高精度、低噪声、2.048 V/2.500 V/
3.00 V/5.00 V XFET®基准电压源
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
特性
引脚配置
低噪声(0.1 Hz至10 Hz)
ADR420：1.75 μV峰峰值
ADR421：1.75 μV峰峰值
ADR423：2.0 μV峰峰值
ADR425：3.4 μV峰峰值
低温度系数：3 ppm/°C
长期稳定性：50 ppm/1000小时
负载调整率：70 ppm/mA
电压调整率：35 ppm/V
低迟滞：40 ppm(典型值)
宽工作电压范围
ADR420：4 V至18 V
ADR421：4.5 V至18 V
ADR423：5 V至18 V
ADR425：7 V至18 V
静态电流：0.5 mA(最大值）
高输出电流：10 mA
宽温度范围：−40°C至+125°C
TP 1
VIN 2
ADR420/
ADR421/
ADR423/
ADR425
8
TP
7
NIC
VOUT
TOP VIEW
GND 4 (Not to Scale) 5 TRIM
NIC = NO INTERNAL CONNECTION
TP = TEST PIN (DO NOT CONNECT)
02432-001
NIC 3
6
图 1. 8引脚SOIC或8引脚MSOP
概述
ADR42x系列为高精度、第二代外加离子注入场效应管
(XFET)基准电压源，具有低噪声、高精度和出色的长期稳
定特性，采用SOIC和MSOP封装。
利用温度漂移曲线校正专利技术和XFET技术，可以使电
压随温度变化的非线性度降至最小。XFET架构能够为带
隙基准电压源提供出色的精度和热滞性能。与嵌入式齐纳
二极管基准电压源相比，还具有更低的功耗和更小的电源
裕量。
应用
ADR42x具有出色的噪声性能、稳定性和精度，非常适合
光纤网络和医疗设备等精密转换应用。此外还可利用其调
整引脚，在±0.5%范围内调整输出电压，其它性能则不受
影响。ADR42x系列基准电压源分为两种电气等级，额定
温度范围为−40°C至+125°C扩展工业温度范围，提供8引脚
SOIC或8引脚MSOP封装(后者比前者小30%)。
精密数据采集系统
高分辨率转换器
电池供电仪器仪表
便携式医疗仪器
工业过程控制系统
精密仪器
光纤网络控制电路
ADR42x产品
表1.
型号
ADR420
ADR421
ADR423
ADR425
输出电压VOUT(V)
2.048
2.50
3.00
5.00
初始精度
mV
%
1, 3
0.05, 0.15
1, 3
0.04, 0.12
1.5, 4
0.04, 0.13
2, 6
0.04, 0.12
温度系数(ppm/°C)
3, 10
3, 10
3, 10
3, 10
Rev. H
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的最新英文版数据手册。
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
目录
特性.....................................................................................................1
基准电压源基本连接...............................................................16
应用.....................................................................................................1
噪声性能.....................................................................................16
引脚配置 ............................................................................................1
开启时间.....................................................................................16
概述.....................................................................................................1
应用...................................................................................................17
ADR42x产品 .....................................................................................1
输出调整.....................................................................................17
修订历史 ............................................................................................2
光纤网络控制电路中转换器的基准电压源 .......................17
技术规格 ............................................................................................3
无精密电阻的负精密基准电压源.........................................17
ADR420电气规格 .......................................................................3
高电压悬空电流源 ...................................................................18
ADR421电气规格 .......................................................................4
开尔文连接 ................................................................................18
ADR423电气规格 .......................................................................5
双极性基准电压源 ...................................................................18
ADR425电气规格 .......................................................................6
可编程电流源 ............................................................................19
绝对最大额定值...............................................................................7
可编程DAC基准电压 ..............................................................19
热阻 ...............................................................................................7
数据转换器的精密基准电压源 .............................................20
ESD警告........................................................................................7
精密升压输出调节器...............................................................20
引脚配置和功能描述 ......................................................................8
外形尺寸 ..........................................................................................21
典型工作特性 ...................................................................................9
订购指南.....................................................................................22
术语...................................................................................................15
工作原理.....................................................................................16
修订历史
2007年6月—修订版G至修订版H
更改表2 ..............................................................................................3
2003年1月—修订版B至修订版C
更改表3 ..............................................................................................4
更改订购指南 ...................................................................................4
更改表4 ..............................................................................................5
更正TPC 21和24中的Y轴标签 ......................................................9
更改表5 ..............................................................................................6
改进图13 ..........................................................................................15
更新外形尺寸 .................................................................................21
更新外形尺寸 .................................................................................16
将Mini_SOIC更改为MSOP..................................................... 通用
更改订购指南 .................................................................................22
2002年3月—修订版A至修订版B
2005年6月—修订版F至修订版G
更改表1 ..............................................................................................1
更改订购指南 .................................................................................22
2005年2月—修订版E至修订版F
更新格式 ..................................................................................... 通用
更新外形尺寸 .................................................................................21
更改订购指南 .................................................................................22
编辑订购指南 ...................................................................................4
删除“精密稳压器”部分.................................................................15
添加“精密升压输出调节器”部分 ...............................................15
添加图13 ..........................................................................................15
2001年10月—修订版0至修订版A
在ADR420/ADR421之外添加ADR423和ADR425.............. 通用
2004年7月—修订版D至修订版E
更改订购指南 ...................................................................................5
2001年5月—版本0：初始版
2004年3月—修订版C至修订版D
更改表I...............................................................................................1
更改订购指南 ...................................................................................4
器件功耗考虑 .................................................................................16
Rev. H | Page 2 of 24
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
技术规格
ADR420电气规格
除非另有说明，VIN = 5.0 V至15.0 V，TA = 25°C。
表2.
