ISL21007 FGA电压基准：低功耗高精度的理想之选

在电子设计领域，电压基准源的性能直接影响到整个系统的精度和稳定性。今天要给大家介绍的ISL21007 FGA电压基准，凭借其低功耗、高精度和低噪声的特性，成为了众多应用场景中的理想选择。

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产品特性概览

ISL21007采用Intersil专有的浮动栅极模拟（FGA）技术制造，具有极低的噪声（0.1Hz至10Hz频段为4.5µV P - P）和极低的工作电流（最大150µA）。此外，该系列产品保证初始精度低至±0.5mV，提供1.250V、2.048V、2.500V和3.000V四种参考输出电压。这种高初始精度、低漂移和低输出噪声的特性组合，使其能够在低功耗的情况下实现高性能的控制和数据采集应用。

具体参数

• 输入电压范围：ISL21007 - 12、20、25的输入电压范围为2.7V至5.5V；ISL21007 - 30为3.2V至5.5V。
• 输出电压噪声：在0.1Hz至10Hz频段为4.5µV P - P。
• 电源电流：最大150µA。
• 温度系数：B级为3ppm/°C。
• 工作温度范围：-40°C至+125°C。
• 封装形式：8引脚SOIC封装。

产品选型与订购信息

ISL21007提供多种不同精度和温度系数的型号供选择，具体信息如下表所示：	产品编号	输出电压选项 (V)	初始精度 (mV)	温度系数 (ppm/°C)
ISL21007BFB812Z（已停产，推荐替代型号ISL21007CFB812Z）	1.250	±0.5	3
ISL21007CFB812Z	1.250	±1.0	5
ISL21007DFB812Z	1.250	±2.0	10
……	……	……	……

在订购时，需要注意产品的温度范围、封装形式等信息。同时，Intersil的无铅产品采用特殊的无铅材料集、模塑化合物/芯片附着材料和100%哑光镀锡加退火（e3终端表面处理），符合RoHS标准，并且兼容SnPb和无铅焊接操作。

引脚配置与典型应用电路

引脚配置

ISL21007的引脚配置如下：	引脚编号	引脚名称	描述
1	GND或NC	接地或无连接
2	VIN	电源输入连接
4	GND	接地
5	TRIM	允许用户调整输出电压±2.5%
6	VOUT	电压参考输出连接
3、7、8	DNC	不连接；内部连接 - 必须保持浮空

典型应用电路

文档中给出了典型的应用电路，如精密12位子范围DAC电路。这些电路展示了ISL21007在实际应用中的连接方式和工作原理。

电气特性与性能曲线

电气特性

在不同的输出电压选项下，ISL21007的电气特性有所差异。以ISL21007 - 12为例，其输入电压范围为2.7V至5.5V，输出电压为1.250V，线路调整率在2.7V至5.5V输入电压范围内为100至700µV/V，负载调整率在源电流0至7mA时为10至100µV/mA等。其他型号的电气特性也有相应的规定，具体可参考文档中的表格。

性能曲线

文档中给出了大量的典型性能曲线，包括不同型号在不同条件下的输入电流与输入电压关系、线路调整率、负载调整率、输出电压与温度关系、电源抑制比与电容负载关系等。这些曲线有助于工程师深入了解ISL21007的性能，为电路设计提供参考。

应用注意事项

FGA技术特点

ISL21007采用浮动栅极技术，通过精确设置浮动栅极单元上存储的电荷来实现低漂移和低电源电流。参考电压输出是浮动栅极电压的缓冲版本，具有极低的温度漂移、高初始精度和几乎零电源电流的特点。但由于MOS器件特性，在输出噪声水平和负载调整方面存在一定限制，需要通过电路技术来解决。

微功耗操作

由于采用了专有的FGA技术，ISL21007的电源电流极低，典型值为75µA，噪声为4.5µV P - P。这使得它非常适合用于精密、低噪声的便携式应用，如手持仪表和仪器。特别是数据转换器可以将其作为外部电压基准，实现低功耗下的最大分辨率和最低噪声。

处理与电路板安装

在处理和安装ISL21007时，需要注意以下几点：

• 焊接回流：过度的焊接回流热量可能导致初始精度漂移，建议不超过+260°C的最大温度曲线，预计焊接回流过程中会有高达1mV的漂移。
• X射线辐射：FGA基准对X射线辐射敏感，极端辐射下初始精度可能会改变10mV或更多。如果需要对组装好的电路板进行X射线检查，应采取措施屏蔽FGA基准器件。
• 电路板安装位置：对于要求最高精度的应用，应选择合适的安装位置。将器件放置在容易发生轻微扭曲的区域可能会由于芯片应力导致参考电压精度下降，通常最好将器件放置在电路板边缘或最短边。
• 电路板组装：无铅回流曲线或多层FR4电路板上的波峰焊可能会导致输出电压正常偏移100µV至1mV。应避免过度加热或长时间暴露在高回流或波峰焊温度下，以减少器件初始精度的降低。

噪声性能与降低

ISL21007在0.1Hz至10Hz带宽内的输出噪声电压典型值为4.5µV P - P，在10kHz至1MHz带宽内约为40µV P - P。添加负载电容至1000pF对输出噪声和瞬态响应的改善效果有限。对于负载电容大于0.001µF的情况，建议使用文档中所示的噪声降低网络，该网络可以在全带宽范围内显著降低噪声。

开启时间

ISL21007的电源电流较低，因此内部电路偏置到最终值的时间比高功率基准更长，正常开启时间典型值为120µs。在电路设计中需要考虑这一点，特别是在电源上电延迟或时序方面。

总结

ISL21007 FGA电压基准以其低功耗、高精度和低噪声的特性，为电子工程师提供了一个优秀的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的型号，并注意处理和安装过程中的各种问题，以充分发挥其性能优势。你在使用电压基准源的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。