引言与概述

　　在电路设计中，精密稳压参考源是保证系统可靠性与准确性的关键部件之一。AZ431AN-ATRE1作为Diodes Incorporated推出的一款高精度可调式基准稳压IC，凭借其卓越的性能指标和灵活的应用范围，被广泛应用于开关电源、充电器、通信设备、电机驱动等各类电子系统中。AZ431AN-ATRE1内置了带隙参考电路，能够在环境温度和输入电压波动的情况下，保持稳定的基准电压输出，其可调输出范围从2.5V到36V，输出电流可达100mA，容差仅为±0.4%，极大地满足了现代电子设备对精度和稳定性的要求。与传统的齐纳二极管相比，AZ431AN-ATRE1具有更低的温度系数、更小的动态阻抗和更快的响应速度，因此在精密电源管理领域表现尤为突出。本文将从器件基本特性、内部结构、引脚功能、电气指标、设计应用及选型要点等方面进行详细阐述，以便读者对AZ431AN-ATRE1有一个全面而深入的认识。

　　AZ431AN-ATRE1基本特性

　　AZ431AN-ATRE1是一款三端可调式精密并联稳压器，主要特性包括：输出电压可调范围2.5V至36V、输出电流最高100mA、标准容差±0.4%、温度系数极低、动态阻抗小于0.1Ω、具备低启动电压和快速开关特性。该器件的工作电压范围宽广，能够在极低输入（仅需略高于输出电压）至高达36V的环境下稳定工作，适用于各类需要高精度电压基准的场景。同时，AZ431AN-ATRE1的封装采用SOT-23-3（小外形晶体管三端封装），具备体积小巧、易于表面贴装、热阻低等优点，也可选TO-92、SOT-89等其他封装形式，满足不同散热与空间需求。这些特性使其在精密模数转换（ADC）、数模转换（DAC）、高精度基准源、增益调整电路、过压保护和电流检测电路中得到广泛应用。

　　内部结构与工作原理

　　AZ431AN-ATRE1内部集成了基于带隙参考原理的高精度电压基准单元、误差放大器和输出晶体管。其核心是一个温度补偿的带隙基准电路，提供精确的2.495V（典型值）参考电压。当应用在并联稳压模式时，误差放大器实时比较输出电压与内部基准电压，通过驱动外部负载或并联电阻网络，调整输出电流，从而实现稳定的输出电压。具体原理为：当输出电压高于用户设定电压时，误差放大器驱动内部晶体管导通，分流电流，使输出电压下降；反之，当输出电压低于设定值时，晶体管截止，输出电压上升。因此，AZ431AN-ATRE1可看作一个可调的齐纳二极管，具有更精确、更稳定的输出特性。其内部结构还包括温度补偿电路，保证在−40°C至+125°C的工作温度范围内，输出电压漂移极小，通常温度系数仅为5ppm/°C至15ppm/°C。

　　引脚功能与封装信息

　　AZ431AN-ATRE1在SOT-23-3封装下共有三个引脚，分别为：阴极（Cathode，K）、参考（Reference，R）与阳极（Anode，A）。·阴极（K）：内部晶体管的集电极，引出电流至外部电路。·参考（R）：误差放大器的反相输入端，用于采样用户外部反馈电压。·阳极（A）：内部晶体管的发射极，与地或回路负极相连。当阴极与阳极之间的电流流过时，器件工作于并联稳压状态。典型应用中，将外部电阻分压网络连接至参考引脚，以设定所需的输出电压。关于封装尺寸与焊盘布局，SOT-23-3封装尺寸为2.8mm×1.3mm左右，厚度约0.9mm，适合表面贴装工艺，便于大规模SMT生产；同时该封装具有良好的散热性能，热阻约为200°C/W，满足中小功率设计需求。除了SOT-23-3，AZ431AN-ATRE1也提供TO-92、SOT-89等封装形式供选择，不同封装在最高允许功率耗散和热阻特性方面有所差异，设计者可根据实际散热与空间约束进行选型。

