专家说：直流电压和直流电流（三）

　　固态直流电压标准

　　现在使用的固态直流电压标准有两种：一种使用具有集成齐纳二极管的参考放大器;另一种使用一个或几个离散的温度补偿齐纳二极管。这两种固态直流电压标准都克服了本章后面介绍的饱和标准电池的大多数限制因素。

　　固态电压标准在机械上是坚固的，能够吸收或送出电流而不致损坏，并具有很低的输出电压温度系数。另外，固态电压标准的输出电压比较高，能够把连接导线的热电动势的影响减到最小。这就使得它们易于使用和校准。

　　参考放大器型固态直流电压标准

　　参考放大器是一个由齐纳二极管和品体管组成的集成电路。

　　图7—7表示出一个参考放大器。

　　参考电压Vref是齐纳管电压和晶体管基-射结电压之和。这种构造使得参考放大器具有温度补偿和稳定工作的特性。

　　和使用参考齐纳二极管相比，参考放大器具有两方面的好处。第一，齐纳管中的电流I2可以不受晶体管基极电流的影响而独立进行调节，所以，我们可以调节其晶体管的集电极电流Ic，以便在一个较窄的温度范围内得到接近于零的温度系数。

　　第二，参考放大器中的集成品体管，还可以作为高增益的第一放大级，和高增益负反馈放大器配合，以得到较高参考电压的稳压输出。图7—8所示的福禄克公司的732B就使用了如图7—9描述的参考放大器。

　　在图中，参考放大器U1是732B稳定的10 V输出的参考电压。该10 V输出的稳定度决定于参考放大器的稳定度和决定放大器增益(从而决定输出电压)的线绕电阻器R1和R2，的比例稳定度。这个电路提供了低阻抗的通路，可以给出很大的输出电流而不会给参考电压引入误差。由于设计周到，考虑细致，732B的反馈稳定的10 V输出电压的稳定度儿乎达到了参考放大器参考电压的稳定度。

　　732B的输出电压包括10 V和1.018 V两个参考电压(1. 018V的输出电压未在图中示出)。其10 V输出电压的确保的稳定度为0.3ppm/月，2.0ppm/年。一般地说，和预计的每年的10 V输出电压值相比较，其每年的稳定度优于输出的1.0ppm。732B可以用市电电源工作.也可以由内部的可充电电池供电工作达72小时以上。732B不会由于输出端短路而损坏。当给出10 mA的输出电流时，输出电压的负载稳定性变化通常小于0.1ppm。

　　此外，还有一种4个模块的直流电压标准，即福禄克公司的734A。见图7-10。

　　福禄克公司的734A是按照NBS的技术文章1239(Technical Note 1239)的建议，用4个732B设计而成的。

　　使用4个732B有如下的好处：

　　■在一个机箱中的4个独立的单元;

　　■0.3ppm/月的稳定度;

　　■2ppm/年的稳定度，

　　■72小时的电池工作寿命，

　　■尺寸小——每个732B为1/4机架宽度;

　　■重量轻——每个732B为13磅(1磅≈0.453 6kg)。

　　按照NBS的技术文章1239的要求，每个732B独立地工作。一个732B的性能不会影响其它732B的性能。使用4到6个独立的参考标准的输出的平均值来作为标准电压，是保存电压标准的好的做法。当然，734A和732B是和福禄克公司的732A固态参考标准完全兼容的。见图7-8。

　　通常使用4个福禄克公司的732B来保存本地的一级电压标准，因为即使一个732B发生了故障，本地的伏特赋值仍然能够保持其完整性。表7-1概括了这种情况。