引言與概述

　　在電路設計中，精密穩壓參考源是保證系統可靠性與準確性的關鍵部件之一。AZ431AN-ATRE1作為Diodes Incorporated推出的一款高精度可調式基準穩壓IC，憑借其卓越的性能指標和靈活的應用范圍，被廣泛應用于開關電源、充電器、通信設備、電機驅動等各類電子系統中。AZ431AN-ATRE1內置了帶隙參考電路，能夠在環境溫度和輸入電壓波動的情況下，保持穩定的基準電壓輸出，其可調輸出范圍從2.5V到36V，輸出電流可達100mA，容差僅為±0.4%，極大地滿足了現代電子設備對精度和穩定性的要求。與傳統的齊納二極管相比，AZ431AN-ATRE1具有更低的溫度系數、更小的動態阻抗和更快的響應速度，因此在精密電源管理領域表現尤為突出。本文將從器件基本特性、內部結構、引腳功能、電氣指標、設計應用及選型要點等方面進行詳細闡述，以便讀者對AZ431AN-ATRE1有一個全面而深入的認識。

　　AZ431AN-ATRE1基本特性

　　AZ431AN-ATRE1是一款三端可調式精密并聯穩壓器，主要特性包括：輸出電壓可調范圍2.5V至36V、輸出電流最高100mA、標準容差±0.4%、溫度系數極低、動態阻抗小于0.1Ω、具備低啟動電壓和快速開關特性。該器件的工作電壓范圍寬廣，能夠在極低輸入（僅需略高于輸出電壓）至高達36V的環境下穩定工作，適用于各類需要高精度電壓基準的場景。同時，AZ431AN-ATRE1的封裝采用SOT-23-3（小外形晶體管三端封裝），具備體積小巧、易于表面貼裝、熱阻低等優點，也可選TO-92、SOT-89等其他封裝形式，滿足不同散熱與空間需求。這些特性使其在精密模數轉換（ADC）、數模轉換（DAC）、高精度基準源、增益調整電路、過壓保護和電流檢測電路中得到廣泛應用。

　　內部結構與工作原理

　　AZ431AN-ATRE1內部集成了基于帶隙參考原理的高精度電壓基準單元、誤差放大器和輸出晶體管。其核心是一個溫度補償的帶隙基準電路，提供精確的2.495V（典型值）參考電壓。當應用在并聯穩壓模式時，誤差放大器實時比較輸出電壓與內部基準電壓，通過驅動外部負載或并聯電阻網絡，調整輸出電流，從而實現穩定的輸出電壓。具體原理為：當輸出電壓高于用戶設定電壓時，誤差放大器驅動內部晶體管導通，分流電流，使輸出電壓下降；反之，當輸出電壓低于設定值時，晶體管截止，輸出電壓上升。因此，AZ431AN-ATRE1可看作一個可調的齊納二極管，具有更精確、更穩定的輸出特性。其內部結構還包括溫度補償電路，保證在?40°C至+125°C的工作溫度范圍內，輸出電壓漂移極小，通常溫度系數僅為5ppm/°C至15ppm/°C。

　　引腳功能與封裝信息

　　AZ431AN-ATRE1在SOT-23-3封裝下共有三個引腳，分別為：陰極（Cathode，K）、參考（Reference，R）與陽極（Anode，A）。·陰極（K）：內部晶體管的集電極，引出電流至外部電路。·參考（R）：誤差放大器的反相輸入端，用于采樣用戶外部反饋電壓。·陽極（A）：內部晶體管的發射極，與地或回路負極相連。當陰極與陽極之間的電流流過時，器件工作于并聯穩壓狀態。典型應用中，將外部電阻分壓網絡連接至參考引腳，以設定所需的輸出電壓。關于封裝尺寸與焊盤布局，SOT-23-3封裝尺寸為2.8mm×1.3mm左右，厚度約0.9mm，適合表面貼裝工藝，便于大規模SMT生產；同時該封裝具有良好的散熱性能，熱阻約為200°C/W，滿足中小功率設計需求。除了SOT-23-3，AZ431AN-ATRE1也提供TO-92、SOT-89等封裝形式供選擇，不同封裝在最高允許功率耗散和熱阻特性方面有所差異，設計者可根據實際散熱與空間約束進行選型。

