基准源漂移介绍，ppm/°C、PPM、温漂定义

从 LTZ1000 内部结构看 GM7402 设计细节

LTZ1000 家族：ADR1000，ADR1001

“低漂移 0.8 ppm/°C（典型值），1.5 ppm/°C（最大值）”是 GM7402 最核心的技术指标之一，反映了它的温度稳定性（Temperature Coefficient of Output Voltage, TC₍Vₒ₎）。

ppm/°C、PPM

“PPM” 是 “Parts Per Million” 的缩写，中文意思是 “百万分之一”。这是一个常用的相对比率单位，用来表示极小的误差、浓度或漂移量。它相当于：

“温漂”表示当环境温度变化时，基准电压输出的偏移量。 以 ppm/°C 为单位（百万分率每摄氏度），定义为：

假设输出 Vout = 2.5 V，温度范围 –55 °C → +125 °C（ΔT = 180 °C）
典型漂移 0.8 ppm/°C：

最大漂移 1.5 ppm/°C：

在从 –55°C 到 +125°C 的极端环境变化中，输出电压的漂移仅为 ±0.36 ~ 0.68 mV

PPM对比

横轴：温度（-40°C 到 +140°C）
纵轴：输出电压变化量（单位 µV，相对于 25°C 的参考点）
可以看到：
1 ppm/°C 的漂移极小，几乎是一条平线；
100 ppm/°C 则随温度变化明显

基准源对比

对比对象	温漂等级	实际表现	应用领域
一般工业级基准（如 TL431）	30–100 ppm/°C	温度变化几乎毫伏级漂移（数十 mV）	电源参考
高精度带隙（如 ADR445、REF5050）	2–3 ppm/°C	全温区漂移 1 ~ 2 mV	工业/仪表
GM7402（深埋齐纳）	0.8–1.5 ppm/°C	全温区漂移 < 1 mV	实验室级/医疗/车规

为什么能做到 0.8 ppm/°C

GM7402 相比前代（GM7400/7401 约 1.5 ppm/°C typ）能进一步降低温漂，关键在于：采用深埋齐纳（Buried Zener）核心：齐纳击穿电压在特定电流下对温度几乎不敏感（天然接近平坦曲线）。

深埋齐纳二极管（Buried Zener Diode）是一种专门设计的 高稳定性参考二极管结构，用于提供极其稳定的基准电压；它是通过在硅片内部深层掺杂与隔离结构实现的 “埋入型齐纳结”，与普通表面齐纳有本质不同。普通齐纳（表面型）是在硅片表面形成 PN 结；深埋齐纳， 是把齐纳结“埋”在基片下面（通常深几微米），远离表面电荷与氧化层界面，从而：降低噪声；提高温度稳定性；抑制老化与漂移。

深埋齐纳的核心优势在于其零温度系数点（ZTC，Zero Temp Coefficient Point）。
击穿电压受两种效应影响：

• 齐纳效应（隧穿击穿）：电压随温度上升而略减小；+
• 雪崩效应（碰撞电离）：电压随温度上升而略增加；

在 约 6.8 V 附近，两种效应抵消 → 温度漂移趋近 0；因此，深埋齐纳基准通常工作在 6.9 V 附近，再经分压放大或缓冲输出为常见的 2.5 V、5 V 等精密基准电压。

这方面的佼佼者是：

温漂0.05ppm/ºC
内部电路：

齐纳二极管 + 晶体管 Q1→ 二者形成温度互补组合，输出稳定电压。
Q2 是温度传感器，用来检测芯片内部温度，控制加热器。
芯片内部还有寄生二极管，用来隔离加热电流对参考区的干扰。

多个绿色环形结构围绕中央核心，这些绿色环是 加热电阻环（heater rings）：
外层两圈并联形成主加热器；
内层四圈可独立控制；
内外环之间通过键合点串/并连接，便于温控优化；
右上角另有一块基板接触垫，用于监控加热均匀性。这些环状加热结构能实现极低的温度梯度（≈0.01°C），确保齐纳与晶体管在完全一致的温度下工作。

蓝色点：晶体管 Q1 的发射极；
黑色环：Q1 的基极（也是齐纳阳极）；
红线：齐纳阴极；
白线：Q1 集电极；
黄色/灰色线：温度检测晶体管 Q2。

齐纳结（雪崩击穿）与 Q1 的 BE 结（负温度系数）互相补偿；组合输出约 7V，温漂几乎为 0；两者必须紧贴放置以维持温度一致；齐纳为深埋式（Buried Zener），避开表面杂质与氧化界面，降低长期漂移。

利用齐纳击穿的正温度系数与晶体管 BE 结的负温度系数相互补偿，实现几乎零温漂的输出电压。

元件	颜色标识	功能
蓝色点	晶体管 Q1 的发射极（Emitter）	输出参考电压
黑色环	Q1 的基极，同时也是齐纳二极管的阳极	热、电信号耦合中心
红色线	齐纳阴极	击穿区输出端
白色线	晶体管集电极	提供偏置电流路径
黄色/灰色线	Q2 温度传感器（周边四个晶体管）	控制内部加热温度

整个结构呈 同心环布局：
中心：Zener + Q1 组合；
外圈：4 颗 Q2 温度监测晶体管；
更外圈：加热环（见前面的图）；
所有结区被 粉红色的 P-N 隔离框 环绕，用以电隔离并减少漏电流。

总结

GM7400（1.5 ppm/°C）：漂移曲线斜率最大，温度变化 180 °C 时约 ±0.68 mV。GM7401（1.35 ppm/°C）：略优，漂移减少约 10–15%。
GM7402（0.8 ppm/°C，深埋齐纳架构）：曲线几乎水平，全温区漂移仅 ±0.36 mV。

随着架构演进（带隙 → 低压带隙 → 深埋齐纳复合），温度稳定性提升约 2 倍。