電源管理
電圧リファレンス
ADC、DAC、高精度アナログ回路のための安定で低ノイズな電圧源。
これは何ですか?
電圧リファレンスは、温度、時間、負荷変動に対して安定した電圧(例:1.25 V、2.5 V、4.096 V)を出力する高精度 IC です。測定精度が重要な場面(ADC リファレンス入力、DAC 出力スケーリング、コンパレータ閾値設定など)で使用します。電源レールを使うより良い(レールはバッテリ / レギュレータと共に動く)し、ツェナーより良い(温度ドリフトがある)。
いつ必要ですか?
- ADC リファレンス入力(測定精度の上限はリファレンス精度)。
- DAC のフルスケールリファレンス。
- 高精度電流ソース / シンク回路。
- 電源過電圧 / 低電圧の閾値設定。
- 比率測定ができない場合のセンサ励起電圧。
正しい部品の選び方
- 出力電圧
- 一般的:1.25 V、2.048 V、2.5 V、3.0 V、4.096 V、5.0 V。ADC/DAC のリファレンス入力に合わせる。
- 初期精度
- ±0.1%(レーザトリム高精度)から ±2%(汎用)。16 ビット ADC では ±0.1% を超える精度は分解能の方が細かいので無駄。
- 温度ドリフト(ppm/°C)
- 汎用は 5-25 ppm/°C、計測機器用は <5 ppm/°C。
- 長期ドリフト
- 通常 ppm/√khr で規定。長年校正を保つ計測機器で重要。
- ノイズ(0.1-10 Hz 帯の μV pp)
- 低ノイズのアナログ回路では重要です。最も静かなのは埋め込みツェナー型で、バンドギャップ型はノイズが大きい代わりに低い電圧と電流で動作します。
- 出力電流とトポロジ
- シリーズ(3 端子)は負荷駆動向け。シャント(2 端子、ツェナー風)は低電流の閾値用途向けでシンプル。
Magnias の提供製品
SOT23 の可変シャントリファレンスが 2 つあります。TL431BL-B(2.495 V ±0.5%、36 V まで調整可能)と TL432CL(1.24 V、0.5% または 1%、18 V まで調整可能)。レギュレータの帰還、しきい値の設定、汎用リファレンスに使えます。
よくある質問
TL431 は本当に電圧リファレンス?
はい、史上最も普及した 1 つです。バンドギャップ内蔵のプログラマブルシャントリファレンスで、レギュレータのフィードバック素子としても、汎用 2.5 V リファレンスとしても使えます。
シリーズとシャントのどちら?
シリーズ(3 端子)は安定化出力ノードで他回路を駆動できる。小型 LDO のような感覚。シャント(2 端子)は電流源にツェナーのように並列に置いて電圧をクランプする。電流は少なく、シンプルだが駆動能力なし。
バンドギャップとツェナー型リファレンスの違いは?
埋め込みツェナー型はノイズが最も低く、長期安定性も最良ですが、約 7 V 以上の電源が必要で消費電流も大きくなります。バンドギャップ型は低い電圧と小さな電流で動作し、優れた最新のバンドギャップ品はその差をかなり縮めています。