‌LM4140高精度低噪声低压差电压参考芯片技术文档总结

LM4140 系列精密基准电压源旨在结合高精度、低 漂移和噪声，在小封装中具有低功耗。

LM4140 是业界首款输出电压选项低于 带隙电压。

LM4140 性能提升的关键是使用 EEPROM 寄存器和 CMOS 用于温度系数曲率校正和输出电压精度微调的DAC 在最终生产测试期间的设备。
*附件：lm4140.pdf

这种方法的主要优点是DAC的分辨率比 与其他带隙基准电压源使用的大多数方法一起经济实惠。

低输入和压差、低电源电流和输出驱动能力 LM4140 使该产品成为电池供电和便携式应用的理想选择。

LM4140 提供三个等级（A、B、C），初始精度为 0.1%，初始精度为 3、6、 和 10 ppm/°C 温度系数。如需更低的温度系数，请联系德克萨斯州 仪器。

器件性能在 0°C 至 70°C 的温度范围内指定，并且 采用紧凑的 8 引脚封装。

特性

• 高初始精度：0.1%
• 超低噪声
• 低温系数：3 ppm/°C（A 级）
• 低电压工作：1.8V
• 低压差：1mA时为20 mV（典型值）
• 电源电流：230 μA（典型值），≤ 1 μA 禁用模式
• 启用引脚（Enable Pin）
• 输出电压选项：1.024 V、1.25 V、2.048 V、2.5 V 和 4.096 V
• 0.5 V 至 4.5 V 的定制电压
• 温度范围：0°C 至 70°C

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
LM4140是德州仪器（TI）推出的高精度系列电压参考芯片，具有以下核心特性：

• ‌超高精度‌：初始精度达±0.1%（A级），温度系数低至3 ppm/°C（A级）
• ‌低噪声设计‌：0.1 Hz至10 Hz频段噪声仅2.2 µVpp
• ‌低压差性能‌：典型压差20 mV（1mA负载时）
• ‌宽电压范围‌：支持1.8V至5.5V输入，输出可选1.024V/1.25V/2.048V/2.5V/4.096V
• ‌低功耗‌：工作电流典型值230 µA，关断模式≤1 µA

‌2. 关键应用领域‌

• 便携式电池供电设备
• 医疗仪器与测试设备
• 工业过程控制
• 数据采集系统
• 汽车电子

‌3. 技术亮点‌

• ‌创新架构‌：采用EEPROM寄存器与CMOS DAC实现温度系数曲率校正
• ‌快速响应‌：启用/禁用切换时间<200 µs
• ‌多重保护‌：
  • ESD防护：±2000V（HBM模型）
  • 反向电流路径保护（最大50mA）
• ‌热稳定性‌：通过热滞回测试（0°C至70°C循环后偏移<20ppm）

‌4. 封装与型号‌

• ‌封装形式‌：8引脚SOIC（4.9mm×3.91mm）
• ‌等级划分‌：
  • A级：3 ppm/°C
  • B级：6 ppm/°C
  • C级：10 ppm/°C
• ‌定制服务‌：支持0.5V至4.5V定制输出电压

‌5. 典型应用电路‌

• ‌DAC参考源‌：4.096V输出配合可调电阻网络
• ‌电流增强设计‌：外接PNP晶体管扩展至50mA负载能力
• ‌双极性输出‌：通过运放生成正负参考电压
• ‌应变片激励‌：4.096V驱动350Ω电桥

‌6. 设计注意事项‌

• ‌电容选择‌：必须使用1µF输出电容（推荐钽电容或特定MLCC型号）
• ‌PCB布局‌：
  • 建议靠近板边安装减少机械应力
  • 可采用"岛屿式"布局切割应力槽
• ‌热管理‌：结温需控制在70°C以下以保证精度

‌7. 文档结构‌
完整技术文档包含：

• 电气特性表（25项参数指标）
• 12幅典型特性曲线图
• 9种典型应用电路设计
• 封装机械图纸与焊盘设计指南

该器件通过独特的数字修调技术实现超越传统带隙基准的性能，特别适合高精度、低功耗的嵌入式系统设计需求。