高精度、低漂移:Microchip MCP1502 缓冲电压基准详解

描述

Microchip Technology MCP1502高精度缓冲电压基准的初始精度为0.10%,有8种电压选项可选。MCP1502是一款基于带隙的低漂移(7ppm最大值)基准,采用斩波放大器,可大幅降低漂移并提供大电流输出。

数据手册;*附件:Microchip Technology MCP1502高精度缓冲电压基准数据手册.pdf

Microchip Technology MCP19118采用微型2x2 SOT-23封装,符合AEC-Q100 1级汽车应用标准。

特性

  • 最大温度系数:7ppm/°C(-40°C至+125°C)
  • 初始精度:0.1%
  • 工作温度范围:-40°C至+125°C
  • 典型工作电流:140µA
  • 线路调节:50ppm/V(最大值)
  • 负载调节:40ppm/V(最大值)
  • 输出噪声:30μV RMS ,0.1Hz至10kHz (1.024V)
  • 符合AEC-Q100标准(汽车应用类)
    • 温度范围:-40°C至+125°C(1级)
  • 8种电压选项可选
    • 1.024V
    • 1.250V
    • 1.800V
    • 2.048V
    • 2.500V
    • 3.000V
    • 3.300V
    • 4.096V

框图

高精度

高精度、低漂移:Microchip MCP1502 缓冲电压基准详解

在现代电子系统中,精密电压基准 是确保数据采集、信号处理和电源管理系统精度的关键组件。无论是电动汽车的电池管理系统、医疗设备中的高分辨率ADC,还是工业控制中的精密传感器,一个稳定、可靠的电压基准都不可或缺。

Microchip Technology 推出的 MCP1502 正是一款满足这些严苛要求的 高精度缓冲电压基准 。本文将结合其数据手册,深入解析其关键特性、工作原理与典型应用。


核心特性概览

MCP1502 具备以下突出特性,使其在众多应用中成为理想选择:

  • 超高精度 :初始精度达 0.1% ,最大温度系数仅为 7 ppm/°C (-40°C 至 +125°C)。
  • 宽电压输出选项 :提供从 1.024V4.096V 共8种标准电压输出,适应不同系统需求。
  • 低功耗 :典型工作电流仅为 140 µA ,适合电池供电设备。
  • 优异的负载与线性调节能力
    • 线性调节:最大 50 ppm/V
    • 负载调节:最大 40 ppm/mA (吸收电流)
  • 低噪声性能 :在 0.1 Hz 至 10 kHz 范围内,1.024V 版本的输出噪声仅为 30 µVᵣₘₛ
  • 宽工作温度范围 :-40°C 至 +125°C,并通过 AEC-Q100 汽车级认证。

内部结构与工作原理

MCP1502 基于 带隙基准架构 ,并采用 斩波放大器技术 ,有效抵消了温度漂移,实现了近乎零漂移的性能。其内部结构包括:

  • 曲率补偿带隙核心
  • 数字控制与校准电路
  • 精细/粗调输出分压器
  • 低通滤波器与输出缓冲器

该器件还集成了一个 输出驱动器 ,可提供最高 ±20 mA 的拉/灌电流能力,适用于驱动容性负载或作为ADC的参考源。


引脚与封装

MCP1502 采用 6引脚 SOT-23 封装,引脚定义如下:

引脚符号功能
1OUT参考电压输出
2,3,5GND系统接地
4SHDN低电平有效关断引脚
6VDD电源输入

注意 :使用 SHDN 引脚前,必须确保器件已完全上电。


关键电气参数

参数条件典型值最大值
供电电压范围依输出型号而定1.65V ~ 5.5V5.5V
输出电流能力TA = +25°C±20 mA
静态电流无负载140 µA550 µA
关断电流TA = +25°C205 nA
跌落电压ILOAD = ±5 mA200 mV

典型应用电路

1. 基本配置电路

在 VDD 引脚附近放置一个 0.1 µF 的去耦电容,输出端可选择性接入一个 ≤10 nF 的电容以滤除噪声或应对瞬态负载。

2. 负电压基准生成

通过一个运放(如 MCP6061)和两个等值电阻,可将 MCP1502 的正输出转换为负电压基准,适用于双电源系统。

3. ADC 参考源

MCP1502 可直接为 SAR-ADC(如 MCP3201、MCP331X1 系列)提供稳定、低噪声的参考电压,确保转换精度。


布局建议

  • 将器件安装在PCB的 低应力区域 ,远离板边、螺丝孔和大尺寸元件。
  • 使用 大面积接地平面 ,并通过多个过孔连接以优化散热与噪声性能。
  • 对于高电流或高变化电流的应用,建议采用Kelvin连接方式将基准地直接引至负载点。
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