TPR70ULTC的超低温系数应用电路

随着测试测量技术的不断发展，仪器仪表行业对高性能电压参考的需求日益增长。低温度漂移的电压参考对于精密应用至关重要。本文介绍了一种新型电路架构，旨在精确控制电压参考芯片表面温度，从而实现极低的温度漂移。

1. TPR70ULTC简介

1.1 描述

TPR70ULTC是一种超低温度漂移电压参考模块，可以在-40°C至80°C的环境温度范围内运行，同时通过精确控制芯片表面温度来实现其超低温度系数性能。

1.2 典型应用电路

电压参考芯片对温度敏感。为了进一步优化其漂移特性，该电路利用一个功率BJT加热PCB，为参考芯片创建“恒温环境”，从而实现超低漂移性能。

1.3 TPR70ULTC应用配置

TPR70ULTC支持在9V至16V下工作，并在环境温度范围-40°C至80°C内运行。可以设置TPR70ULTC的温度以达到0.2ppm/℃的目标温度漂移（本实验中设定温度为80°C）。

2. TPR70ULTC电路测试设置

测试控制系统的主要组成部分包括TPR70ULTC控制板、加热板、电源设备、监控仪器和烤箱，如图2-1所示。图2-2和图2-3分别展示了TPR70ULTC控制板和加热板的布局。图2-4显示了TPR70ULTC电路的PCB硬件。

3. TPR70ULTC规格

3.1 温度系数

温度系数定义为不同工作温度条件下输出电压的变化，单位为百万分之一每摄氏度（ppm/℃）。通常使用参考电压（VREF）在整个工作温度范围内最大值和最小值之间的差来计算温度系数。

TPR70ULTC在-40℃至+80℃的工作温度范围内表现出0.2ppm/℃的低温度系数。

3.2 热滞回

热滞回定义为设备经历一次或多次热循环后输出电压的偏移量，以百万分之一（ppm）表示。AA热循环被定义为从室温到最低温度，然后上升到最高温度并最终返回室温的过程（25℃到-40℃到+80℃并返回25℃）。

在TPR70ULTC的热滞回测试中，设备首先冷却到-40℃，然后加热到+80℃，最后返回到+25℃。输出电压的偏移可能是正的也可能是一负的。一般来说，应力会在两个或更多的热循环后稳定到最小值。对于TPR70ULTC，输出电压在第二个循环时就已稳定，如图3-4所示。

3.3 输出噪声

0.1-10Hz噪声。低频VREF噪声在0.1-10Hz带宽内指定为峰峰值（μV或ppm）。0.1-10Hz噪声主要由带隙单元中的器件和电阻器的闪烁（1/f）噪声引起，因此其幅度与VREF成线性关系。TPR70ULTC的0.1-10Hz噪声如图3-5所示。

在大多数情况下，通过在带隙输出端添加一个RC滤波器来解决这个问题，以便将一部分噪声传递到增益阶段。

宽带噪声通常指定为10Hz到10kHz带宽内的微伏均方根值。对于TPR70ULTC，这两种噪声类型中，宽带噪声不太麻烦，因为它可以通过在VOUT引脚上使用大旁路电容来缓解。

TPR70ULTC的宽带噪声如图3-7所示。

4. 结果与结论

本文介绍了一种基于TPR70ULTC电路架构的温度系数优化设计。这种设计实现了约0.2ppm/℃的极低温度漂移，同时保持了出色的总体性能。我们还可以提供具有0.1ppm/℃系数的更高性能解决方案。