ИОН на полевых транзисторах

Сравнительно недавно на рынке электронных компонентов появилось новое поколение источников опорного напряжения - XFET-источники (eXtra Field Effect Transistor). Новая схемотехника обеспечивает источнику опорного напряжения низкий шум, малый ток потребления, низкий ТКН и очень высокую долговременную стабильность.

Ядро XFET-источника состоит из двух полевых транзисторов с управляющим pn-переходом (рис. 1), один из которых (VT2) имеет дополнительный встроенный канал, за счет чего его напряжение отсечки увеличено по сравнению с напряжением отсечки транзистора VT1.

Рис. 1. ИОН на полевых транзисторах

Токи стоков транзисторов одинаковы (J1=J2); за счет действия операционного усилителя разность потенциалов истоков транзисторов равна нулю. Поэтому образуется разность потенциалов между затворами транзисторов Uоп, которая может быть усилена и использована для формирования весьма стабильного опорного напряжения.

Для этих источников опорного напряжения характерна величина Uоп примерно 0,5 В с отрицательным ТКН около -60 мкВ/К, что примерно в 30 раз меньше, чем у ИОН на ширине запрещенной зоны. Такая малая температурная нестабильность может быть легко скомпенсирована практически таким же способом, что и у источника опорного напряжения на ширине запрещенной зоны. В схеме на рис. 1 эта компенсация осуществляется источником тока JТК с положительным ТКН.

Меньшая величина ТКН опорного элемента на полевых транзисторах и, как следствие, меньший компенсационный ток JТК, обуславливают значительно меньший, чем у источников опорного напряжения на ширине запрещенной зоны, шум выходного напряжения, так как большая часть шума ИОН на ширине запрещенной зоны приходит из схемы температурной компенсации. Уравнение электрического равновесия схемы на рис. 1 имеет вид

Характерными представителями источников опорного напряжения на полевых транзисторах является семейство ADR29х, из которого, например, ИОН ADR291Е на 2,5 В имеет типичное значение ТКН=3·10-6 1/К, уровень шума 8 мкВ от пика к пику в полосе 0,1...10 Гц, типовой ток потребления 9 мкА и прекрасную долговременную стабильность.

Масштабный преобразователь опорного напряжения. Температурный коэффициент (ТК) напряжения база-эмиттер БТ. Источник с зонным опорным напряжением. ПТ как источник термостабильного тока и опорного напряжения. Прецизионные ИОН на ПТ и ОУ.

63. Основные типы каскадов и ососбенности их реализации в полупроводниковых ИС: однотактные, двухтактные, дифференциальные. ДУ на БТ и ПТ как активные элементы интегральной схемотехники.

Дата добавления: 2015-11-28