大功率模擬集成電路測試儀器的研究與實現(xiàn)
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電壓電流源主要用于對DUT的引腳施加電壓或者電流，也可作為被測芯片的供電電源使用，本電路中選用高壓運(yùn)放組成負(fù)反饋環(huán)，并選用大功率MOS管組成擴(kuò)流電路以實現(xiàn)擴(kuò)流，從而輸出穩(wěn)定的高電壓和大電流。測量電路用于檢測流過芯片引腳的電流和電壓，電路采用達(dá)爾文鏈接方式來程控選擇二線或四線方式對DUT進(jìn)行測量，以保證測量精度。鉗位電路是防止因用戶操作失誤或者高容性負(fù)載等原因致使電路中電壓或者電流值過大而損害器件。PVC具有分別施加電壓或電流且測量電流或電壓、不需施加單獨測量電壓或電流等工作模式，同時具有四象限鉗位功能。圖2所示為PVC的電路結(jié)構(gòu)圖，圖中只標(biāo)識出了電路中的線性元件，電路中選用FPGA進(jìn)行信號的控制和處理，從而保障了數(shù)字電路部分的最大集成化。本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/179306.htm
3 PVC硬件電路的實現(xiàn)
3．1 電壓電流源
系統(tǒng)中的電壓電流源分別由高精度運(yùn)放A1、高壓運(yùn)放A2與擴(kuò)流電路來構(gòu)成功率緩沖電路，電流取樣電阻與電流檢測運(yùn)放A3構(gòu)成恒流源，運(yùn)放A1、功率緩沖電路、預(yù)設(shè)負(fù)載RL1與電壓檢測運(yùn)放A4構(gòu)成恒壓源，設(shè)計時也可以通過控制開關(guān)K3來構(gòu)成恒流源或者恒壓源。
兩種電路環(huán)路的工作原理和實現(xiàn)方式相似，下面主要介紹恒壓源的實現(xiàn)方法。
將16位DAC轉(zhuǎn)化后的施加值與環(huán)路反饋值相加后可作為A1的輸入，A1的程控補(bǔ)償電路具有兩方面的作用：一方面，它含有的“積分器”既限制了環(huán)路的轉(zhuǎn)換速率，又使環(huán)路具有較高的直流增益，從而使環(huán)路的誤差電壓幾乎可以降底到0 V；另一方面，該電路還包含有幾組可程控選擇的反饋元件，因而允許整個儀器在容性負(fù)載較寬的范圍內(nèi)仍能穩(wěn)定工作。功率緩沖器由A2與擴(kuò)流電路構(gòu)成，可用以實現(xiàn)高電壓和大電流的輸出，其功率緩沖器電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。功率緩沖器的電壓放電倍數(shù)為+6，它實際上是由A2(OPA454)和大功率三極管構(gòu)成的一個同相放大反饋環(huán)路。
輸入電壓Vin經(jīng)過A2放大后，可作為三極管基極輸入電壓。當(dāng)A2輸出電壓與Vout的電位差小于三極管的開啟電壓(一般在1～3 V之間)時，負(fù)載的電壓和電流由A2提供；當(dāng)兩點的電位差值大于等于三極管的開啟電壓時，負(fù)載所需的電流由功率三極管放大后提供。在本測試儀中，功率三極管分別選用TIP142與TIP147，該選擇可以滿足為負(fù)載提供1A電流的需求，只是在工作狀態(tài)時應(yīng)注意對高壓運(yùn)放A2和功率三極管的散熱。
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