参数
输出电压
A级
B级
符号
VOUT
初始精度
A级
VOUTERR
条件
最小值
典型值
最大值
单位
2.045
2.047
2.048
2.048
2.051
2.049
V
V
+3
+0.15
+1
+0.05
mV
%
mV
%
2
1
10
3
10
35
ppm°C
ppm/°C
V
ppm/V
70
ppm/mA
500
600
µA
µA
μV峰峰值
nV/√Hz
µs
ppm
ppm
dB
mA
−3
−0.15
−1
−0.05
B级
温度系数
A级
B级
TCVOUT
−40°C < TA < +125°C
电源电压裕量
电压调整率
VIN − VOUT
∆VOUT/∆VIN
负载调整率
∆VOUT/∆IL
IL= 0 mA至10 mA，
−40°C < TA< +125°C
静态电流
IIN
电压噪声
电压噪声密度
开启建立时间
长期稳定性
输出电压迟滞
纹波抑制比
对地短路
eN p-p
eN
tR
∆VOUT
VOUT_HYS
RRR
ISC
无负载
−40°C < TA< +125°C
0.1 Hz至10 Hz
1 kHz
2
VIN= 5 V至18 V，
−40°C < TA< +125°C
1000小时
fIN = 1 kHz
Rev. H | Page 3 of 24
390
1.75
60
10
50
40
−75
27
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
ADR421电气规格
除非另有说明，VIN = 5.0 V至15.0 V，TA = 25°C。
Table 3.
参数
输出电压
A级
B级
初始精度
A级
符号
VOUT
条件
最小值
典型值
最大值
单位
2.497
2.499
2.500
2.500
2.503
2.501
V
V
+3
+0.12
+1
+0.04
mV
%
mV
%
2
1
10
3
VIN= 5 V至18 V，
−40°C < TA< +125°C
IL= 0 mA至10 mA，
−40°C < TA< +125°C
无负载
−40°C < TA< +125°C
10
35
ppm/°C
ppm/°C
V
ppm/V
70
ppm/mA
500
600
0.1 Hz至10 Hz
1 kHz
1.75
80
10
50
40
−75
27
µA
µA
μV峰峰值
nV/√Hz
µs
ppm
ppm
dB
mA
VOUTERR
−3
−0.12
−1
−0.04
B级
温度系数
A级
B级
TCVOUT
电源电压裕量
电压调整率
VIN − VOUT
∆VOUT/∆VIN
负载调整率
∆VOUT/∆IL
静态电流
IIN
电压噪声
电压噪声密度
开启建立时间
长期稳定性
输出电压迟滞
纹波抑制比
对地短路
eN p-p
eN
tR
∆VOUT
VOUT_HYS
RRR
ISC
−40°C < TA < +125°C
2
1000小时
fIN = 1 kHz
Rev. H | Page 4 of 24
390
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
ADR423电气规格
除非另有说明，VIN = 5.0 V至15.0 V，TA = 25°C。
Table 4.
参数
输出电压
A级
B级
初始精度
A级
符号
VOUT
条件
最小值
典型值
最大值
单位
2.996
2.9985
3.000
3.000
3.004
3.0015
V
V
+4
+0.13
+1.5
+0.04
mV
%
mV
%
2
1
10
3
VIN= 5 V至18 V，
−40°C < TA< +125°C
IL= 0 mA至10 mA，
−40°C < TA< +125°C
无负载
−40°C < TA< +125°C
10
35
ppm/°C
ppm/°C
V
ppm/V
70
ppm/mA
500
600
µA
µA
0.1 Hz至10 Hz
1 kHz
2
90
10
50
40
−75
27
VOUTERR
−4
−0.13
−1.5
−0.04
B级
温度系数
A级
B级
TCVOUT
电源电压裕量
电压调整率
VIN − VOUT
∆VOUT/∆VIN
负载调整率
∆VOUT/∆IL
静态电流
IIN
电压噪声
电压噪声密度
开启建立时间
长期稳定性
输出电压迟滞
纹波抑制比
对地短路
eN p-p
eN
tR
∆VOUT
VOUT_HYS
RRR
ISC
−40°C < TA < +125°C
2
1000小时
fIN = 1 kHz
Rev. H | Page 5 of 24
390
μV峰峰值
nV/√Hz
µs
ppm
ppm
dB
mA
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
ADR425电气规格
除非另有说明，VIN = 7.0 V至15.0 V，TA = 25°C。
表5.
参数
输出电压
A级
B级
符号
VOUT
初始精度
A级
VOUTERR
条件
最小值
典型值
最大值
单位
4.994
4.998
5.000
5.000
5.006
5.002
V
V
+6
+0.12
+2
+0.04
mV
%
mV
%
2
1
10
3
VIN= 7 V至18 V，
−40°C < TA< +125°C
IL= 0 mA至10 mA，
−40°C < TA< +125°C
10
35
ppm/°C
ppm/°C
V
ppm/V
70
ppm/mA
无负载
−40°C < TA< +125°C
0.1 Hz至10 Hz
1 kHz
390
500
600
µA
µA
μV峰峰值
nV/√Hz
µs
ppm
ppm
dB
mA
−6
−0.12
−2
−0.04
B级
温度系数
A级
B级
TCVOUT
电源电压裕量
电压调整率
VIN − VO
∆VO/∆VIN
负载调整率
∆VO/∆IL
静态电流
IIN
电压噪声
电压噪声密度
开启建立时间
长期稳定性
输出电压迟滞
纹波抑制比
对地短路
eN p-p
eN
tR
∆VO
VO_HYS
RRR
ISC
−40°C < TA < +125°C
2
1000小时
fIN = 1 kHz
Rev. H | Page 6 of 24
3.4
110
10
50
40
−75
27
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
绝对最大额定值
除非另有说明，这些额定值均相对于25°C而言。
热阻
表6.