　　電氣特性與技術指標

　　AZ431AN-ATRE1在典型工作條件下具有豐富的電氣指標，以下是主要參數摘要：

　　輸出電壓（V_REF）：典型值2.495V，公差±0.4%，最小2.486V，最大2.504V（25°C時）。

　　輸出電壓可調范圍：2.5V至36V，允許用戶通過外部電阻網絡設定任意輸出電壓值。

　　輸出電流：可承受最高100mA的分流電流，典型工作電流在1mA至100mA之間。

　　動態阻抗（Z_KA）：在I_K=10mA、20mA、50mA等不同負載電流下，動態阻抗小于0.1Ω，保證了高負載抑制能力與低輸出紋波。

　　溫度系數（TC）：在全溫度范圍內（?40°C至+125°C），溫度系數典型為5ppm/°C（最優），最大15ppm/°C，體現了穩定的溫度漂移性能。

　　工作電壓：最低工作電壓約為2.495V+V_BE，通常在4V左右即可正常進入穩壓狀態，最高可耐受36V的陰極-陽極電壓。

　　偏置電流（I_B）：在參考引腳處的偏置電流為每度約2μA至5μA，典型值約為2μA，影響小信號精度時需考慮外部反饋分壓網絡設計。

　　溫度范圍：器件工作溫度范圍為?40°C至+125°C，符合工業級溫度等級要求。

　　這些電氣參數確保AZ431AN-ATRE1在各種負載變化與環境溫度變化下，仍能提供高精度、高穩定性的基準電壓，為下游模擬電路或數字轉換模塊提供可靠的參考基準。

　　典型應用電路

　　AZ431AN-ATRE1的典型應用包括并聯穩壓、電流源、過壓保護和誤差放大電路等場景。以下列出一些常見應用：

　　并聯穩壓模式：將AZ431AN-ATRE1配置為可調齊納二極管，通過外部電阻R1與R2組成分壓網絡，將輸出電壓回饋至參考引腳。當輸出電壓達到由R1/R2比值設定的閾值時，AZ431AN-ATRE1開始導通，分流電流，從而穩定輸出。例如，將R1連接至陰極，R2連接參考與陽極之間，當目標輸出為5V時，可選R1=10kΩ、R2=4.76kΩ（近似計算）。該電路在簡單非隔離電源或輔助供電電路中常見。

　　開關電源反饋環路：在開關電源（SMPS）的次級側，通過光耦將次級輸出的分壓信號傳遞至主側，主側的AZ431AN-ATRE1與TLV431等作用相似，作為誤差放大器，將輸出電壓與內部基準進行比較后調節PWM脈寬，從而實現穩壓閉環控制。與TL431相比，AZ431AN-ATRE1具有更低溫漂和更小動態阻抗，能在強負載瞬變下保持較佳響應性能。

　　簡易可調電流源：將AZ431AN-ATRE1配置為電流源，只需在陰極與參考之間串聯一個高值電阻，當陰極處電壓穩定于2.495V時，通過歐姆定律可實現恒流輸出。例如，若需輸出10mA恒流，串聯電阻約為249.5Ω，可用249Ω標準阻值并串聯一個細調電阻進行微調。該電路可用于LED驅動的精密電流源或傳感電路的參考電流。

　　過壓保護：當系統存在可能過壓風險時，可將AZ431AN-ATRE1串聯在負載前，通過檢測輸出電壓是否超過設定閾值，一旦閾值觸發，AZ431AN-ATRE1導通大量電流，從而驅動另一部分保護電路（如MOSFET或晶體管），實現快速斷路或削峰，達到過壓保護目的。

　　這些應用電路充分利用了AZ431AN-ATRE1高精度、快響應和大輸出電流的特性，可廣泛應用于各類需要精密基準或保護功能的電子系統當中。

　　電路設計與選型建議

　　在選用AZ431AN-ATRE1時，需要結合實際電路需求，考慮以下幾點設計要素：

　　設定電壓精度要求：根據系統對基準電壓的精度要求，選擇±0.4%容差版本的AZ431AN-ATRE1，避免在高精度場景中因電壓漂移導致整體誤差超標。此外，應盡量在參考引腳與反饋電阻網絡中使用溫度系數低的金屬膜電阻，以減少因分壓電阻溫漂引起的輸出誤差。

