高精度基准电压源不同稳压值的击穿特性并不相同,4v以下稳压管的击穿特性非常“软”(动态电阻可高达100ω以上),其端电压随通过电流的不同、变化很大;而6v以上的特性就非常“硬”、尤以8v左右的特性硬(动态电阻约4~15ω),击穿电压越高动态电阻也越大,例如30v稳压管的动态电阻约为50~100ω。环境温度变化时稳压管的击穿特性还会产生漂移。6v以下的稳压管具有负温度系数、温度升高时稳压值减小。击穿电压越低则负温度系数越大,例如3v稳压管的温度系数约为-1.5mv/℃;6v以上为正温度系数、温度升高时稳压值增大,击穿电压越高的温度系数越大,例如30v稳压管的温度系数约为33mv/℃;而6v左右稳压管的温度系数小、且在正负之间变化。因而在允许情况下应尽可能选用击穿特性较硬、温度系数小的6v稳压管。这类稳压管的另一个缺点是同一型号管子其击穿电压的离散性很大,例如2cw1为7~8.5v、2cw5 为11.5~14v,要想挑出合适电压值的管子是非常困难的。但如果对稳压值要求不高、电路又比较简单的场合,选用普通稳压管还是合适的。
如需要很低的基准电压,要求不高、而又不希望增加成本时,也可利用二极管的正向特性做为约0.7v的稳压管使用。笔者曾用图示仪对大量二极管的正向特性做过观察,发现稳压管的正向特性相对其它二极管而言硬,整流管次之、开关管差,因此可用稳压管正向串联的办法组成0.7v、1.4v、2.1v等的低压基准源,还可以通过改变通过电流的办法微调其端电压值。其温度系数约为-2mv/℃左右。
另一类常用的电压基准是采用半导体集成工艺生产的“基准二极管”和“精密电压基准”。“基准二极管”是一个双端单片式器件,其电特性和使用方法等同于稳压二极管,由于设计时已经考虑了动态电阻和温度系数问题,因而其性能(尤其是低电压器件)要比普通稳压管优越得多。例如lm103基准二极管,击穿电压分档:1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6v;动态电阻典型值:15ω/0.13ma、5ω/3ma、比稳压二极管低约10倍,因而可在比较小的电流(100 ua-1ma)下得到较稳定的基准电压。
另一类较常用的基准二极管如lm385-1.2、lm385-2.5、lm336-2.5、lm336-5具有更小的动态电阻(如lm385 仅1ω、lm336-5仅0.6ω、lm336-2.5仅0.2ω),在很小的工作电流下即有很硬的特性、在10 ua电流下即可正常工作,而普通稳压管至少要在5~10ma下才能正常工作(严格讲并非不能工作,而是工作电流小时其击穿特性非常软、电流的微小变化即可引起端电压的明显变化);温度系数低,典型值仅20ppm/℃、约25uv/℃,比普通稳压管低百倍以上;工作电压分别为1.235v、2.5v、5v且工作电压的离散性很小、仅1-2%,一般情况下具有互换性;价格也不贵,因而得到广泛使用。