能處理寬電壓范圍的快速穩(wěn)定的微微安培計(jì)電路

對(duì)模擬開(kāi)關(guān)、多路復(fù)用器、運(yùn)算放大器和其它IC的評(píng)估是對(duì)IC測(cè)試工程師提出的挑戰(zhàn)。典型的測(cè)試需要把測(cè)試電壓或強(qiáng)制電壓施加到器件的輸入端，并測(cè)量導(dǎo)致的任何泄漏電流和偏移電流，這經(jīng)常是在1pA或更低的級(jí)別進(jìn)行的。圖1、圖2、圖3 中的低功耗測(cè)量電路與緩慢而昂貴的商品化自動(dòng)測(cè)試儀形成了鮮明對(duì)比，這種電路能強(qiáng)制很寬的測(cè)試電壓范圍并提供快速穩(wěn)定，使器件測(cè)試吞吐速度達(dá)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(gè)測(cè)量電路的封裝能靠近測(cè)試夾具。

　　該電路包含強(qiáng)制電壓緩沖器/放大器、浮動(dòng)軌電源、IVC（電流至電壓轉(zhuǎn)換器）。向待測(cè)器件施加強(qiáng)制電壓會(huì)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)IVC中，待測(cè)電流在分流電阻器兩端形成電壓。IVC使用一種反饋安培計(jì)拓?fù)?，其中的運(yùn)算放大器IC₁是Analog Devices 公司的 AD795，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1）。

　　在該設(shè)計(jì)中，輸入端的直流電阻主要包含R₂和IC₁的有效輸入電阻，在直流電下略大于100Ω。在電源線路的50Hz ~ 300Hz范圍的頻率下，電路的交流阻抗平均值約為10 kΩ，即典型分流電阻IVC的輸入電阻（約為10MΩ）的千分之一。電路的 100MΩ反饋電阻器R₁提供的電流至電壓轉(zhuǎn)換比率是分流轉(zhuǎn)換比率的10倍。該設(shè)計(jì)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(cè)試運(yùn)算放大器的輸入電流時(shí)，它還減弱了不需要的分壓效應(yīng)。

　　R₁產(chǎn)生的電流至電壓轉(zhuǎn)換比率為 100mV/pA。放大器IC₂是 AD795，提供大小為10的額外電壓增益，從而把比率提高到1mV/pA，并減小了差分放大器IC₃的CMRR（共模抑制比）引入的誤差影響。差分放大器IC₃是OP1177，把強(qiáng)制電壓從IVC的輸出電壓中減去，并提供接地參考輸出信號(hào)。

　　一對(duì)背對(duì)背的BAV199二極管D_1A和D_1B把高電流分流到強(qiáng)制電壓放大器 IC₄及其保護(hù)性保險(xiǎn)絲F₁，由此保護(hù)IC₁不受電壓過(guò)載的損害。當(dāng)強(qiáng)制電壓迅速?gòu)囊粋€(gè)值轉(zhuǎn)換到另一個(gè)值時(shí)，這些二極管在高轉(zhuǎn)換率間隔期間提供高驅(qū)動(dòng)電流，由此極大改善 IVC 的穩(wěn)定時(shí)間。

　　一個(gè)得到輕微補(bǔ)償、增益為3的高壓OPA551放大器IC₄依靠

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