能處理寬電壓范圍的微微安培計電路

對模擬開關(guān)、多路復(fù)用器、運算放大器和其它的評估是對測試工程師提出的挑戰(zhàn)。典型的測試需要把測試電壓或強制電壓施加到器件的輸入端，并測量導(dǎo)致的任何泄漏電流和偏移電流，這經(jīng)常是在 或更低的級別進行的。圖、圖、圖中的低功耗測量電路與緩慢而昂貴的商品化自動測試儀形成了鮮明對比，這種電路能強制很寬的測試電壓范圍并提供快速穩(wěn)定，使器件測試吞吐速度達到最高。表面貼裝元件的廣泛使用使它的印制電路板空間要求降到了最低，并使多個測量電路的封裝能靠近測試夾具。該電路包含強制電壓緩沖器放大器、浮動軌電源、（電流至電壓轉(zhuǎn)換器）。向待測器件施加強制電壓會引發(fā)泄漏電流，電路把該泄漏電流轉(zhuǎn)換成與它成比例的輸出電壓。在常規(guī) 中，待測電流在分流電阻器兩端形成電壓。 使用一種反饋安培計拓撲，其中的運算放大器是 公司的 ，它把未知電流從反饋電流中減去，并提供與、未知電流成比例的輸出電壓（圖、）。MOTE:%口[AMD%AFEVEHAfMRW-SEFJESHE5GT0HNETVfcDflKS.用L談IVC使用一種反饋安培計拓撲，它把未知電流從反饋電流中堿去，井提供與未知電流成比例的輸出電壓口在該設(shè)計中，輸入端的直流電阻主要包含和 的有效輸入電阻，在直流電下略大于 。。在電源線路的 范圍的頻率下，電路的交流阻抗平均值約為。，即典型分流電阻的輸入電阻（約為。）的千分之一。電路的。反饋電阻器提供的電流至電壓轉(zhuǎn)換比率是分流轉(zhuǎn)換比率的、0倍。該設(shè)計的穩(wěn)定速度比分流、轉(zhuǎn)換器快得多，并且能在電源線路頻率下提供良好的干擾抑制。在測試運算放大器的輸入電流時，它還減弱了不需要的分壓效應(yīng)。產(chǎn)生的電流至電壓轉(zhuǎn)換比率為 。放大器是，提供大小為 的額外電壓增益，從而把比率提高到 ,并減小了差分放大器 的（共模抑制比）引入的誤差影響。差分放大器 是、把強制電壓從的輸出電壓中減去，并提供接地參考輸出信號。一對背對背的AV二極管和把高電流分流到強制電壓放大器及其保護性保險絲，由此保護不受電壓過載的損害。當強制電壓迅速從一個值轉(zhuǎn)換到另一個值1時，這些二極管1在高轉(zhuǎn)換率間隔期間提供高驅(qū)動電流，由此極大改善V的穩(wěn)定時間。一個得到輕微補償、增益為3的高壓A5放大器依靠±30V電源工作，從普通的±7V人1￡（自動測試設(shè)備）電壓獲得高達±22V的強制電壓（圖2）。如果待測器件發(fā)生災(zāi)難性的短路，則保險絲會限制來自（它可能帶來高達30的短路電流）的故障電流，由此防止進一步的損害。圖2,增益為3的高壓放大器從來自測試設(shè)備的±?V電壓獲得高達±22V的強制電壓.的輸出還驅(qū)動穩(wěn)壓電路，后者產(chǎn)生±5V浮動電源電壓，該電壓參考測試輸入強制電壓（圖3）。使用±30V電源時，電路的這部分消耗的功率低于00mV 恒流穩(wěn)壓“（二極管EQ和Q提供 恒流源，并由晶體管Q和Q緩沖。每個穩(wěn)流二極管都承載5V最大額定電壓，并且這些緩沖器把施加2到二極管的電壓限制在大約3V，由此提供過壓保護。

,1—030￥圖3,這個浮動穩(wěn)壓電路產(chǎn)生土5y浮動電源電壓Vcc和Vee，它們蠡考測試輸入端的強制電壓.把 電流施加到電阻器和上，形成±5V線路電壓。二極管和補償射極跟隨器和的基極射極電壓降。在有缺陷的待測器件把它的電源短路接到V的輸入節(jié)點時，晶體管和提供過壓保護。晶體管和使電流二極管分流，由此限制浮動電源的輸出電流。在異常的啟動期間，二極管提4供針對浮動電源線路的極性逆變的保護。在工作時，該電路在±4nA滿刻度輸入范圍內(nèi)，在。有效跨阻時，提供0V/限電路的輸出偏移對應(yīng)于大約4。超出±22V的強制電壓范圍時，浮動電源線路電壓開始飽和， 的輸入 限制變得明顯，并且V的輸出電壓變?yōu)榉蔷€性。圖4表明：在±20V強制電壓范圍內(nèi)，電路來自其無負載輸出端的電流測量誤差為 A”由、和組成的差分放大器實現(xiàn)了電路的大部分增益，并且 的低輸入偏置電流有助于實現(xiàn)很低的偏移誤差。 ±20V強制電壓范圍內(nèi)的輸出線性1的平均值為111fA。p-p

電路的轉(zhuǎn)換率能力會有相當大的變化，但一般而言，在驅(qū)動待測器件時，輸出都會如實地在100或更短時間內(nèi)轉(zhuǎn)換整個0用強制電壓。一旦高轉(zhuǎn)換周期完畢，V就不再飽和，并且它的輸出變成指數(shù)式電壓，時間常數(shù)為1。輸出在大約10 內(nèi)穩(wěn)定到100a在無負載狀況下，電路消耗大約10 （±30V電源時）或00A±15V電源時）。原型電路的布局在單面印制電路板上占用大約1.5平方英寸，并且如果在雙面板的兩側(cè)都放置元件，則可將面積減小到1平方英寸。為了達到最佳性能，布局必須在輸入端子以及