四种参考电压源的热稳定性

一、前言

昨天利用热风枪测试了两款参考电压源芯片的温度特性 ， ADR440 以及 TL431。 在温度漂移方面， 具有很大的不同。 接下来，  再分别测试手边另外四种电压参考芯片的温度特性。 一探它们实际温度稳定性。 为将来使用他们提供数据支撑。

▲ 图1.1.1 三款不同的参考电压源

二、制作电路板

LM385 是 TI 出品的微功耗基准电压源。 它的封装为 SOT23.  通过数字万用表测量， 在 1,3 管脚之间呈现二极管特性。 因此猜测这是它对外的管 脚定义。

LM4040也是一个微功耗参考电压源。 它的封装也是 SOT23，  对应的管脚分布与LM385是相同的。

▲ 图1.2.1 测试电路原理图

  一分钟之后获得测试电路板。 电路板上覆铜层比较薄， 这次没有腐蚀过量。

焊接电路。 将四个稳压芯片进行焊接。 下面再使用热风枪对其进行加热，  测量他们各自的热稳定性。

三、测量结果

1、MC1403

首先测试 MC1403参考电源，  利用热风枪将它从室温加热到 120 摄氏度左右。   热电偶显示芯片上方的空气温度。 记录整个加热过程芯片输出电压。 每一秒钟记录一个数值。 总共记录60个数据。 将数据绘制成曲线。可以看到芯片输出电压先升后降，  从最高值2.5046V 降低到2.4975V。 电压变化了7mV。

▲ ..温度与输出电压的关系

2、ADR445

测量 ADR445，  这是一个5V的稳压芯片。 给他提供 7V 的工作电压。 在热风枪下，  将它的温度加热到 130摄氏度。  可以看到它的输出非常稳定。 主要的电压上下波动在 0.3mV之间。 最大的电压波动大约为 1mV 左右。   相比之下， ADR445 温度系数非常低。

▲ 图1.3.2 温度对于输出电压的影响

3、LM4040

LM4040是一个5V的稳压二极管。 说是微功耗，  但实际上原来施加 220k 欧姆的上来电阻是无法将其稳定在5V的。 将上拉电阻改为10kΩ，  电压稳定到5V。 下面测量温度对于输出电压的影响。 温度升高使得输出电压下降。 当温度达到 130摄氏度的时候， 输出电压下降了15mV左右。

▲ 图1.3.3 电压随着温度变化

4、LM385

LM385 是一个2.5V的稳压芯片，  也是将它的上拉电阻修改为  10kΩ，   输出稳定在2.5V。 它的输出电压随着温度上升o而逐步下降，   在130摄氏度的时候，  电压变化了 3.5mV左右。

▲ 图1.3.4 温度对输出电压的影响

※ 总  结 ※

本文利用热风枪对比了手边四款稳压芯片的热稳定性。 分别从室温，  大约 30摄氏度，  加热到 130 摄氏度。 记录下1分钟之内电压变化曲线。   这张图绘制了四种稳压芯片随着加热过程中对应的电压变化情况。 表现最为优秀的是ADR445，  这是一个5V稳压芯片。电压变化大约为1mV。 如果仅仅考察在  50 摄氏度之内，  实际上 MC1403的效果也不错，   只是随着温度超过 50摄氏度之后，  电压下降的有点多了。  最差的是LM4040，  温度对其影响非常大。 LM358的效果居中。 在不同的应用场合，  可以考虑使用不同的稳压芯片。

▲ 图2.1 对比四种稳压电源的温度特性