　　电气特性与技术指标

　　AZ431AN-ATRE1在典型工作条件下具有丰富的电气指标，以下是主要参数摘要：

　　输出电压（V_REF）：典型值2.495V，公差±0.4%，最小2.486V，最大2.504V（25°C时）。

　　输出电压可调范围：2.5V至36V，允许用户通过外部电阻网络设定任意输出电压值。

　　输出电流：可承受最高100mA的分流电流，典型工作电流在1mA至100mA之间。

　　动态阻抗（Z_KA）：在I_K=10mA、20mA、50mA等不同负载电流下，动态阻抗小于0.1Ω，保证了高负载抑制能力与低输出纹波。

　　温度系数（TC）：在全温度范围内（−40°C至+125°C），温度系数典型为5ppm/°C（最优），最大15ppm/°C，体现了稳定的温度漂移性能。

　　工作电压：最低工作电压约为2.495V+V_BE，通常在4V左右即可正常进入稳压状态，最高可耐受36V的阴极-阳极电压。

　　偏置电流（I_B）：在参考引脚处的偏置电流为每度约2μA至5μA，典型值约为2μA，影响小信号精度时需考虑外部反馈分压网络设计。

　　温度范围：器件工作温度范围为−40°C至+125°C，符合工业级温度等级要求。

　　这些电气参数确保AZ431AN-ATRE1在各种负载变化与环境温度变化下，仍能提供高精度、高稳定性的基准电压，为下游模拟电路或数字转换模块提供可靠的参考基准。

　　典型应用电路

　　AZ431AN-ATRE1的典型应用包括并联稳压、电流源、过压保护和误差放大电路等场景。以下列出一些常见应用：

　　并联稳压模式：将AZ431AN-ATRE1配置为可调齐纳二极管，通过外部电阻R1与R2组成分压网络，将输出电压回馈至参考引脚。当输出电压达到由R1/R2比值设定的阈值时，AZ431AN-ATRE1开始导通，分流电流，从而稳定输出。例如，将R1连接至阴极，R2连接参考与阳极之间，当目标输出为5V时，可选R1=10kΩ、R2=4.76kΩ（近似计算）。该电路在简单非隔离电源或辅助供电电路中常见。

　　开关电源反馈环路：在开关电源（SMPS）的次级侧，通过光耦将次级输出的分压信号传递至主侧，主侧的AZ431AN-ATRE1与TLV431等作用相似，作为误差放大器，将输出电压与内部基准进行比较后调节PWM脉宽，从而实现稳压闭环控制。与TL431相比，AZ431AN-ATRE1具有更低温漂和更小动态阻抗，能在强负载瞬变下保持较佳响应性能。

　　简易可调电流源：将AZ431AN-ATRE1配置为电流源，只需在阴极与参考之间串联一个高值电阻，当阴极处电压稳定于2.495V时，通过欧姆定律可实现恒流输出。例如，若需输出10mA恒流，串联电阻约为249.5Ω，可用249Ω标准阻值并串联一个细调电阻进行微调。该电路可用于LED驱动的精密电流源或传感电路的参考电流。

　　过压保护：当系统存在可能过压风险时，可将AZ431AN-ATRE1串联在负载前，通过检测输出电压是否超过设定阈值，一旦阈值触发，AZ431AN-ATRE1导通大量电流，从而驱动另一部分保护电路（如MOSFET或晶体管），实现快速断路或削峰，达到过压保护目的。

　　这些应用电路充分利用了AZ431AN-ATRE1高精度、快响应和大输出电流的特性，可广泛应用于各类需要精密基准或保护功能的电子系统当中。

　　电路设计与选型建议

　　在选用AZ431AN-ATRE1时，需要结合实际电路需求，考虑以下几点设计要素：

　　设定电压精度要求：根据系统对基准电压的精度要求，选择±0.4%容差版本的AZ431AN-ATRE1，避免在高精度场景中因电压漂移导致整体误差超标。此外，应尽量在参考引脚与反馈电阻网络中使用温度系数低的金属膜电阻，以减少因分压电阻温漂引起的输出误差。

