《集成電路測試技術項目教程（活頁式）》課件 項目3 平移式芯片測試

集成運算放大器集成電路采用微電子技術將二極管、晶體管、場效晶體管、電阻、電容等元、器件和連接導線等整個電路都集成在一小塊半導體晶片上，封裝上外殼，向外引出若干個管腳，構成一個完整的、具有一定功能的電路。數字芯片模擬芯片處理信號離散的數字信號("0"、"1")連續函數形式的模擬信號應用范圍存儲、運算、傳輸、控制等全領域工作內容組合邏輯、時序邏輯芯片模擬信號處理產品應用存儲器、微控制器、數字信號處理單元等放大器、比較器、電源管理等工作電壓小大工作電流小大抗干擾能力大弱測試設計簡單，外圍少困難，要考慮各種損耗測試環境只有溫濕度要求根據型號，要考慮磁場、壓強、環境噪聲等放大電路電學中能夠實現信號、功率放大的器件，稱為放大器。以放大器為核心，能夠實現放大功能的電路組合，稱為放大電路。在很多情況下，放大器和放大電路經常被我們混淆。嚴格意義上來說，放大器是一個器件，比如一個3管腳的晶體管或者是一個8管腳的運算放大器，這些都是放大器。而放大電路是這些放大器件再加上電阻電容、線路板或者是導線焊接在一起的完整電路，是一個組合電路。放大器放大電路放大器的分類放大器分類：晶體管放大器、運算放大器和功能放大器。集成運算放大器的組成集成運放由輸人級、中間級和輸出級三個基本部分組成。輸人級一般都采用雙端輸人的差分放大電路，這樣可以有效地減小零點漂稱抑制干擾信號。其差模輸人電阻很大,可達105~106Ω，最低的也有幾十千歐。中間級用來完成電壓放大，一般采用共射放大電路。由于采用多級放大，使得集成運放的電壓放大倍數可高達104~106倍。輸出級一般采用互補對稱放大電路或共集放大電路。差模輸出電阻很小，一般只有幾十歐至幾百歐，因而帶負載的能力強，能輸出足夠大的電壓和電流。集成運放電路方框圖集成運算放大器的圖形符號左側“一”端為反相輸人端，當信號由此端與地之間輸人時，輸出信號與輸人信號相位相反。信號的這種輸人方式稱為反相輸入。左側“+”端為同相輸入端，當信號由此端與地之間輸人時，輸出信號與輸人信號相位相同。信號的這種輸人方式稱為同相輸入。如果將兩個輸人信號分別從上述兩端與地之間輸人，則信號的這種輸人方式稱為差分輸入。（a）國標符號（b）IEC符號集成運算放大器的圖形符號LM358型集成運放的引腳圖電壓傳輸特性集成運算放大器的輸出電壓UO

與輸入電壓UD的關系曲線稱為集成運放的電壓傳輸特性：

線性區：正飽和區：UO=+UOM≈+UCC負飽和區：UO=-UOM≈-UEE總結一、放大器的分類晶體管放大器、運算放大器和功能放大器。二、集成運算放大器的組成三、集成運算放大器的圖形符號四、集成運算放大器的電壓傳輸特性

