埋入式齐纳电压基准的创新

许多类型的电压基准都提供超低噪声电压电平。然而，埋入式齐纳电压基准具有特别低的噪声，因此尤为突出。埋入式齐纳电压基准通常不需要增益即可产生输出电压，因而可降低噪声。埋入式齐纳电压基准通常用于为高精度系统提供“黄金”电压电平。电压基准用于校准或超精密数据转换器，如 DAC11001B，如图 8 所示。

使用埋入式齐纳器件进行校准时，需要考虑三个主要参数：温度漂移、长期漂移和噪声。校准期间，系统数据转换器使用由埋入式齐纳电压基准（如 REF80）提供的稳定低噪声电压来确定 ADC 或 DAC 的增益和失调电压误差。REF80 具有超低的 0.16ppm_p-p 噪声规格。为了进行精确校准，电压电平不能随时间或温度变化，提供的值必须具有低噪声，以确保可以有效补偿校准期间观察到的误差。

当 REF80 与 DAC11001B 一起使用时，必须对其进行缓冲，从而获得良好的动态性能。这些缓冲器会增加基准电路的噪声，从而增加整个信号链的噪声。因此，必须使用低噪声运算放大器来保持低噪声。OPA828 是一种低噪声运算放大器，1kHz 时的噪声为 4nV/√Hz，常用于基准缓冲电路。

为了确保 REF80 的噪声主要只来自基准电压，使用低噪声低压降 (LDO) 为 REF80 供电也很重要。REF80 的独特之处在于它有一个内部加热器。无论周围环境如何，该加热器都能使芯片保持稳定的温度。该加热器可实现 REF80 的低漂移规格。加热器和基准电源彼此独立。因此，加热器 (HEATP) 和 VDD（漏极电源）都需要一个电源。图 9 展示了 REF80 的引脚排列。

REF80 的加热器在启动时通常会消耗高达 335mA 的电流，之后会稳定在 18mA 至 75mA 之间，而 VDD 通常只需要 15mA 的静态电流。此外，REF80 (REF_Z) 电压输出的噪声取决于埋入式齐纳电路，而不是加热器。REF80 的架构决定了只有埋入式齐纳基准对输出噪声有重大影响，而加热器的影响则微乎其微。图 10 显示了经过简化的方框图。

因此，为了尽可能降低噪声，为埋入式齐纳基准供电的 VDD 引脚必须使用低噪声 LDO 来供电。在 REF80 评估模块 REF8EVM 中，VDD 采用宽输入电压、超低噪声 LDO TPS7A49。对于加热器，使用电流更高但噪声也更高的 LM317。图 11 展示了 REF8EVM 电源配置的方框图。

此外，可以选择使用一个 LDO 同时为 VDD 和加热器供电。如果需要，另一个不错的选择是 TPSA4701，它具有超低噪声和更高的输出电流能力，可同时为 VDD 和 HEATP 供电。

对于超高精度的技术和应用，埋入式齐纳电压基准是可考虑的理想选择之一。REF80 等埋入式齐纳器件的低漂移和低噪声至关重要，需要重点关注信号链和校准噪声。