　　負載電流及功耗計算：AZ431AN-ATRE1最高分流電流可達100mA，但實際工作中，應確定所需的最小維持電流（I_K(min)）和最大分流電流，以保證基準穩壓電路正常工作。若設計為并聯穩壓模式，需保證外部負載電流加上AZ431AN-ATRE1的分流電流不超過最大負載能力，否則會導致基準失效或器件過熱。對于高輸出電壓設置（例如>20V），需計算分壓網絡分流電流與AZ431AN-ATRE1導通電流之和，并保證輸入電壓裕量足夠。

　　溫度環境與溫漂控制：若應用場景位于極端溫度環境（例如汽車電子、戶外通信設備等），需評估器件溫度系數對整個系統性能的影響。AZ431AN-ATRE1在?40°C至+125°C范圍內的溫漂典型為5ppm/°C，最大15ppm/°C。若系統對溫漂要求極高，可考慮在反饋網絡中采用溫度補償設計，或配合外部溫度傳感與校準電路進行動態補償。

　　封裝與散熱：SOT-23-3封裝下，AZ431AN-ATRE1的熱阻約為200°C/W左右，在100mA分流電流、輸出電壓設置較高時，功耗會顯著增加，需注意器件自身的發熱與環境散熱情況。對于大功率分流場合，可采用SOT-89封裝或增加PCB散熱銅箔面積，并考慮在器件下方添加散熱過孔，幫助熱量快速傳導至內層及底層地平面。

　　電磁兼容與抑制振蕩：AZ431AN-ATRE1在高速工作或負載突變時，可能會產生振蕩現象。為穩定工作，可在參考引腳與陰極之間并聯一個小電容（典型值5pF到100pF），抑制高頻噪聲和振蕩。同時，應在輸入電源端增加去耦電容（10μF陶瓷+1μF薄膜）以降低電源噪聲和紋波對基準輸出的影響。

　　與其他基準源的比較：在進行選型時，可對比TL431、LMV431等同類器件的性能指標。與TL431相比，AZ431AN-ATRE1的基準精度更高、溫漂更低；與更高精度的基準IC（如ADR45xx系列）相比，AZ431AN-ATRE1雖然精度略低，但其輸出電流更大且成本更低，適合大多數工業和消費電子場景。

　　布局與散熱注意事項

　　高精度參考電路對PCB布局與散熱有較高要求，以下為幾項關鍵建議：

　　最短信號回路：將AZ431AN-ATRE1的參考引腳及分壓電阻網絡布局盡量靠近，縮短引腳與分壓電阻之間的銅跡長度，以降低寄生電感和噪聲耦合。地線應盡可能做到局部回流，將參考地與系統大地分區，避免大電流回路干擾基準節點。

　　散熱銅箔與過孔：在AZ431AN-ATRE1的陰極和陽極引腳下方適當增加銅箔面積，并在底層增加散熱過孔（例如4~6個直徑0.3mm的過孔），將熱量從表面層傳導至中下層地平面，降低芯片結溫。對于單面布板，也可在元件下方采用熱鋪銅。

　　去耦與濾波電容：在器件輸入端（陰極與陽極之間）應放置10μF以上的低ESR陶瓷電容，緊貼引腳布置，以抑制輸入紋波和突發電流。參考引腳旁可并聯1nF~10nF的小電容，用于濾除高頻噪聲，防止誤差放大器振蕩。

　　電源地與信號地分離：若系統采用開關電源供電，應將大電流回路地與基準電路地分離，通過單點接地或星形接地方式匯合，避免開關噪聲影響參考電壓穩定性。

　　走線寬度與層疊布線：對于大電流分流回路，建議采用足夠寬度的走線（≥0.5mm），降低壓降和電阻發熱。信號線應盡量在頂層布線，與大功率走線保持物理隔離，以保證信號純凈。通過合理的層疊布線，將關鍵信號與噪聲源隔離，進一步提升基準電源性能。

