LT6654BX：高温环境下的精密电压基准

在电子设计领域，高温环境下的电压基准选择一直是个挑战。今天要介绍的 LT6654BX 电压基准，专为高温环境设计，能在高达 175°C 的结温下稳定工作，为高温应用提供了可靠的解决方案。

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产品特性

高精度输出

• 输出电压：提供 2.5V 稳定输出电压，且在 -40°C 至 175°C 温度范围内，总误差小于 1%，确保了在宽温度区间内的高精度。
• 低温度系数：输出电压温度系数典型值为 10ppm/°C，最大值为 20ppm/°C，能有效减少因温度变化导致的电压漂移。

低噪声与低滞后

• 低噪声：在 0.1Hz 至 10Hz 频率范围内，噪声仅为 1.5ppmP - P，大大降低了测量的不确定性。
• 低热滞后：在 -40°C 至 175°C 范围内，热滞后仅为 30ppm，保证了在温度变化过程中输出电压的稳定性。

宽电源范围与良好调节特性

• 宽电源范围：工作电压范围可达 36V，能适应多种电源环境。
• 线路和负载调节：线路调节在 175°C 时最大为 30ppm/V，负载调节在 175°C 时，源电流为 3mA 时最大为 50ppm/mA，灌电流为 10mA 时最大为 80ppm/mA，确保了在不同电源和负载条件下的稳定输出。

其他特性

• 低 dropout 电压：在 175°C 时最大为 120mV，能有效降低功耗。
• 输出电流能力：在 175°C 时，源电流可达 3mA，灌电流可达 10mA，满足不同负载需求。
• 无热关断：允许器件在高温环境下持续工作，但在设计时需注意功率耗散，避免超过最大结温。

应用领域

油气勘探与井下钻探

在油气勘探和井下钻探环境中，温度通常较高，LT6654BX 能在 175°C 的高温下稳定工作，为相关仪器设备提供精确的电压基准，确保测量和控制的准确性。

航空电子

航空电子设备对可靠性和稳定性要求极高，LT6654BX 的高精度和宽温度范围特性，使其能够适应航空电子系统中的复杂环境，保障系统的正常运行。

重工业与高温汽车应用

在重工业和高温汽车应用中，设备需要在恶劣的温度条件下工作，LT6654BX 可以为这些设备提供可靠的电压基准，提高设备的性能和稳定性。

电气特性详解

输出电压精度

在 -40°C 至 175°C 的结温范围内，输出电压精度在 -0.43% 至 1.00% 之间，确保了在宽温度区间内的高精度输出。

线路和负载调节

线路调节和负载调节是衡量电压基准在不同电源和负载条件下稳定性的重要指标。LT6654BX 在这方面表现出色，能够有效减少因电源和负载变化导致的输出电压波动。

电源电流与输出短路电流

电源电流在无负载时典型值为 350μA，最大值为 600μA，功耗较低。输出短路电流在短路到地时为 40mA，短路到输入时为 30mA，为电路提供了一定的保护。

输出电压噪声与开启时间

输出电压噪声在 0.1Hz 至 10Hz 频率范围内为 1.5ppmP - P，在 10Hz 至 1kHz 频率范围内为 2.0ppm RMS，低噪声特性有助于提高测量精度。开启时间在负载电容为 1μF 时，达到 0.1% 稳定所需时间典型值为 150μs，响应速度较快。

