1、高精度小微穩壓(幾十~幾百mV)
下圖復合三極管的輸出電壓U是下管E結導通壓降減去C結壓降與上管E結壓降的并聯值,U=Vbea-(Vbca//Vbeb),當Isc《
2、溫度電壓當量的補償
按照以下參數計算的輸出電壓U=VtLn(Isb/Isa)=VtLn[(1e-6)/(1e-20)]=833.9mV。但是仿真輸出電壓是816.3mV如左圖。計算Ib產生的誤差ΔV=VtLn(1+1/50)=0.5mV很小可忽略。誤差是如何產生的?Qb的C極懸空,在27℃時C結溫度電壓當量Vt=26mV 疊加E結的壓降,輸出電壓就相應減少,如果補償一個26mV的電壓抵消Vt,輸出電壓U與計算值就一致如右圖。
3、如果不加補償電壓,Qb的C極短接到B或E極將Vt電壓短路消除其影響如右圖。
4、上述電路上管使用PNP管也可以如下圖。
這里說一說實際電路PN結的正向導通壓降,去年初我發過一帖,隨機用兩個二極管仿真正向導通壓降是0.4~0.9V,既然是隨機,就不能作為實際二極管的導通壓降范圍的依據。那么是多少呢?應該按照Vd=VtLn(Id/Is)計算,要強調的是此公式的使用是有默認條件的。如果超出條件,Vd可能是幾十mV或者幾V。
5、兩個二極管行不行?
由于兩個二極管導通電流分兩路,雖然可以調節在某一溫度附近電流一樣,但是當溫度變化大時,電流改變不一致,穩壓精度稍差,而且兩個管的Is參數選擇也受限制。下圖是溫度差70℃的比對。電路加以改進可以輸入雙向信號,限幅輸出。三極管要實現雙向限壓較復雜。
6、仿真結果供參考:
穩壓特性
電路有個“最佳工作點” Vopt,在其右側(Vin 》 Vopt) 是穩壓區。
電路輸出電壓與溫度有關,溫度越高穩壓輸出電壓越大。
電路輸出電壓與溫度呈線性關系。因此這個電路是個優良的溫度傳感器。
由于輸出穩壓與Is成指數關系,而上下管的Is不一樣,當溫度大時,Is增加過大的就接近Id,就不呈指數關系,造成誤差,這個可以推導計算。避免的辦法是,兩個Is盡量小,就是你所說的最佳工作點。
如果選擇上下管的Is一樣,精度最好。要注意的是,Is要《
網友問答:
問:用內建電場電位差Vo=VtLn(NaND/n i 2)計算PN結的正向導通電壓,其中NaND摻雜濃度制作工藝數據難以得到,這是理論研究用的。不如用PN結伏安特性表達式移項得到導通壓降Vd=VtLn(Id/Is),其中反向飽和電流Is參數容易找到。
答:當兩管的Is參數接近或一樣,穩壓輸出就是幾十mV,由于它們的變化一致,所以精度最高。如果您能夠實物試驗,那就再好不過。我只會仿真。
問:我是實物測試的。我的意思是,Vbe才650mV,還要減去一個Vbe,怎么還能得到833mV?哪怕200mV都得不到。我只量到20多mV,并且隨輸入電壓(即輸入電流)變化而變化,溫度變化也非常大。
答:非常難得,您用實物實驗,謝謝分享!
按照Vbe=650mV估計,你選擇的三極管Is參數應該是1e-13A左右,就不知道上邊那個三極管的Is是多少?如果用同樣型號,輸出在二十幾mV就對了。如果選擇Is=1e-10A三極管,輸出應該是150mV左右,電源用幾V,輸入電阻用1K。
-
三極管
+關注
關注
142文章
3611瀏覽量
121928 -
二極管
+關注
關注
147文章
9640瀏覽量
166509 -
PN結
+關注
關注
8文章
481瀏覽量
48732
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論