Oct 282015
 
Reguladores de voltaje. Clasificación  2 Referencia de voltaje: zener, “bandgap”  3 Regulación de voltaje en serie  4 Protección para Reguladores de voltaje  5 Reguladores de voltaje monolíticos  6 Reguladores de conmutación

Referencia de voltaje con zener y salto de banda o “bandgap”

Un diodo Zener es el dispositivo más barato y simple para obtener una tensión de referencia más o menos estable. Sin embargo, hay que adaptarse a los valores de tensiones Zener presentes en el mercado (5.6V, 6.2V, 6.8V,…), presenta fuerte deriva térmica y el ruido, especialmente ruido de avalancha, es muy elevado. Las limitaciones del diodo Zener pueden ser resueltas en parte con la ayuda de un OA resultando un circuito con características de autorregulación.

En la figura 11.2, la configuración no-inversora del OA 741 permite ajustar la tensión de salida variando R2

Referencia de voltaje autoregulada con amplificador operacional 741 - Electrónica Unicrom

Basado en esta estructura, el circuito monolítico REF102 (figura 11.3.a) de Burr-Brown es un ejemplo típico de una referencia de tensión de 10V compensado térmicamente que utiliza un diodo Zener de Vz = 8.2V. La corriente máxima de salida es de 10 mA. La tensión de salida viene definida por la siguiente ecuación:

Voltaje de salida de circuito monolítico REF102. Referencia de voltaje - Electrónica Unicrom

a) Referencia de voltaje de 10V con REF102 y b) Aplicación típica - Electrónica Unicrom

Una aplicación típica de este circuito se presenta en la figura 11.3.b.

Una vez ajustado la tensión de salida a 10V a través de la resistencia Rs =1M conectado al terminal 5 (VTRIM) y el potenciómetro de 20k, su compensación térmica asegura una variación máxima de 0.7mV en la tensión de salida para una variación de 0º a 70º de temperatura. Otros ejemplos de circuitos referencia de tensión monolíticos compensados térmicamente son el LM329 (National Semiconductor), el LM3999 de 6.95V (National Semiconductor) y el LTZ100 (Linear Technology).

Las referencias de tensión de salto de banda (“bandgap”)

Los referencia de tensión basados en diodos Zener tienen valores a partir de 6 a 7 V que requieren en los referencias de tensión monolíticos tensiones de alimentación de al menos 10 V. Esto puede ser un inconveniente en sistemas alimentados con tensiones más bajas, tales como 5V. Este problema se soluciona utilizando las referencias de tensión “bandgap”.

Las referencias de tensión “bandgap” operan compensando el coeficiente de temperatura negativo de una tensión base-emisor, VBE, con el coeficiente de temperatura positivo de la tensión térmica VT. Analog Devices desarrolló una configuración “bandgap” constituida por dos transistores de diferente área muy estable con la temperatura, que utiliza dos transistores de áreas de emisor distintas.

En la figura 11.4 se presenta el esquema de este circuito. Q1 tiene un área de emisor n veces mayor que la de Q2 de forma que Is1 = nIs2. La tensión de salida VREF es:

Fórmula para voltaje de referencia VREF basado en configuración

En la figura 11.5 se presenta el diagrama circuital de un referencia de tensión LM385 (National Semiconductor) de 2.5V para aplicaciones de micropotencia que utiliza la configuración “band-gap”. La corriente de polarización varía de 20uA a 20mA y su resistencia dinámica es de 0.4 ohmios. Otras referencias de tensión son el AD580/581/584 de Analog Devices, el MC1403/04 de Motorola y REF-01/-02/-05/-10 de Precision Monolithics.

Referencia de tensión basado en la configuración

Tut_referencia_voltaje_zener_transistores.asp   Tut_referencia_bandgap.asp


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