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1、,四 、运放&比较器主要测试的参数及测试方法： 一般来说集成运算放大器的电参数分为两类：直流参数和交流参数。 直流参数主要包括：失调电压Vos（Vio） 、偏置电流IBP和IBN 、失调电流Ios（Io）、失调电压调节范围、输出幅度（输出高电平电压VOH 和输出低电平电压VOL） 、开环电压增益AVO 、电源电压抑制比（PSRR） 、共模抑制比CMRR（KCMR）、共模输入范围、电源电流Icc（Is）十项。 交流参数主要包括：大信号压摆率（SR） 、小信号过冲、单位增益带宽、建立时间、上升时间、下降时间六项。 而其中电源电流、偏置电流、失调电流、失调电压、输出幅度、开环增益、电源电压抑制比、共
2、模抑制比、大信号压摆率、单位增益带宽这十项参数反映了运算放大器的精度、速度、放大能力等重要指标，故作为考核运放器件性能的关键参数。,集成运算放大器,通常运算放大器电参数的测试分为两种方法：一种是单管测试法，另一种是带辅助放大器的测 试方法。尽管单管测试法外围线路较为简单，但由于不同运放各项电参数差异很大，不利于计算机 测试系统实现自动测试，故在生产测试中较少采用。 为了能采用统一的测量线路实现自动测试，发展了利用辅助放大器进行测试的新方法。该测试方法具有以下优点： 1）被测器件的直流状态能自动稳定，且易于建立测试条件； 2）环路具有较高的增益，有利于微小量的精确测量； 3）可在闭环条件下实现开
3、环测试； 4）易于实现不同参数测试的转换，有利 于实现自动测试。 鉴于运用辅助放大器测试方法所具有 的优越性，该方法已被国际电工委员会 （IEC）确定为运算放大器测试标准。 右图为运放的辅助放大器测试方法的 基本原理图。图中运放A为辅助放大器， DUT为被测运放。辅助放大器应满足以下 要求： A开环增益大于60dB； B 输入失调电流和输入偏置电流应很小； C动态范围足够大；,集成运算放大器,集成运算放大器,下面以Accotest/STS8200测试系统的运放包为例，说明各参数的测试方法。 SU8113/SU8114是STS8200系统专用DUT板，可测试单运放、双运放、四运放，双比较器、四比
4、较器等器件的主要参数。,运放环路与LOAD BOARD连接示意图,SU8113/SU8114示意图,集成运算放大器,SU8113/SU8114的原理框图见下图。SU8113上有4个相同的辅助运放环SU8114，可以同时搭接4个闭环反馈环路，完成4单元运放的测试。,集成运算放大器,SU8113/SU8114中所用到主要硬件资源说明如下： DVI0：向DUT提供正电源V+，并可测试其工作电流ICC+。 DVI1：向DUT提供负电源V-，并可测试其工作电流ICC-。测试单电源运放时， V-应设为零。 DVI2：比较器测试时为上拉电阻提供电平。 DVI3：连接DUT的输出端，可完成对DUT输出端的开短
5、路测试。 OVI0：提供偏置电压以控制DUT的输出电压VO，或通过高速模拟开关PLS向DUT 同反相输入端提供电平（可用于压摆率参数SR的测试）。 OVI1：通过高速模拟开关PLS向DUT同反相输入端提供电平（可用于压摆率参数 SR的测试，或用于同反相输入端的开短路测试）。 OVI2：连接辅助运放的输出端，测量所有闭环直流参数。 QTMU+：时间测量单元，连接被测运放的输出端，测量时间参数SR。 ACSM+：交流信号源，连接DUT反相输入端，提供交流参数BW所需的交流信号； 交流电压表，连接DUT输出端，测量交流参数BW,集成运算放大器,1、电源电流ICC 1.1 定义：在规定电源电压、输入电
6、压和输出电压下，流入（或流出）器件电源端的电 流值。,集成运算放大器,1.2 测试规范,1.3 测试方法 DUT电源端通过DVI0和DVI1施加规定的电源电压V+、V-，对于单电源器件 V-=0V。 (2) 通过设置OVI0电压，使DUT输出电压Vo设为规定值。 (3) 用DVI0测试DUT的V+端电流ICC。,集成运算放大器,1.4 部分测试程序代码： double Vccp = Icc-GetConditionCurSelDouble(short(0); /初始值V+= Vccp=30V double Vccn = Icc-GetConditionCurSelDouble(1); /初始值
7、V-= Vccn=0V double Vo = Icc-GetConditionCurSelDouble(2); /初始值Vo =0V dvi0.Set(FV, Vccp, DVI400_50V, DVI400_400MA, RELAY_ON); dvi1.Set(FV, Vccn, DVI400_50V, DVI400_400MA, RELAY_ON); delay_ms(RELAY_TIME); ovi0.Set(FV, -Vo, OVI40_5V, OVI40_40MA, RELAY_ON); delay_ms(RELAY_TIME); DUT_RELAY_ON(K1K4, K11, O
8、PEN_2, UNIT_A, K17, K7_K12, OPEN_5, K15K16, OPEN_7, H_OVI1,OPEN_8); delay_ms(RELAY_TIME); dvi0.MeasureVI(MI, SAMPLE_TIMES, 20); for (i=0; iSetTestResult(i, 0, adresulti*1000); cbit.SetOn(-1); dvi0.Set(FV, 0, DVI400_50V, DVI400_400MA, RELAY_ON); dvi1.Set(FV, 0, DVI400_50V, DVI400_400MA, RELAY_ON); ov
