完美的基準電壓源可產生不受任何外部因素影響的穩定電壓。當然，實際基準電壓源會受到許多外部因素引起的誤差的影響。這些主要誤差的一個原因是溫度。無需小心，很容易在其工作溫度范圍之外操作基準電壓源。本應用筆記描述了基準電壓源如何響應溫度變化，以及自發熱如何導致基準電壓源在其推薦溫度范圍之外工作。一旦理解了這些知識，就可以使用這些知識來避免犯這個設計錯誤。

如何在溫度范圍內指定基準電壓源

溫度系數（tempco）是定義基準電壓源輸出電壓在給定溫度下如何漂移的規格。圖1顯示了兩個基準電壓源如何隨溫度漂移。這些圖取自三個典型單元。

圖1.MAX6033和MAX6005等典型基準電壓隨溫度漂移。

第一個圖是MAX6033的數據，第二個圖是MAX6005的數據。很明顯，這些設備具有顯著不同的形狀特性。MAX6033A額定為7ppm （最大值）基準，MAX6005額定為100ppm （最大值）基準。這對設計的真正意義是什么？這當然并不意味著如果我們將零件的溫度提高 1°C，我們將通過溫度系數改變輸出電壓。要了解發生了什么，必須記住，Maxim使用“box”方法指定其串聯基準電壓源。這種方法便于比較整個基準電壓源系列，是行業標準方法。

MAX6033A是盒式方法工作原理的一個很好的例子。該器件的額定基準電壓為7ppm （最大值），溫度范圍為-40°C至+85°C。 還值得注意的是，MAX6033的額定溫度范圍為-40°C至+125°C，這就是為什么圖1一直到+125°C的原因。 要計算其在指定溫度范圍內的準確度，只需將溫度系數乘以器件的指定溫度范圍即可。MAX6033A的尺寸為7ppm/°C x 125°C = 875ppm。此值始終為正值和負數。因此，在器件的指定溫度范圍內，我們可以保證基準電壓源的漂移小于初始值的±875ppm。如圖2所示，其中SOT23封裝器件的數據非常令人印象深刻。“盒子”的頂部和底部以最大漂移為界，左右以極端溫度為界。

值得一提的是，任何基準電壓源的初始值都定義為一組定義的條件下的輸出電壓范圍：溫度、輸入電壓、負載電流等。MAX6033A為±0.04%，MAX6005A為±1%。

圖2.MAX6033的溫度漂移

一個例子說明了為什么這是一個重要的練習。假設設計要求基準電壓源在0°C至+70°C溫度范圍內漂移不超過±1100ppm。 MAX6033A很容易滿足這一規格。然而，MAX6033B的溫度系數為10ppm，導致漂移為1250ppm，因此該器件無法正常工作。

現在轉到Maxim網站上的參數搜索，假設搜索找到MAX6025A電壓基準，在-40°C至+85°C范圍內額定為20ppm。 顯然，該設備將無法工作，因為它會導致±2500ppm的漂移。然而，有一點至關重要需要注意：該器件在0°C至+70°C的溫度下也配置為15ppm，從而產生±1050ppm。該器件的價格約為MAX6033A的一半，因此對于示例應用來說，它顯然是更好的選擇。

關于基準電壓溫度系數規格，還有一點非常重要。Tempco是在芯片溫度下指定的，而不是在環境溫度下指定的，這是許多其他器件規格的正常情況。

基準電壓自發熱和芯片溫度計算

如上所述，指定溫度系數時使用的溫度范圍是管芯溫度。器件通常不會耗散太多功率，因此其管芯溫度將非常接近環境溫度。然而，有時設計可能需要基準電壓源來消耗更多功率。這種“極端”設計可以使用MAX6043，這是特殊的，因為它的最大電源電壓可以是40V。它可以提供至少10mA的電流。MAX6043的ABSMAX規格如下所示：

這種 6 引腳 SOT23 封裝的額定功耗為 727mW，但在高于 +70°C 時必須在 9.1mW/°C 時降額。 最高工作結溫為+125°C，由工作溫度范圍表示。

根據這些規格，您可以確定設備的最高環境溫度。芯片溫度的計算公式為：

T一個= TJ* sΘJA× PDISS

哪里：

TJ是結溫。

T一個是環境溫度。

RΘJA是從結點到環境的熱阻。

PDISS是功耗。

請注意，雖然沒有具體顯示R？JA，但它可以從1/降額因子計算出來。在這種情況下，即：

1/9.1mW/°C = 110°C/W。

考慮另一個示例，電源為40V，基準電壓為2.5V，負載電流為10mA。這導致功耗為375mW。使用上述公式，最高環境溫度為+84°C。 自加熱溫度為 +41°C。

因此，即使MAX6043基準的額定溫度高達+125°C，在高負載下也只能使用+84°C。

結論

盒方法用于定義如何在溫度范圍內指定基準電壓源。然后，了解此方法有助于為應用程序選擇最佳組件。與許多規格不同，基準電壓源的工作溫度范圍是芯片溫度，而不是環境溫度。一個例子展示了如何計算芯片溫度，以及這如何導致特定基準電壓源可實現的工作溫度范圍顯著降低。

審核編輯：郭婷