你知道么，LT1461 和 LT1790 微功率低壓降帶隙電壓基準(zhǔn)的過人之處不僅在于溫度系數(shù) (TC) 和準(zhǔn)確度，還在于長(zhǎng)期漂移和遲滯（因?yàn)闇囟鹊闹芷谛宰兓鸬妮敵鲭妷浩疲?。有時(shí)被其他制造商所忽視或錯(cuò)誤規(guī)定的長(zhǎng)期漂移和遲滯能成為系統(tǒng)準(zhǔn)確度的限制。系統(tǒng)校準(zhǔn)雖然能夠消除 TC 和初始準(zhǔn)確度誤差，但只有頻繁的校準(zhǔn)才能消除長(zhǎng)期漂移和遲滯。亞表齊納基準(zhǔn) (如 LT1236 ) 具有最好的長(zhǎng)期漂移和遲滯特性，但它們不像這些新型帶隙基準(zhǔn)那樣能夠提供低輸出電壓選項(xiàng)、低電源電流和低壓工作電源。

關(guān)于長(zhǎng)期漂移的不實(shí)之詞

現(xiàn)今，一些制造商正在吹噓那些基于加速高溫測(cè)試的長(zhǎng)期漂移規(guī)格。這是一個(gè)制造的謊言！長(zhǎng)期漂移不可從加速髙溫測(cè)試來推斷。確定長(zhǎng)期漂移的唯一途徑是在所關(guān)心的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。這種錯(cuò)誤技術(shù)的運(yùn)用會(huì)得出盲目樂觀的數(shù)值，而且它采用了阿列里烏斯方程(Arrhenius Equation)從溫升讀數(shù)推導(dǎo)出一個(gè)加速因子。該方程是：

式中：

Ea =激活能 (假設(shè)為 0.7)

K =玻爾茲曼常數(shù) (Boltzmann's Constant)

T2 =以 Kelvin 為單位的測(cè)試條件

T1 =以 Kelvin 為單位的使用條件溫度

為了表明這種技術(shù)是多么的荒謬，我們來把這種計(jì)算與 LT1461 的實(shí)際數(shù)據(jù)做一比較。30°C 和 130°C 條件下的 1000 小時(shí)長(zhǎng)期漂移典型值分別為 60ppm 和 120ppm。由阿列里烏斯方程得出的加速因子為 767，而在30°C 條件下所預(yù)計(jì)得出的“假”長(zhǎng)期漂移為 0.156ppm/ 1000小時(shí)。對(duì)于一個(gè)2.5V基準(zhǔn)，這相對(duì)于在1000小時(shí)后的 0.39pV漂移。如果峰至峰輸出噪聲大于這數(shù)值，則很難確定(無法讀?。?。實(shí)際上，其中一個(gè)現(xiàn)有最佳實(shí)驗(yàn)室基準(zhǔn)具有每月1.5μV的長(zhǎng)期漂移。這種性能只有在采用特有加熱技術(shù)的情況下由最好的亞表齊納基準(zhǔn)(如LTZ1000)獲得。

競(jìng)爭(zhēng)的基準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果比其聲稱的指標(biāo)差500倍

長(zhǎng)期漂移數(shù)據(jù)是利用焊接在PC板上的元件這一近似“現(xiàn)實(shí)”的應(yīng)用而獲得。這些電路板事先未做處理。它們被放置在一個(gè)Ta = 30°C的恒溫爐內(nèi)，其輸出被定期掃描并用一個(gè)8.5位DVM進(jìn)行測(cè)量。圖1和圖2分別示出了 LT1461S8-2.5 和 SOT-23封裝的LT1790S6- 2.5典型長(zhǎng)期漂移。