　　與同類產品比較

　　在可調式精密參考市場上，TL431系列是最為廣泛應用的器件之一，而AZ431AN-ATRE1與TL431雖功能相似，但在性能和特點上存在一定差異：

　　精度與溫漂：AZ431AN-ATRE1標準版容差為±0.4%，溫度系數典型為5ppm/°C，TL431標準容差通常為±1%，溫漂約為30ppm/°C。因此，對于對精度要求更高的應用場合，AZ431AN-ATRE1更具優勢。

　　輸出電流能力：TL431在某些型號中輸出電流可達100mA，但在高輸出電壓下動態阻抗會增加；AZ431AN-ATRE1則在全電壓范圍（2.5V~36V）內保持較低動態阻抗，輸出電流穩定性更好。

　　啟動電壓與響應速度：AZ431AN-ATRE1具備較低的啟動電壓，通常在3.0V左右即可進入穩壓狀態，同時具有較快的響應時間，減少在負載突變下的電壓尖峰；TL431的啟動性能相對遜色，需要略高的電壓才能穩定工作。

　　封裝選擇：AZ431AN-ATRE1在SOT-23、SOT-89、TO-92等多種封裝中提供工業級版本，而TL431常見封裝則更偏向TO-92、SOT-89，但在SOT-23極小封裝中，AZ431AN-ATRE1具有封裝尺寸更小、熱阻更低的優勢。

　　成本與供貨：在大批量采購時，TL431的成本略低于AZ431AN-ATRE1，但AZ431AN-ATRE1的性能更穩定，且市場供貨充足。例如，LCSC報價約$0.0157/片起（≥21,000件）lcsc.com，TL431價格相近或略低。綜上，對于需要高精度、高穩定性的應用，AZ431AN-ATRE1性價比更高；而在成本敏感且精度要求不那么苛刻的場合，TL431仍是經濟可靠的選擇。

　　可靠性與環境指標

　　AZ431AN-ATRE1設計符合工業級可靠性要求，并通過多項環境測試和質量認證：

　　溫度范圍：器件的結溫范圍為?40°C至+150°C，但為保證性能穩定，建議在?40°C至+125°C范圍內使用，并在實際PCB設計中考慮足夠的散熱措施，以避免在高結溫環境下出現輸出漂移或失控。

　　存儲溫度：在封裝完好情況下，存儲溫度范圍為?65°C至+150°C，符合JEDEC標準，可適應嚴苛的運輸和儲存環境。

　　ESD防護：AZ431AN-ATRE1內部集成了ESD保護二極管，符合2kV HBM（人體模型）和200V MM（機器模型）標準，在一般生產與運輸環境中具備較強的靜電防護能力，但在安裝和調試過程中仍需配合良好的靜電防護措施以避免損壞。

　　濕度與機械應力：器件符合RoHS環保要求，符合JEDEC濕度敏感等級（MSL）3或4，具體可參考廠商提供的裝箱說明。在SMT回流焊過程中，建議嚴格按照回流溫度曲線進行操作，避免超過封裝耐受的溫度峰值，以保證內部結構及焊點可靠性。

　　可靠性測試：生產廠商對AZ431AN-ATRE1進行高溫高濕、溫度沖擊、振動和機械沖擊等可靠性測試，以滿足各類電子產品在極端工況下的長期使用需求。總體而言，該器件因其出色的環境適應性，被廣泛應用于工業自動化、汽車電子、通信設備以及電源管理系統等需要長壽命和高可靠性的領域。

　　生產及封裝與訂購信息

　　AZ431AN-ATRE1由Diodes Incorporated生產，目前在全球范圍內多家代理商均有現貨或長期交期供應，可滿足不同批量和成本需求。常見訂購信息如下：

　　封裝形式：SOT-23-3（標稱體積約2.8mm×1.3mm×0.9mm）、TO-92（直插式）、SOT-89（中功率表面貼裝）。其中，SOT-23-3版本適合小型化、高密度SMT生產，TO-92版本適合需要手工焊接或較大功率散熱的應用，SOT-89版本則兼顧高功率散熱能力與表面貼裝特性。

　　包裝方式：SOT-23-3封裝通常采用卷盤（Tape & Reel）包裝方式，常見卷盤數量為3000片/卷，也可根據客戶需求定制大卷包裝；TO-92則多為托盤包裝，適合手工插裝。

