Napěťové reference se stále větším rozvojem digitální techniky hrají nezastupitelnou roli přinejmenším v oblasti vzájemného převodu digitálního a analogového signálu. Komparátory napětí, A/D a D/A převodníky, přesné zdroje proudu, zesilovače, výkonové napájecí zdroje, tam všude je nutné použít přesné zdroje ss napětí, tzv. napěťové reference. Ty se vyrábějí jako samostatné integrované obvody v různých provedeních, v různých pouzdrech, s různými vlastnostmi a s tím i související cenou. Velmi široký sortiment téměř 160 různých napěťových refrencí pak nabízí společnost MAXIM.

Podle toho, co od nich požadujeme, je možné si vybrat z kategorií dvouvývodové nebo třívývodové, levné, velmi přesné, s malým teplotním driftem, s nízkým šumem nebo nízkopříkonové. Z pohledu výstupního napětí je zde výběr až z 11 standardně používaných hodnot v rozsahu 1,25 V až 10 V, včetně napětí 1.6 nebo 1.8 V. Mimo to jsou k dispozici i nastavitelné a programovatelné reference MAX6037, MAX6160 a DS4305/03 u nichž je možné nastavit napětí v rozsahu 1.184V až 5V, resp. 0 až 5,5 V. Volba se provádí buď připojením vnějšího odporového děliče nebo kalibrační procedůrou na základě připojeného externího přesného zdroje napětí.

Použití současných napěťových referencí je velmi jednoduché. Součástku buď vůbec není nutné doplňovat žádnými dalšími externími součástkami a po připojení na napájení již je výstupu napětí daných parametrů, nebo je obvykle nutné jen přidat jeden či dva kondenzátory. Některé obvody, jako například MAX6126, pak umožňují i zpětnovazební dolaďování a tím eliminovat pokles napětí při větším proudovém zatížení.

Přesné reference

V kategii velmi přesných napěťových refencí MAXIM lze najít 30 obvodů s chybou výstupního napětí menší než 0,06 %, přičemž mezi ty nejlepší zástupce patří 2,048 až 5 V obvody MAX6126, MAX6341, MAX6350, MAX6241 a MAX6250 s chybou do 0.02 %. Ale i další jejich parametry jsou výborné. Například teplotní koeficient 1 až 3 ppm/°C nebo šumová hodnota v pásmu 0,1 až 10 Hz do 3 μVpp patří mezi to nejlepší, co je obecně na trhu k dispozici.

Nejzajímavější zástupci:

• MAX6126: přesnost ±0.02%, šum 1.3 μVP-P, tep. koeficient 3 ppm/°C, teplotní rozsah vhodný pro automobilový průmysl
• MAX6033: přesnost ±0.04%, 7 ppm/°C tep. koeficient, 200mV úbytek, pouzdro SOT23
• MAX6043: přesnost ±0.05%, 4.5V až 40V napájení, pouzdro SOT23, teplotní rozsah vhodný pro automobilový průmysl

Miniaturní reference

Trendem vývoje elektroniky a elektronických zařízení vůbec vždy byla a bude jejich neustálá miniaturizace. S tím pak samozřejmě souvisí i miniaturizace komponent. Pro maximální miniaturizaci desek plošných spojů slouží 3- a 5-vývodové reference s rozměry jen několika mm. Mezi nejmenší typy patří MAX6023, MAX6034 nebo MAX6138 v SMD pouzdrech SC-70/3 (2,0 x 2,0 mm) nebo UCSP/5 (1,0 x 1,5 mm). Ty jsou nabízeny pro napětí v rozmezí 1,25 až 5,0 V, resp. 2,048 až 4,096 V. I když použití velmi malých pouzder si vždy vyžádá snížení maximální pracovní teploty, v případě zmíněných obvodů jde stále o velmi dobrý rozsah -40 až +85°C. I ostatními parametry, jako je šum nebo přesnost, pak dosahují výrazně lepších hodnot než je běžný standard. U obvodů MAX6023 a MAX6034 je například teplotní koeficient jen 30 ppm/°C a přesnost 0,2%.

