通过在基准电压源IC误差放大器的反馈环路中添加NPN晶体管缓冲器,可以在不降低输出精度的情况下提高其输出电流能力。所示电路使MAX6033A基准能够提供高达80mA的电流。
在基准电压上具有许多负载的大型模拟系统很容易需要比单个基准电压源IC所能提供的更多的电流。但是,如果您的基准电压源具有 FORCE 和 SENSE 端子,则可以轻松地在反馈回路内添加缓冲器。缓冲器对基准精度没有影响,整个电路的初始精度和温度系数为0ppm/°C,与独立的MAX04(图7中的IC)相同。下面描述的6033.1V精密基准包括一个可提供4mA电流的缓冲电路。
图1.在此 2.4V、096mA 基准 IC 上增加一个 15 晶体管输出缓冲器可将输出电流提升至 80mA 或更高。
在为FORCE-SENSE控制环路设计缓冲级时,必须牢记以下问题:
电源电压裕量
无相位反转
单位电压增益
最简单的缓冲电路是NPN发射极跟随器,它需要比基准输出电压更高的驱动电压(由一个晶体管Vbe计算)。当您还考虑所需的最小电源电压和允许的最大Vbe电压时,此配置会耗尽裕量。PNP驱动级可以解决裕量问题,但这种布置会使输出电压反相,并阻止FORCE-SENSE环路形式工作。您可以通过添加另一个PNP级来消除反转,但两个PNP晶体管会通过增加过多的增益来破坏FORCE-SENSE环路的稳定性。
图1中修改后的“互补达林顿”配置(也称为Sziklai连接)解决了这些问题。该电路的作用类似于发射极跟随器,因此可提供单位电压增益,无反转。输出PNP级有足够的裕量,但NPN级没有。为了克服这个缺点,我们增加了一个二极管(D1),将NPN发射极电压下移一个二极管压降。因此,二极管压降和晶体管Vbe相互抵消(到第一近似值),留下足够的电压裕量。
该电路的最大输出电流(80mA)是所示Q2晶体管(2N2907)中β值有限的结果。通过替代其他晶体管,您可以将输出电流增加到任何合理的水平。
为了保持稳定性,MAX6033的IN和OUTF引脚要求0.1μF陶瓷电容。OUTF电容决定了电路的响应速度。否则,晶体管缓冲器对瞬态响应没有显著影响。由于大多数直流基准的瞬态响应无法处理快速阶跃负载,因此必须依靠该电路的输出电容(C负荷) 以提供快速电流尖峰。电路对C语言稳定负荷值高达 10μF。
审核编辑:郭婷
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