一种轨对轨全差分运放参数测试电路及测试方法与流程

本发明涉及芯片测试，特别涉及运算放大器测试，具体是指一种轨对轨全差分运放参数测试电路及测试方法。

背景技术：

1、芯片测试领域中的运放测试最为基础，特别是失调电压电流的测试，常规单端输出的运放测试方法有直接测量和利用辅助运放测试。直接测试方法对测试的设备精度有要求，特别是失调电压电流精度很高的时候，很难测试出准确的数值。至于辅助运放的测试方法对辅助运放的要求以及电路中的元器件也有特别的要求，且会因待测运放的失调电压电流精度差异会出现测试偏差，需要根据待测运放调整外围放大电阻器件的阻值。上述两种方法都无法应用于轨对轨全差分运放的失调电压电流测试。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种基于运放闭环电路失调电压电流放大原理，切换不同的放大倍数电阻值，产生不同的放大倍数进行公式换算，直接计算出运放的失调电压电流偏置电流等参数，能够应用于轨对轨全差分运放的失调电压电流测试，且结构简单，易操作，准确度高的运放参数测试电路及测试方法。

2、为了实现上述的目的，本发明的轨对轨全差分运放参数测试电路具有如下构成，

3、待测运放dut的正向输入端分别与电阻r0的一端、电阻r1的一端以及电阻r2的一端相连；

4、所述待测运放dut的反向输入端分别与电阻r0'的一端、电阻r1'的一端以及电阻r2'的一端相连；

5、所述待测运放dut的反向输出端和所述电阻r2的另一端与测试端口v1相连；

6、所述待测运放dut的正向输出端和所述电阻r2'的另一端与测试端口v2相连；

7、所述电阻r0的另一端和开关k1的一端相连；

8、所述电阻r1的另一端和开关k2的一端相连；

9、所述电阻r0'的另一端和开关k3的一端相连；

10、所述电阻r1'的另一端和开关k4的一端相连；

11、所述开关k1、k2、k3、k4的另一端均与供电电源端口s1相连；该供电电源端口s1的电压为所述待测运放dut供电电压vcc的1/2；

12、所述电阻r1和电阻r1'的阻值相等，所述电阻r2和电阻r2'阻值相等。

13、该轨对轨全差分运放参数测试电路中，所述待测运放dut的反向输出端通过电阻r3与所述的测试端口v1相连；所述待测运放dut的正向输出端通过电阻r3'与所述的测试端口v2相连；所述电阻r3和电阻r3'为输出负载电阻，阻值相等。

14、该轨对轨全差分运放参数测试电路中，所述的测试端口v1与测试端口v2之间连接有环路负载电阻rl。

15、该轨对轨全差分运放参数测试电路中，所述的电阻r1与所述待测运放dut的正向输入端之间连接有电阻r4，开关k5与所述电阻r4并联；

16、所述的电阻r1'与所述待测运放dut的反向输入端之间连接有电阻r4'，开关k6与所述电阻r4'并联；

17、所述电阻r4和电阻r4'阻值相等；

18、该测试电路用于偏置电流参数测试。

19、本发明还提供一种应用于上述测试电路的轨对轨全差分运放参数测试方法，该方法包括以下步骤：

20、闭合所述开关k1和开关k3；所述待测运放dut正常vcc供电后，供电电源端口s1施加vcc/2共模电压，测试此时所述测试端口v1、v2的电压值vout1和vout2，记录测试值vol1＝vout1-vout2的数值，并将测试值vol1代入下式：

21、vol1＝(vos+ios*r0)*(r2/r0)；

22、闭合所述开关k2和开关k4；所述待测运放dut正常vcc供电后，供电电源端口s1端施加vcc/2共模电压，测试此时所述测试端口v1、v2的电压值vout1'和vout2'，记录测试值vol2＝vout1'-vout2'的数值，并将测试值vol2代入下式：

23、vol2＝(vos+ios*r1)*(r2/r1)；

24、利用以下两个公式分别得出失调电压vos和失调电流ios的准确数值：

25、vos＝((vol1-vol2)*r0*r1)/(r2*(r1-r0))；

26、ios＝(vol1*r0-vol2*r1)/(r2*(r0-r1))。

27、本发明还提供一种利用上述测试电路的轨对轨全差分运放偏置电流测试方法，该方法包括以下步骤：

28、分别依次闭合所述的开关k5和开关k6，

29、根据轨对轨全差分运放的有关偏置电流公式得出测试值vol3和vol4，

30、vol3＝(vos+ios*r1+ib+*r4)*(r2/r1)；

31、vol4＝(vos+ios*r1+ib-*r4')*(r2/r1)；

32、两式相减得出偏置电流ib为：

33、ib＝ib+-ib-＝((vol3-vol4)*r1)/(r2*r4)。

34、采用了该发明的轨对轨全差分运放参数测试电路及测试方法，利用全差分运放环路工作原理，通过开关切换闭环放大倍数电阻，根据闭环原理公式，利用系数变化计算出轨对轨全差分运放的失调电压，失调电流，测试准确度和闭环环路的匹配电阻阻值相关，保证闭环正负对称的电阻值相同(误差控制在1％以内)，可以显著减少测试电路本身产生的测试偏差从而测试出准确的全差分运放失调电压和失调电流，进一步的还可以利用本发明测试运放偏置电流等参数。具有电路结构简单，易操作，准确度高等优点。

技术特征：

1.一种轨对轨全差分运放参数测试电路，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的轨对轨全差分运放参数测试电路，其特征在于，所述供电电源端口s1的电压为所述待测运放dut供电电压vcc的1/2。

3.根据权利要求1所述的轨对轨全差分运放参数测试电路，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的轨对轨全差分运放参数测试电路，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的轨对轨全差分运放参数测试电路，其特征在于，

6.一种应用于权利要求1至4中任一项所述测试电路的轨对轨全差分运放参数测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

7.一种应用于权利要求5所述测试电路的轨对轨全差分运放参数测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种轨对轨全差分运放参数测试电路及测试方法，属于芯片测试技术领域。本发明利用全差分运放环路工作原理，通过开关切换闭环放大倍数电阻，根据闭环原理公式，利用系数变化计算出轨对轨全差分运放的失调电压，失调电流，测试准确度和闭环环路的匹配电阻阻值相关，保证闭环正负对称的电阻值相同，可以显著减少测试电路本身产生的测试偏差从而测试出准确的全差分运放失调电压和失调电流，进一步的还可以利用本发明测试运放偏置电流等参数。本发明方法简单实用，适用性广泛，易操作，准确度高等优点，可以通过变更环路电阻数值更改闭环放大倍数以适用不同量级的失调电压，失调电流以及偏置电流的测试。

技术研发人员：朱刚俊,张洪俞,董泽芳
受保护的技术使用者：南京微盟电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/7