　　產品編號：Diodes Incorporated的完整型號為AZ431AN-ATRE1，其中“AN”表示工業級精度版本，“ATRE1”表示SOT-23-3卷帶包裝形式。如需批量采購或BOM查詢，可參考Digi-Key Part Number “AZ431AN-ATRE1DITR-ND”（Tape & Reel）或“AZ431AN-ATRE1DICT-ND”（Cut Tape）digikey.com。

　　供貨狀態與價格：截至目前（2025年6月），LCSC顯示庫存超一百萬片，同時報價隨著采購量的增加而遞減（例如≥21,000片時單價約$0.0157）lcsc.com。Digi-Key、Mouser、Arrow等大型電子元器件分銷商均可提供現貨或短期交付。由于其廣泛應用和批量生產規模，AZ431AN-ATRE1的價格相對穩定，適合用于大批量生產和庫存備貨。

　　質量認證：Diodes Incorporated對AZ431AN-ATRE1進行RoHS、REACH等環保合規測試，并提供相關認證文檔。生產過程中采用業界先進封裝和測試工藝，保證器件在不同批次之間具有一致的性能表現。

　　常見故障與調試技巧

　　在實際應用中，AZ431AN-ATRE1電路可能面臨各種故障或性能波動，以下是一些常見問題與對應的調試建議：

　　輸出電壓漂移或誤差過大：若檢測到輸出電壓明顯高于或低于預期值，應首先檢查分壓電阻網絡連接是否正確，特別是分壓電阻的阻值是否準確、焊接是否牢固；其次檢查參考引腳與陰極之間是否存在引腳短路或PCB布線過長導致的寄生電阻；若溫度環境波動較大，可考慮更換更高精度/低溫漂的分壓電阻，并在參考引腳并聯小電容進行高頻濾波，以抑制可能的振蕩。

　　基準器件不導通或無法穩壓：若AZ431AN-ATRE1無法導通，輸出電壓始終未達到設定值，可能原因包括輸入電壓不足（需保證V_IN≥V_REF+V_BE，通常≥3V），或陰極與陽極接反。建議使用萬用表測量陰極-陽極之間的電壓并對照典型值；如輸入電壓合適但仍無導通，可檢查器件是否損壞或基準引腳是否受高阻環境影響。

　　振蕩與噪聲：若在負載突變或電源噪聲干擾較大的情況下，觀察到基準輸出出現振蕩，可在參考引腳與陰極之間并聯10pF至100pF的陶瓷電容進行濾波，同時在輸入端增加陶瓷去耦（10μF+0.1μF），以改善瞬態響應與抑制振蕩。

　　熱失控與過熱：在高電壓差、大電流分流的場合，AZ431AN-ATRE1可能因功耗過大導致結溫升高。當結溫接近安全工作范圍（125°C）時，器件參數將發生顯著漂移，甚至可能損壞。解決方案是改用SOT-89封裝以提高散熱能力、增加PCB散熱銅箔和過孔，或減少分流電流，改用外部功率更強的穩壓器。

　　頻率響應與帶寬不足：若基準電路在快速調節場景（如開關電源實時閉環）中響應遲緩，可能導致系統輸出振蕩。建議在誤差放大器輸出端增加小電容進行適當補償，或在反饋回路中添加零點與極點網絡，以優化相位裕度。

　　通過合理的調試手段，可以有效排查AZ431AN-ATRE1應用中的常見問題，提高系統穩定性和可靠性。

　　應用實例與行業案例

　　AZ431AN-ATRE1在各行業的多個應用場景中表現優異，以下舉例說明：

　　開關電源（SMPS）輔助穩壓電路：在某通信基站電源設計中，為了提高輔助12V輸出的精度和可靠性，設計師采用AZ431AN-ATRE1與光耦配合，將次級12V電壓通過分壓傳感后與AZ431AN-ATRE1的基準2.495V比較，再通過光耦調整主控PWM輸出，確保12V輸出誤差在±1%以內。由于AZ431AN-ATRE1低溫漂特性，即使在?40°C至+85°C環境溫度劇烈變化時，輸出精度依舊保持穩定，保證了通信設備的正常運行。

