运算放大器和电压比较器测试技术的实践应用

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1、运算放大器和电压比较器测试技术的实践应用1引言半导体集成电路厂家，依靠技术测试人员、产品标准和讣算机测试系统等测试仪器组成完整的测试系统，就要求测试人员能定量掌握测试技术，了解计算机测试系统的测试原理，能按类准确设定器件电参数标准值対计算机测试系统二次编程进行参数测试，并能搭试线路进行直流或交流参数测试和分析。2测试中应注意的问题运算放大器属于模拟电路，输入激励和输出响应都是连续量，内部各元件参数也是连续量，失效模型较复杂，其元件具有容差和可能存在隐性缺陷，这导致失效因素的模糊性和随机性。対越是精密

2、、开环增益和工作频率越是高的电路越是明显，往往外部条件的细小变化（或干扰）也会引起测试结果的较大误差。模拟电路中电流和电压是重要参数，也是失效信息的重要组成部分。模拟电路的复杂性决定了需耍采取多种方法来解决失效诊断问题。一般可采用直流测试法和交流测试法;第三种特殊方法是有针对性地施加冲击应力信号。交流测试法是指测试端为频率响应信号,又可分为频率测试法和频谱分析法。频率测试法，如果全部激励都是同一频率的正弦函数，则电路屮的所有稳态响应也将是同一频率的止弦函数，这样被测电路的幅频特性可用来诊断电路的失效

3、。输入脉冲（方波）信号，可用來检测输岀电压转换速率、建立时间、响应时间等参数。施加冲击应力信号，可强制检测一般测试不出的隐性缺陷。3测试系统的基本测试原理该原理符合国标GB/T3442-86《半导体集成电路运算（电压）放大器测试方法的基本原理》[1]和GB/T6798-96[2]o被测器件DUT和辅助运放A共同构成一负反馈闭环放大器（见图1所示）。A要求开环增益大于60dB,增益由精密电阻RF和RI的比例决定，由计算机程控。A的输出VL,经运算得到各参数的数据。图1基水虧试电原理图3.1运算放大器主

4、要参数测试原理分解无论是人工搭试电路测试还是计算机分步测试,实际上对特定的某一参数值按对应的一种特定的测试电路结构施加信号来测试。在测试时应符合器件详细规范规定的下列条件：(a)环境温湿度；(b)电源电压；(c)参考电压或信号；(d)环路条件(包括负载电阻、电容等)；(e)补偿网络及辅助电路；(f)防自激、干扰。(1)输入失调电压VIO(Vos)定义：使输岀电压为零(或规定值)时，两输入端间所加直流补偿电压(见图1)。测试时K1,K2,K6闭合，K8接地，开关K4置“地”或规定的参考电压VREF,使

5、Vo设定为零(或规定值)，可得到VL=VL0«这时有：VIO=RI/(RI+RF)xVL0。Rl、RF满足：IIOx[RlxRF/(RI+RF)]«VIO；RF/RIxVIOvVopp(A输出峰•峰电压)(2)输入失调电流IIO(los)定义：使输岀电压为零(或规定值)时，流入两输入端的电流之差(见图1)。开关K8接地、K6闭合，K4置地或VREF,K1、K2闭合，测得电压VL1；开关K1、K2断开，测得电压VL2；则：IIO=RI/(Rl+RF)x(VL2-VL1)/R(3)输入偏置平均电流IIB

6、(lb)定义：使输出电压为零(或规定值)时，流入两输入端电流的平均值。开关K1断开、K2闭合，测得电压VL1；开关K1闭合、K2断开，测得电压VL2；贝ij：IIB=RI/(RI+RF)x(VL1-VL2)/2R；同样也可测试lb+、lb■等参数。(4)开环电压增益AVD(Avo)定义：器件廿环时，输出电压变化与差模输入电压变化Z比(测试原理见图1)。K8接地，K1,K2,K6闭合，K4廿关置VREF分别接入Vs・、Vs+或交流信号G。方法A(直流测试法)：K4开关置Vs・，测得电压VL1；K4开关

7、置Vs+,测得电压VL2；贝ij：AVD=(Vs+・Vs・)/(VL1-VL2)x(RI+RF)/RI或AVD'二20lgAVD(dB)。方法B(交流测试法)：K4开关置G交流信号，测得电压VLO；贝ij：AVD=Vs/VLOx(RI+RF)/RI。注意：(Vs+-Vs-)

8、,K6闭合,使被测器件输出电压Vo设定为规定值。在器件两输入端同时施加共模电压Vi,测得电压VL1；在器件两输入端同时施加共模电压vr,测得电压VL2；贝

9、J：KCMR=（Vr-Vi）XRF/[Rix（VL2-VL1）]（6）廿环差模输入电阻RID定义：器件开环时，差模输入电压变化与对应的输入电流之比（测试原理见图1）。开关K6闭合，K8接地，K4接VREF端接入低频交流信号，K1,K2闭合，测得电压VL1；开关K1,K2断开，测得电压VL2；贝I」：RID=VL1/