¿Cómo se establecen las referencias de voltaje en los diseños de baja potencia?

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Aprendí que la mayoría de los diodos Zener requieren algo del orden de 20 mA en sesgo inverso para que se produzca la ruptura de Zener. Sin embargo, los dispositivos como el LM431 "Ajustable Zener" pueden comenzar a regularse a tan solo 0,4 mA . Entiendo que el LM431 es básicamente un amplificador operacional no inversor con una referencia (en ningún caso cerca de un diodo Zener pasivo). ¿Cómo se establecen las referencias de voltaje fijo de baja potencia?

Editar 2017-06-23:

Para aclarar, me gustaría saber cómo se puede generar un voltaje de referencia dentro de un IC como el LM431. Me interesan principalmente las técnicas de diseño general que se usan para generar voltajes de referencia en reguladores lineales / de conmutación, comparadores, amplificadores operacionales, supervisores de suministro, etc.

He visto múltiples diseños de reguladores de "libros de texto", pero muchos de ellos están diseñados para una implementación discreta, y generalmente usan un Zener o un diodo de polarización directa para generar un voltaje de referencia semiestable conectado a la salida mediante retroalimentación negativa .

    
pregunta Caleb Reister

3 respuestas

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La referencia de voltaje típica 'banda de banda' o 'Widlar' consiste en

a) el Vbe de un transistor (que es sensible a la temperatura)
b) más un voltaje sensible a la temperatura, diseñado para rastrear el error en (a)

Juntos, estos se suman a los ubicuos 1,22 voltios que se ven en los reguladores de voltaje ajustables en todas partes.

El termómetro para (b) anterior se fabrica ejecutando dos transistores a diferentes densidades de corriente del emisor. En una proporción de 10: 1, la diferencia en Vbe será de aproximadamente 60 mV. Esto se multiplica por 10 a 600 mV y se agrega al Vbe.

Consulte esto para ver un artículo bien escrito sobre el tema.

    
respondido por el Neil_UK
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Los zeners son referencias muy crudas. ¿No está claro si realmente está preguntando acerca de las referencias de voltaje exactas a solo unas pocas ppm? ... o solo referencias de voltaje de +/- 10%?

Si desea comprender las referencias reales de voltaje, debe leer sobre dispositivos como el Intersil X60003 (mi favorito personal) y los Dispositivos analógicos ADR4540. Ambos son dispositivos de bajo consumo.

    
respondido por el Jack Creasey
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Normalmente, las referencias de muy baja potencia simplemente usan los bipolares disponibles (a veces esos bipolares son parásitos del proceso FET primario), y operan a densidades de corriente muy bajas con la conciencia del enorme operador de ruido KT.

Los intervalos de banda clásicos dependen del emparejamiento de los bipolares y de los servoamplificadores (opamps crudos) que imponen el seguimiento de la corriente a través de las 2 mitades del intervalo de banda. Para lograr la coincidencia de los servoamperios a corrientes muy bajas, se utilizan FET enormes (espaciado muy amplio entre la fuente y el drenaje).

    
respondido por el analogsystemsrf

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