在模拟电路特别是测量电路中,必须具有用于测定的基准的稳定电压----基准电压。那些场合多使用稳压二极管和基准电压发生用IC,在不需要很高的时使用廉价的稳压二极管。但是如果低电压二极管的偏置电流(动作电流)在数百μA下动作,则从二极管上就会产生数百μV的噪声。
数百μV以下的噪声即使用示波器观测也可能漏掉,所以可认为不存在任何问题。但是,增幅、扩大基准电压使用的用途,例如在高电压发生用电源电路中,为得到Vo=nVREF,即基准电压VREF击扩大n倍的输出电压,就会使稳压二极管所产生的噪声也扩大n倍。
通常的稳压二极管所产生的噪声依赖于流过的偏置电流。低噪声化下可设计成大电流,但低功耗化时需用低偏置电流设计。
调整稳压二极管的噪声
图1是将Vz=5.1V的稳压二极管(NEC的RD5.1E),用齐纳电流Iz=200μA偏置,为改善负载变动,使用OP放大缓冲器的例子。稳压二极管所产生的噪声,如不经过高增益的前置放大器(这里1000倍ˉ60dB)观测波形,仅用一般的示波器是不能看到的。
图1 对于稳压二极管,放人RC滤波器较好
图1的稳压二极管的端子间噪声。电压轴为1000倍,50nV的噪声变为50pV/p。峰值电压约为20Oμp-p(根据Iz值变化),有效值为32.6μV。另外,噪声的频谱在宽范围内随频率而分布(应用于白噪声发生器)。
图1是降低稳压二极管所产生的噪声的方法。由于OP放大缓冲器的输人电阻非常高,作为低通滤波器的RC电路的值具有自由选择的特征。这里,R=10kΩ、C=1OOpF(铝电解电容),构成了超低频的低通滤波器电路。
图2 是确认插人RC滤波器的效果。它和照片2在同一条件下测定,请对比观测其效果。电容C的端子间噪声下降到60μVVP-P但实际上此噪声几乎都是测定用前置放大器的噪声。实际的噪声应变为相当小的值。
图2 稳压二极管的噪声波形
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