參考電壓源（又稱基準(zhǔn)電壓源）是電子儀器儀表中的基本部件，是精密測量系統(tǒng)中一種基本單元。過去都采用溫度補償?shù)凝R納二極管組成的參考電壓源。目前都使用集成電路工藝制作的能隙式精密電壓源MC1403。下面介紹一下MC1403工作原理與應(yīng)用。

　　MC1403是美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的一種新型的參考電壓器件，它是利用一個負(fù)溫度系數(shù)的基射結(jié)正向電壓VBE與正溫度系數(shù)的工作在不同電流密度下，兩個晶體管基射結(jié)電壓差△VBE相加而形成的零溫度系數(shù)的參考電壓源。圖1是MC1403內(nèi)部原理簡圖，晶體管T1和T2以及電阻R1和R2形成兩個晶體管能隙電壓Vgo，晶體管T2以及電阻R1和R2形成兩個晶體管能隙電壓Vgo。晶體管T2的射極面積比晶體管T1的射極面積大8倍。當(dāng)T1、T2流過相同的射極電流時，T1的電流密度J1比T2的電流密度J2也就大8倍。其射基結(jié)電壓差加在電阻R2上，所以流過T2的射極電流為Ie2，則Ie2=△VBE／R2=（1／R）（KT／q）Ln（J1／J2）。

　　由于T1和T2的射流相同，而且都流過電阻R1，所以在R1上的電壓降等于兩倍的Ie2再乘以R1，因而R1上的電壓降VR1為：VR1=2×（R1／R2）×（KT／q）（LnJ1／J2）=2×（R1／R2△VBE）。

　　VR1具有正溫度系數(shù)，T1的VBE為負(fù)溫度系數(shù)，當(dāng)VBE加上VR1等于能隙電壓Vgo時，理論上講可以得到零溫度系數(shù)，即：Vgo=VBE+VR1=VBE+2（R1／R2）△VBE=VBE+2（R1／R2）×（KT／q）（LnJ1／J2）。

　　由圖1可知，Vgo正好是T1基極對地的電壓。輸出電壓VR為：

　　VR=（R4+R5）／R5×Vgo=（R4+R5）／R5[VBE+2×（R1／R2）△VBE]

　　所以只要調(diào)整電阻R4和R5的比值，就可以改變輸出電壓VR。

　　根據(jù)圖1簡化的原理圖，制成的單片能隙式參考電壓源MC1403電原理圖如圖2所示。晶體管T1、T2和電阻R1、R2產(chǎn)生能隙電壓，電流鏡T2、T4被T11自舉，改善了電源電壓變化對輸出電壓的影響。為了減小PNP橫向晶體管T3、T4的hFE的影響（即hFE較小，會使晶體管T1、T2兩管的電流失配），由T6來驅(qū)動T3、T4的基極。T1的集電極經(jīng)過T5輸出，T7、R9和T8構(gòu)成電平位移，將輸出電壓加到T11的基極。T11和T12接成復(fù)合管作為整個電路的輸出級，R5和T13用作限流保護(hù)，使得電路輸出的最大負(fù)載電流為10mA。電容C作為電路的頻率補償。結(jié)型場效應(yīng)管T1用作啟動電路。

　　MC1403的主要特性如下：

　　輸出電壓2.475V～2.525V（2.5V±1％）

　　最小輸入電壓4.5V（4.5～15V）3mV

　　負(fù)載調(diào)整率（0～10mA）1OmV

　　圖3是MC1403的最基本的應(yīng)用電路，MC1403輸出2.5V的電壓，接上線繞電位器10kΩ以后，電位器的中心點可以輸出0～2.5V的電壓。

　　圖4是MC1403與集成運算放大器一起構(gòu)成輸出電壓的參考電壓源。MC1403的輸出端并接10kΩ的電位器RP，RP的中心點連接到運放的同相端。運放組成增益為4的同相放大器，調(diào)整電位器RP就可以獲得0～10V的輸出電壓。

　　圖5是MC1403串接應(yīng)用一種方法，可以獲得2.5V輸出和穩(wěn)定的5V輸出電壓。電容C用來穩(wěn)定電路的工作，電阻R消除電容C在上面一個MC1403輸出的負(fù)載影響。