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妙招:学会如何判断运放芯片的真假

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发表于 2017-5-2 09:51:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
从事硬件电路设计不到两年的小李设计了某产品的硬件电路,从公司优质供应商华强PCB打板回来手工焊接样板,发现样板没有如预期工作,经过几天的调试,终于发现是信号调理电路部分出问题。但是该部分电路设计是沿用之前产品中的成熟电路,是经过验证没有问题的。

小李百思不得其解,焦头烂额,就来请教主管——拥有超过10年工作经验的老樊。老樊稍作研究后,让小李读信号调理电路中用到的某款运放芯片手册,同时检测运放的好坏。


小李反复阅读芯片手册多次后,继续向老樊请教运放芯片测试。看到如此好学的小李,老樊想起了年轻时候的自己,就让小李去研发物料仓取来几颗此次电路用到的运放芯片来到会议室,然后给小李实例讲解运放芯片及其测试。小李当然不会放过此次良机,记录了学习笔记如下。


现在公司有正负电压源,高精度万用表,示波器,信号发生器,用这些仪器测试运放芯片,可以测试运放的参数:

1. ICC电流
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图1 ICC测试原理图
ICC测试方法:
正负2.5V电源供电。
V+ = 2.50V、V- = -2.50V,Vin = 0V, 测试V+电流
以下测试所有IC的电源(V+和V-端)需要加0.1uF电容。

2. 摆率测试
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图2 摆率测试

摆率测试方法:
正负2.5V电源供电。
VIN输入V+到V-的方波,由示波器观察VO波形,求VO上升和下降的斜率就是SR+和SR-

3. VOS、PSRR、CMRR测试
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图3  VOS、PSRR、CMRR测试测试原理图
VOS测试方法:
正负2.5V电源供电。
其中RI=50Ω, RF=20KΩ,(电阻可选不同阻值,增益不同)
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V+ = 2.5V、V- = -2.5V,VA=0V,测试VL=V0
VOS=V0/AV

PSRR测试方法:
正负2.5V电源供电。
V+ = 2.0V、V- = -0.5V,VA = +0.75V, 测试VL=V1
V+ = 3.5V、V- = -2.0V, VA = +0.75V,测试VL=V2
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CMRR测试方法:
正负2.5V电源供电。
1. V+ = +2.0V, V- = -3.5V, VA = -0.75V,测试VL=V3
2. V+ = +5.7V, V- = +0.2V, VA = +2.95V,测试VL=V4
3. V+ = -0.2V, V- = -5.7V, VA = -2.95V,测试VL=V5

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4. AOL测试
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图4 AOL测试原理图
AOL测试方法:
正负2.5V电源供电。
其中RI=50Ω, RF=20KΩ,
AOL1: RL=10K或2K

其中RI=50Ω, RF=20KΩ,
AOL1: RL=10K
V+ = 2.5V, V- = -2.5V, VA= +2.475V, RL=10K, 测试VL=V6
V+ = 2.5V, V- = -2.5V, VA= -2.475V, RL=10K, 测试VL=V7
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AOL2: RL=2K
V+ = 2.5V, V- = -2.5V, VA= +2.425V, RL=2K, 测试VL=V8
V+ = 2.5V, V- = -2.5V, VA= -2.425V, RL=2K, 测试VL=V9
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5. 输出驱动能力测试
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图5 Isource测试原理图
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图6 Isink测试原理图
测试方法:
正负2.5V电源供电。
可以同相输入端或反相输入端加入信号。测试输出对地电流。


6. 输入偏置电流与失调电流测试
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图7 输入失调电流、偏置电流测试原理图

输入失调电流、偏置电流测试方法:
正负2.5V电源供电。
S1、S2都闭合,示波器测试输出,S1断开,看示波器波形变化,取线性变化部分dV/dT就是同相端IB/C

S1、S2都闭合,示波器测试输出,S2断开,看示波器波形变化,取线性变化部分dV/dT就是反相端IB/C
求出两个IB后,取平均值就是IB,取差就是IOS

这种测试方法可以测得fA级的失调电流。测试时需要选用低漏电流的电容,推荐使用极低漏电流的特氟龙电容,聚丙烯(PP)电容或聚苯乙烯电容。

7. 带宽的估计测试
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图8 BGW测试原理图

BGW测试方法:
正负2.5V电源供电。放大10倍或20倍

消化完老樊分享的运放测试方法,小李迫不及待的来到实验室测试起芯片。经过测试和对比数据手册,发现用到的运放芯片果然有鬼。经询问采购,发现这次的几十颗运放芯片是在电子市场买到的,很可能买到了假货。


小李将测试结果及采购的反馈报告给老樊后,老樊对小李的工作效率大加赞赏,鼓励小李多多研究技术,提升自己。并且给采购发邮件,让采购去只卖正品的华强芯城购买芯片物料,不要再去电子市场买了。


同时给小李推荐了在工程师众筹平台——聚丰众筹上的运放电路实战基础和提高套件项目,通过这个项目,就能学到理论部分,还有对应的实践套件,理论和实践结合,更能深刻理解运放芯片。

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【文档】电源工程师必看:最牛运放应用分析



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