串联型或并联型电压基准的选择

### 串联型或并联型电压基准的选择 电压基准是电子电路中不可或缺的一部分，它们用于为其他电子组件提供稳定的电压参考。电压基准可以根据其结构和工作原理被分为两大类：串联型电压基准和并联型电压基准。这两种类型的电压基准各有特点，在不同的应用场景下有着各自的优势。 #### 串联型电压基准 串联型电压基准具有三个端子：VIN（输入电压）、VOUT（输出电压）和GND（接地）。这类电压基准类似于线性稳压器，但输出电流较低且精度非常高。从结构上看，串联型电压基准与负载串联工作（如图1所示），可以将其视为一个位于VIN和VOUT端之间的压控电阻。通过调整其内部电阻，使VIN值与内部电阻的压降之差（即VOUT端的基准电压）保持稳定。为了产生所需的压降，器件需要汲取一定的静态电流以确保即使在空载状态下也能实现稳压功能。 串联型电压基准的特点包括： - **电源电压**：VCC必须足够高，以确保在内部电阻上产生足够的压降。但是，如果电压过高，可能会导致器件损坏。 - **功耗管理**：器件及其封装必须能够承受串联调整管产生的功率。 - **静态电流**：在空载状态下，唯一的功耗来自电压基准的静态电流。 - **性能优势**：相对于并联型电压基准，串联型电压基准通常具有更好的初始误差和温度系数。 串联型电压基准的设计过程相对简单，主要需要确保输入电压和功耗不超过IC的最大额定值。最大功耗通常发生在最高输入电压和最重负载的情况下。 #### 并联型电压基准 并联型电压基准具有两个端子：OUT（输出电压）和GND。这类电压基准的工作原理与稳压二极管类似，但具有更好的稳压特性。它们需要外部电阻并与负载并联工作（如图2所示）。并联型电压基准可以视为一个连接在OUT和GND之间的压控电流源。通过调整内部电流，使电源电压与电阻R1的压降之差（即OUT端的基准电压）保持稳定。 并联型电压基准的特点包括： - **电源电压**：没有严格的最高电源电压限制，只需要通过适当选择R1来满足功率要求。 - **电流分配**：电源提供的最大电流与负载无关，流经负载和基准的电源电流需在电阻R1上产生适当的压降，以保持OUT电压恒定。 - **灵活性**：作为简单的两终端器件，并联型电压基准可以配置成多种新颖电路，如负电压稳压器、浮地稳压器、削波电路和限幅电路。 - **低功耗**：相对于串联型电压基准，并联型电压基准通常具有更低的工作电流。 设计并联型电压基准时，需要计算外部电阻R1的值。这个值必须保证由电压基准和负载电流产生的压降等于电源电压与基准电压的差值。采用最低输入电源电压和最大负载电流来计算R1，以确保电路在最恶劣情况下也能正常工作。 #### 选择电压基准 理解了串联型和并联型电压基准的差异后，可以根据具体应用的需求选择最适合的电压基准。通常来说： - 如果需要高于0.1%的初始精度和25ppm的温度系数，则一般推荐选择串联型电压基准。 - 如果要求最低的工作电流，则应选择并联型电压基准。 并联型电压基准在较宽电源电压范围或大动态负载条件下使用时需要特别注意。务必计算预期的耗散功率值，因为它可能比具有相同性能的串联型电压基准更高。 选择串联型还是并联型电压基准取决于具体的应用场景和技术要求。理解两种电压基准的基本原理和特性可以帮助工程师做出更加合理的选择，从而提高系统的整体性能和效率。