Référence de tension

On appelle référence de tension un circuit ou un composant électronique capable de produire une tension de sortie continue (courant continu) constante, quelles que soient les conditions extérieures comme la température, l'humidité, la pression ou le temps. Les composants électrochimiques ont été les premières références de tension, notamment l'étalon Weston et les piles au plomb. Deux électrodes étaient placées dans une solution de sulfurate de cadmium et la cellule Weston produisait une tension prévisible de 1,018 VDC à température ambiante. Aujourd'hui, l'accumulateur au plomb est toujours utilisé pour l'alimentation de secours et les applications automobiles. Elle contient une solution d'acide sulfurique. Elle produit 2,1 VDC à température ambiante. Le principal problème de toutes les piles et batteries électrochimiques, lorsqu'elles sont forcées de servir de références de tension, réside dans le fait que la tension de sortie varie en fonction de la demande de courant. La tension de sortie d'une pile ou d'une batterie qui doit fournir plus de courant diminuera si elle possède une résistance interne. Les références de tension contemporaines simples reposent sur des composants semi-conducteurs appelés diodes Zener. Lorsqu'une certaine quantité minimale de courant traverse une diode Zener, une tension prévisible se développe à ses bornes, et cette tension (appelée tension d'avalanche ou tension Zener) reste la même lorsque le courant continue à augmenter. La tension exacte dépend de la conception du dispositif, et peut aller d'environ 1 volt à plus de 100 volts. Des références de tension plus sophistiquées tirent parti des propriétés des jonctions entre des matériaux semi-conducteurs spécifiques, en comparant des multiples des tensions entre ces matériaux à la tension développée aux bornes d'une diode semi-conductrice classique. Ces dispositifs sont connus sous le nom de dispositifs de référence à bande interdite. Les références de tension sont utilisées dans les alimentations des équipements électroniques de précision de toutes sortes, en particulier les systèmes dont les performances sont fortement affectées par de petites variations de la tension qui leur est appliquée. Comme la plupart des appareils de communication grand public, les ordinateurs personnels et les périphériques sont capables de tolérer certaines fluctuations de tension (jusqu'à plusieurs points de pourcentage au-dessus ou au-dessous de leurs valeurs nominales). Seule une fraction d'un pour cent peut être tolérée par les équipements de laboratoire scientifique et médical.