Marejeo ya XFET

Ili ishara ya analogi iwakilishe (au iwakilishwe na) nambari ya dijiti, rejeleo, kawaida voltage, ni muhimu kutafsiri kiwango. Kwa hivyo, kibadilishaji cha A / D hutoa nambari ya dijiti sawia na uwiano wa ishara ya analog kwa voltage ya kumbukumbu; na kibadilishaji cha D / A hutoa pato ambalo ni sehemu ya voltage kamili au ya sasa, iliyoanzishwa na rejeleo. Ikiwa ishara ya kumbukumbu itaendeleza kosa la + 1%, itasababisha makosa ya mfumo sawia: pato la analog ya DAC itaongezeka kwa 1%, na pato la dijiti la ADC litapungua kwa 1%. Katika mifumo ambapo vipimo kamili vinahitajika, usahihi wa mfumo unategemea sana usahihi wa kumbukumbu. Katika mifumo ya ununuzi wa data yenye azimio kubwa, haswa zile ambazo zinapaswa kufanya kazi kwa kiwango anuwai cha joto, marejeleo ya utulivu mkubwa ni lazima. Usahihi wa kibadilishaji chochote umepunguzwa na unyeti wa joto na kuteleza kwa muda mrefu kwa kumbukumbu ya voltage. Ikiwa rejeleo ya voltage inaruhusiwa kuchangia kosa sawa na 1/2 tu ya kidogo-muhimu (1 LSB = 2-n ya kiwango kamili), inaweza kushangaza kuona jinsi kumbukumbu inavyopaswa kuwa nzuri, hata kwa safari ndogo za joto. Na wakati mabadiliko ya joto ni makubwa, muundo wa kumbukumbu ni shida kubwa. Kwa mfano, kibadilishaji cha kweli cha 16-bit A / D iliyo na kiotomatiki ina LSB ya sehemu 15.2 kwa milioni (ppm) ya kiwango kamili. Ili ADC iwe na usahihi kamili wa bits 16, hitilafu ya rejeleo la voltage juu ya kiwango chote cha joto la utendaji lazima iwe chini au sawa na 1/2 LSB, au 7.6 ppm. Ikiwa utaftaji wa kumbukumbu ni 1 ppm / ° C, basi (kupuuza vyanzo vingine vyote vya hitilafu) swing ya jumla ya joto haipaswi kuzidi 7.6 ° C kudumisha usahihi wa kweli wa 16-bit. Vyanzo vya makosa ya Anther, mara nyingi hupuuzwa, ni kelele za kumbukumbu; kuiweka chini (kawaida chini ya 1/4 LSB) ni muhimu kwa usahihi wa hali ya juu. Ukosefu wa usawa wa mgawo wa joto la kumbukumbu na hysteresis kubwa ya joto ni vyanzo vingine vya makosa ambayo inaweza kuathiri usahihi wa jumla wa mfumo. Aina za Marejeleo Zode * diode: Inatumiwa sana kwa miaka mingi ni diode ya Zener inayolipwa na joto, iliyotengenezwa na kuvunjika kwa nyuma kwa makutano ya-msingi-emitter kwenye uso wa kifaa. Zeners zina kushuka kwa voltage mara kwa mara, haswa wakati inatumiwa katika mzunguko ambao unaweza kutoa sasa ya kila wakati inayotokana na voltage ya usambazaji wa juu. Zeners zinapatikana katika chaguzi anuwai za voltage: kutoka karibu 6 V hadi 200 V, uvumilivu wa 1.0% hadi 20%, na utenguaji wa nguvu kutoka kwa sehemu ya watt hadi 40 au 50 W. Walakini wana mapungufu mengi. Mara nyingi zinahitaji mizunguko ya ziada ili kupata impedance ya pato la chini, uvumilivu wa voltage wa vifaa vya bei ya chini kwa ujumla ni duni; wao ni kelele na nyeti sana kwa mabadiliko ya sasa na joto, na wanahusika na mabadiliko ya wakati. Zener iliyozikwa, au ndogo ya uso ndio chanzo cha rejea kinachopendelewa cha vifaa sahihi vya IC. Katika rejeleo la chini la Zener, eneo la kuvunjika kwa nyuma linafunikwa na utawanyiko wa kinga ili kuiweka chini ya uchafu, mafadhaiko ya mitambo na kasoro za kioo zinazopatikana juu. Kwa kuwa athari hizi zinachangia kelele na kukosekana kwa utulivu kwa muda mrefu, diode ya kuvunjika iliyozikwa haina kelele kidogo na imara zaidi kuliko Zeners ya uso. Walakini, inahitaji ugavi wa umeme wa angalau 6 V na lazima itoe microamperes mia kadhaa kuweka kelele kwa kiwango cha vitendo. * Kumbuka: diode za kumbukumbu