負基準電壓源可通過串聯基準電壓源和反相放大器生成。MAX6010串聯電壓基準與集成電荷泵的MAX9820放大器配合使用，如圖1電路所示，采用單電源實現該負電壓基準。

介紹

某些應用需要使用負基準電壓源，而負基準電壓源通常不容易獲得。產生負電壓的常用方法是使用運算放大器（op amp）反相正精密基準電壓源的輸出。這種方法通常需要一個正基準電壓源、運算放大器和兩個電源軌來產生負輸出。

產生負電源軌的另一種方法是電荷泵逆變器。這種方法需要一個基準電壓源、一個電荷泵、一個運算放大器和一個正電源軌。雖然這些方法有效，但它們都需要多個組件，并且消耗的空間比實際理想情況要多。此外，眾多組件會增加成本，這是不可取的。

本文介紹了一種使用集成電荷泵的運算放大器從單電源生成負基準電壓源的簡單方法。這種運算放大器-電荷泵組合在MAX9820上可以找到，它實際上是一個立體聲耳機放大器IC，具有多種特性，適合其預期應用。然而，它在這里還有另一個用途，作為產生負基準電壓源的電路的基礎，同時需要最少的元件和電源軌，并減少物料清單（BOM）和所需的電路板空間。

電路說明

圖1電路使用3 V串聯基準電壓源（U1）和帶內部電荷泵（U2）的運算放大器構成負基準電壓源。U1 提供精確的 3V 輸出，功耗低于 5μA。在此配置中，U1的輸出連接到U2的反饋回路。負反饋迫使運算放大器的輸出為-3V。U2 上的低輸出失調電壓與 U1 的精密精度相結合，可實現高精度負輸出電壓。

電源電壓必須足夠高，以解決基準電壓源和運算放大器的任何潛在裕量問題。基準電壓源還需要一個 3.2V 輸入電壓來產生一個 3V 基準。U1 和 U2 的絕對最大電壓均為 6V;兩款器件的最高推薦工作電壓均為5.5V。該電路的電源軌范圍最小為3.2V，最大為5.5V。

基準電壓源需要去耦電容。推薦的去耦電容為輸入端的0.1μF和輸出端的0.01μF。U2 需要一個 0.1μF 和一個 10μF 并聯。

圖1.該電路產生負基準電壓源。U1電壓基準（MAX6010A）驅動運算放大器U2（MAX9820）的輸入。U2的輸出為負基準電壓。

R1和R2應使用高精度匹配電阻，以確保在兩個器件的整個溫度范圍內（-40°C至+85°C）具有穩定的輸出電壓。

在反饋路徑中使用兩個匹配電阻的替代方法成本更高，但更準確：使用精密電阻分壓器（圖 2） 例如，MAX5491 （U3）提供0.035%（A級）、0.05%（B級）和0.1%（C級）的電阻匹配;它涵蓋了電路中基準電壓源和運算放大器的整個工作溫度范圍。它是該穩壓器的理想補充。

圖2.圖中所示為圖1電路，以及用U3（MAX5491）精密匹配電阻分壓器替換兩個電阻。

圖3顯示了圖1中電路的輸出電壓與溫度的關系。-40°C至+85°C的最大溫度偏差為3mV，在作為獨立器件的U1基準電壓源的最大輸出電壓規格范圍內。

圖4顯示了圖1電路在?40°C、+25°C和+85°C時的輸出電壓與負載電流的關系。測試是在反饋環路中使用兩個1%電阻和一個5V電源電壓完成的。

圖3.圖1電路在無負載條件下的輸出電壓與溫度的關系

圖4.圖1電路的輸出電壓與負載的關系

審核編輯：郭婷