θJA针对最差条件，即器件焊接在电路板上以实现表贴封
装。
参数
电源电压
对地输出短路持续时间
存储温度范围
工作温度范围
结温范围
引脚温度(焊接，60秒)
额定值
18 V
未定
−65°C至+150°C
−40°C至+125°C
−65°C至+150°C
300°C
表7.
封装类型
8引脚MSOP封装(RM)
8引脚SOIC封装(R)
θJA
190
130
单位
°C/W
°C/W
ESD警告
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
坏。这只是额定最值，不表示在这些条件下或者在任何其
它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能
够正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器
件的可靠性。
Rev. H | Page 7 of 24
ESD(静电放电)敏感器件。
带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。
尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能
量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的
ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
引脚配置和功能描述
TP 1
VIN 2
ADR420/
ADR421/
ADR423/
ADR425
8
TP
7
NIC
VOUT
TOP VIEW
GND 4 (Not to Scale) 5 TRIM
6
NIC = NO INTERNAL CONNECTION
TP = TEST PIN (DO NOT CONNECT)
02432-002
NIC 3
图 2. 8引脚SOIC或8引脚MSOP引脚配置
表8. 引脚功能描述
引脚编号 引脚名称
1, 8
TP
2
3, 7
4
5
6
VIN
NIC
GND
TRIM
VOUT
描述
测试引脚。TP引脚上存在实际连接，但保留用于工厂测试。用户不应在TP引脚上连接任何东西；
否则，器件可能无法正常工作。
输入电压。
无内部连接。NIC不存在内部连接。
接地引脚 = 0 V。
调整引脚。它可用来在±0.5%范围内调整输出电压，而不会影响温度系数。
输出电压。
Rev. H | Page 8 of 24
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
5.0025
2.0493
5.0023
2.0491
5.0021
2.0489
5.0019
2.0487
5.0017
2.0485
2.0483
5.0015
5.0013
2.0481
5.0011
2.0479
5.0009
2.0477
2.0475
–40
–10
20
50
80
110
125
02432-007
VOUT (V)
2.0495
02432-004
VOUT (V)
典型工作特性
5.0007
5.0005
–40
–10
TEMPERATURE (°C)
20
50
80
110
125
TEMPERATURE (°C)
图 6. ADR425典型输出电压与温度的关系
图 3. ADR420典型输出电压与温度的关系
0.55
2.5015
2.5013
0.50
SUPPLY CURRENT (mA)
2.5011
2.5007
2.5005
2.5003
2.5001
2.4999
+25°C
0.40
–40°C
0.35
02432-005
0.30
2.4997
2.4995
–40
+125°C
0.45
–10
20
50
80
110
0.25
125
02432-008
VOUT (V)
2.5009
4
6
8
TEMPERATURE (°C)
10
12
14
15
INPUT VOLTAGE (V)
图 7. ADR420电源电流与输入电压的关系
图 4. ADR421典型输出电压与温度的关系
0.55
3.0010
3.0008
0.50
SUPPLY CURRENT (mA)
3.0006
3.0002
3.0000
2.9998
2.9996
2.9994
+125°C
0.40
+25°C
0.35
–40°C
–10
20
50
80
110
125
TEMPERATURE (°C)
0.25
02432-009
2.9992
2.9990
–40
0.45
0.30
02432-006
VOUT (V)
3.0004
4
6
8
10
12
14
INPUT VOLTAGE (V)
图 8. ADR421电源电流与输入电压的关系
图 5. ADR423典型输出电压与温度的关系
Rev. G | Page 9 of 24
15
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
0.55
70
IL = 0mA TO 5mA
60
LOAD REGULATION (ppm/mA)
0.50
0.40
+25°C
0.35
–40°C
0.30
4
6
8
10
12
14
VIN = 5V
40
30
20
VIN = 6.5V
10
02432-010
0.25
50
0
–40
15
02432-013
SUPPLY CURRENT (mA)
+125°C
0.45
–10
INPUT VOLTAGE (V)
20
50
80
110
125
TEMPERATURE (°C)
图 9. ADR423电源电流与输入电压的关系
图 12. ADR421负载调整率与温度的关系
0.55
70
IL = 0mA TO 10mA
60
LOAD REGULATION (ppm/mA)
+125°C
0.45
0.40
+25°C
0.35
–40°C
0.30
6
8
10
12
14
40
30
VIN = 15V
20
20
50
80
TEMPERATURE (°C)
图 10. ADR425电源电流与输入电压的关系
图 13. ADR423负载调整率与温度的关系
35
30
LOAD REGULATION (ppm/mA)
60
50
40
VIN = 4.5V
VIN = 6V
20
10
–10
20
50
80
110
25
20
15
10
0
–40
125
–10
20
50
80
TEMPERATURE (°C)
TEMPERATURE (°C)
图 11. ADR420负载调整率与温度的关系
图 14. ADR425负载调整率与温度的关系
Rev. H | Page 10 of 24
110 125
VIN = 15V
