聚焦高性能模擬與數(shù)?；旌袭a(chǎn)品的供應(yīng)商思瑞浦3PEAK（股票代碼：688536）推出超低溫漂精密電壓基準(zhǔn)模塊 TPR70ULTC。產(chǎn)品通過創(chuàng)新的閉環(huán)控溫架構(gòu)，在–40°C至 80°C的寬工作環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對芯片表面溫度的精準(zhǔn)控制，使溫度漂移低至0.1ppm/°C，滿足高端儀器儀表對高穩(wěn)定度電壓基準(zhǔn)的苛刻需求，適用于精密測量設(shè)備及高可靠性應(yīng)用場景。本文主要介紹TC0.2ppm/°C方案，如需更高TC精度0.1ppm/°C，可以聯(lián)系思瑞浦銷售團(tuán)隊(duì)。

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TPR70ULTC 產(chǎn)品優(yōu)勢

創(chuàng)新恒溫控制架構(gòu)

針對電壓基準(zhǔn)芯片對溫度高度敏感的特性，TPR70ULTC采用獨(dú)特的恒溫控制設(shè)計(jì)，利用功率 BJT（雙極結(jié)型晶體管）對PCB進(jìn)行閉環(huán)加熱，為內(nèi)部電壓基準(zhǔn)芯片營造出一個(gè)“恒溫環(huán)境” 。通過這種精密控制，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)熱量平衡，使芯片表面溫度始終穩(wěn)定在80°C左右，有效抵消了外部環(huán)境溫度波動(dòng)對輸出電壓的影響。

圖1、TPR70ULTC閉環(huán)溫控電路

超低溫漂表現(xiàn)

得益于創(chuàng)新恒溫控制架構(gòu)的加持，TPR70ULTC實(shí)現(xiàn)了行業(yè)領(lǐng)先的溫漂抑制能力。在-40°C至80°C的寬環(huán)境溫度測試中，模塊的溫度系數(shù)（TC）典型值僅為 0.2ppm/°C。實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果顯示，其表現(xiàn)可優(yōu)至 0.19ppm/°C，大幅提升了系統(tǒng)的測量精度與長期穩(wěn)定性。此外，針對極致精度需求，思瑞浦還可提供高達(dá) 0.1ppm/°C的更高性能定制化方案。

圖2、TPR70ULTC輸出電壓與環(huán)境溫度的關(guān)系

優(yōu)異的長期穩(wěn)定性和熱遲滯性能

TPR70ULTC模塊在設(shè)計(jì)上充分考慮了精密系統(tǒng)對重復(fù)性和長期可靠性的嚴(yán)苛要求。在長期穩(wěn)定性方面，TPR70ULTC的長期穩(wěn)定性可以做到10ppm@1000h。另外熱遲滯是衡量電壓基準(zhǔn)在經(jīng)歷溫度循環(huán)后回復(fù)能力的關(guān)鍵指標(biāo)，TPR70ULTC在經(jīng)歷熱循環(huán)（從-40°C到80°C再回到室溫）后展現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。測試結(jié)果表明，器件的輸出電壓在第二個(gè)循環(huán)時(shí)即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，極大縮短了精密儀器在復(fù)雜環(huán)境下的預(yù)熱與穩(wěn)定時(shí)間。同時(shí)模塊內(nèi)置軟啟動(dòng)功能，啟動(dòng)電流限制在300mA以下，有效降低系統(tǒng)浪涌沖擊，確保長期運(yùn)行的可靠性。

圖3、熱遲滯性能隨溫度循環(huán)變化（25°C→-40°C→80°C→25°C，首循環(huán)）

圖4、熱滯回與溫度循環(huán)的關(guān)系

超低噪聲輸出

在0.1-10Hz低頻段，TPR70ULTC模塊對由帶隙單元引起的閃爍噪聲（1/f 噪聲）進(jìn)行了深度優(yōu)化，具備極低的噪聲特性小于5uV/div。同時(shí)用戶可以在VOUT引腳增加大容量旁路電路來抑制寬帶噪聲（10Hz~10kHz），進(jìn)一步降低噪聲輸出。

圖5、0.1-10Hz頻段電壓噪聲特性

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TPR70ULTC 產(chǎn)品特性

寬輸入電壓范圍：9V至16V；

低溫度系數(shù)：典型值0.2ppm/°C（-40°C至80°C）；

熱遲滯：快速收斂，二次循環(huán)即達(dá)穩(wěn)定；

低頻噪聲（0.1-10Hz）：噪聲輸出小于5uV/div，支持旁路電容優(yōu)化。

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TPR70ULTC典型應(yīng)用

TPR70ULTC專為高精度測試測量設(shè)備設(shè)計(jì)，廣泛應(yīng)用于數(shù)字萬用表、精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、校準(zhǔn)儀器、自動(dòng)化測試設(shè)備等領(lǐng)域。TPR70ULTC超低溫漂帶來極高電壓基準(zhǔn)穩(wěn)定性，為高精度儀器儀表提供理想選擇，特別是在環(huán)境溫度波動(dòng)較大的工業(yè)現(xiàn)場和計(jì)量實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，能夠確保測量結(jié)果的一致性。

電壓基準(zhǔn)芯片對溫度變化極為敏感。TPR70ULTC通過功率BJT加熱PCB形成"恒溫環(huán)境"，確保電壓基準(zhǔn)芯片始終處于設(shè)定的最佳工作溫度點(diǎn)，忽略外界環(huán)境溫度的劇烈變化，實(shí)現(xiàn)超低溫漂性能。

圖6、TPR70ULTC硬件評估板