Джерело, або генератор, опорної напруги (ДОН) — базовий електронний вузол, що підтримує на своєму виході високостабільну постійну електричну напругу. ДОН застосовуються для задавання величини вихідної напруги стабілізованих джерел електроживлення, шкал цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів, режимів роботи аналогових і цифрових інтегральних схем і систем, і як еталони напруги в складі вимірювальних приладів. Точність і стабільність цих пристроїв визначаються параметрами використовуваних в них ДОН.
У напівпровідниковій електроніці для отримання стабільної напруги найчастіше використовують зворотну гілку вольтамперної характеристики pn переходу з Зенеровським пробоєм. Зенеровський пробій відбувається при напругах приблизно від 5 до 10 В. Для отримання хороших метрологічних характеристик потрібен струм через перехід не менше декількох десятих мА. Одержувана таким шляхом напруга має позитивний , що залежить від напруги Зенеровского пробою даного переходу і струму через нього. Для його компенсації в прецизійних Зенеровських стабілітронах послідовно з Зенеровським включають діоди, що мають негативний температурний коефіцієнт. Часто в технічних описах зустрічається термін «buried Zener». Він відображає технологічний прийом, коли для підвищення стабільності перехід формується під поверхнею напівпровідникового кристала і відокремлений від неї захисним дифузійним шаром, що дозволяє знизити вплив механічних напружень, забруднень і порушень кристалічної ґратки, які найсильніше проявляються на поверхні.
Історія
На початку 1970 року Відлар запустив у виробництво перший трьохвивідний інтегральний стабілізатор LM109 . У цій мікросхемі був вперше використаний винайдений Відларом бандгап — джерело напруги, приблизно рівної ширині забороненої зони.
Протягом 1980-х і 1990-х років вдосконалення схемотехніки, технології, впровадження лазерної підстроювання дозволило звузити якісний розрив між двома типами пристроїв. На початку 2000- x років на ринок вийшли «супербандгапи» — нове покоління бандгапів з чудовою початковою точністю і низьким рівнем шуму. До 2005 року «супербандгапи» зрівнялися за окремими показниками точності з buried Zener, але не змогли перевершити їх за сукупністю показників.
У 1997 році Analog Devices випустила на ринок ДОН принципово нового типу під торговою маркою . Схеми таких приладів нагадують бандгап Брокау, в яких біполярні транзистори заміщені польовими транзисторами. Однак при схожій топології XFET використовує зовсім інший принцип роботи — непряме вимірювання діелектричної проникності кремнію в каналі польового транзистора. Цей показник, як і напруга на pn — переході, убуває з ростом температури, але більш передбачуваний, а його температурний коефіцієнт напруги (ТКН) — більш стабільний, ніж ТКН pn-переходу в реальній схемі. ТКН XFET другого і третього покоління (3 ppm/°C) як і раніше істотно гірший, ніж ТКН найкращих стабілітронних ДОН, але він має кращу, майже лінійну, форму залежності напруги від температури, при менших шумах, меншому часовому дрейфі і при цьому XFET набагато дешевше.
У 2003 році компанія Xicor (з 2004 року підрозділ Intersil) випустила другий принципово новий тип ДОН, що отримав ім'я FGA. Принцип дії цих приладів, як і принцип дії мікросхем енергонезалежній пам'яті, заснований на тривалому зберіганні заряду на ізольованому затворі польового транзистора. FGA буквально «запам'ятовує» аналогову напругу, «записану» в глибині КМОН-структури. Гарантований термін «пам'яті» FGA першого покоління дорівнював десяти рокам, а точнісні параметри були порівнянні з найкращими бандгапами, при меншому струмі живлення.