IL = 0mA TO 10mA
5
02432-012
LOAD REGULATION (ppm/mA)
–10
INPUT VOLTAGE (V)
IL = 0mA TO 5mA
0
–40
02432-014
0
–40
15
70
30
VIN = 7V
10
02432-011
0.25
50
02432-015
SUPPLY CURRENT (mA)
0.50
110 125
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
6
14
VIN = 4.5V TO 15V
VIN = 7.5V TO 15V
12
LINE REGULATION (ppm/V)
4
3
2
1
–10
20
50
80
8
6
4
2
02432-016
0
–40
10
02432-019
LINE REGULATION (ppm/V)
5
0
–40
110 125
–10
TEMPERATURE (°C)
20
50
80
110
125
TEMPERATURE (°C)
图 15. ADR420电压调整率与温度的关系
图 18. ADR425电压调整率与温度的关系
6
2.5
VIN = 5V TO 15V
4
3
2
0
–40
02432-017
1
–10
20
50
80
110
2.0
–40°C
+85°C
1.0
0.5
0
125
+25°C
1.5
02432-020
DIFFERENTIAL VOLTAGE (V)
LINE REGULATION (ppm/V)
5
0
1
TEMPERATURE (°C)
3
4
5
图 19. ADR420最小输入/输出差分电压与负载电流的关系
图 16. ADR421电压调整率与温度的关系
9
2
LOAD CURRENT (mA)
2.5
VIN = 5V TO 15V
6
5
4
3
2
1
0
–40
–10
20
50
80
2.0
–40°C
+125°C
1.0
0.5
0
110
TEMPERATURE (°C)
+25°C
1.5
02432-021
DIFFERENTIAL VOLTAGE (V)
7
02432-018
LINE REGULATION (ppm/V)
8
0
1
2
3
4
5
LOAD CURRENT (mA)
图 17. ADR423电压调整率与温度的关系
图 20. ADR421最小输入/输出差分电压与负载电流的关系
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ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
2.0
–40°C
1.5
1µV/DIV
+25°C
+125°C
1.0
0
02432-025
0.5
02432-022
DIFFERENTIAL VOLTAGE (V)
2.5
0
1
2
3
4
TIME (1s/DIV)
5
LOAD CURRENT (mA)
图 21. ADR423最小输入/输出差分电压与负载电流的关系
图 24. ADR421典型噪声电压0.1 Hz至10 Hz
2.0
–40°C
1.5
50µV/DIV
+25°C
+125°C
1.0
0
02432-026
0.5
02432-023
DIFFERENTIAL VOLTAGE (V)
2.5
0
1
2
3
4
TIME (1s/DIV)
5
LOAD CURRENT (mA)
图 22. ADR425最小输入/输出差分电压与负载电流的关系
1k
15
10
ADR423
100
ADR420
10
10
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
MORE
–40
–30
–20
–10
0
10
20
30
0
02432-024
5
ADR425
100
1k
FREQUENCY (Hz)
DEVIATION (ppm)
图 23. ADR421典型迟滞
图 26. 电压噪声密度与频率的关系
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ADR421
02432-027
SAMPLE SIZE – 160
20
–100
–90
–80
–70
–60
–50
NUMBER OF PARTS
25
TEMPERATURE
+25°C
–40°C
+125°C
+25°C
VOLTAGE NOISE DENSITY (nV/ Hz)
30
图 25. 典型噪声电压0 Hz至10 kHz
10k
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
CBYPASS = 0µF
CL = 100nF
LINE INTERRUPTION
1mA LOAD
VOUT
VIN
1V/DIV
500mV/DIV
LOAD OFF
VOUT
500mV/DIV
2V/DIV
02432-028
02432-031
LOAD ON
TIME (100µs/DIV)
TIME (100µs/DIV)
图 27. ADR421线性瞬态响应，无CBYPASS
CBYPASS = 0.1µF
图 30. ADR421负载瞬态响应，CL = 100 nF
CIN = 0.01µF
NO LOAD
LINE INTERRUPTION
VOUT
VIN
2V/DIV
500mV/DIV
VIN
VOUT
500mV/DIV
02432-029
02432-032
2V/DIV
TIME (4µs/DIV)
TIME (100µs/DIV)
图 28. ADR421线性瞬态响应，CBYPASS = 0.1 μF
CL = 0µF
图 31. ADR421关闭响应
CIN = 0.01µF
NO LOAD
1mA LOAD
VOUT
2V/DIV
1V/DIV
VOUT
LOAD OFF
2V/DIV
2V/DIV
LOAD ON
02432-030
02432-033
VIN
TIME (4µs/DIV)
TIME (100µs/DIV)
图 29. ADR421负载瞬态响应，无CL
图 32. ADR421开启响应
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ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
50
CL = 0.01µF
NO INPUT CAP
45
VOUT
40
OUTPUT IMPEDANCE (Ω)
2V/DIV
VIN
2V/DIV
35
30
ADR425
25
ADR423
20
ADR421
15
5
0
10
TIME (4µs/DIV)
ADR420
100
1k
10k
