LT6657：高精度、低噪声电压基准的卓越之选

在电子设计领域，电压基准的性能对于众多应用的精度和稳定性起着关键作用。今天，我们就来深入了解一下Linear Technology公司的LT6657，一款具备超低漂移和低噪声特性的精密电压基准。

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1. 产品概述

LT6657是一款将强大的工作特性与极低的漂移和噪声相结合的精密电压基准。它采用先进的曲率补偿技术，实现了1.5ppm/°C的漂移和可预测的温度特性，初始电压精度达到0.1%。此外，它还具有0.5ppmP - P的噪声和极低的温度循环滞后。

2. 产品特性

2.1 低漂移

• A级：最大漂移为1.5ppm/°C。
• B级：最大漂移为3ppm/°C。

  2.2 低噪声

• 在0.1Hz至10Hz频段，噪声为0.5ppmP - P。
• 在10Hz至1kHz频段，噪声为0.8ppmRMS。

  2.3 宽电源范围

  电源范围可达40V，能够适应不同的电源环境。

  2.4 输出驱动能力

  能够源出和吸入最小10mA的电流，满足多种负载需求。

  2.5 良好的调节特性

• 线性调节率：0.2ppm/V。
• 负载调节率：2µV/mA。

  2.6 保护功能

  具备反向电源保护、反向输出保护、热保护和低功耗关断功能（最大电流<4µA）。

  2.7 多种输出电压选项

  提供1.25V、2.5V、3V、4.096V和5V等多种输出电压选择。

  2.8 封装形式

  采用MSOP - 8封装，体积小巧，便于集成。

3. 应用领域

LT6657适用于多种对精度和稳定性要求较高的应用场景，包括：

• 高温工业应用：在高温环境下仍能保持稳定的性能。
• 高分辨率数据采集系统：为数据采集提供精确的电压基准。
• 仪器仪表和过程控制：确保测量和控制的准确性。
• 汽车控制和监测：满足汽车电子对可靠性和精度的要求。
• 医疗设备：保障医疗设备的精确运行。
• 分流和负电压基准应用：可作为正或负电压基准使用。

4. 电气特性

4.1 输出电压精度

在整个工作温度范围内，输出电压精度为±0.1%。

4.2 输出电压温度系数

• LT6657A：典型值为0.5ppm/°C，最大值为1.5ppm/°C。
• LT6657B：典型值为1ppm/°C，最大值为3ppm/°C。

  4.3 线性调节率和负载调节率

  线性调节率典型值为0.2ppm/V，负载调节率在源出和吸入电流时表现良好，具体数值可参考文档。

  4.4 其他特性

  还包括关断引脚特性、电源电流、输出短路电流、输出电压噪声、开启时间、长期漂移和滞后等特性，这些特性共同保证了LT6657的高性能。

5. 典型性能特性

文档中给出了丰富的典型性能特性曲线，包括不同输出电压下的最小输入 - 输出差分、输出阻抗与频率的关系、输出电压温度漂移、低频噪声、输出精度直方图等。这些曲线直观地展示了LT6657在不同条件下的性能表现，为工程师的设计提供了重要参考。

6. 引脚功能

• SHDN（引脚3）：关断输入，低电平有效，可将电源电流降低至<2µA。未使用时应连接到VIN。
• VIN（引脚2）：输入电压供应，需用0.1µF（1.25V时为1µF）或更大的电容旁路到地。
• GND（引脚4）：设备接地，应连接到无噪声的接地平面。
• VOUT（引脚6）：参考输出电压，可源出和吸入电流，需使用1µF（1.25V时为2.7µF）或更高的输出电容以确保稳定性。
• DNC（引脚1、5、7、8）：内部功能引脚，不要连接或施加电气应力，应保持浮空。

7. 应用信息

7.1 线性和负载调节

LT6657的线性调节率通常远低于1ppm/V，负载调节率在MS8封装中小于2µV/mA。为实现良好的负载调节，需尽量减小VOUT和GND线上的IR降，同时考虑芯片温度变化对输出的影响。

7.2 旁路和负载电容

输入电容需使用0.1µF（1.25V时为1µF）或更大的电容，以提高电源抑制比。输出电容需使用1µF（1.25V时为2.7µF）或更高的电容，且应注意电容的等效串联电阻（ESR），建议保持ESR小于0.5Ω以确保稳定性。不同类型的电容在不同应用场景中有不同的优缺点，如陶瓷电容可能存在压电效应，而薄膜电容则适用于低噪声应用。

7.3 开启和线路瞬态响应

开启时间由短路电流、输出电容和输出电压决定，可通过公式计算。线路瞬态响应受输出负载和输出电容的影响，增加输出负载可加快响应速度，增大输出电容可降低响应幅度但会延长响应时间。

7.4 负载瞬态响应

通过测试电路可测量不同电流下的负载瞬态响应，文档中给出了多个不同电流阶跃下的输出响应曲线。

7.5 吸入电流压降

LT6657的输出级可源出和吸入相等大小的电流，在吸入电流时，可在输入电压低于输出电压的情况下保持输出调节。

7.6 正或负分流模式操作

除串联模式外，LT6657还可工作在分流模式，可作为正或负电压基准使用。在分流模式下，需选择合适的分流电阻，且ISHUNT电流需大于2.5mA以获得与串联模式相同的性能。

7.7 关断模式

当SHDN引脚拉低至0.8V以下时，LT6657进入低功耗状态，输出关闭。关断阈值为1.26V，具有约150mV的滞后。

7.8 功耗

功耗取决于VIN、负载电流和封装类型，MSOP - 8封装的热阻为273°C/W。为保证最佳性能，建议尽量限制结温变化。

7.9 噪声性能和规格

LT6657在0.1Hz至10Hz频段的噪声仅为0.5ppmP - P，为降低噪声，需注意减少热电偶数量、限制气流、将输入和负载电容靠近芯片放置，并确保电源稳定。同时，文档还介绍了更全面的噪声测量方法，可提供更准确的噪声特性描述。

7.10 滞后

热滞后是温度循环导致输出电压变化的度量，LT6657采用专有设计技术最小化热滞后。

7.11 长期漂移

通过实际应用中的测试，展示了LT6657的长期漂移特性。

7.12 PCB布局应力

PCB布局应力可能导致输出电压偏移和芯片温度系数变化，需参考相关文档以减少影响。

7.13 IR回流偏移

焊接过程中的机械应力和热效应可能导致输出电压偏移，文档给出了实验结果。

8. 典型应用

文档中给出了多种典型应用电路，包括扩展电源范围基准、增强输出电流基准、负分流模式基准、低噪声统计平均基准等，为工程师提供了实际应用的参考。

9. 相关产品

还介绍了一些相关的电压基准产品，如LT1236、LT1460、LT1461等，方便工程师根据不同需求进行选择。

总之，LT6657以其卓越的性能和丰富的功能，为电子工程师在设计高精度、低噪声的电压基准应用时提供了一个优秀的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体需求，合理选择输出电压、封装形式，并注意电路布局和电容选择等细节，以充分发挥LT6657的优势。大家在使用过程中有没有遇到过类似产品的其他问题呢？欢迎在评论区交流分享。