Die LT1236 ist eine Referenzspannungsquelle von Linear Technology, die auf einer
buried Zenerdiode basiert. Sie gibt eine genau spezifizierte Spannung aus und
benötigt kaum externe Komponenten.
Die Abweichung von der Sollspannung beträgt in der besseren Sortierung höchstens +/-0,05%.
Der Temperaturdrift wird mit typischerweise 2ppm/°C angegeben. Es existiert
allerdings ein zweiter Temperaturdrift, der im Datenblatt als "Temperature
Hysteresis" bezeichnet wird. Über den vollen Temperaturbereich von -40°C bis
85°C beträgt dieser Drift bis zu 60ppm/°C. Ursache sind die mechanischen
Verspannungen, die sich durch Temperaturwechsel im LS8-Gehäuse ergeben.
Im Datenblatt ist ein Prinzipschaltbild enthalten. Die Referenzspannung erzeugt die 6,3V-Z-Diode D5 mit Hilfe einer Konstantstromquelle. Den Ausgang stellt die Push-Pull-Endstufe im rechten Bereich dar. Dazwischen befindet sich ein Differenzverstärker, der die Referenzspannung mit der Spannung am Ausgang vergleicht und die Endstufe entsprechend aussteuert. Die Widerstandskette R1, R2, R3 und R4 ermöglicht einen Abgleich der Referenzspannung. Die Dioden D3 und D4 realisieren vermutlich eine gewisse Temperaturkompensation.
Die LT1236LS8 befindet sich in einem relativ kleinen LS8-Gehäuse. Von den acht Anschlusspins werden nur vier für den Betrieb benötigt. Drei weitere führen interne Potentiale nach außen, die im Datenblatt nicht beschrieben sind.
Neben dem Markenzeichen von Linear Technology befindet sich auf dem Die die Zahlenfolge 1205 und ein "T".
An der linken Kante des Dies ist die buried Zenerdiode platziert. Darauf folgen nach rechts einige Widerstände, die zu einem Großteil für die Einstellung der gewünschten Spannung genutzt werden. Die teilweise symmetrischen Elemente rechts der Mitte stellen den Differenzverstärker dar. An der rechten Kante befindet sich die Push-Pull-Endstufe, die den an der oberen Kante liegenden Ausgang treibt.
Um die Spannung am Ausgang möglichst unabhängig vom Stromfluss einstellen zu können, sind die beiden Ausgangs-Bondpads mehrfach angebunden. Nach rechts zu den Endstufen führen zwei Leitungen. Eine Leitung liefert die Referenzspannung, die zweite Leitung könnte eine Art Sense-Leitung für die Endstufe darstellen und damit Spannungsabfälle auf der stromführenden Leitung kompensieren. Diese lokale Rückkopplung muss dann aber mit Augenmerk abgestimmt sein, da zusätzlich vom linken Bondpad die Rückkopplung zum Operationsverstärker nach rechts unten führt und es so zu Schwingungen in den beiden Regelschleifen kommen könnte.
Hier zeigt sich eine möglich Variation der Schaltung. Trennt man den Fusible
Link zwischen den Bondpads, so kann man die beiden Potentiale an zwei Pins des
Gehäuses führen und damit eine dezentrale Sensierung der Referenzspannung
realisieren. Das erklärt auch warum am linken Bondpad noch ein zusätzlicher
Pulldownwiderstand integriert wurde. Dieser Widerstand sorgt bei getrennten
Bondpads dafür, dass am Eingang des Operationsverstärker immer ein definierter
Pegel anliegt.
Interessant ist die Umsetzung der Variante über den Fusible
Link. Durch diesen Aufbau kann man die gewünschte Variante theoretisch noch beim Bonden
auswählen. Bondet man
die beiden Pads auf zwei Gehäusekontakte, so kann man im Nachgang von außen den
Fusible Link auftrennen und erhält die Variante mit externer Spannungssensierung.
Das doppelte Bondpad in der linken oberen Ecke und die zwei nicht beschriebenen Bondpads an der unteren Kante des Dies führen alle das Massepotential. Über mehrere Fusible Links ermöglichen sie es verschiedenen Teilen des Operationsverstärkers eigene Bezugspotential zuzuführen. Der Nutzen dieser Option erschließt sich nicht ohne einer detaillierteren Analyse des Operationsverstärkers.
Das Die bietet einige Einstellmöglichkeiten. Im linken Bereich befinden sich
vier Testpads, die an drei Fusible Links angebunden sind und eine Reihe von
Widerständen zu- oder abschalten können. Im rechten Bereich
befinden sich elf Testpads mit zehn Fusible Links. Die daran angeschlossenen
Widerstände sind kürzer und teilweise parallel geschaltet, was zu niedrigeren
Werten führt. Betrachtet man die
Verschaltung genauer, so stellt man fest, dass alle diese Widerstände in Serie
geschaltet sind. Sie stellen den Widerstand R1 dar (blau), der von der Zenerdiode zum Operationsverstärker führt. Der grüne Widerstand R2 führt vom
Operationsverstärker zum mittigen Widerstandsarray, wo sich der rosa markierte
Widerstand R3 anschließt. Darauf folgt eine Diodenstruktur. Am Widerstandsarray
ist außerdem in gelb der Widerstand R4 angebunden, der es ermöglicht die Referenzspannung
über das Bondpad an der rechten oberen Ecke zu justieren.
Die 13 Schaltmöglichkeiten
im Widerstand R1 bieten 8192
Abstufungen. Damit lässt sich selbst bei einem Einstellbereich von
100% des Sollwerts eine Auflösung von
0,012% justieren, was ausreichend sein sollte, um die im Datenblatt
garantierte Genauigkeit von 0,05% zu erreichen.
Auf den Widerstandarrays
links und mittig befinden sich ungenutzte Durchkontaktierungen zur
Metalllage. Vermutlich lassen sich so bei Bedarf mit einer relativ einfachen
Änderung der Metalllage Teile der Widerstände überbrücken.
An vielen Stellen, wie zum Beispiel in der linken unteren Ecke, sind ungenutzte Widerstände in unterschiedlichen Ausführungen platziert, die nach Bedarf noch in die Schaltung integriert werden könnten.
Die buried Zenerdiode besitzt eine ähnliche Form wie in der LM399. Sie scheint allerdings etwas verkleinert worden zu sein.
Interessant ist vor allem die Struktur, die sich über der Zenerdiode befindet. Der optischen
Erscheinung nach handelt es sich wahrscheinlich um einen Transistor. Die drei
Anschlüsse wurden aber nicht mit anderen Schaltungsteilen verbunden. Mit letzter
Sicherheit lässt sich die Funktion des Bereichs nicht bestimmen. Die Kombination
einer Zenerdiode mit einem Transistor in unmittelbarer Nähe lässt vermuten, dass
man sich die gegensätzlichen Temperaturdrifts der beiden Bauteile zu nutzen
machen wollte, wie es auch bei der LTFLU der Fall ist.
Der äußere Anschluss der Zenerdiode ist ein Stück weit über die
Isolationsbereiche zwischen den beiden Komponenten geführt und enthält dort eine Durchkontaktierung. Eine funktionale Verbindung ist so allerdings kaum
denkbar. Es scheint sich lediglich um eine Kontaktierung des Substrats zu
handeln.
In der LT1021 wird dieser Transistor als
Puffer verwendet.