02432-037
02432-034
10
100k
FREQUENCY (Hz)
图 33. ADR421关闭响应
图 36. 输出阻抗与频率的关系
0
CL = 0.01µF
NO INPUT CAP
–10
2V/DIV
RIPPLE REJECTION (dB)
–20
VOUT
2V/DIV
–30
–40
–50
–60
–70
02432-035
02432-038
–80
VIN
–90
–100
10
TIME (4µs/DIV)
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
图 34. ADR421开启响应
图 37. 纹波抑制与频率的关系
CBYPASS = 0.1µF
RL = 500Ω
CL = 0
5V/DIV
VIN
2V/DIV
02432-036
VOUT
TIME (100µs/DIV)
图 35. ADR421开启/关闭响应
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1M
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
术语
温度系数
热滞
利用25°C时的输出电压对工作温度范围内的输出电源变化
进行归一化处理，用ppm/°C表示，计算公式如下：
经过+25°C至−40°C再至+125°C并返回至+25°C的温度循环
后，器件输出电压的变化情况。以下是器件样品经过此类
循环后的典型值。
TCVOUT ( ppm / °C )
VOUT (T2 ) − VOUT (T1 )
× 10 6
VOUT ( 25°C ) × (T2 − T1 )
VOUT _ HYS VOUT ( 25°C ) − VOUT _ TC
其中：
VOUT (25°C) = 25°C时的VOUT。
VOUT (T1) = 温度为T1时的VOUT。
VOUT (T2) = 温度为T2时的VOUT。
VOUT _ HYS ( ppm )
电压调整率
因输入电压的一定变化而引起的输出电压变化，其中包括
自热效应。电压调整率用每伏百分比、每伏百万分率或输
入电压每变化一伏特所对应的微伏来表示。
负载调整率
VOUT ( 25°C ) − VOUT _ TC
VOUT ( 25°C )
× 10 6
其中：
VOUT (25°C) = 25°C时的VOUT。
VOUT_TC = 经过+25°C至−40°C再至+125°C并返回至+25°C的温
度循环后，25°C时的VOUT。
输入电容
因负载电流的一定变化而引起的输出电压变化，其中包括
自热效应。负载调整率用每毫安毫伏、每毫安百万分率或
直流输出电阻欧姆来表示。
ADR42x无需输入电容。对于输入端上可使用的电容值并
没有任何限制，不过在电源会突然变化的应用中，如果在
输入端上添加一个1 μF至10 μF的电容，可改善瞬态响应。
此外，额外并联一个0.1 μF电容可帮助降低电源噪声。
长期稳定性
输出电容
在125°C下经过1000小时使用寿命测试后，器件样品在25°C
时的输出电压典型偏移。
ADR42x无需任何输出电容也能在任何负载条件保持稳
定。输出电容(典型值为0.1 μF)可滤除任何低电平噪声电压，
并不会影响器件工作。此外，额外并联一个1 μF至10 μF的
输出电容可以改善负载瞬态响应。电容此时充当存储能量
源，可突然增大负载电流。添加输出电容时，唯一会下降
的参数是开启时间，后者取决于所选电容的尺寸。
ΔVOUT VOUT (t 0 ) − VOUT (t1 )
ΔVOUT ( ppm)
VOUT (t 0 ) − VOUT (t1 )
× 10 6
VOUT (t 0 )
其中：
VOUT (t0) = 时间为t0时25°C下的VOUT。
VOUT (t1) = 在125°C下使用1000小时后25°C下的VOUT。
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ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
工作原理
内部基准电压约为0.5 V，负温度系数约为−120 ppm/°C。
此斜率相对于硅的介电常数基本上恒定，可通过增加一个
校正项得到严格补偿，该校正项的生成方式与用于补偿带
隙基准电压、与温度成正比(PTAT)的项相同。与带隙基准
电压源相比的主要优势在于，内部温度系数约低30倍（因
此需要的校正更少）。这样可以显著降低噪声，因为带隙
基准电压源的大部分噪声来自温度补偿电路。
这些器件时，应该使用以下公式来计算因功耗增加引起的
温度效应：
TJ = PD × θJA + TA
其中：
TJ和TA分别是结温和环境温度。
PD是器件功耗。
θJA是器件封装热阻。
基准电压源基本连接
一般而言，基准电压源要求在VOUT与GND之间连接一个
旁路电容。图39所示电路给出了ADR42x系列基准电压源
的基本配置。除了在输出端添加一个0.1 μF电容来帮助改善
噪声抑制性能之外，该器件无需在输出端添加一个大输出
电容也能保证电路稳定。
图38所示为ADR42x系列的基本拓扑结构。温度校正项由
电流源提供，设计值与绝对温度成比例。通用计算公式如
下
VOUT = G × (∆VP − R1 × IPTAT)
VOUT
*
4
NIC
OUTPUT
6
TOP VIEW
(Not to Scale) 5 TRIM
0.1µF
GND
在ADR420、ADR421和ADR423的0.1 Hz至10 Hz频带内，
ADR42x基准电压源产生的噪声一般低于2 μV峰峰值。图24
所示为ADR421的0.1 Hz至10 Hz噪声，只有1.75 μV峰峰值。
噪声测量是通过一个带通滤波器进行的，该滤波器由一个
转折频率为0.1 Hz的2极点高通滤波器和一个转折频率为
10 Hz的2极点低通滤波器构成。
上电(冷启动)后，输出电压在指定误差带内达到其最终值
所需的时间定义为开启建立时间。此定义通常有两个相关
要素：有效电路建立时间和片内温度梯度达到稳定状态所
需时间。图31至35所示为ADR421的开启建立时间。
R3
02432-039
*EXTRA CHANNEL IMPLANT
VOUT = G(ΔVP – R1 × IPTAT)
NIC 3
TP
7
开启时间
R2
R1
0.1µF
8
噪声性能
ADR420/ADR421/
ADR423/ADR425
ΔVP
+
ADR420/
ADR421/
ADR423/
ADR425
图 39. 基准电压源基本配置
VIN
IPTAT
10µF
2
NIC = NO INTERNAL CONNECTION
TP = TEST PIN (DO NOT CONNECT)
每款ADR42x器件均是通过片内调整R2和R3来构建的，可