　　负载电流及功耗计算：AZ431AN-ATRE1最高分流电流可达100mA，但实际工作中，应确定所需的最小维持电流（I_K(min)）和最大分流电流，以保证基准稳压电路正常工作。若设计为并联稳压模式，需保证外部负载电流加上AZ431AN-ATRE1的分流电流不超过最大负载能力，否则会导致基准失效或器件过热。对于高输出电压设置（例如>20V），需计算分压网络分流电流与AZ431AN-ATRE1导通电流之和，并保证输入电压裕量足够。

　　温度环境与温漂控制：若应用场景位于极端温度环境（例如汽车电子、户外通信设备等），需评估器件温度系数对整个系统性能的影响。AZ431AN-ATRE1在−40°C至+125°C范围内的温漂典型为5ppm/°C，最大15ppm/°C。若系统对温漂要求极高，可考虑在反馈网络中采用温度补偿设计，或配合外部温度传感与校准电路进行动态补偿。

　　封装与散热：SOT-23-3封装下，AZ431AN-ATRE1的热阻约为200°C/W左右，在100mA分流电流、输出电压设置较高时，功耗会显著增加，需注意器件自身的发热与环境散热情况。对于大功率分流场合，可采用SOT-89封装或增加PCB散热铜箔面积，并考虑在器件下方添加散热过孔，帮助热量快速传导至内层及底层地平面。

　　电磁兼容与抑制振荡：AZ431AN-ATRE1在高速工作或负载突变时，可能会产生振荡现象。为稳定工作，可在参考引脚与阴极之间并联一个小电容（典型值5pF到100pF），抑制高频噪声和振荡。同时，应在输入电源端增加去耦电容（10μF陶瓷+1μF薄膜）以降低电源噪声和纹波对基准输出的影响。

　　与其他基准源的比较：在进行选型时，可对比TL431、LMV431等同类器件的性能指标。与TL431相比，AZ431AN-ATRE1的基准精度更高、温漂更低；与更高精度的基准IC（如ADR45xx系列）相比，AZ431AN-ATRE1虽然精度略低，但其输出电流更大且成本更低，适合大多数工业和消费电子场景。

　　布局与散热注意事项

　　高精度参考电路对PCB布局与散热有较高要求，以下为几项关键建议：

　　最短信号回路：将AZ431AN-ATRE1的参考引脚及分压电阻网络布局尽量靠近，缩短引脚与分压电阻之间的铜迹长度，以降低寄生电感和噪声耦合。地线应尽可能做到局部回流，将参考地与系统大地分区，避免大电流回路干扰基准节点。

　　散热铜箔与过孔：在AZ431AN-ATRE1的阴极和阳极引脚下方适当增加铜箔面积，并在底层增加散热过孔（例如4~6个直径0.3mm的过孔），将热量从表面层传导至中下层地平面，降低芯片结温。对于单面布板，也可在元件下方采用热铺铜。

　　去耦与滤波电容：在器件输入端（阴极与阳极之间）应放置10μF以上的低ESR陶瓷电容，紧贴引脚布置，以抑制输入纹波和突发电流。参考引脚旁可并联1nF~10nF的小电容，用于滤除高频噪声，防止误差放大器振荡。

　　电源地与信号地分离：若系统采用开关电源供电，应将大电流回路地与基准电路地分离，通过单点接地或星形接地方式汇合，避免开关噪声影响参考电压稳定性。

　　走线宽度与层叠布线：对于大电流分流回路，建议采用足够宽度的走线（≥0.5mm），降低压降和电阻发热。信号线应尽量在顶层布线，与大功率走线保持物理隔离，以保证信号纯净。通过合理的层叠布线，将关键信号与噪声源隔离，进一步提升基准电源性能。