Thankyouforwatching.集成運放的種類集成運放的種類從前面集成運放典型電路的分析可知,按供電方式可將運放分為雙電源供電和單電源供電,在雙電源供電中又分正、負電源對稱型和不對稱型供電。按集成度(即一個芯片上運放個數)可分為單運放、雙運放和四運放,目前四運放日益增多。按內部結構和制造工藝可將運放分為雙極型、管與單極型管混合搭配的生產工藝,以場效應管作輸入級,使輸入電阻高達10'2Q以上;Bi-MOS常以CMOS電路作輸出級,可輸出較大功率。目前具有各不相同電參數的產品種類繁多。集成運放的種類一、按工作原理分類1．電壓放大型實現電壓放大，輸出回路等效成由電壓uI，控制的電壓源UO=AoduI。F007、F324、C14573均屬這類產品。集成運放的種類一、按工作原理分類2.電流放大型實現電流放大，輸出回路等效成由電流i，控制的電流源io=AiiI。LM3900、F1900屬于這類產品。集成運放的種類一、按工作原理分類3.跨導放大型將輸入電壓轉換成輸出電流，輸出回路等效成由電壓ui，控制的電流源io，即io=A。u3，A.的量綱為電導，它是輸出電流與輸入電壓之比，故稱跨導，常記作gm。LM3080、F3080屬于這類產品。集成運放的種類一、按工作原理分類4.互阻放大型將輸入電流轉換成輸出電壓，輸出回路等效成由電流iI，控制的電壓源uO,即Uo=AuiiI，Aui的量綱為電阻，故稱這種電路為互阻放大電路。AD8009、AD8011屬于這類產品。輸出等效為電壓源的運放，輸出電阻很小，通常為幾十至上百歐；而輸出等效為電流源的運放，輸出電阻較大，通常為幾千歐以上。集成運放的種類二、按可控性分類1．可變增益運放可變增益運放有兩類電路，一類由外接的控制電壓uc來調整開環差模增益Aod，稱為電壓控制增益的放大電路，如VCA610，當uc從0V變為-2V時，Aod從-40dB變為＋40dB，中間連續可調；另一類是利用數字編碼信號來控制開環差模增益A．的，這類運放是模擬電路與數字電路的混合集成電路，具有較強的編程功能，例如AD526，其控制變量為A2、A1、A0,當給定不同的二進制碼時，Aod將隨之改變。集成運放的種類2.選通控制運放此類運放的輸入為多通道，輸出為一個通道，即對“地”輸出電壓信號。利用輸入邏輯信號的選通作用來確定電路對哪個通道的輸入信號進行放大。下圖所示為兩通道選通控制運放OPA676的原理示意圖。當CHA為0V時，開關S倒向電路A1的輸出端，電路對uIA放大，輸出電壓uo=AodUIA；當CHA為2.7V時，開關S倒向電路A2的輸出端，電路對uIB放大，輸出電壓UO=AodUIB；Aod為開環差模增益。由于開關起切換輸入通道的作用，故也稱這類電路為輸入切換運放。集成運放的種類三、按性能指標分類按性能指標可分為通用型和專用型兩類。通用型運放用于無特殊要求的電路之中，其性能指標的數值范圍見表，少數運放可能超出表中數值范圍；專用型運放為了適應各種特殊要求，某一方面性能特別突出。通用型運放的性能指標集成運放的種類集成運放的種類集成運放的種類集成運放的種類Thankyouforwatching.反饋的基本概念反饋的概念將放大電路輸出回路中的輸出信號(電壓或電流)通過某一電路或元件,部分或全部地送回到輸人回路中去的措施稱為反饋(feedback)，示意圖如圖所示。反饋示意圖反饋的概念開環電壓放大倍數:無反饋時，放大電路的電壓放大倍數稱為開環電壓放大倍數，即AO=XO/XD,閉環電壓放大倍數:有反饋時，放大電路的電壓放大倍數稱為閉環電壓放大倍數,即AF=XO/XI反饋系數:反饋信號與輸出信號之比稱為反饋系數(fedbackcoefficient)，即F=XF/XO反饋的分類1.正反饋和負反饋如果反饋信號與輸人信號作用相同，使凈輸人信號(有效輸人信號)增加，這種反饋稱為正反饋(positivefeedback)。如果反饋信號與輸人信號作用相反，使凈輸人信號(有效輸人信號)減少，這種反饋稱為負反饋(negativefeedback)。2.串聯反饋和并聯反饋如果反饋信號與輸人信號以串聯的形式作用于凈輸入端，這種反饋稱為串聯反饋(seresfeedback)。如果反饋信號與輸人信號以并聯的形式作用于凈輸人端，這種反饋稱為并聯反饋(parallelfeedback)。3.電流反饋和電壓反饋如果反饋信號取自輸出電壓，與輸出電壓成比例，這種反饋稱為電壓反饋(voltagefeedback)。如果反饋信號取自輸出電流，與輸出電流成比例，這種反饋稱為電流反饋(currentfeedback)。負反饋放大電路的四種基本組態一、電壓串聯負反饋電路

電壓串聯負反饋電路負反饋放大電路的四種基本組態二、電流串聯負反饋電路

（a）電流串聯負反饋電路基本畫法

（b）電流串聯負反饋電路習慣畫法負反饋放大電路的四種基本組態三、電壓并聯負反饋電路iF=-UO/R電壓并聯負反饋電路負反饋放大電路的四種基本組態四、電流并聯負反饋電路電流并聯負反饋電路

負反饋放大電路的四種基本組態電路比較電壓串聯負反饋電路電流串聯負反饋電路電壓并聯負反饋電路電流并聯負反饋電路放大電路中應引人電壓負反饋還是電流負反饋,取決于負載欲得到穩定的電壓還是穩定的電流;放大電路中應引入串聯負反饋還是并聯負反饋,取決于輸人信號源是恒壓源(或近似恒壓源)還是恒流源?？偨Y一、反饋的基本概念反饋：將放大電路輸出回路中的輸出信號(電壓或電流)通過某一電路或元件,部分或全部地送回到輸人回路中去的措施稱為反饋。開環電壓放大倍數:無反饋時，放大電路的電壓放大倍數稱為開環電壓放大倍數。閉環電壓放大倍數:有反饋時，放大電路的電壓放大倍數稱為閉環電壓放大倍數。反饋系數:反饋信號與輸出信號之比稱為反饋系數。二、反饋的分類1.正反饋和負反饋2.串聯反饋和并聯反饋3.電流反饋和電壓反饋三、負反饋放大電路的四種基本組態電壓串聯負反饋電路電流串聯負反饋電路電壓并聯負反饋電路電流并聯負反饋電路Thankyouforwatching.比例運算電路基本運算電路一、比例運算電路二、加減法運算電路三、微積分運算電路1.反相比例運算電路反相比例運算電路由于R2中電流iD=0,故u-=u+,=“-”端雖然未直接接地但其電位卻為零，這種情況稱為“虛地”。由于因此1.反相比例運算電路反相比例運算電路也就是反相放大電路,該電路的閉環電壓放大倍數為2.同相比例運算電路同相比例運算電路因此同相比例運算電路也就是同相放大電路,該電路的閉環電壓放大倍數為3.加法運算電路加法運算電路取R11=R12=R14.減法運算電路減法運算電路UI11單獨作用時UI2單獨作用時UI1和UI2同時作用時只要取R3/R2=RF/R1當R1=RF時平衡電阻R2取4.微分運算電路微分運算電路波形可見uo正比于u1的微分。當u1為階躍電壓時，如圖所示,uo為尖脈沖電壓。平衡電阻R2取R2=RF5.積分運算電路積分運算電路波形用C作反饋元件。由于電路的“-”端為虛地端，因此所以可見,uO正比于uI的積分。當uI為階躍電壓時，如圖所示,uO隨時間線性增加到負飽和值UOM為止平衡電阻R2取R2=R1總結Thankyouforwatching.集成運放的主要性能指標集成運放的主要性能指標集成運放的主要性能指標