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技术专题
PCB设计导致電(diàn)压基准产生热滞现象？
每当您需要在PCB布局中放置参考電(diàn)压时，它都必须对温度波动和外部噪声具有(yǒu)超稳定性。基准電(diàn)压源的漂移会产生较小(xiǎo)的電(diàn)压误差，这在某些精密测量系统以及精密稳压器和高分(fēn)辨率转换器中是无法接受的。参考電(diàn)压電(diàn)路有(yǒu)一个特定的量，该量定义了温度循环如何影响参考電(diàn)压，这就是所谓的热滞。
对于半导體(tǐ)部件，仅由于半导體(tǐ)器件的平面结构，不可(kě)避免地存在热滞后现象。尽管不能(néng)完全防止热滞现象，但是可(kě)以通过在将产品部署到最终环境之前进行适当的PCB安装和電(diàn)气测试来抑制它。这是导致热滞现象的原因，以及在准备部署新(xīn)解决方案时如何消除热滞现象。
什么是热滞回？
从技术上讲，由于某些变量或系统参数（包括温度和随温度变化的量）的变化，任何可(kě)物(wù)理(lǐ)测量的量在测量过程中都会显示出滞后现象。通常用(yòng)含防冻蛋白/糖蛋白的溶液中冰晶的凝固点和熔点的分(fēn)离来讨论热滞，其中随着溶液温度在极限值之间循环，凝固温度和熔化温度将略有(yǒu)变化。从概念上讲，可(kě)以将热磁滞与磁滞进行比较，其中循环的磁场会留下一些剩余磁化强度。
電(diàn)路中的热滞回
在電(diàn)子产品中，热滞现象用(yòng)于描述参考電(diàn)压的精度。这些是精密電(diàn)路和设备，用(yòng)于為(wèi)某些其他(tā)電(diàn)路中的電(diàn)压测量提供稳定的比较。需要稳定参考電(diàn)压的一些電(diàn)路和组件是：
模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）：这两个電(diàn)路使用(yòng)参考電(diàn)压来设置量化值。
低压差（LDO）调节器：基准電(diàn)压用(yòng)作误差放大器的一个输入，以检测调节器的输出電(diàn)压何时下降得太低。然后，误差放大器对MOSFET进行调制，以将输出電(diàn)压校正為(wèi)所需值。
比较器：基准電(diàn)压源為(wèi)比较器的高和低阈值及其自身的开关滞后提供了基础。这可(kě)以由電(diàn)池，齐纳二极管或硅带隙基准源提供。
正式定义
热滞现象的形式正式定义為(wèi)在整个工作温度范围内器件循环之前和之后，环境温度（+25°C）下输出電(diàn)压的变化。電(diàn)压基准電(diàn)路中的热滞通常以ppm /°C為(wèi)单位进行测量。这是输出参考電(diàn)压由于在间隔ΔT内的温度循环而变化的量。实际上，当温度在整个ΔT内循环时，这是参考電(diàn)压電(diàn)路输出電(diàn)压的永久变化。
如果器件在其低温额定值和高温额定值之间循环（例如，许多(duō)组件的温度范围為(wèi)-40°C至125°C），则对于典型的带隙基准電(diàn)压電(diàn)路，输出的总变化可(kě)达到〜1 mV。正确安装在PCB上的高精度電(diàn)路在整个工作温度范围内的迟滞值可(kě)低至〜105 ppm。注意，即使電(diàn)路的温度保持恒定，在这些電(diàn)路中也会发生長(cháng)期漂移。
LDO稳压器中使用(yòng)的参考電(diàn)压中的热滞示例测量。
什么引起热滞后？
热滞是由温度循环过程中累积在半导體(tǐ)管芯上的机械应力产生的。应力分(fēn)布以及如何从器件释放应力取决于芯片先前是否处于较高或较低的温度，以及器件中过去的应力历史。由于热膨胀和收缩，应力在模具上的不同位置累积并凝固。
一旦带有(yǒu)参考電(diàn)压電(diàn)路的设备脱离生产線(xiàn)，通常会在标准环境条件下进行简短测试。接下来发生的事情可(kě)能(néng)会在半导體(tǐ)管芯上施加压力，并导致参考電(diàn)压電(diàn)路的输出以下列方式发生变化：
包装过程中的加热和冷却：将模具放置在包装中时，将其装入高温的环氧包装中。然后包装冷却并返回到环境温度。在此过程中，应力将积聚在模具上。
组装过程中的焊接：波峰焊需要将设备加热到高温并保持一段时间。冷却后，模具中会积累一些应力。手工焊接不会将整个设备加热到导致大量应力累积的程度。
工作期间发热：当设备在PCB上工作时，温度不可(kě)避免发生变化。热量可(kě)能(néng)从板上的其他(tā)组件或外部环境流向参考電(diàn)压電(diàn)路。
在容易产生热滞的部件周围放置切口槽是增加部件下方的基板的刚度的一种方法。另外，将设备放置在遠(yuǎn)离PCB中心的位置。两种方法均已通过实验证明可(kě)减少应力积累和产生的热滞后现象。
板边缘提供了一个较硬的安装表面，可(kě)防止由于热滞而导致输出電(diàn)压变化。
最后，為(wèi)了减轻管芯中的应力并迫使参考電(diàn)压電(diàn)路稳定到其長(cháng)期输出，可(kě)以在组装的PCB运行时重复循环该電(diàn)路。这可(kě)能(néng)需要多(duō)个周期，但是一些组件制造商(shāng)对参考電(diàn)压的测量显示，在重复循环之后，磁滞窗口会随着时间的流逝而减小(xiǎo)。