zinaweza kutumia aina mbili za matukio ya kuvunjika, Zener na Banguko. Diode nyingi za kumbukumbu hutumia hali ya mlipuko wa voltage ya juu, lakini zote zimeitwa diode za "Zener". Bandgaps: Mbinu nyingine maarufu ya muundo wa marejeleo ya voltage hutumia kanuni ya bandgap: Vbe ya transistor yoyote ya silicon ina tempco hasi ya karibu 2 mV / ° C, ambayo inaweza kutolewa kwa takriban 1.2V kwa sifuri kabisa (voltage ya bandgap ya silicon) . Tofauti ya voltage ya msingi-kati kati ya transistors zinazolingana zinazofanya kazi kwa msongamano tofauti wa sasa zitakuwa sawa na joto kamili (PTAT). Voltage hii, iliyoongezwa kwa Vbe na mgawo wake hasi wa joto, itafikia voltage ya mara kwa mara ya bandgap. Voltage hii isiyo na joto inaweza kutumika kama "diode ya chini ya voltage ya Zener" katika unganisho la shunt (AD1580). Mara nyingi, imeongezewa na kubanwa kutoa kiwango cha kawaida cha voltage, kama vile 2.5 au 5 V. Marejeleo ya voltage ya bandgap yamepata kiwango cha juu cha uboreshaji tangu kuanzishwa kwake na hutumiwa sana; lakini inakosa usahihi unaohitajika na mifumo mingi ya kielektroniki ya leo. Marejeleo yanayofaa ya bandgap hayajajulikana kwa utendaji mzuri wa kelele, huonyesha joto la joto, na kuwa na utulivu wa muda mrefu unategemea thamani kamili ya kontena moja la chip. Kanuni mpya - XFET ™: Pamoja na kuenea kwa mifumo inayotumia vifaa vya 5-V na hitaji kubwa la kufanya kazi chini na chini ya volts 3, wabuni wa IC na mifumo wanahitaji marejeleo ya kiwango cha juu cha utendaji ambayo yanaweza kufanya kazi kutoka kwa reli za usambazaji hapa chini. > 6 V inahitajika kwa diode za Zener zilizozikwa. Kifaa kama hicho lazima changanishe operesheni ya nguvu ya chini na kelele ya chini na drift ya chini. Inayohitajika pia ni mgawo wa joto wa laini, utulivu mzuri wa muda mrefu na hysteresis ya chini ya joto. Ili kukidhi mahitaji haya, usanifu mpya wa kumbukumbu umeundwa ili kutoa rejeleo la voltage inayotakikana sana. Mbinu hiyo, iliyopewa jina la XFET ™ (eXtra iliyopandikizwa FET), inapeana rejea ya kelele ya chini ambayo inahitaji usambazaji wa chini sasa na hutoa usawa wa mgawo wa joto ulioboreshwa na hysteresis ya chini ya mafuta. Msingi wa rejeleo la XFET lina transistors mbili za athari za uwanja, ambayo moja ina kipandikizi cha kituo cha kuongeza voltage yake ya Bana. Pamoja na JFET zote mbili kukimbia kwa mtiririko huo huo wa sasa, tofauti katika voltage ya kubana imeimarishwa na hutumiwa kuunda rejeleo thabiti la voltage. Voltage ya kumbukumbu ya asili ni karibu 500 mV, na mgawo hasi wa joto wa karibu 120 ppm / K. Mteremko huu umefungwa kimsingi kwa dielectri ya mara kwa mara ya silicon na hulipwa kwa karibu kwa kuongeza neno la marekebisho linalotengenezwa kwa njia ile ile kama neno linalolingana na joto kamili (PTAT) linalotumiwa kufidia marejeleo ya bandgap. Walakini, mgawo wa joto wa ndani wa XFET ni chini mara thelathini kuliko ile ya bandgap. Kama matokeo, marekebisho machache yanahitajika. Hii huelekea kusababisha kelele kidogo, kwani kelele nyingi za rejeleo la bandgap hutoka kwa mzunguko wa fidia ya joto. Muda wa marekebisho ya joto hutolewa na IPTAT ya sasa, ambayo ni nzuri na sawa na joto kamili (Kielelezo 1). Kielelezo 1. Mchoro rahisi wa kielelezo cha kumbukumbu ya ADR29x. Mfululizo wa ADR29x ndio ya kwanza ya familia inayokua ya marejeleo kulingana na usanifu wa XFET. Wao hufanya kazi kutoka kwa reli za usambazaji kutoka 2.7 hadi 15 V na kuteka 12 µA tu. Chaguzi za