 2,048V/2,500V/3,00V/5,00V XFET® spændingsreferencer . Analoge enheder (2001-2011). Hentet 1. november 2012. Arkiveret fra originalen 8. januar 2013. . ADR425B serie data
  56. ↑ Der er alternative valg, som dog ikke dækker hele rækken af ​​topologier, for eksempel Davis, S. A Look At Voltage Reference ICs  // Power Electronics Technology. - 2011. - № 1. september 2011 .
  57. ↑ Camenzind, 2005 , s. 7-5, 7-7, 7-9. De angivne værdier er for temperaturområdet 0…+100 °C.
  58. ↑ Camenzind, 2005 , s. 7-12. De angivne værdier er for temperaturområdet 0…+100 °C.
  59. ↑ 1 2 3 Rabai, 2007 , s. 824.
  60. ↑ Rabai, 2007 , s. 829, 830.
  61. ↑ Rabai, 2007 , s. 131, 132.
  62. ↑ 1 2 Mitchell, 1999 , s. ti.
  63. ↑ Mitchell, 1999 , s. elleve.
  64. ↑ Mitchell, 1999 , s. 10-11.
  65. ↑ Mikrokredsløb til lineære strømforsyninger og deres anvendelse, 1998 , s. 230.
  66. ↑ 1 2 3 4 Harrison, 2005 , s. 421.
  67. ↑ 1 2 3 4 Harrison, 2005 , s. 422.
  68. ↑ 12 Harrison , 2005 , s. 423-424.
  69. ↑ Harrison, 2005 , s. 422-423.
  70. ↑ 12 Harrison , 2005 , s. 423.
  71. ↑ Harrison, 2005 , s. 424.
  72. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Rako, P. Analog flydende-gate-teknologi kommer til sin ret . EDN-netværk (2009-12-15). Arkiveret fra originalen den 8. januar 2013.
  73. ↑ Harrison, 2005 , s. 424-425.
  74. ↑ 1 2 3 Harrison, 2005 , s. 426.
  75. ↑ Harrison, 2005 , s. 425.
  76. ↑ Patterson, R.; Hammoud, A. Performance of Precision Floating Gate Analog Voltage References at Cryogenic Temperatures  // NASA Electronic Parts and Packaging. - 2005. - Nr. december 2005 .
  77. ↑ Intersil, 2010 , s. en.
  78. ↑ Intersil, 2010 , s. 2: 12 ppm/mrem = 60 µV/mrem for en 5 volt reference.
  79. ↑ Intersil, 2010 , s. 16.
  80. ↑ Intersil, 2010 , s. 3.
  81. ↑ Intersil, 2010 , s. 6: 0,25 mm tyk zinkskærm svarer til 10 mm tyk aluminiumsplade.
  82. ↑ Harrison, 2005 , s. 346.
  83. ↑ 1 2 3 Harrison, 2005 , s. 348.
  84. ↑ 12 Harrison , 2005 , s. 349.
  85. ↑ Harrison, 2005 , s. 350-354.
  86. ↑ Harrison, 2005 , s. 339, 341.
  87. ↑ 1 2 3 Harrison, 2005 , s. 340.
  88. ↑ Harrison, 2005 , s. 340, 341.
  89. ↑ Harrison, 2005 , s. 341.
  90. ↑ Harrison, 2005 , s. 342.
  91. ↑ Mitchell, 1999 , s. 6.
  92. ↑ 1 2 Mitchell, 1999 , s. 7.

Kilder

  • GOST 19480-89. Integrerede mikrokredsløb. Begreber, definitioner og bogstavbetegnelser for elektriske parametre. - M . : IPK Standards Publishing House, 2005.
  • GOST R 52907-2008. Strømforsyningskilder til radioelektronisk udstyr. Begreber og definitioner. — M. : Standardinform, 2008.
  • Zee, S. M. Fysik af halvlederenheder. - M . : Mir, 1984. - T. 1. - 456 s. - 16.000 eksemplarer.
  • Johnson, G., Graham, M. Designing af højhastigheds digitale enheder: et introduktionskursus i sort magi. - M. : Williams, 2006. - 624 s. — ISBN 5845908078 .
  • Mikrokredsløb til lineære strømforsyninger og deres anvendelse. - 2. udg. - M . : Dodeka, 1998. - ISBN 5878350211 .
  • Pease, R. Praktisk elektronik af analoge enheder. - M. : DMK-Press, 2001. - ISBN 5940740049 .
  • Rabai, J. M. et al. Digitale integrerede kredsløb. Designmetodologi. - 2. udgave - M . : Williams, 2007. - 912 s. — ISBN 9785845911162 .
  • Shitikov, A. Valg af referencespændingskilden  // Elektroniske komponenter. - 2002. - Nr. 3 . Arkiveret fra originalen den 9. marts 2016.
  • Camenzind, H. Design af analoge kredsløb . - Virtualbookworm Publishing, 2005. - 244 s. — ISBN 9781589397187 . Arkiveret10. marts 2018 påWayback Machine
  • Harrison, L. Strømkilder og spændingsreferencer. - Newnes, 2005. - 569 s. — (Elektronik & Elektrisk). — ISBN 9780750677523 .
  • Lojek, B. Halvlederteknologiens historie. - Springer, 2007. - 387 s. — ISBN 9783540342571 .
  • Mitchell, L. Forståelse og anvendelse af spændingsreferencer  // Lineær teknologi . - 1999. - Nr. Ansøgningsnotat 82 .
  • Nasraty, R. XFET™ Referencer  // Analog Dialogue. - 1998. - T. 32 , nr. 1 .
  • Intersil Corporation. Røntgeneffekter på Intersil FGA-referencer  // Intersil Application Notes. - 2010. - Nr. AN-1533 . - S. 1-6.
  • Intersil Corporation. Spændingsreference Anvendelse og  designnote // Intersil Application Notes. - 2005. - Nr. AN-177.0 . - S. 1-33.
  • Whelan, B. Hvordan man vælger en spændingsreference  // Linear Technology Magazine. - 2009. - Nr. marts 2009 . - S. 14-19.
  • Rako, P. Spændingsreferencer holder stabile  // EDN Europe. - 2010. - Nr. 01. december .