Примітки
- ПРЕЦИЗИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ [ 4 березня 2016 у Wayback Machine.](рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Dzherelo abo generator opornoyi naprugi DON bazovij elektronnij vuzol sho pidtrimuye na svoyemu vihodi visokostabilnu postijnu elektrichnu naprugu DON zastosovuyutsya dlya zadavannya velichini vihidnoyi naprugi stabilizovanih dzherel elektrozhivlennya shkal cifro analogovih ta analogo cifrovih peretvoryuvachiv rezhimiv roboti analogovih i cifrovih integralnih shem i sistem i yak etaloni naprugi v skladi vimiryuvalnih priladiv Tochnist i stabilnist cih pristroyiv viznachayutsya parametrami vikoristovuvanih v nih DON U napivprovidnikovij elektronici dlya otrimannya stabilnoyi naprugi najchastishe vikoristovuyut zvorotnu gilku voltampernoyi harakteristiki pn perehodu z Zenerovskim proboyem Zenerovskij probij vidbuvayetsya pri naprugah priblizno vid 5 do 10 V Dlya otrimannya horoshih metrologichnih harakteristik potriben strum cherez perehid ne menshe dekilkoh desyatih mA Oderzhuvana takim shlyahom napruga maye pozitivnij sho zalezhit vid naprugi Zenerovskogo proboyu danogo perehodu i strumu cherez nogo Dlya jogo kompensaciyi v precizijnih Zenerovskih stabilitronah poslidovno z Zenerovskim vklyuchayut diodi sho mayut negativnij temperaturnij koeficiyent Chasto v tehnichnih opisah zustrichayetsya termin buried Zener Vin vidobrazhaye tehnologichnij prijom koli dlya pidvishennya stabilnosti perehid formuyetsya pid poverhneyu napivprovidnikovogo kristala i vidokremlenij vid neyi zahisnim difuzijnim sharom sho dozvolyaye zniziti vpliv mehanichnih napruzhen zabrudnen i porushen kristalichnoyi gratki yaki najsilnishe proyavlyayutsya na poverhni IstoriyaNa pochatku 1970 roku Vidlar zapustiv u virobnictvo pershij trohvividnij integralnij stabilizator LM109 U cij mikroshemi buv vpershe vikoristanij vinajdenij Vidlarom bandgap dzherelo naprugi priblizno rivnoyi shirini zaboronenoyi zoni Protyagom 1980 h i 1990 h rokiv vdoskonalennya shemotehniki tehnologiyi vprovadzhennya lazernoyi pidstroyuvannya dozvolilo zvuziti yakisnij rozriv mizh dvoma tipami pristroyiv Na pochatku 2000 x rokiv na rinok vijshli superbandgapi nove pokolinnya bandgapiv z chudovoyu pochatkovoyu tochnistyu i nizkim rivnem shumu Do 2005 roku superbandgapi zrivnyalisya za okremimi pokaznikami tochnosti z buried Zener ale ne zmogli perevershiti yih za sukupnistyu pokaznikiv U 1997 roci Analog Devices vipustila na rinok DON principovo novogo tipu pid torgovoyu markoyu Shemi takih priladiv nagaduyut bandgap Brokau v yakih bipolyarni tranzistori zamisheni polovimi tranzistorami Odnak pri shozhij topologiyi XFET vikoristovuye zovsim inshij princip roboti nepryame vimiryuvannya dielektrichnoyi proniknosti kremniyu v kanali polovogo tranzistora Cej pokaznik yak i napruga na pn perehodi ubuvaye z rostom temperaturi ale bilsh peredbachuvanij a jogo temperaturnij koeficiyent naprugi TKN bilsh stabilnij nizh TKN pn perehodu v realnij shemi TKN XFET drugogo i tretogo pokolinnya 3 ppm C yak i ranishe istotno girshij nizh TKN najkrashih stabilitronnih DON ale vin maye krashu majzhe linijnu formu zalezhnosti naprugi vid temperaturi pri menshih shumah menshomu chasovomu drejfi i pri comu XFET nabagato deshevshe U 2003 roci kompaniya Xicor z 2004 roku pidrozdil Intersil vipustila drugij principovo novij tip DON sho otrimav im ya FGA Princip diyi cih priladiv yak i princip diyi mikroshem energonezalezhnij pam yati zasnovanij na trivalomu zberiganni zaryadu na izolovanomu zatvori polovogo tranzistora FGA bukvalno zapam yatovuye analogovu naprugu zapisanu v glibini KMON strukturi Garantovanij termin pam yati FGA pershogo pokolinnya dorivnyuvav desyati rokam a tochnisni parametri buli porivnyanni z najkrashimi bandgapami pri menshomu strumi zhivlennya PrimitkiPRECIZIONNYE ISTOChNIKI OPORNOGO NAPRYaZhENIYa 4 bereznya 2016 u Wayback Machine ros