实现额定基准电压输出。
I1
TP 1
VIN
(1)
其中：
G是分频比的倒数的增益。
ΔVP是两个JFET之间的夹断电压差。
IPTAT是正温度系数校正电流。
I1
(2)
02432-040
ADR42x系列基准电压源使用一种称为XFET(外加离子注入
场效应管)的基准电压生成技术。此技术可生成电源电流
低、热滞良好、噪声超低的基准电压源。XFET基准电压
源的内核包含两个结型场效应晶体管(JFET)，其中之一具
有一个额外的沟道注入，用以升高其夹断电压。通过以相
同漏极电流运行两个JFET，夹断电压差可以被放大并用于
形成高度稳定的基准电压源。
图 38. 简化原理图
器件功耗考虑
ADR42x系列基准电压源可以保证提供高达10 mA的负载电
流，输入电压范围为4.5 V至18 V。在高电流应用中使用
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ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
应用
SOURCE FIBER
输出调整
GIMBAL + SENSOR
利用ADR42x的调整引脚，可以在±0.5%范围内调整输出电
压。此特性使系统设计人员可以将基准电压设置为标称值
以外的电压，以便校正系统误差。如果在额定温度下使用
该器件消除系统中的误差，则此特性也很有帮助。输出调
整对器件温度性能的影响可以忽略不计。为避免温度系数
下降，调整电位计和两个电阻都必须为低温度系数，最好
小于100 ppm/°C。
DESTINATION
FIBER
LASER BEAM
ACTIVATOR
RIGHT
MEMS MIRROR
ACTIVATOR
LEFT
AMPL
PREAMP
AMPL
ADR421
CONTROL
ELECTRONICS
INPUT
ADR421
DAC
ADC
DAC
ADR421
VOUT 6
GND
4
TRIM 5
DSP
图 41. 全光路由器网络
R1
470kΩ
R2
RP
10kΩ
10kΩ (ADR420)
15kΩ (ADR421)
无精密电阻的负精密基准电压源
图 40. 输出调整功能
光纤网络控制电路中转换器的基准电压源
在图41所示的高容量、全光路由器网络中，微型反射镜阵
列将光信号在光纤之间定向传递，而不用先将这些信号转
换为电信号，以免降低通信速度。这些微型机械反射镜通
过适当摆放，每一个反射镜都可以接收承载唯一信息的单
一波长并传递至任何目标输入和输出光纤。反射镜的倾斜
是由双轴执行器完成的，后者由系统中的精密模数转换器
(ADC)和数模转换器(DAC)进行控制。由于反射镜的运动
极其精细，因此不仅转换器的精度非常重要，而且与这些
起到控制作用的转换器相关的噪声大小也极其关键，因为
系统中的总噪声会被转换器放大(放大倍数为所用转换器数
量)。因此，在此应用中，ADR42x的超低噪声性能对于保
持控制环路的稳定性是必不可少的。
许多电流输出CMOS DAC应用都要求输出信号电压的极性
必须与基准电压相同，在这些应用中，往往使用一个1.25
V基准电压源、一个运算放大器和一对电阻并在输出端额
外添加一个运算放大器，以便将电流开关DAC重新配置成
电压开关DAC。由于DAC输出电压的重新反相(电流开关
模式)或放大(电压开关模式)都不需要额外的运算放大器，
因此应该采用负基准电压源。一般而言，在反相配置下，
任何正基准电压源均可通过一个运算放大器和一对匹配电
阻转换成负基准电压源。此方法的不足之处在于，所用电
阻的相对匹配问题最容易使电路产生误差。
通过添加一个精密运算放大器并按图42所示进行配置，可
以轻松地生成负基准电压。VOUT处于虚地，因此负基准电
压直接来自运算放大器的输出。如果负电源电压接近基准
输出，则运算放大器必须是双电源供电并具有低失调和轨
到轨能力。
+VDD
2
VIN
ADR420/
ADR421/
ADR423/
ADR425
6
VOUT
GND
4
–VREF
A1
A1 = OP777, OP193
–VDD
图 42. 负基准电压源
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02432-043
ADR420/
ADR421/
ADR423/
ADR425
02432-041
VIN
OUTPUT
VOUT = ±0.5%
02432-042
2
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
高电压悬空电流源
VIN
2
RLW
ADR420/
ADR421/
ADR423/
ADR425
SST111
VISHAY
RLW
A1
VOUT 6
GND
+VS
VOUT
SENSE
VIN
VOUT
FORCE
RL
4
A1 = OP191
02432-045
图43中的电路可产生自热效应最小的悬空电流源。此特定
配置可采用高电源电压工作，电源电压由N沟道JFET的击
穿电压确定。
图 44. 开尔文连接的优点
2
VIN
ADR420/
ADR421/
ADR423/
ADR425
双极性基准电压源
双极性基准电压源可以通过一个运算放大器和一对电阻来
轻松实现。为了不影响ADR42x的精度，必须匹配所有元
件的电阻容差和温度系数。
VOUT 6
2N3904
–VS
1µF
0.1µF
2
VIN
VOUT 6
U1
+5V
R1
10kΩ
ADR425
开尔文连接
GND
在很多便携式仪器仪表应用中，PC电路板成本和面积是重
要的考虑因素，因此电路互连线通常很窄。当需要使用基
准电压源来向各种功能提供负载电流时，这类窄线可造成
大幅压降。事实上，电路互连线的典型线路电阻为0.45 mΩ/
square(例如，1 oz. Cu)。驱动与检测连接(也称为开尔文连
接)提供了一种消除电路线缆中压降效应的便捷方法。流经
线路电阻时，负载电流会在负载处产生误差(VERROR = R ×
IL)。图44中所示的开尔文连接克服了这个问题，它的方法
是将线路电阻包含在运算放大器的驱动环路中。由于运算
放大器可以检测负载电压，因此运算放大器环路控制可以
驱动输出来补偿线路误差并在负载处生成正确电压。
R2
10kΩ
+10V
V+
TRIM 5
U2
OP1177
4
R3
5kΩ
–5V
V–
02432-046
图 43. 高电压悬空电流源
VIN
RL
2.10kΩ
02432-044
4
–10V
图 45. 使用ADR425的+5 V和−5 V基准电压源
+2.5V
+10V
2
VIN
VOUT 6
U1
ADR425
GND
4
R1
5.6kΩ
TRIM 5
R2
5.6kΩ
–2.5V
V+
U2
OP1177
V–
–10V
02432-047
OP09
GND
图 46. 使用ADR425的+2.5 V和-2.5 V基准电压源
