bandgap reference

La référence de bande interdite : une base de tension stable pour l’électronique

Dans le monde de l’électronique, la précision et la stabilité sont primordiales. Les appareils ont besoin de références de tension fiables pour fonctionner correctement, et la **référence de bande interdite** est une technologie de base qui permet d’atteindre cet objectif. Cet article se penche sur les fondements des références de bande interdite, explorant leur fonctionnement, leur importance et leur application dans divers circuits électroniques.

**Comprendre la bande interdite :**

Le terme « bande interdite » fait référence à la différence d’énergie entre la bande de valence et la bande de conduction d’un matériau semi-conducteur. Le silicium, l’épine dorsale de l’électronique moderne, présente une tension de bande interdite d’environ 1,205 V à température ambiante. Cette propriété intrinsèque du silicium sert de base aux références de bande interdite.

**Référence de bande interdite : une source de tension de précision :**

Une référence de bande interdite est un circuit de référence de tension qui génère une tension de sortie très stable et précise, généralement autour de 1,2 V, en tirant parti de la tension de bande interdite du silicium. Cette tension reste remarquablement constante même dans des conditions de température variables, ce qui la rend idéale pour diverses applications nécessitant des références de tension fiables.

**Fonctionnement : le principe de base :**

La clé de la référence de bande interdite réside dans la combinaison de deux éléments clés :

1. **PTAT (proportionnel à la température absolue) :** Cet élément génère une tension qui augmente linéairement avec la température.
2. **CTAT (complémentaire à la température absolue) :** Cet élément produit une tension qui diminue linéairement avec la température.

En combinant soigneusement les sorties de ces deux éléments à l’aide d’un circuit d’amplification précis, la dépendance à la température est annulée, ce qui se traduit par une tension de sortie stable et précise qui reflète étroitement la tension de bande interdite du silicium.

**Applications en électronique :**

Les références de bande interdite sont des composants indispensables dans une large gamme de circuits électroniques, notamment :

• **Convertisseurs analogique-numérique (CAN) :** Assurer une conversion précise du niveau de tension.
• **Convertisseurs numérique-analogique (CNA) :** Fournir une référence stable pour la sortie de tension.
• **Amplificateurs opérationnels (AO) :** Établir une tension de polarisation stable pour les amplificateurs.
• **Microcontrôleurs et microprocesseurs :** Fournir une tension de référence précise pour les opérations internes.
• **Régulateurs de tension :** Assurer des sorties de tension stables et précises pour les alimentations.

**Avantages des références de bande interdite :**

• **Haute stabilité :** Les références de bande interdite offrent une stabilité de tension exceptionnelle sur une large plage de températures.
• **Haute précision :** Elles fournissent des références de tension très précises avec une dérive minimale.
• **Faible consommation d’énergie :** Les références de bande interdite consomment généralement très peu d’énergie, ce qui les rend adaptées aux applications alimentées par batterie.
• **Large disponibilité :** Les références de bande interdite sont facilement disponibles dans divers boîtiers de circuits intégrés (CI).

**Conclusion :**

La référence de bande interdite est un composant crucial dans l’électronique moderne, assurant des références de tension stables et précises pour une grande variété d’applications. En tirant parti de la propriété intrinsèque de bande interdite du silicium, ces circuits fournissent une base de tension fiable et précise, permettant le fonctionnement précis de divers appareils électroniques. Au fur et à mesure que la technologie progresse, les références de bande interdite continuent d’évoluer, offrant des performances améliorées et une consommation d’énergie réduite, renforçant encore leur rôle dans le monde en constante croissance de l’électronique.