通用集成运算放大器测试方法.doc

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1、运算放大器电参数测试方法通用集成运算放大器电路测试方法作者：李雷一、器件介绍集成运算放大器（简称运放）是模拟集成电路中较大的一个系列，也是各种电子系统中不可缺少的基本功能电路，它广泛的应用于各种电子整机和组合电路之中。本文主要介绍通用运算放大器的测试原理和实用测试方法。1．运算放大器的分类从不同的角度，运算放大器可以分为多类：1．从单片集成规模上可分为：单运放（如：OP07A）、双运放(AD712)、四运放(LM124)。2．从输出幅度及功率上可分为：普通运放、大功率运放(LM12)、高压运放（OPA445）。3．从输入形式上可分为：普通运放、高输入阻抗运放(AD515、LF353)。4．从电

2、参数上可分为：普通运放、高精密运放（例如：OP37A）、高速运放(AD847)等。5．从工作原理上可分为：电压反馈型运放、电流反馈型运放（AD811）、跨倒运放(CA3180)等。6．从应用场合上可分为：通用运放、仪表运放（INA128）、音频运放(LM386)、视频运放(AD845)、隔离运放（BB3656）等。2．通用运放的典型测试原理图（INTERSIL公司）李雷第1页2008-9-10运算放大器电参数测试方法二、电参数的测试方法以及注意事项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、偏置电流、失调电流、失调电压调节范围、输出幅度、大信号电

3、压增益、电源电压抑制比、共模抑制比、共模输入范围、电源电流十项。交流参数主要包括：大信号压摆率、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。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（有兴趣的人员可参

4、考北京市半导体器件研究所李铭章教授编写的《运算放大器电参数测试方法》）。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。鉴于运放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。我测试中心基于LTX—77测试系统开发的通用运放测试包也是参考了该标准而设计的（可参考由胡浩同志编写的《运放测试包规范》）。图1为运放的辅助

5、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值电流应很小；李雷第2页2008-9-10c．动态范围足够大环路元件应满足下列要求：a．RI*IIB<>VIOd．ROS<>RL运算放大器电参数测试方法g．RF/RI值决定了测试精度，但必须保证辅助运放在线性区工作。式中：IIB-----------被测器件的输入偏置电流VIO----------被测器件的输入失调电压RIO----------被测器件的开环差模输入

6、电阻ROS---------辅助放大器的开环输出电阻注：我测试中心通用运放测试包中RI=50OHM，RF=10KOHM，R1=R2=100KOHM，RL=2K,10KOHM。采用的辅助运算放大器为LF353。2．参数测试（主要介绍10项常规电参数的测试）2．1输入失调电压（VOS）2．1．1定义：运放输出电压为零（或规定值时：针对单电源运放测试）时，运放两输入端间所加的直流补偿电压。2．1．2测试原理图2．1．3测试说明失调电压（VOS）测试原理如图2，图中A为辅助放大器，其要求是闭环增益大于40DB，李雷第3页2008-9-10运算放大器电参数测试方法有一定的输出幅度，一般运放均可使用。

7、由图看来，只要接入被测器件（DUT），由于总体环路很强的负反馈作用，被测器件的输出能自动调零，其总输出电压为：VL=(VOS+IOS*RI)(1+RF/RI)当IOS*RI<>1时则有VOS≌RI/RF*VL=VL/(RF/RI)若RF=10KRI=50OHM那末VOS=VL/200有式可见只要测的VL值即可计算出失调电压VOS。2．1．4注意事项1）当被测器件为单电源运放