voltage ya pato ni pamoja na 2.048 V (ADR290), 2.5 V (ADR291), 4.096 V (ADR292), na 5 V (ADR293). Matunda ya teknolojia mpya: Madawa ya juu ya mzunguko wa XFET ina faida kubwa juu ya mikataba mingi ya bandgap na Zener. Wakati wa kufanya kazi kwa sasa sawa, voltage ya kelele ya kilele-kutoka-kilele kutoka kwa rejeleo la XFET kati ya masafa kati ya 0.1 na 10 Hz kawaida ni mara 3 chini ya ile ya bandgap (angalia kulinganisha kati ya REF192 na ADR291). Vinginevyo, rejeleo la bandgap inahitaji kukimbia mara 20 kwa sasa usambazaji wa rejeleo la XFET ili kutoa utendaji sawa wa kelele kwa kilele (ADR291 vs. AD680). Rejeleo la XFET lina mgawo wa joto gorofa au laini juu ya anuwai ya joto la kiwandani. Ubora bora wa bandgap na marejeleo ya voltage ya Zener kawaida huwa na mgawo wa joto isiyo ya kawaida katika hali ya joto kali. Hizi zisizo za kawaida hazilingani kutoka sehemu hadi sehemu, kwa hivyo meza rahisi ya kutazama ROM / programu haiwezi kutumika kwa marekebisho ya mgawo wa joto. Usambazaji wa mgawo wa joto ni ufafanuzi muhimu sana kwa matumizi ya DVM. Faida nyingine kubwa ya XFET ni utulivu wake bora wa muda mrefu. Kuteleza kwake ni chini ya moja ya tano ya rejeleo la bandgap na kulinganishwa na ile ya marejeo ya Zener (angalia Jedwali). Jedwali 1. Kulinganisha Zener, Bandgap, na XFET Marejeleo ya Kigezo ADR291 AD586 AD680 REF192 Topolojia ya Marejeleo XFET Kuzikwa kwa Zener Bandgap Bandgap Voltage (V) +3.0 +15.0 +5.0 +3.3 Pato la Voltage (V) 2.5 5 2.5 2.5 Usahihi wa Awali (mV) * max ± 2 ± 2 ± 5 ± 2 Joto Mgawo (ppm / ° C) * max 8 (-25 hadi +85) 2 (0 hadi +70) 20 (-40 hadi +85) 5 (-40 hadi +85) Kelele Voltage 0.1 hadi 10 Hz (µV pp) 8 4 10 25 Quiescent Current (µA) max, 25 ° C 12 3000 250 45 Udhibiti wa Line (ppm / V) *, max 100 100 40 4 Udhibiti wa Mzigo (ppm / mA) * max 100 100 100 10 Range ya Uendeshaji mzigo kutoka kwa hatua ya chini ya pato la PNP; na hakuna hitaji la kipunguzaji cha kushuka kwa pato. Hysteresis ya joto na muundo wa XFET ni bora zaidi kuliko na bandgaps. Vifaa vya uzalishaji huonyesha takriban 200 µV ya mabadiliko yanayoweza kurejeshwa na yasiyo ya kukusanya wakati inakabiliwa na mshtuko wa joto wa 100-kelvin vs. mabadiliko 500 hadi 1000-µV katika bandgaps zinazofanana. Faida ya jumla ya utendaji inayotolewa na usanifu wa wamiliki wa XFET wa ADI katika mifumo inayoweza kusonga inayohitaji usahihi, utulivu, na nguvu ndogo hailinganishwi na bandgap iliyopo au marejeleo ya Zener. Chanzo cha sasa cha matumizi: Mfululizo wa ADR29x ni muhimu kwa matumizi mengi ya rejeleo ya nguvu ya chini, yenye nguvu ya chini, ikiwa ni pamoja na marejeleo hasi na vidhibiti vya usahihi vya "beefed-up" kutumia viboreshaji vya reli ya chini ya reli ya chini na unganisho la maoni ya Kelvin. Kiwango cha chini na kisicho na hisia cha sasa (takriban 12 ± 2 µA juu ya joto) kinaruhusu wanafamilia wa ADR29x kutumika kama vyanzo vya sasa vya usahihi, wanaofanya kazi kutoka kwa kiwango kidogo cha usambazaji. Kielelezo 2 kinaonyesha unganisho la kimsingi la chanzo cha sasa kinachoelea na mzigo wa msingi. Voltage ya pato iliyosimamiwa kwa usahihi husababisha sasa ya (VOUT / RSET), kutiririka kupitia RSET, ambayo ni jumla ya upinzani wa nje uliobadilishwa na unaoweza kubadilishwa. Hii ya sasa, <5 mA, inaongeza kwa sasa ya quiescent kuunda mzigo wa sasa kupitia RL. Kwa hivyo, mikondo inayoweza kutabirika kutoka 12 toA hadi 5 mA inaweza kupangiliwa kupitisha mzigo. Kielelezo 2.

Acha ujumbe 

Orodha ujumbe