　　与同类产品比较

　　在可调式精密参考市场上，TL431系列是最为广泛应用的器件之一，而AZ431AN-ATRE1与TL431虽功能相似，但在性能和特点上存在一定差异：

　　精度与温漂：AZ431AN-ATRE1标准版容差为±0.4%，温度系数典型为5ppm/°C，TL431标准容差通常为±1%，温漂约为30ppm/°C。因此，对于对精度要求更高的应用场合，AZ431AN-ATRE1更具优势。

　　输出电流能力：TL431在某些型号中输出电流可达100mA，但在高输出电压下动态阻抗会增加；AZ431AN-ATRE1则在全电压范围（2.5V~36V）内保持较低动态阻抗，输出电流稳定性更好。

　　启动电压与响应速度：AZ431AN-ATRE1具备较低的启动电压，通常在3.0V左右即可进入稳压状态，同时具有较快的响应时间，减少在负载突变下的电压尖峰；TL431的启动性能相对逊色，需要略高的电压才能稳定工作。

　　封装选择：AZ431AN-ATRE1在SOT-23、SOT-89、TO-92等多种封装中提供工业级版本，而TL431常见封装则更偏向TO-92、SOT-89，但在SOT-23极小封装中，AZ431AN-ATRE1具有封装尺寸更小、热阻更低的优势。

　　成本与供货：在大批量采购时，TL431的成本略低于AZ431AN-ATRE1，但AZ431AN-ATRE1的性能更稳定，且市场供货充足。例如，LCSC报价约$0.0157/片起（≥21,000件）lcsc.com，TL431价格相近或略低。综上，对于需要高精度、高稳定性的应用，AZ431AN-ATRE1性价比更高；而在成本敏感且精度要求不那么苛刻的场合，TL431仍是经济可靠的选择。

　　可靠性与环境指标

　　AZ431AN-ATRE1设计符合工业级可靠性要求，并通过多项环境测试和质量认证：

　　温度范围：器件的结温范围为−40°C至+150°C，但为保证性能稳定，建议在−40°C至+125°C范围内使用，并在实际PCB设计中考虑足够的散热措施，以避免在高结温环境下出现输出漂移或失控。

　　存储温度：在封装完好情况下，存储温度范围为−65°C至+150°C，符合JEDEC标准，可适应严苛的运输和储存环境。

　　ESD防护：AZ431AN-ATRE1内部集成了ESD保护二极管，符合2kV HBM（人体模型）和200V MM（机器模型）标准，在一般生产与运输环境中具备较强的静电防护能力，但在安装和调试过程中仍需配合良好的静电防护措施以避免损坏。

　　湿度与机械应力：器件符合RoHS环保要求，符合JEDEC湿度敏感等级（MSL）3或4，具体可参考厂商提供的装箱说明。在SMT回流焊过程中，建议严格按照回流温度曲线进行操作，避免超过封装耐受的温度峰值，以保证内部结构及焊点可靠性。

　　可靠性测试：生产厂商对AZ431AN-ATRE1进行高温高湿、温度冲击、振动和机械冲击等可靠性测试，以满足各类电子产品在极端工况下的长期使用需求。总体而言，该器件因其出色的环境适应性，被广泛应用于工业自动化、汽车电子、通信设备以及电源管理系统等需要长寿命和高可靠性的领域。

　　生产及封装与订购信息

　　AZ431AN-ATRE1由Diodes Incorporated生产，目前在全球范围内多家代理商均有现货或长期交期供应，可满足不同批量和成本需求。常见订购信息如下：

　　封装形式：SOT-23-3（标称体积约2.8mm×1.3mm×0.9mm）、TO-92（直插式）、SOT-89（中功率表面贴装）。其中，SOT-23-3版本适合小型化、高密度SMT生产，TO-92版本适合需要手工焊接或较大功率散热的应用，SOT-89版本则兼顾高功率散热能力与表面贴装特性。

　　包装方式：SOT-23-3封装通常采用卷盘（Tape & Reel）包装方式，常见卷盘数量为3000片/卷，也可根据客户需求定制大卷包装；TO-92则多为托盘包装，适合手工插装。

