+10V高穩定度基準電壓發生電路--內有電子加熱器

電路的功能

使用帶隙基準二極管或溫度補償式齊納二極管，即使采用恒定電流置偏，也不可能減少因環境溫度變化而產生的變動。本電路則是使用加熱電路使齊納二極管本身的溫度不變，從而達到提高電路穩定度的目的，盡管電路消耗的電流較大，但穩定度卻極好。要求盡量減少電壓變動的場合（如測量儀表、高電壓源的基準電壓（它被放大數百~數千倍）等）可采用本電路。

電路工作原理

LM399內部裝有電子加熱器，當電源投入時有200MA的電流渡過，內部溫度大約在10秒以內達到穩定。LM399消耗電流為10MA，基準電壓為6.95V可在6.6~7.3V之時調整，因此，輸出電壓若按10V設計，OP放大器A1的電壓放大倍數必須能在1.37~1.515之間變化。因為R4=10K，所以R3的阻值為19.4~27K，采用了10K的可變電阻進行調整。

齊納二極管的置偏電流為1MA~10MA，為了用1MA，R1=7.5K，其動態電阻為0.5歐，如果置偏電流增加1MA，齊納電壓提高500UV，所以必須采用穩定的+15V電源。

齊納二極管產生的噪聲電壓為7UV，最大50UV，為了保險起見，電路中加了由R2和C1組成的低通濾波器。

OP放大器可用兩種電源，但本電路采用的是+15V單一電源。下面計算一下OP放大器允許的漂移量，因為齊納二極管的溫度系數是0.0002%/℃MAX，對于V2=6.95V的電壓來說，其漂移電壓為14UV/C度，但是，電路的典型值應是0.00003%/℃，OP放大器的電壓漂移為2.1UV，電路采用了低于此值的LM308A。

元件的選擇

OP放大器要選用失調漂移為1UV/℃以下的產品，如OP-07、UPC254A等低漂移型產品。決定OP放大器A1增益的R3和R4要盡量選用溫度系數小的元件。通常可變電阻的溫度系數都很大，可選用線繞電阻或盡量縮小變化范圍，但本電路為了克服齊納電壓的誤差，可變范圍卻設計得很大。

注釋

環境溫度與穩定度

對于高性能、高穩定度的測量儀表來說，電子電路的溫度特性很重要，必須選用溫度系數小的元件。但這是有限度的須探討使環境溫度恒定的方法。要整個裝置都保持恒溫成本就會過高，所以只能使主要部件的溫度保持恒定。

如果是個單個OP放大器等IC采用IC用恒溫槽比較方便。也可在小型機箱內裝加熱器，制作簡易的恒溫槽。

對于高增益直流放大器來說，如果輸入端之間有溫差，就會產生超低頻噪聲，所以應使±輸入端的接線長度相等。另外空氣對流也會引起溫度差，元件采用部分模壓式效果也比較好。在性能要求嚴格的電路附近安裝發熱元件就等于故意制造溫差，所以應盡量把這樣的元件布置在較遠位置，否則就需要采取隔熱措施。