能處理寬電壓范圍的微微安培計(jì)電路

對(duì)模擬開(kāi)關(guān)、多路復(fù)用器、運(yùn)算放大器和其它的評(píng)估是對(duì)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 或更低的級(jí)別進(jìn)行的。圖、圖、圖中的低功耗測(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、（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) 中，待測(cè)電流在分流電阻器兩端形成電壓。 使用一種反饋安培計(jì)拓?fù)洌渲械倪\(yùn)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(jì)拓?fù)?，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(jì)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(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)。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(qiáng)制電壓從的輸出電壓中減去，并提供接地參考輸出信號(hào)。一對(duì)背對(duì)背的AV二極管和把高電流分流到強(qiáng)制電壓放大器及其保護(hù)性保險(xiǎn)絲，由此保護(hù)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1時(shí)，這些二極管1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V的穩(wěn)定時(shí)間。一個(gè)得到輕微補(bǔ)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(dòng)測(cè)試設(shè)備）電壓獲得高達(dá)±22V的強(qiáng)制電壓（圖2）。如果待測(cè)器件發(fā)生災(zāi)難性的短路，則保險(xiǎn)絲會(huì)限制來(lái)自（它可能帶來(lái)高達(dá)30的短路電流）的故障電流，由此防止進(jìn)一步的損害。圖2,增益為3的高壓放大器從來(lái)自測(cè)試設(shè)備的±?V電壓獲得高達(dá)±22V的強(qiáng)制電壓.的輸出還驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓電路，后者產(chǎn)生±5V浮動(dòng)電源電壓，該電壓參考測(cè)試輸入強(qiáng)制電壓（圖3）。使用±30V電源時(shí)，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(gè)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(guò)壓保護(hù)。

,1—030￥圖3,這個(gè)浮動(dòng)穩(wěn)壓電路產(chǎn)生土5y浮動(dòng)電源電壓Vcc和Vee，它們蠡考測(cè)試輸入端的強(qiáng)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(bǔ)償射極跟隨器和的基極射極電壓降。在有缺陷的待測(cè)器件把它的電源短路接到V的輸入節(jié)點(diǎn)時(shí)，晶體管和提供過(guò)壓保護(hù)。晶體管和使電流二極管分流，由此限制浮動(dòng)電源的輸出電流。在異常的啟動(dòng)期間，二極管提4供針對(duì)浮動(dòng)電源線路的極性逆變的保護(hù)。在工作時(shí)，該電路在±4nA滿刻度輸入范圍內(nèi)，在。有效跨阻時(shí)，提供0V/限電路的輸出偏移對(duì)應(yīng)于大約4。超出±22V的強(qiáng)制電壓范圍時(shí)，浮動(dòng)電源線路電壓開(kāi)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(qiáng)制電壓范圍內(nèi)，電路來(lái)自其無(wú)負(fù)載輸出端的電流測(cè)量誤差為 A”由、和組成的差分放大器實(shí)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(shí)現(xiàn)很低的偏移誤差。 ±20V強(qiáng)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(huì)有相當(dāng)大的變化，但一般而言，在驅(qū)動(dòng)待測(cè)器件時(shí)，輸出都會(huì)如實(shí)地在100或更短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換整個(gè)0用強(qiáng)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(shí)間常數(shù)為1。輸出在大約10 內(nèi)穩(wěn)定到100a在無(wú)負(fù)載狀況下，電路消耗大約10 （±30V電源時(shí)）或00A±15V電源時(shí)）。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(dá)到最佳性能，布局必須在輸入端子以及