　　LED驅動恒流源：在某車載LED大燈驅動電路中，需要為LED串提供恒流驅動，以保證亮度一致性和色溫穩定。設計師利用AZ431AN-ATRE1配置成恒流源模式，將參考引腳設置為2.495V，并在陰極與負載之間串聯249Ω電阻，實現10mA恒定電流輸出。當車載12V電源波動時，AZ431AN-ATRE1精確控制電流，確保LED亮度不受電壓波動影響。該方案成本低廉、易于實現，且滿足汽車工業級環境要求。

　　電池充電管理系統：在某鋰電池充電器中，為了實現精準的恒壓充電，設計者在充電輸出端采用AZ431AN-ATRE1作為參考源，與運放配合構成恒壓恒流（CC-CV）充電電路。當電池電壓達到設定閾值（例如4.2V）時，AZ431AN-ATRE1導通并驅動功率晶體管，限制充電電壓；當充電電流下降到預設值時，轉換到涓流充電階段，保證電池安全與長壽命。AZ431AN-ATRE1的高精度和溫度補償特性在該應用場合發揮了重要作用。

　　可編程電源與測試儀器：在實驗室級可編程直流穩壓電源中，AZ431AN-ATRE1作為主參考源，提供穩定的基準電壓給D/A轉換模塊進行反饋控制，確保輸出電壓精度達到0.1%甚至更高。通過精確的實時采樣和高精度基準，實驗室設備能夠滿足科研和生產領域對電源穩定性和可重復性的苛刻要求。

　　這些實例說明，AZ431AN-ATRE1以其優秀的性能指標、靈活的應用方式和低廉的成本，成為眾多行業電源與參考設計的首選之一。

　　總結與展望

　　綜合來看，AZ431AN-ATRE1憑借其高精度（±0.4%容差）、低溫漂（典型5ppm/°C）、寬電壓調節范圍（2.5V36V）、高輸出電流（100mA）、低動態阻抗（<0.1Ω）以及高環境適應性（?40°C+125°C），在各類精密電源、保護電路、恒流源和儀器儀表領域具備廣泛應用價值。其小型化封裝（SOT-23-3）和多種封裝選型（SOT-89、TO-92）滿足了從微型便攜設備到大功率工業控制系統的不同需求。未來，隨著電子系統對功耗、尺寸、精度的要求不斷提升，可預見AZ431AN-ATRE1及其衍生產品將在智能電網、新能源汽車、可再生能源逆變、5G通信基站等領域得到更加廣泛的應用。同時，隨著半導體工藝與帶隙參考技術的不斷發展，新一代具有更低功耗、更高精度和更寬工作溫度范圍的可調基準產品將陸續面世，為電子設計工程師提供更多選擇。總的來說，AZ431AN-ATRE1憑借穩定的性能和成熟的工藝，將在未來精密電源管理與測控領域繼續發揮重要作用。

　　列表匯總

　　以下簡要列出文章中涉及的與AZ431AN-ATRE1相關的關鍵信息摘要：

　　器件類型：三端可調式高精度并聯穩壓參考；

　　輸出電壓范圍：2.5V（內部基準）至36V（最大陰極電壓）；

　　典型精度：±0.4%（參考電壓），溫度系數典型5ppm/°C；

　　最大輸出電流：100mA 分流；

　　封裝類型：SOT-23-3（主流）、SOT-89、TO-92；

　　電氣特性：動態阻抗<0.1Ω，工作電流范圍1mA~100mA，偏置電流約2μA；

　　工作溫度范圍：?40°C~+125°C（工業級）；

　　典型應用：并聯穩壓、開關電源反饋、恒流源、過壓保護、充電管理；

　　封裝布局建議：頂層銅箔散熱、底層過孔散熱、參考引腳并聯小電容；

　　調試技巧：參考引腳濾波、輸入端去耦、電源地分區、避免高溫失控；

　　與TL431比較：精度更高、溫漂更低、動態阻抗更小、成本略高；

　　訂購信息：Part Number AZ431AN-ATRE1DITR-ND（TR），AZ431AN-ATRE1DICT-ND（CT），價格隨數量遞減。

　　通過以上列表，可快速回顧AZ431AN-ATRE1的核心特性與應用要點，幫助工程師在項目選型與設計調試中高效決策。