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ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
可编程电流源
可编程DAC基准电压
ADR425搭配一个数字电位计和一个Howland电流泵，可以
构成如下可编程基准电流源：
对于多通道DAC(如四通道、12位电压输出AD7398)，其中
一个内部DAC和一个ADR42x基准电压源可以用作其余
DAC的共同可编程VREFx。电路配置如图48所示。VREFx和
VREF的关系取决于数字码和R1与R的比值，计算公式如下
D
× VREF
2N
(4)
其中：
D为输入码的十进制等效值。
N为位数。
VDD
R1'
50kΩ
U1
ADR425
GND
4
VOUT 6
R2'
1kΩ
表9. VREFx与R1和R2的关系
VDD
TRIM 5
AD5232
U2
DIGITAL POT
VDD
C2
10pF
U2
W
V+
B A1
OP2177
V–
R1, R2
R1 = R2
R1 = R2
R1 = R2
R1 = 3R2
R1 = 3R2
R1 = 3R2
V+
A2
OP2177
V–
A
R2B
10Ω
VSS
R1
50kΩ
VSS
R2A
1kΩ
VL
(5)
其中：
D为输入码的十进制等效值。
N为位数。
VREF为引入的外部基准电压。
VREFx为DAC A至D的基准电压。
C1
10pF
2
VIN
R2
VREF × 1
R1
VREF x
D R2
1 N ×
R1
2
(3)
W
LOAD
IL
VREF
2 VREF
1.3 VREF
VREF
4 VREF
1.6 VREF
VREF
数字码
0000 0000 0000
1000 0000 0000
1111 1111 1111
0000 0000 0000
1000 0000 0000
1111 1111 1111
02432-048
VW
×V
图 47. 可编程电流源
VREF A
R1'和R2'必须分别等于R1和R2A + R2B。理论上，R2B可以根
据需要尽可能调小，以便在A2输出电流驱动能力范围内达
到所需电流。在图47的示例中，OP2177的最大电流可以达
到10 mA。由于电流泵同时使用正负反馈，因此需要通过电
容C1和C2来确保负反馈占主导地位，从而避免发生振荡。
如果数字电位计的VA和VB如前所示是采用前述双极性基准
电压源供电的，则此电路还允许双向电流。
VOUTA
R1
±0.1%
R2
±0.1%
VREF
DACA
VIN
VREF B
VOUTB
DACB
VREF C
VOUTC
DACC
VREF D
VOUTD
DACD
ADR425
VOB = VREF x (DB)
VOC = VREF x (DC)
VOD = VREF x (DD)
AD7398
图 48. 可编程DAC基准电压源
Rev. H | Page 19 of 24
02432-049
R2 A R2 B
R1
IL
R2 B
并且
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
数据转换器的精密基准电压源
精密升压输出调节器
ADR42x系列具有多种独特特性，非常适合与ADC和DAC
搭配使用。超低噪声、低温度系数和高精度特性使得
ADR42x成为蜂窝基站应用等低噪声应用的理想选择。
利用图50中的电路，可以实现具有升压电流能力的精密电
压输出。在此电路中，U2通过调节N1的开启，强制VOUT
等于VREF。因此，负载电流由VIN提供。在此配置中，当
VIN为5 V时达到50 mA负载。MOSFET上产生适度热量，可
以通过更换较大器件实现较高电流。此外，对于采用阶跃
输入的高容性负载，可以在输出端添加缓冲来改善瞬态响
应。
VIN
10µF
AVDD
VIN
0.1µF
VOUT 6
AD7701
ADR421
DVDD
SLEEP
VOUT
VREF
ADR420/
ADR421/
ADR423/
ADR425
MODE
DRDY
CS
GND
TRIM
GND
4
0.1µF
DATA READY
READ (TRANSMIT)
SCLK
SERIAL CLOCK
SDATA
SERIAL CLOCK
CLKIN
BP/UP
CAL
CALIBRATE
ANALOG
INPUT
ANALOG
GROUND
AIN
AGND
0.1µF
AVSS
0.1µF
CLKOUT
SC1
SC2
DGND
0.1µF
DVSS
10µF
02432-050
RANGES
SELECT
图 49. 16位ADC AD7701的基准电压源
Rev. H | Page 20 of 24
RL
25Ω
5V
2 U1
+5V
ANALOG
SUPPLY 0.1µF
–5V
ANALOG
SUPPLY
N1
VIN
5
VOUT
2N7002
+ V+
U2
AD8601
– V–
图 50. 精密升压输出调节器
02432-051
AD7701就是一款非常适合与ADR42x搭配使用的ADC。在
图49中，ADR421用作转换器的精密基准电压源。AD7701
是一款带片内数字滤波功能的16位ADC，用于测量宽动态
范围和低频率信号，例如那些代表化学、物理或生物过程
的信号。该器件包含电荷平衡(Σ-Δ)ADC、带片内静态
RAM的校准微控制器、时钟振荡器和串行通信端口。
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
外形尺寸
5.00 (0.1968)
4.80 (0.1890)
5
1
4
1.27 (0.0500)
BSC
0.25 (0.0098)
0.10 (0.0040)
6.20 (0.2441)
5.80 (0.2284)
1.75 (0.0688)
1.35 (0.0532)
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
COPLANARITY
0.10
SEATING
PLANE
0.50 (0.0196)
0.25 (0.0099)
0.25 (0.0098)
0.17 (0.0067)
1.27 (0.0500)
0.40 (0.0157)
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-A A
CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS
(IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR
REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.