　　产品编号：Diodes Incorporated的完整型号为AZ431AN-ATRE1，其中“AN”表示工业级精度版本，“ATRE1”表示SOT-23-3卷带包装形式。如需批量采购或BOM查询，可参考Digi-Key Part Number “AZ431AN-ATRE1DITR-ND”（Tape & Reel）或“AZ431AN-ATRE1DICT-ND”（Cut Tape）digikey.com。

　　供货状态与价格：截至目前（2025年6月），LCSC显示库存超一百万片，同时报价随着采购量的增加而递减（例如≥21,000片时单价约$0.0157）lcsc.com。Digi-Key、Mouser、Arrow等大型电子元器件分销商均可提供现货或短期交付。由于其广泛应用和批量生产规模，AZ431AN-ATRE1的价格相对稳定，适合用于大批量生产和库存备货。

　　质量认证：Diodes Incorporated对AZ431AN-ATRE1进行RoHS、REACH等环保合规测试，并提供相关认证文档。生产过程中采用业界先进封装和测试工艺，保证器件在不同批次之间具有一致的性能表现。

　　常见故障与调试技巧

　　在实际应用中，AZ431AN-ATRE1电路可能面临各种故障或性能波动，以下是一些常见问题与对应的调试建议：

　　输出电压漂移或误差过大：若检测到输出电压明显高于或低于预期值，应首先检查分压电阻网络连接是否正确，特别是分压电阻的阻值是否准确、焊接是否牢固；其次检查参考引脚与阴极之间是否存在引脚短路或PCB布线过长导致的寄生电阻；若温度环境波动较大，可考虑更换更高精度/低温漂的分压电阻，并在参考引脚并联小电容进行高频滤波，以抑制可能的振荡。

　　基准器件不导通或无法稳压：若AZ431AN-ATRE1无法导通，输出电压始终未达到设定值，可能原因包括输入电压不足（需保证V_IN≥V_REF+V_BE，通常≥3V），或阴极与阳极接反。建议使用万用表测量阴极-阳极之间的电压并对照典型值；如输入电压合适但仍无导通，可检查器件是否损坏或基准引脚是否受高阻环境影响。

　　振荡与噪声：若在负载突变或电源噪声干扰较大的情况下，观察到基准输出出现振荡，可在参考引脚与阴极之间并联10pF至100pF的陶瓷电容进行滤波，同时在输入端增加陶瓷去耦（10μF+0.1μF），以改善瞬态响应与抑制振荡。

　　热失控与过热：在高电压差、大电流分流的场合，AZ431AN-ATRE1可能因功耗过大导致结温升高。当结温接近安全工作范围（125°C）时，器件参数将发生显著漂移，甚至可能损坏。解决方案是改用SOT-89封装以提高散热能力、增加PCB散热铜箔和过孔，或减少分流电流，改用外部功率更强的稳压器。

　　频率响应与带宽不足：若基准电路在快速调节场景（如开关电源实时闭环）中响应迟缓，可能导致系统输出振荡。建议在误差放大器输出端增加小电容进行适当补偿，或在反馈回路中添加零点与极点网络，以优化相位裕度。

　　通过合理的调试手段，可以有效排查AZ431AN-ATRE1应用中的常见问题，提高系统稳定性和可靠性。

　　应用实例与行业案例

　　AZ431AN-ATRE1在各行业的多个应用场景中表现优异，以下举例说明：

　　开关电源（SMPS）辅助稳压电路：在某通信基站电源设计中，为了提高辅助12V输出的精度和可靠性，设计师采用AZ431AN-ATRE1与光耦配合，将次级12V电压通过分压传感后与AZ431AN-ATRE1的基准2.495V比较，再通过光耦调整主控PWM输出，确保12V输出误差在±1%以内。由于AZ431AN-ATRE1低温漂特性，即使在−40°C至+85°C环境温度剧烈变化时，输出精度依旧保持稳定，保证了通信设备的正常运行。

