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运算放大器测试仪的见解
【来源】本站 【日期】2011-12-8
中国科学院 集成电路测试研究所

运算放大器是目前应用相当广泛的一种模拟集成电路,对它的测试也是十分重要。目前市场上测试仪器种类繁多,同时也是鱼龙混杂,不乏滥竽充数谋取暴利之辈。国内市场的运放测试仪器主要有两种:几万到十几万元左右的和几千元左右的。几万到十几万元左右的运放测试仪器参数测试全面,能够全面的对运放性能作出具体评价,这个档次的产品价格差异主要来自测试范围的宽窄和测试精度的高低。而几千元左右的运放测试仪器只对个别参数进行测试,测试的方法也基本不符合国标,并且其内部一般不会有A/D转换器件(因为A/D转换器件价格比较贵),测试准确度更是无从谈起,严格意义上来说这种仪器根本不能对运放性能指标作出评价,甚至说连运放的好坏都不能判断出来。
目前几千元左右的运放测试仪器在市场上还是大量存在,并且一些所谓的国外产品也大量的进入中国市场,纠其原因不外乎两条:1、价格便宜,2、购买者的认识不够。因为其价格便宜而产生吸引力,因为购买者认识不够就被误导。几千元左右的运放测试仪器一个共同的特点就是能测试的东西多,包括数字集成电路、运放、稳压电源、存储器以及CPU等等。其对运放的测试只有一、两个参数(两个电源电流除外),这一、两个参数一般是失调电压和开环增益。如果有人认为失调电压和开环增益这两项就能代表运放的性能,那么可以说他根本不懂运放。下面以几个参数来简单的说明它们测试的必要性。

一、偏置电流IB测试的重要性(以IB-为例)
如下图:
 这是一个反相比例电路,根据运放的特性有公式:  。这个公式是根据运放的特性计算出来的,即在忽略运放本身的偏置电流且输入端电压相等(0V)的情况下计算出来的,此时I1 = I2,也就是 => 。而当IB-指标不合格而且很大的情况下那么I1 ≠ I2,这时公式 也就不成立了。
所以要测试运放这个参数是必须要测试的,而且目前已经要求能测试到pA级别。

二、输出电压Vo测试的重要性(以+Vo为例)
如下图:
 由于R1=R2,所以Vo = —Vi。当Vi =—10V时,Vo = 10V,如果运放的输出电压指标+Vo小于10V,那么当Vi =—10V时,Vo 就不再是10V了,此时运放的比例关系就不成立。

三、输入共模电压和共模抑制比测试的重要性(以输入共模电压为例)
如下图:
这是一个同相比例放大电路,输入和输出的关系 。如果共模输入电压小于10V,那么当Vi>10V时,上面的关系公式就不再成立。

四、增益带宽乘积GBW测试的重要性

在上图中,如果输入电压是交流信号,而运放的频率带宽指标不合格,运放就不能对相应的交流输入信号进行放大。

总结:运放的测试需要全面的参数测试,不能简单的以某个单项指标来评价。购买者要以负责的态度去购买,不要因为贪图便宜而造成以后更大的损失。尤其是运放生产单位、整机厂、军工单位和学校等科研单位。

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