圖1 : LT1461S8-2.5V的長(zhǎng)期漂移

圖2 : LT1790SOT23-2.5V的長(zhǎng)期漂移

最初每小時(shí)讀取一次數(shù)據(jù)，這時(shí)發(fā) 生的變化最大；但幾百個(gè)小時(shí)之后，頻率降低以減少眾多的數(shù)據(jù)點(diǎn)。圖3示出了一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)基準(zhǔn)的長(zhǎng)期漂移，其數(shù)據(jù)表中格定的長(zhǎng)期漂移為0.2ppm/kHr。測(cè)量數(shù)據(jù)顯示該基準(zhǔn)具有60ppm/kHr和150ppm/kHr之間的漂移，也就是說，比它聲稱的規(guī)格差了 300至750倍。

圖3 : XXX291S8-2.5V的長(zhǎng)期漂移

基準(zhǔn)被焊接到電路板之后，對(duì)PC板進(jìn)行預(yù)處理可減小長(zhǎng)期漂移。在25 °C或高溫條件下對(duì)PC板進(jìn)行操作使初始漂移得以穩(wěn)定。PC板的這種“老化”處理消除了出現(xiàn)在最初幾百個(gè)小時(shí)操作中的輸出漂移。輸出電壓的后續(xù)變化一般是對(duì)數(shù)的，而且1000小時(shí)后的變化往往比此前的變化小。正是由于這種遞減特性，故用ppm√kHr來格定長(zhǎng)期漂移。

遲滯限制重復(fù)性

當(dāng)把一個(gè)基準(zhǔn)焊接在PC板上的時(shí)候，提升溫度以及隨后的冷卻會(huì)產(chǎn)生影響輸出的應(yīng)力。如果電壓基準(zhǔn)反復(fù)經(jīng)受這種周期性的溫度變化，非彈性應(yīng)力就會(huì)施加在芯片上，而輸出電壓不會(huì)回到25°C條件下的初始值。機(jī)械應(yīng)力是由硅片、塑料封裝和PC板之間的擴(kuò)張熱溫度系數(shù)的差異引起的。這種被稱為“熱致遲滯”的誤差用ppm來表示且不能被修整，因?yàn)樗强勺兊?，并?duì)先前的溫度擺幅具有記憶性。隨著更高的溫度擺幅，遲滯現(xiàn)像總是愈發(fā)嚴(yán)重，并因小片焊接和封裝類型的不同而有所不同。

遲滯一常被“遺漏”的規(guī)格

大多數(shù)制造商都忽視了遲滯規(guī)格，但這在精密設(shè)計(jì)中卻可能是至關(guān)重要的。為了對(duì)遲滯進(jìn)行圖示，許多基準(zhǔn)都是采用IR回流焊接到PC板上，并讓電路板經(jīng)歷 85°C的“熱泡”（這保證了它們?nèi)烤哂邢嗤某跏紲囟龋?。然后，使溫度?5°C、25°C和-40°C之間多次循環(huán)，并記錄25°C條件下的所有輸出電壓。在每個(gè)溫度的穩(wěn)定時(shí)間為30分鐘。

圖4和圖5分別示出了 LT1461S8-2.5和SOT-23封裝的LT1790S6-2.5在25°C條件下的最壞情況輸出電壓變化。

圖4 : LT1461S8-2.5的工業(yè)遲滯

圖5 : LT1790S6-2.5的工業(yè)遲滯

我們還對(duì)一個(gè)在其數(shù)據(jù)表中并未提及遲滯規(guī)格的競(jìng)爭(zhēng)基準(zhǔn)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果示于圖6。

圖6 : XX780S8-2.5的工業(yè)遲滯

結(jié)論

ADI Power by Linear 所提供的電壓基準(zhǔn)是具保守和精確的規(guī)格，與其他有意地對(duì)用戶誤導(dǎo)或刪去關(guān)鍵規(guī)格以掩蓋缺點(diǎn) （這有可能鑄成大錯(cuò)）的制造商是不同的。

微功率電壓基準(zhǔn) LT1461 和 LT1790在所有設(shè)置系統(tǒng)精度規(guī)格方面均勝人一籌，既無遺漏，也無隱瞞。