图 51. 8引脚标准小型封装[SOIC_N]
窄体
(R-8)
图示尺寸单位：mm（inches）
3.20
3.00
2.80
8
3.20
3.00
2.80
1
5
5.15
4.90
4.65
4
PIN 1
0.65 BSC
0.95
0.85
0.75
0.15
0.00
1.10 MAX
0.38
0.22
COPLANARITY
0.10
45°
8°
0°
0.23
0.08
8°
0°
SEATING
PLANE
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
图 52. 8引脚超小型封装[MSOP]
(RM-8)
图示尺寸单位：mm
Rev. H | Page 21 of 24
0.80
0.60
0.40
012407-A
8
4.00 (0.1574)
3.80 (0.1497)
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
订购指南
型号
ADR420AR
ADR420AR-REEL7
ADR420ARZ 1
ADR420ARZ-REEL71
ADR420ARM
ADR420ARM-REEL7
ADR420ARMZ1
ADR420ARMZ-REEL71
ADR420BR
ADR420BR-REEL7
ADR420BRZ1
ADR420BRZ-REEL71
ADR421AR
ADR421AR-REEL7
ADR421ARZ1
ADR421ARZ-REEL71
ADR421ARM
ADR421ARM-REEL7
ADR421ARMZ1
ADR421ARMZ-REEL71
ADR421BR
ADR421BR-REEL7
ADR421BRZ1
ADR421BRZ-REEL71
ADR423AR
ADR423AR-REEL7
ADR423ARZ1
ADR423ARZ-REEL71
ADR423ARM
ADR423ARM-REEL7
ADR423BR
ADR423BR-REEL7
ADR423ARMZ1
ADR423ARMZ-REEL71
ADR423BRZ1
ADR423BRZ-REEL71
ADR425AR
ADR425AR-REEL7
ADR425ARZ1
ADR425ARZ-REEL71
ADR425ARM
ADR425ARM-REEL7
ADR425ARMZ1
ADR425ARMZ-REEL71
ADR425BR
ADR425BR-REEL7
ADR425BRZ1
ADR425BRZ-REEL71
1
输出电压
VOUT(V)
2.048
2.048
2.048
2.048
2.048
2.048
2.048
2.048
2.048
2.048
2.048
2.048
2.50
2.50
2.50
2.50
2.50
2.50
2.50
2.50
2.50
2.50
2.50
2.50
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
3.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
5.00
初始精度
mV
3
3
3
3
3
3
3
3
1
1
1
1
3
3
3
3
3
3
3
3
1
1
1
1
4
4
4
4
4
4
1.5
1.5
4
4
1.5
1.5
6
6
6
6
6
6
6
6
2
2
2
2
%
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.15
0.05
0.05
0.05
0.05
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.04
0.04
0.04
0.04
0.13
0.13
0.13
0.13
0.13
0.13
0.04
0.04
0.13
0.13
0.04
0.04
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.04
0.04
0.04
0.04
温度系数
(ppm/°C)
10
10
10
10
10
10
10
10
3
3
3
3
10
10
10
10
10
10
10
10
3
3
3
3
10
10
10
10
10
10
3
3
10
10
3
3
10
10
10
10
10
10
10
10
3
3
3
3
温度范围
封装描述
封装选项
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚MSOP
8引脚MSOP
8引脚MSOP
8引脚MSOP
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚MSOP
8引脚MSOP
8引脚MSOP
8引脚MSOP
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚MSOP
8引脚MSOP
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚MSOP
8引脚MSOP
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚MSOP
8引脚MSOP
8引脚MSOP
8引脚MSOP
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
8引脚SOIC_N
R-8
R-8
R-8
R-8
RM-8
RM-8
RM-8
RM-8
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
RM-8
RM-8
RM-8
RM-8
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
RM-8
RM-8
R-8
R-8
RM-8
RM-8
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
R-8
RM-8
RM-8
RM-8
RM-8
R-8
R-8
R-8
R-8
Z = 符合RoHS标准的兼容器件。#表示RoHS器件可能在顶部或底部进行标识。
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标识
R4A
R4A
L0C
L0C
R5A
R5A
R06
R06
R6A
R6A
R0U
R0U
R7A
R7A
R7A#
R7A#
ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
注释
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ADR420/ADR421/ADR423/ADR425
注释
©2001–2007 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
C02432-0-6/07(H)
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