LM4040 и LM4041 — шунтовые источники опорного напряжения

LM4040 и LM4041 — двухвыводные источники опорного напряжения, которые включаются как стабилитрон: через резистор от питания. Но точность у них в десятки раз выше — до 0,1 %, — а ток покоя — десятки микроампер. Разбираем по даташитам TI выбор класса, расчёт резистора и регулируемый вариант.

Обновлено 16 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Выводы
Исполнения и точность
Расчёт резистора
Регулируемый LM4041

LM4040 и LM4041 — прецизионные шунтовые источники опорного напряжения TI. Они включаются как стабилитрон — катодом к питанию через резистор, анодом на общий провод, — но точнее и экономичнее: напряжение подогнано на заводе, а работать они начинают от десятков микроампер. Принцип подробно — в статье «Шунтовой стабилизатор» и в разделе «Источники опорного напряжения».

Выводы

LM4040 и LM4041 в корпусе TO-92, плоская грань: 1 — свободный вывод, 2 — катод, 3 — анод

Корпус	Катод	Анод	Третий вывод
SOT-23 (DBZ)	1	2	3 — оставить свободным или соединить с анодом
TO-92	2	3	1 — то же
SC70 (DCK)	3	1	2 — то же; 4 и 5 не подключены

TI рекомендует соединять третий вывод с анодом, если рядом трансформаторы или импульсные помехи. У регулируемого LM4041 ADJ на месте свободного вывода — вход обратной связи FB.

Исполнения и точность

Параметр	LM4040	LM4041
Напряжения	2,048; 2,5; 3; 4,096; 5; 8,192; 10 В	1,225 В и регулируемое до 10 В
Точность при 25 °C	0,1 % (A), 0,2 % (B), 0,5 % (C), 1 % (D)	0,1 % у класса A
Температурный коэффициент	100 ppm/°C (A–C), 150 ppm/°C (D)	до 100 ppm/°C
Рабочий ток	от 45 мкА типично до 15 мА	от 60 мкА до 12 мА
Шум 10 Гц – 10 кГц	35 мкВ	20 мкВ
Выходной конденсатор	не нужен, устойчив с любой ёмкостью	не нужен

Точность при 25 °C — только часть погрешности: TI складывает её с температурным дрейфом. Для класса A в промышленном диапазоне это ±0,75 %, у 2,5-вольтового LM4040 — ±19 мВ; у класса D — ±1,98 %. Динамическое сопротивление 2,048-вольтового LM4040 при токе 1 мА — 0,3 Ом типично: напряжение почти не зависит от тока.

Расчёт резистора

Ток от питания делится между нагрузкой и самим источником. По формуле TI:

R_S = \frac{U_S - U_Z}{I_L + I_Z}

Резистор проверяют в двух крайних случаях: при наибольшем токе нагрузки и наименьшем питании ток катода I_Z не должен опуститься ниже минимального (у 2,048-вольтового LM4040 — до 75 мкА при 25 °C и 80 мкА во всём диапазоне), а при наибольшем питании и нулевой нагрузке — превысить 15 мА.

Пример: LM4040 на 2,5 В от 5 В, нагрузка до 1 мА, ток катода с запасом 0,1 мА. R_S = (5 − 2,5) / (1 + 0,1) мА ≈ 2,27 кОм — берут 2,2 кОм. Без нагрузки через LM4040 пойдёт 2,5 / 2200 ≈ 1,1 мА — далеко от предела.

Регулируемый LM4041

У исполнения ADJ напряжение задают два резистора: U_O = U_REF · (R2/R1 + 1), где U_REF = 1,233 В. Так получают любое напряжение примерно до 10 В — по той же схеме, что у TL431, но с микроамперными токами. Другие источники опорного напряжения — в разделе «Источники опорного напряжения», что это такое и зачем нужно АЦП — в статье об опорном напряжении.

Частые вопросы

Как рассчитать резистор для LM4040?

По формуле TI: RS = (Uпит − Uоп) / (Iнагр + IZ). Резистор должен обеспечить минимальный ток катода при наибольшем токе нагрузки и наименьшем питании — и не превысить 15 мА при наибольшем питании и нулевой нагрузке. Для 2,5 В от 5 В и нагрузки до 1 мА: (5 − 2,5) / 1,1 мА ≈ 2,27 кОм, берут 2,2 кОм.

Чем LM4040 отличается от TL431?

LM4040 — двухвыводной с фиксированным напряжением и микроамперным током: работает от 45 мкА и стабилен с любыми конденсаторами. TL431 — трёхвыводной регулируемый, до 36 В и 100 мА, но ему нужно не меньше 0,4–0,7 мА и его устойчивость зависит от ёмкости нагрузки. Для опорного АЦП обычно удобнее LM4040, для мощного шунтового стабилизатора — TL431.

Какой класс точности LM4040 выбрать?

По бюджету погрешности. Класс A — 0,1 % при 25 °C и 100 ppm/°C, D — 1 % и 150 ppm/°C. С учётом температуры TI считает для класса A в промышленном диапазоне ±0,75 %: у 2,5-вольтового это ±19 мВ. Для 12-битного АЦП, где шаг 0,024 %, даже класс A заметен — его калибруют.

Нужен ли конденсатор на выходе LM4040?

Нет: TI указывает, что LM4040 работает без выходного конденсатора и устойчив с любой ёмкостной нагрузкой. Конденсатор можно ставить для подавления помех — устойчивость от него не пострадает.

Источники

Texas Instruments. LM4040 Precision Micropower Shunt Voltage Reference (SLOS456Q, revised April 2026) — напряжения 2,048–10 В; классы A–D: 0,1–1 % и 100–150 ppm/°C; ток 45 мкА типично до 15 мА; шум 35 мкВ; стабилен с любой ёмкостью; табл. 5-1 — выводы SOT-23, SC70, TO-92; разд. 6.6 — характеристики; пример допуска по температуре; разд. 8.2.2.2 — ур. 1, RS = (VS − VZ) / (IL + IZ)
Texas Instruments. LM4041-N, LM4041-N-Q1 Precision Micro Power Shunt Voltage Reference (SNOS641I, revised July 2025) — фиксированное 1,225 В и регулируемое исполнение ADJ: VO = VREF · (R2/R1 + 1), VREF 1,233 В, до 10 В; ток 60 мкА–12 мА; шум 20 мкВ; класс A — 0,1 %; выводы SOT-23, SC70, TO-92

Нашли ошибку?