低功耗、低噪声电压基准源ADR360/ADR361/ADR363/ADR364/ADR365/ADR366的特性与应用

在电子设计领域，电压基准源是非常关键的元件，它为电路提供稳定的参考电压，直接影响着整个系统的性能。今天我们就来深入了解一下Analog Devices推出的ADR360/ADR361/ADR363/ADR364/ADR365/ADR366系列低功耗、低噪声电压基准源。

文件下载：ADR361AUJZ-REEL7.pdf

一、产品特性

1. 封装与温度特性

该系列采用紧凑的TSOT封装，节省了电路板空间。在温度特性方面表现出色，不同等级的温度系数有所不同，其中B等级的温度系数低至9 ppm/°C，A等级和H等级为25 ppm/°C，能够在较宽的温度范围内保持稳定的输出电压。

2. 精度与噪声

初始精度高，以ADR360、ADR361和ADR363为例，A等级最大误差为±6 mV，B等级最大误差为±3 mV。同时，具有超低的输出电压噪声，在0.1 Hz至10 Hz频率范围内，噪声仅为6.8 µV p-p，有效减少了对系统的干扰。

3. 功耗与电流能力

具有低功耗特性，静态电流最大为190 µA，适合电池供电的应用。输出电流能力较强，能够提供+5 mA的源电流和 -1 mA的灌电流，满足不同负载的需求。

4. 温度范围与应用领域

工作温度范围广泛，A等级和B等级为 -40°C至 +125°C，H等级为 -40°C至 +150°C，部分型号还通过了汽车级应用认证，适用于电池供电仪器、便携式医疗仪器、数据采集系统、工业过程控制以及汽车等多个领域。

二、电气特性

1. 输出电压与精度

不同型号的输出电压有所不同，涵盖了2.048 V、2.500 V、3.000 V、4.096 V、5.000 V和3.300 V等多种选择。初始精度根据等级不同而有所差异，如ADR360的A等级初始精度为±6 mV（±0.29%），B等级为±3 mV（±0.15%）。

2. 温度系数与调节特性

温度系数决定了输出电压随温度变化的程度，该系列不同等级的温度系数已如前文所述。此外，还具有良好的线性调节和负载调节特性，能够在输入电压和负载电流变化时保持输出电压的稳定。例如，ADR360在输入电压从2.45 V到15 V变化时，线性调节率为0.105 mV/V；在负载电流从0 mA到5 mA变化时，负载调节率为0.37 mV/mA。

3. 其他特性

还具有低dropout电压（300 mV）、快速的开启建立时间（25 µs）、良好的长期稳定性（1000小时内漂移50 ppm）和输出电压迟滞（100 ppm）等特性，以及较高的纹波抑制比（60 Hz时为 -70 dB），能够有效抵抗电源纹波的影响。

三、引脚配置与功能

该系列采用5引脚TSOT封装，各引脚功能如下：	引脚编号	引脚名称	功能描述
1	NIC	未内部连接，该引脚不与内部电路连接
2	GND	接地
3	VIN	输入电压连接
4	VOUT	输出电压
5	TRIM	输出电压调节

四、典型性能特性

通过一系列的图表展示了该系列产品在不同条件下的性能表现，如输出电压随温度的变化、电源电流随输入电压的变化、负载调节和线性调节随温度的变化等。这些图表为工程师在实际设计中提供了重要的参考依据，帮助他们更好地了解产品的性能特点，从而优化电路设计。

五、理论与应用

1. 工作原理

采用带隙基准架构，理想的零温度系数带隙电压被参考到输出端，而非接地端，这样可以大大衰减地线上的噪声对输出电压的影响。带隙单元由PNP晶体管对组成，通过不同电流密度下的基极 - 发射极电压差产生具有正温度系数的电压，再与晶体管的基极 - 发射极电压相结合，产生稳定的带隙电压。同时，通过电阻比例和精密激光微调等技术进一步提高了漂移性能。

2. 功率与电容

在使用该系列产品时，需要考虑功率耗散问题，避免超过指定的最大功率耗散或结温，以免导致器件过早失效。可以使用公式 (P{D}=frac{T{J}-T{A}}{theta{J A}}) 来计算器件的最大结温或耗散。此外，输入和输出电容并非必需，但适当的电容可以改善瞬态响应和降低噪声。输入电容推荐使用1 µF至10 µF的电容，并联0.1 µF的电容可以进一步减少电源噪声；输出电容推荐使用0.1 µF的电容，并联1 µF至10 µF的电容可以改善负载瞬态响应，但会增加开启时间。

3. 应用电路

• 基本电压参考连接：基本配置简单，无需去耦电容即可保证电路稳定，能够驱动0 μF至10 μF的容性负载。推荐使用0.1 μF的陶瓷输出电容来吸收和提供动态负载所需的电荷。
• 堆叠参考IC以实现任意输出：可以通过堆叠两个ADR365器件来实现两个参考电压源的组合输出，满足特定应用的需求。
• 通用电流源：可以将该系列产品配置为精密电流源，适用于低功耗应用中需要在低电源电压下工作的情况。
• 调节端子：调节端子可以用于在标称电压范围内调整输出电压，帮助系统设计师校正系统误差。在使用时需要注意选择合适的电阻值，避免超过器件的最大电流驱动能力。

六、总结

ADR360/ADR361/ADR363/ADR364/ADR365/ADR366系列电压基准源以其低功耗、低噪声、高精度和宽温度范围等特性，为电子工程师在设计各种应用电路时提供了可靠的选择。无论是电池供电的便携式设备，还是对稳定性要求较高的汽车和工业应用，该系列产品都能够满足需求。在实际应用中，工程师需要根据具体的设计要求，合理选择型号和配置电路，以充分发挥该系列产品的优势。你在使用类似电压基准源时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。