Перейти к содержанию

ТКН — температурный коэффициент напряжения

Опорное напряжение, напряжение стабилизации стабилитрона, прямое падение на диоде — все они меняются с температурой. Насколько, показывает температурный коэффициент напряжения. Единицы и способы его задания у разных деталей разные, и при пересчёте в ошибку это важно.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

ТКН (температурный коэффициент напряжения, temperature coefficient, TempCo) — относительное или абсолютное изменение напряжения на градус. У источников опорного напряжения его задают в ppm/°C (миллионных долях на градус), у стабилитронов — чаще в мВ/К. Изменение напряжения = ТКН × диапазон температур; у источника 2,5 В с ТКН 20 ppm/°C на диапазоне −40…125 °C это 3300 ppm, или 8,25 мВ (TI SSZTAX8). Единицы и пересчёт — в термине ppm.

Как задают в даташитах

  • Метод коробки — размах выхода на всём диапазоне, делённый на номинал и ширину диапазона; так задан, например, ТКН последовательного источника REF50xx — 3 ppm/°C у высокого класса. Подробнее — в термине «Метод коробки».
  • От 25 °C — у шунтового LM4040: 100 ppm/°C у классов A–C и 150 ppm/°C у класса D; TI сама пересчитывает его в допуск на весь диапазон (LM4040, разд. 1).
  • В мВ/К — у стабилитронов, причём с разбросом: у BZX84C13 от +7 до +11 мВ/К при 5 мА (onsemi BZX84).

Температурная зависимость нелинейна, и ТКН — среднее значение на заданном диапазоне, а не наклон в каждой точке (SNAA320B, разд. 3.2). Поэтому пересчитывать его в ошибку нужно тем же способом, каким он задан.

Знак ТКН стабилитрона

По таблице onsemi для серии BZX84 при токе 5 мА:

СтабилитронТКН, мВ/К
BZX84C3V3−3,5…0
BZX84C5V1−2,7…+1,2
BZX84C5V6−2,0…+2,5
BZX84C6V2+0,4…+3,7
BZX84C13+7,0…+11,0

Наш вывод по таблице: ТКН проходит через ноль в районе 5–6 В. Подобрать стабилитрон и оценить его уход с температурой поможет калькулятор стабилитрона, полный бюджет ошибки опорного — калькулятор погрешности опорного напряжения.

Не путать

С ТКС — температурным коэффициентом сопротивления резисторов (см. ТКС) и с ТКЕ конденсаторов. И с температурным гистерезисом: это не наклон, а остаточный сдвиг после цикла нагрева и охлаждения.

Частые вопросы

Как перевести ppm/°C в милливольты?

Умножить ТКН на диапазон температур и на номинальное напряжение, разделив на миллион. Наш расчёт: 50 ppm/°C на диапазоне 0–70 °C у источника 2,5 В — 50 · 70 · 2,5 / 10⁶ ≈ 8,8 мВ. Диапазон берут тот, на котором ТКН задан в даташите: при методе коробки — весь.

Почему у стабилитронов на 5–6 В ТКН близок к нулю?

У стабилитронов ТКН меняет знак в районе 5–6 В: по таблице onsemi BZX84 у C3V3 он от −3,5 до 0 мВ/К, у C5V6 — от −2,0 до +2,5 мВ/К, у C6V2 — уже положительный, от +0,4 до +3,7 мВ/К. Поэтому стабилитроны около 5,6 В заметно стабильнее по температуре, чем низковольтные и высоковольтные.

Чем ТКН отличается от ТКС?

ТКН описывает изменение напряжения источника, ТКС (TCR) — изменение сопротивления резистора. Единицы похожие (ppm/°C), но в делителе ТКС двух резисторов во многом компенсируются, если они уходят одинаково, а ТКН опорного напряжения прямо становится ошибкой усиления АЦП.

Источники

  1. Texas Instruments. Find the «Goldilocks» Voltage Reference for Your Application, SSZTAX8 — раздел Temperature Coefficient — TempCo, или температурный дрейф, задаётся в ppm/°C; изменение напряжения = ТКН × испытанный диапазон: LM4132 20 ppm/°C на −40…125 °C — 3300 ppm, 8,25 мВ при 2,5 В; LM4132 20 ppm/°C, REF50xx 3 ppm/°C, LM4050 50 ppm/°C
  2. onsemi. BZX84C2V4LT1 Series Zener Voltage Regulators, BZX84C2V4LT1/D Rev. 23 — таблица электрических характеристик — температурный коэффициент напряжения стабилизации в мВ/К при 5 мА: C3V3 от −3,5 до 0, C5V1 от −2,7 до +1,2, C5V6 от −2,0 до +2,5, C6V2 от +0,4 до +3,7, C13 от +7,0 до +11,0
  3. Texas Instruments. LM4040 Precision Micropower Shunt Voltage Reference, SLOS456Q — разд. 1 — классы A, B, C: 100 ppm/°C, класс D — 150 ppm/°C; ТКН отсчитывается от 25 °C, в сноске пересчитан в допуск на весь диапазон
  4. Texas Instruments. Voltage Reference Selection and Design Tips For Data Converters, SNAA320B — разд. 3.2 — температурный дрейф нелинеен, задаётся методом коробки и является средним; табл. 3-2 — пересчёт ppm/°C в проценты для трёх диапазонов

Нашли ошибку?

Смотрите также