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2021/12/25
從事硬體電路設計不到兩年的小李設計了某產品的硬體電路，從公司優質供應商華強PCB打板回來手工焊接樣板，發現樣板沒有如預期工作，經過幾天的調試，終於發現是信號調理電路部分出問題。但是該部分電路設計是沿用之前產品中的成熟電路，是經過驗證沒有問題的。
小李百思不得其解，焦頭爛額，就來請教主管——擁有超過10年工作經驗的老樊。老樊稍作研究后，讓小李讀信號調理電路中用到的某款運放晶元手冊，同時檢測運放的好壞。
小李反覆閱讀晶元手冊多次后，繼續向老樊請教運放晶元測試。看到如此好學的小李，老樊想起了年輕時候的自己，就讓小李去研發物料倉取來幾顆此次電路用到的運放晶元來到會議室，然後給小李實例講解運放晶元及其測試。小李當然不會放過此次良機，記錄了學習筆記如下。
現在公司有正負電壓源，高精度萬用表，示波器，信號發生器，用這些儀器測試運放晶元，可以測試運放的參數：
1. ICC電流
圖1 ICC測試原理圖
ICC測試方法：
正負2.5V電源供電。
V+ = 2.50V、V- = -2.50V，Vin = 0V, 測試V+電流
以下測試所有IC的電源（V+和V-端）需要加0.1uF電容。
2. 擺率測試
圖2 擺率測試
擺率測試方法：
正負2.5V電源供電。
VIN輸入V+到V-的方波，由示波器觀察VO波形，求VO上升和下降的斜率就是SR+和SR-
3. VOS、PSRR、CMRR測試
VOS測試方法：
正負2.5V電源供電。
其中RI=50Ω, RF=20KΩ,(電阻可選不同阻值，增益不同)
V+ = 2.5V、V- = -2.5V,VA=0V，測試VL=V0
VOS=V0/AV
PSRR測試方法：
正負2.5V電源供電。
V+ = 2.0V、V- = -0.5V，VA = +0.75V, 測試VL=V1
V+ = 3.5V、V- = -2.0V, VA = +0.75V，測試VL=V2
CMRR測試方法：
正負2.5V電源供電。
1. V+ = +2.0V, V- = -3.5V, VA = -0.75V，測試VL=V3
2. V+ = +5.7V, V- = +0.2V, VA = +2.95V，測試VL=V4
3. V+ = -0.2V, V- = -5.7V, VA = -2.95V，測試VL=V5
4. AOL測試
圖4 AOL測試原理圖
AOL測試方法：
正負2.5V電源供電。
其中RI=50Ω, RF=20KΩ,
AOL1: RL=10K或2K
AOL1: RL=10K
V+ = 2.5V, V- = -2.5V, VA= +2.475V, RL=10K, 測試VL=V6
V+ = 2.5V, V- = -2.5V, VA= -2.475V, RL=10K, 測試VL=V7
AOL2: RL=2K
V+ = 2.5V, V- = -2.5V, VA= +2.425V, RL=2K, 測試VL=V8
V+ = 2.5V, V- = -2.5V, VA= -2.425V, RL=2K, 測試VL=V9
5. 輸出驅動能力測試
圖5 Isource測試原理圖
圖6 Isink測試原理圖
測試方法：
正負2.5V電源供電。
可以同相輸入端或反相輸入端加入信號。測試輸出對地電流。
6. 輸入偏置電流與失調電流測試
圖7 輸入失調電流、偏置電流測試原理圖
輸入失調電流、偏置電流測試方法：
正負2.5V電源供電。
S1、S2都閉合，示波器測試輸出，S1斷開，看示波器波形變化，取線性變化部分dV/dT就是同相端IB/C
S1、S2都閉合，示波器測試輸出，S2斷開，看示波器波形變化，取線性變化部分dV/dT就是反相端IB/C
求出兩個IB后，取平均值就是IB，取差就是IOS
這種測試方法可以測得fA級的失調電流。測試時需要選用低漏電流的電容，推薦使用極低漏電流的特氟龍電容，聚丙烯(PP)電容或聚苯乙烯電容。
7. 帶寬的估計測試
圖8 BGW測試原理圖
BGW測試方法：
正負2.5V電源供電。放大10倍或20倍
消化完老樊分享的運放測試方法，小李迫不及待的來到實驗室測試起晶元。經過測試和對比數據手冊，發現用到的運放晶元果然有鬼。經詢問採購，發現這次的幾十顆運放晶元是在電子市場買到的，很可能買到了假貨。
小李將測試結果及採購的反饋報告給老樊后，老樊對小李的工作效率大加讚賞，鼓勵小李多多研究技術，提升自己。並且給採購發郵件，讓採購去只賣正品的華強芯城購買晶元物料，不要再去電子市場買了。
同時給小李推薦了在工程師眾籌平台——聚豐眾籌上的運放電路實戰基礎和提高套件項目，通過這個項目，就能學到理論部分，還有對應的實踐套件，理論和實踐結合，更能深刻理解運放晶元。
識別二維碼，直達運放套件眾籌頁面
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