　　LED驱动恒流源：在某车载LED大灯驱动电路中，需要为LED串提供恒流驱动，以保证亮度一致性和色温稳定。设计师利用AZ431AN-ATRE1配置成恒流源模式，将参考引脚设置为2.495V，并在阴极与负载之间串联249Ω电阻，实现10mA恒定电流输出。当车载12V电源波动时，AZ431AN-ATRE1精确控制电流，确保LED亮度不受电压波动影响。该方案成本低廉、易于实现，且满足汽车工业级环境要求。

　　电池充电管理系统：在某锂电池充电器中，为了实现精准的恒压充电，设计者在充电输出端采用AZ431AN-ATRE1作为参考源，与运放配合构成恒压恒流（CC-CV）充电电路。当电池电压达到设定阈值（例如4.2V）时，AZ431AN-ATRE1导通并驱动功率晶体管，限制充电电压；当充电电流下降到预设值时，转换到涓流充电阶段，保证电池安全与长寿命。AZ431AN-ATRE1的高精度和温度补偿特性在该应用场合发挥了重要作用。

　　可编程电源与测试仪器：在实验室级可编程直流稳压电源中，AZ431AN-ATRE1作为主参考源，提供稳定的基准电压给D/A转换模块进行反馈控制，确保输出电压精度达到0.1%甚至更高。通过精确的实时采样和高精度基准，实验室设备能够满足科研和生产领域对电源稳定性和可重复性的苛刻要求。

　　这些实例说明，AZ431AN-ATRE1以其优秀的性能指标、灵活的应用方式和低廉的成本，成为众多行业电源与参考设计的首选之一。

　　总结与展望

　　综合来看，AZ431AN-ATRE1凭借其高精度（±0.4%容差）、低温漂（典型5ppm/°C）、宽电压调节范围（2.5V36V）、高输出电流（100mA）、低动态阻抗（<0.1Ω）以及高环境适应性（−40°C+125°C），在各类精密电源、保护电路、恒流源和仪器仪表领域具备广泛应用价值。其小型化封装（SOT-23-3）和多种封装选型（SOT-89、TO-92）满足了从微型便携设备到大功率工业控制系统的不同需求。未来，随着电子系统对功耗、尺寸、精度的要求不断提升，可预见AZ431AN-ATRE1及其衍生产品将在智能电网、新能源汽车、可再生能源逆变、5G通信基站等领域得到更加广泛的应用。同时，随着半导体工艺与带隙参考技术的不断发展，新一代具有更低功耗、更高精度和更宽工作温度范围的可调基准产品将陆续面世，为电子设计工程师提供更多选择。总的来说，AZ431AN-ATRE1凭借稳定的性能和成熟的工艺，将在未来精密电源管理与测控领域继续发挥重要作用。

　　列表汇总

　　以下简要列出文章中涉及的与AZ431AN-ATRE1相关的关键信息摘要：

　　器件类型：三端可调式高精度并联稳压参考；

　　输出电压范围：2.5V（内部基准）至36V（最大阴极电压）；

　　典型精度：±0.4%（参考电压），温度系数典型5ppm/°C；

　　最大输出电流：100mA 分流；

　　封装类型：SOT-23-3（主流）、SOT-89、TO-92；

　　电气特性：动态阻抗<0.1Ω，工作电流范围1mA~100mA，偏置电流约2μA；

　　工作温度范围：−40°C~+125°C（工业级）；

　　典型应用：并联稳压、开关电源反馈、恒流源、过压保护、充电管理；

　　封装布局建议：顶层铜箔散热、底层过孔散热、参考引脚并联小电容；

　　调试技巧：参考引脚滤波、输入端去耦、电源地分区、避免高温失控；

　　与TL431比较：精度更高、温漂更低、动态阻抗更小、成本略高；

　　订购信息：Part Number AZ431AN-ATRE1DITR-ND（TR），AZ431AN-ATRE1DICT-ND（CT），价格随数量递减。

　　通过以上列表，可快速回顾AZ431AN-ATRE1的核心特性与应用要点，帮助工程师在项目选型与设计调试中高效决策。