Nejzajímavější zástupci - třívývodové:

• MAX6023: 5-Bump CSP, 1.0mm x 1.5mm, úbytek 100mV , tep. koeficient max. 30ppm/°C (max) tep. koeficient
• MAX6034: 3pin. SC70, 2.0mm x 2.0mm, úbytek 200mV, tep. koeficient max. 30ppm/°C
• MAX6035: 3pin. SOT23, 2.0mm x 3.0mm, napájení až do 33V

Nejzajímavější zástupci - dvouvývodové:

• MAX6138: 3pin. SC70, 2.0 mm x 2.0 mm, přesnost ±0.1%, tep. koeficient 2 5ppm/°C
• LM4040: 3pin. SC70, 2.0 mm x 2.0 mm, dvouvývodová bandgap reference
• LM4041: 3pin. SC70, 2.0 mm x 2.0 mm, 1.2 V, dvouvývodová bandgap reference

Nízkopříkonové reference

V poslední letech se s významným rozvojem přenosných a bateriově napájených přístrojů obecně kladne velký důraz na maximální snížení spotřeby elektronických součástek, napěťové reference nevyjímaje. Pro potřeby co nejnižší spotřeby elektrické energie nabízí Maxim několik tímto směrem zaměřených součástek. Například obvody MAX6029, MAX6129 a MAX6018 si vystačí s proudem pouze okolo 5 μA a i při nízkém napájecím napětí 2,5 V v případě napěťové reference 2,048 V. Výsledkem je tedy opravdu nízká spotřeba něco přes 13 μW. U vyšších hodnot výstupního napětí je sice už spotřeba vyšší, ale stále max. proud 10,5 μA u 5V reference je výborná hodnota.

Nejzajímavější zástupci:

• MAX6029:napájení proud max. 5.25 μA, napájení 2.5V až 12.6V, přesnost ±0.15%
• MAX6129 napájení proud max. 5.25 μA, napájení 2.5V až 12.6V, úbytek 200 mV
• MAX6018: napájení proud max. 5.0 μA, napájení 1.8V, úbytek 200 mV

Levné reference

Naproti tomu pak referenční zdroje pro méně náročné aplikace, které vystačí s menším přesností a nevadí jim větší teplotní drift nebo větší šum, lze najít u MAXIMa v kategorii levné. Jejich cena je u výrobce pod 0,75 US dolaru. Přesto jejich parametry nejsou nijak špatné. Například i nejlevnější dvouvývodový obvod LM4041 má i přes cenu jen 0.30 US dolaru maximální chybu jen 1% a tep. drift 150 ppm/°C.

Nejzajímavější zástupci - třívývodové:

• MAX6001–MAX6005: $0.40 (od 1000 ks), klidový proud 45 μA, napájení 2.5V až 12.6V
• MAX6100–MAX6107: $0.33 (od 1000 ks), úbytek 50 mV, SOT23
• MAX6034: $0.55 (od 1000 ks), úbytek 200 mV, SC70

Nejzajímavější zástupci - dvouvývodové:

• LM4040: $0.31 (od 1000 ks), dvouvývodová bandgap reference, SOT23 nebo 3pin. SC70
• LM4041: $0.36 (od 2500 ks), 1.2V, dvouvývodová bandgap reference, SOT23 nebo 3pin. SC70
• MAX6006–MAX6009: $0.55 (od 1000 ks), SOT23, zatížení výstupu pouze 1 μA

Speciální reference

Nakonec jsou v nabídce i obvody pro speciální aplikace vyžadující napěťové reference s extrémně nízkým šumem nebo nízkým teplotním driftem. Například MAX6126, MAX6220, MAX6325 jsou obvody s hodnotou šumu pouze 1,3 µVP-P v porovnání s běžnými hodnotami několika desítek i stovek mikrovoltů. Navíc se vyznačují i velmi nízkou hodnotou teplotního driftu v rozsahu 1 až 3 ppm/°C, což je desetina nebo setina hodnot na tyto parametry nespecializovaných provedení.

Nejzajímavější zástupci:

• MAX6126: šum 1.3 μVP-P, tep. koeficient 3ppm/°C, přesnost ±0.02%, teplotní rozsah vhodný pro automobilový průmysl
• MAX6220: šum 1.5 μVP-P, přesnost ±0.1%, teplotní rozsah vhodný pro automobilový průmysl
• MAX6325/MAX6341/MAX6350: šum 1.5 μVP-P , tep. koeficient 1 ppm/°C, přesnost ±0.02%
• MAX6225/MAX6241/MAX6250: tep. koeficient 2 ppm/°C, šum 1.5 μVP-P, přesnost ±0.02%

Závěr

V tomto článku uvedené typy pak jsou jen vrcholem ledovce jednotlivých kategorií v sortimentu Maximu, protože k dispozici je vždy mnoho dalších typů různých vlastností pro možnost volby toho pravého pro každou aplikaci, zařízení a přístroj. Výběr podle různých kritérií můžete snadno provádět na stránkách výrobce www.maxim-ic.com a následně objednat třeba přes www.mespraha.cz.

DOWNLOAD & Odkazy

• Domovská stránka firmy MAXIM, výrobce mnoha různých integrovaných obvodů - www.maxim-ic.com
• Stránky firmy MES Praha - pražský dodavatel různých součástek - www.mespraha.cz.