9、i0.Set(FV, 0, OVI40_5V, OVI40_40MA, RELAY_ON);,集成运算放大器,2、输入失调电压Vos（Vio） 2.1 定义：在规定的电源电压下，被测器件输出电压为零（或规定值）时，两输入端所加的直流补偿电压。 一个理想的运放，当输入电压为0时，输出电压也应为0。但实际上它的差分输入级很难做到完全对称。通常在输入电压为0时，存在一定的输出电压。这个在输入端所加的直流补偿电压即为Vos。,单管测试法,集成运算放大器,2.3 测试方法 DUT电源端通过DVI0与DVI1施加规定的电源电压V+、V-，对于单电源器件 V-=0V。 (2) 通过设置OVI0电压，使DUT
10、输出电压Vo设为规定值。 (3) 用OVI2在辅助运放输出端测试输出电压VL。 (4) 输入失调电压：,2.2 测试规范,Vio=VL/(RF/RI)=VL/(50K/100)=VL/500,集成运算放大器,2.4 部分测试程序代码： dvi0.Set(FV,0,DVI400_50V,DVI400_400MA,RELAY_ON); dvi1.Set(FV,0,DVI400_50V,DVI400_400MA,RELAY_ON); dvi0.SetClamp(25,25); /dvi0电流箝位设置为25%。 dvi1.SetClamp(25,25); /dvi1电流箝位设置为25%。 dvi0.S
11、et(FV,Vccp,DVI400_50V,DVI400_400MA,RELAY_ON); dvi1.Set(FV, Vccn, DVI400_50V, DVI400_400MA, RELAY_ON); /注意DVI0与DVI1电压档位根据V+和V-电压来设置。下面参数的测试同理。 ovi2.Set(FI, 0, OVI40_5V, OVI40_40MA, RELAY_ON); /ovi2设置FIMV模式，等待测试 ovi0.Set(FV,-Vo,OVI40_5V,OVI40_40MA, RELAY_ON); /ovi0设置DUT输出偏置电压 delay_ms(RELAY_TIME); /RE
12、LAY_TIME为程序最开头设定的宏定义，根据实际情况用户自行 设定，样例程序中设定为1ms。 DUT_RELAY_ON(K1K4, K11, OPEN_2, UNIT_A, K17, K7_K12, OPEN_5, K15K16, OPEN_7, H_OVI1,OPEN_8); ovi2.MeasureVI(MV, SAMPLE_TIMES, 20); /ovi2 MV模式，采样点数为SAMPLE_TIMES(样例 程序为20，采样间隔时间20us),集成运算放大器,for (int i=0; iSetTestResult(i, 0, adresulti/500*1000); /ovi2读回
13、辅助运放输出，除以500倍 放大倍数，再乘以1000将输出结果转化为mv单位。 cbit.SetOn(-1); dvi0.SetClamp(100,100); dvi1.SetClamp(100,100); /每次使用到箝位时，在测试完本函数时回复100%。 dvi0.Set(FV, 0, DVI400_50V, DVI400_400MA, RELAY_ON); dvi1.Set(FV, 0, DVI400_50V, DVI400_400MA, RELAY_ON); ovi0.Set(FV, 0, OVI40_5V, OVI40_40MA, RELAY_ON); ovi2.Set(FI, 0,
14、 OVI40_5V, OVI40_40MA, RELAY_ON); delay_ms(RELAY_TIME);,集成运算放大器,3、输入偏置电流IB+ 、IB- 3.1定义：在规定的电源电压下，被测器件输出电压为零（或规定值）时，流入（或流出） 器件同相端的电流为IB+，流入（或流出）器件反相端的电流为IB-。,集成运算放大器,3.3 测试方法 (1) DUT电源端通过DVI0与DVI1施加规定的电源电压V+、V-，对于单电源器件V-=0V。 (2) 通过设置OVI0电压，使DUT输出电压Vo设为规定值。 (3) 闭合开关KK15和KK16，在辅助运放输出端用OVI0测试输出电压VL0。 (4
15、) 断开开关KK16，在辅助运放输出端用OVI0测试输出电压VL1。 同相端输入偏置电流： (7) 断开开关KK15，在辅助运放输出端用OVI0测试输出电压VL2。 反相端输入偏置电流： 注：KK15：用于DUT反相输入端短接IB测试电阻（位于SU8113上） KK16：用于DUT同相输入端短接IB测试电阻（位于SU8113上）,3.2 测试规范,Ib-=(VL2-VL0)/(RF/RI)*R）,Ib+=(VL1-VL0)/(RF/RI)*R),集成运算放大器,3.4 部分测试程序代码： 。 ovi2.MeasureVI(MV, SAMPLE_TIMES, 20); for (i=0; iSe
16、tTestResult(i, 0, (vosa2i-vosa1i)/100.0*1000); /采样电阻为100K，vosa1,vosa2单 位为mv, Ibp单位为nA。 / Ibp-SetTestResult(i, 1, (vosb2i-vosb1i)/100.0*1000); ,集成运算放大器,4、输入失调电流IOS（IO） 4.1 定义：在规定的电源电压下，被测器件输出电压为零（或规定值）时，流入（或 流出）器件两输入端的电流之差。 4.2 测试原理和方法同Ib+、Ib-,5、输入偏置电流Ibias 5.1 定义：在规定的电源电压下，被测器件输出电压为零（或规定值）时，流入（或 流出）器件两输入端的平均电流。 5.2 测试原理和方法同Ib+、Ib-,Ios= Ibp-Ibn,Ibias