长期漂移

长期漂移典型值为 50ppm/√kHr，随着时间的推移，漂移变化逐渐减小，确保了长期使用的稳定性。

典型性能特性

温度漂移

通过典型性能曲线可以看到，在 -40°C 至 175°C 的温度范围内，输出电压的温度漂移分布较为稳定，不同批次的器件温度漂移特性具有一定的一致性。

线路和负载调节特性

线路调节和负载调节特性曲线展示了在不同温度和负载条件下，输出电压的变化情况，帮助工程师更好地了解器件在实际应用中的性能。

引脚功能与应用信息

引脚功能

• DNC（引脚 1、7）：不连接，需尽量减少该引脚到输入或地的泄漏电流。
• NC（引脚 2、5）：内部未连接，可连接到输入、输出、地或浮空。
• GND（引脚 3、4）：引脚 3 需靠近引脚 4 连接到地，引脚 4 为主要设备地，引脚 3 和负载地应星型连接到引脚 4。
• (V_{OUT})（引脚 6）：输出引脚，需要一个 1μF 或更大的输出电容以确保稳定运行。
• (V_{IN})（引脚 8）：电源引脚，需用一个 0.1μF 或更大的电容旁路到地。

旁路和负载电容

输入旁路电容建议使用 0.1μF 或更大的电容，对于轻负载情况，附近其他组件的旁路电容可能就足够。在高电压应用中（(V_{IN}>30V)），建议使用 10μs 的 RC 输入线路滤波器（如 10Ω 和 1μF），以防止瞬态输出短路到地时输入电压超过最大额定值。输出电容对于稳定性至关重要，大多数应用中最佳输出电容值为 1μF，较大的值也可以工作，但会影响输出达到最终值的开启和稳定时间。

正或负电压操作

LT6654BX 不仅可以作为正电压基准使用，还可以配置为负电压基准。通过适当的电路连接，可以实现负电压输出，且保持与正电压连接时相同的精度和温度系数。

长期漂移

长期漂移不能通过加速高温测试来外推，需要在感兴趣的时间间隔内进行实际测量。LT6654BX 的漂移数据是通过将 40 个器件焊接到类似实际应用的 PCB 板上，并在 35°C 的恒温箱中定期扫描输出，使用 8.5 位 DVM 测量得到的。结果显示，在最初的一千小时后，漂移明显减小。

功率耗散

LT6654BX 的允许功率耗散取决于环境温度、输入电压、负载电流和封装。其 8 引脚 MSOP 封装的热阻为 163°C/W。在设计电路时，需要注意功率耗散，避免超过最大结温，以确保最佳性能。

滞后

热滞后数据显示，LT6654BX 在不同温度循环下输出电压可能会发生变化。在高温和高功率耗散情况下，可能会导致结温超过 175°C，从而引起输出电压的漂移。

PCB 布局

为了减少焊接到 PCB 板上时机械应力对输出电压和温度系数的影响，建议将基准靠近 PCB 板的短边或角落安装，并在器件两侧切割槽。同时，电容应靠近 LT6654BX 安装，GND 和 (V_{OUT}) 走线应尽量短，以减少 I • R 压降，提高负载调节性能。

IR 回流焊漂移

LT6654BX 封装材料的不同膨胀和收缩率可能会导致在 IR 回流焊后输出电压发生漂移。铅-free 焊料回流曲线温度较高，多次回流后输出电压的标准偏差会增加，但总体漂移变化不显著。

湿度敏感性

塑料封装材料会吸收水分，随着相对湿度的变化，会对芯片内部施加压力，导致电压基准输出发生轻微变化，通常在 100ppm 左右。

相关产品对比

与其他类似的电压基准产品相比，LT6654BX 在高温性能、输出精度、噪声特性等方面具有一定的优势。例如，与 ADR225 相比，LT6654BX 在宽温度范围内的总误差更小；与 LT6657 相比，LT6654BX 的输出电流能力更强。

总结

LT6654BX 是一款性能优异的高精度电压基准，适用于高温环境下的各种应用。其高精度、低噪声、宽电源范围和良好的调节特性，为电子工程师在高温设计中提供了可靠的选择。在使用过程中，需要注意功率耗散、PCB 布局、IR 回流焊和湿度等因素对器件性能的影响，以确保系统的稳定性和可靠性。你在实际应用中是否遇到过类似的高温电压基准选择问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。