大功率模擬集成電路測試儀器的研究與實現(xiàn)
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
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放組成負反饋環(huán)，并選用大功率MOS管組成擴流電路以實現(xiàn)擴流，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，電路采用達爾文鏈接方式來程控選擇二線或四線方式對DUT進行測量，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，圖中只標識出了電路中的線性元件，電路中選用FPGA進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://www.ex-cimer.com/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放A1、高壓運放A2與擴流電路來構(gòu)成功率緩沖電路，電流取樣電阻與電流檢測運放A3構(gòu)成恒流源，運放A1、功率緩沖電路、預設負載RL1與電壓檢測運放A4構(gòu)成恒壓源，設計時也可以通過控制開關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載較寬的范圍內(nèi)仍能穩(wěn)定工作。功率緩沖器由A2與擴流電路構(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，負載的電壓和電流由A2提供；當兩點的電位差值大于等于三極管的開啟電壓時，負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載提供1A電流的需求，只是在工作狀態(tài)時應注意對高壓運放A2和功率三極管的散熱。
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