探秘LTC6655/LTC6655LN：高精度电压基准的卓越之选

在电子设计领域，高精度电压基准对于确保系统性能至关重要。LTC6655/LTC6655LN作为一款备受瞩目的精密带隙电压基准，以其出色的噪声和漂移性能，为众多应用提供了可靠的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款产品。

文件下载：LTC6655CHMS8-5#PBF.pdf

一、产品概述

LTC6655是一个完整的精密带隙电压基准系列，具备极低的噪声和漂移特性，非常适合仪器仪表和测试设备所需的高分辨率测量。同时，它在 -40°C 至 125°C 的宽温度范围内进行了全面的规格测试，能够满足汽车和工业等苛刻应用的要求。而 LTC6655LN 则是低噪声版本，带有降噪引脚，可通过添加单个电容来降低宽带噪声。

二、关键特性

（一）低噪声

• 在 0.1Hz 至 10Hz 频率范围内，LTC6655-2.5 的峰峰值噪声低至 0.25ppmP - P（625nVP - P）。
• LTC6655LN 在 10Hz 至 1kHz 频率范围内（(C_{NR}=100 mu F)）的均方根噪声为 0.21ppmRMS。

（二）低漂移

最大漂移仅为 2ppm/°C，先进的曲率补偿技术使带隙基准能够实现可预测的温度特性，减少或消除了校准的需求。

（三）高精度

输出电压精度高达 ±0.025%，确保了系统的准确性。

（四）其他特性

• 无湿度敏感性（LS8 封装）。
• 热滞（LS8）为 30ppm（ -40°C 至 85°C），长期漂移（LS8）为 20ppm/√kHr。
• 100% 在 -40°C、25°C 和 125°C 进行测试，负载调整率 <10ppm/mA，可吸收和提供 ±5mA 电流。
• 低压差为 500mV，最大电源电压为 13.2V，低功耗关断模式下电流 <20µA。

三、应用领域

（一）仪器仪表和测试设备

高精度的特性使其能够满足仪器仪表对精确测量的要求，确保测试结果的准确性。

（二）高分辨率数据采集系统

低噪声和低漂移性能有助于提高数据采集的精度和稳定性。

（三）称重秤

为称重系统提供稳定的电压基准，保证称重结果的可靠性。

（四）精密电池监测

精确的电压基准能够准确监测电池的状态，延长电池的使用寿命。

（五）精密调节器

为调节器提供稳定的参考电压，确保输出电压的稳定性。

（六）医疗设备

在医疗设备中，对精度和可靠性要求极高，LTC6655/LTC6655LN 能够满足这些需求。

四、电气特性

（一）输出电压

LTC6655B 和 LTC6655C 的输出电压精度分别为 ±0.025% 和 ±0.05%。

（二）输出电压温度系数

LTC6655B 的典型值为 1ppm/°C，最大值为 2ppm/°C；LTC6655C 的典型值为 2.5ppm/°C，最大值为 5ppm/°C。

（三）线路调整率

在 (V{OUT} + 0.5V ≤ V{IN} ≤ 13.2V)，(SHDN = 2V) 的条件下，典型值为 5ppm/V，最大值为 25ppm/V 或 40ppm/V。

（四）负载调整率

不同封装和输出电流条件下，负载调整率有所不同，但总体表现良好。

（五）其他特性

还包括输出短路电流、关断引脚特性、电源电流等方面的特性，具体参数可参考文档中的详细表格。

五、典型性能特性

文档中给出了多个典型性能特性曲线，如不同电压选项下的低频噪声、输出电压温度漂移、负载调整率等。这些曲线有助于工程师更好地了解产品在不同条件下的性能表现，从而进行合理的设计。

六、引脚功能

（一）SHDN（引脚 1）

关断输入，低电平有效，可将器件功耗降至 <20µA。建议在正常工作时将该引脚外部上拉至高电平，以获得最佳性能。

（二）(V_{IN})（引脚 2）

电源输入，需使用 0.1µF 或更大的电容旁路至地。

（三）GND（引脚 4）

器件接地，必须连接到无噪声的接地平面。

（四）(Vout_s)（引脚 6 - LTC6655）

输出电压感测引脚，应连接到负载处，并使用宽金属走线以减小负载调整误差。该引脚吸收 2mA 电流。

（五）NR（引脚 6 - LTC6655LN）

降噪引脚，通过在该引脚和地之间连接电容来限制噪声带宽。

（六）(VOUT_F)（引脚 7）

输出电压强制引脚，可为负载提供和吸收电流，需要连接 2.7µF 至 100µF 的输出电容。

（七）GND（引脚 3、5、8）

内部功能接地引脚。

七、应用信息

（一）旁路和负载电容

输入电容需使用 0.1µF 或更大的电容靠近器件放置，以提高电源抑制比。输出电容取值范围为 2.7µF 至 100µF，对稳定性、启动时间和建立行为有直接影响。建议选择低 ESR 的电容，以确保稳定性。在低噪声应用中，需谨慎选择电容，X7R 陶瓷电容可能存在压电效应，不适合低噪声应用；而薄膜电容则具有低噪声和无压电效应的优点，但部分薄膜电容有温度限制。

（二）启动和负载瞬态响应

启动时间由短路电流、输出电容和输出电压决定，可通过公式 (t{ON}=V{OUT} cdot frac{C{OUT }}{I{SC}}) 计算。文档中还给出了不同条件下的瞬态响应曲线，帮助工程师了解产品的动态性能。

（三）关断模式

可通过将 SHDN 引脚接地来关断器件，建议在正常工作时将该引脚外部上拉，以防止因系统噪声或泄漏电流导致意外关断。

（四）长期漂移

长期漂移不能通过加速高温测试来推断，只能通过实际测量来确定。LTC6655 的长期漂移数据是通过对 80 个焊接在印刷电路板上的器件进行测量得到的，密封的 LS8 封装提供了更高的稳定性。

（五）功耗

功耗取决于 (V_{IN}) 和负载电流，MSOP8 封装在最大负载条件下，芯片温度会升高超过 35°C。为了获得最佳性能，建议不超过 125°C 的结温。

（六）PCB 布局

LTC6655 是一款精密器件，印刷电路板上的焊接应力可能会导致输出电压偏移和温度系数变化。因此，在 PCB 布局时需要特别注意。

（七）降噪和 NR 引脚

LTC6655LN 的 NR 引脚可连接内部电路节点，通过添加电容形成低通滤波器，降低宽带噪声。不同电压选项下，电阻 R3 的值和 3dB 截止频率有所不同。使用时需注意引脚的泄漏问题，建议使用高质量、低泄漏的电容，并可采用保护环来控制泄漏。

（八）启动时间与 (C_{NR})

(C{NR}) 电容充电需要时间，达到 0.025% 建立时间约为 8.3τ。输出缓冲器会根据 (V{OUT}) 引脚的电容负载情况延迟跟随 NR 引脚信号。

（九）IR 回流焊偏移

焊接到电路板上的机械应力和 IR 回流焊或对流焊接炉的热量会导致输出电压偏移，实验结果显示了这种偏移情况。

八、典型应用

文档中给出了多个典型应用电路，如扩展电源范围参考、输出电压提升、低噪声统计平均参考等，为工程师提供了实际应用的参考。

九、相关产品

文档还列出了一些相关产品及其特性，方便工程师在不同应用场景下进行选择。

总之，LTC6655/LTC6655LN 凭借其出色的性能和丰富的特性，为电子工程师在高精度电压基准设计方面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，合理选择封装、电容等参数，并注意 PCB 布局和焊接等问题，以充分发挥产品的性能优势。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。