《集成电路测试技术项目教程（活页式）》课件 项目3 平移式芯片测试

集成运算放大器集成电路采用微电子技术将二极管、晶体管、场效晶体管、电阻、电容等元、器件和连接导线等整个电路都集成在一小块半导体晶片上，封装上外壳，向外引出若干个管脚，构成一个完整的、具有一定功能的电路。数字芯片模拟芯片处理信号离散的数字信号("0"、"1")连续函数形式的模拟信号应用范围存储、运算、传输、控制等全领域工作内容组合逻辑、时序逻辑芯片模拟信号处理产品应用存储器、微控制器、数字信号处理单元等放大器、比较器、电源管理等工作电压小大工作电流小大抗干扰能力大弱测试设计简单，外围少困难，要考虑各种损耗测试环境只有温湿度要求根据型号，要考虑磁场、压强、环境噪声等放大电路电学中能够实现信号、功率放大的器件，称为放大器。以放大器为核心，能够实现放大功能的电路组合，称为放大电路。在很多情况下，放大器和放大电路经常被我们混淆。严格意义上来说，放大器是一个器件，比如一个3管脚的晶体管或者是一个8管脚的运算放大器，这些都是放大器。而放大电路是这些放大器件再加上电阻电容、线路板或者是导线焊接在一起的完整电路，是一个组合电路。放大器放大电路放大器的分类放大器分类：晶体管放大器、运算放大器和功能放大器。集成运算放大器的组成集成运放由输人级、中间级和输出级三个基本部分组成。输人级一般都采用双端输人的差分放大电路，这样可以有效地减小零点漂称抑制干扰信号。其差模输人电阻很大,可达105~106Ω，最低的也有几十千欧。中间级用来完成电压放大，一般采用共射放大电路。由于采用多级放大，使得集成运放的电压放大倍数可高达104~106倍。输出级一般采用互补对称放大电路或共集放大电路。差模输出电阻很小，一般只有几十欧至几百欧，因而带负载的能力强，能输出足够大的电压和电流。集成运放电路方框图集成运算放大器的图形符号左侧“一”端为反相输人端，当信号由此端与地之间输人时，输出信号与输人信号相位相反。信号的这种输人方式称为反相输入。左侧“+”端为同相输入端，当信号由此端与地之间输人时，输出信号与输人信号相位相同。信号的这种输人方式称为同相输入。如果将两个输人信号分别从上述两端与地之间输人，则信号的这种输人方式称为差分输入。（a）国标符号（b）IEC符号集成运算放大器的图形符号LM358型集成运放的引脚图电压传输特性集成运算放大器的输出电压UO

与输入电压UD的关系曲线称为集成运放的电压传输特性：

线性区：正饱和区：UO=+UOM≈+UCC负饱和区：UO=-UOM≈-UEE总结一、放大器的分类晶体管放大器、运算放大器和功能放大器。二、集成运算放大器的组成三、集成运算放大器的图形符号四、集成运算放大器的电压传输特性

Thankyouforwatching.集成运放的种类集成运放的种类从前面集成运放典型电路的分析可知,按供电方式可将运放分为双电源供电和单电源供电,在双电源供电中又分正、负电源对称型和不对称型供电。按集成度(即一个芯片上运放个数)可分为单运放、双运放和四运放,目前四运放日益增多。按内部结构和制造工艺可将运放分为双极型、管与单极型管混合搭配的生产工艺,以场效应管作输入级,使输入电阻高达10'2Q以上;Bi-MOS常以CMOS电路作输出级,可输出较大功率。目前具有各不相同电参数的产品种类繁多。集成运放的种类一、按工作原理分类1．电压放大型实现电压放大，输出回路等效成由电压uI，控制的电压源UO=AoduI。F007、F324、C14573均属这类产品。集成运放的种类一、按工作原理分类2.电流放大型实现电流放大，输出回路等效成由电流i，控制的电流源io=AiiI。LM3900、F1900属于这类产品。集成运放的种类一、按工作原理分类3.跨导放大型将输入电压转换成输出电流，输出回路等效成由电压ui，控制的电流源io，即io=A。u3，A.的量纲为电导，它是输出电流与输入电压之比，故称跨导，常记作gm。LM3080、F3080属于这类产品。集成运放的种类一、按工作原理分类4.互阻放大型将输入电流转换成输出电压，输出回路等效成由电流iI，控制的电压源uO,即Uo=AuiiI，Aui的量纲为电阻，故称这种电路为互阻放大电路。AD8009、AD8011属于这类产品。输出等效为电压源的运放，输出电阻很小，通常为几十至上百欧；而输出等效为电流源的运放，输出电阻较大，通常为几千欧以上。集成运放的种类二、按可控性分类1．可变增益运放可变增益运放有两类电路，一类由外接的控制电压uc来调整开环差模增益Aod，称为电压控制增益的放大电路，如VCA610，当uc从0V变为-2V时，Aod从-40dB变为＋40dB，中间连续可调；另一类是利用数字编码信号来控制开环差模增益A．的，这类运放是模拟电路与数字电路的混合集成电路，具有较强的编程功能，例如AD526，其控制变量为A2、A1、A0,当给定不同的二进制码时，Aod将随之改变。集成运放的种类2.选通控制运放此类运放的输入为多通道，输出为一个通道，即对“地”输出电压信号。利用输入逻辑信号的选通作用来确定电路对哪个通道的输入信号进行放大。下图所示为两通道选通控制运放OPA676的原理示意图。当CHA为0V时，开关S倒向电路A1的输出端，电路对uIA放大，输出电压uo=AodUIA；当CHA为2.7V时，开关S倒向电路A2的输出端，电路对uIB放大，输出电压UO=AodUIB；Aod为开环差模增益。由于开关起切换输入通道的作用，故也称这类电路为输入切换运放。集成运放的种类三、按性能指标分类按性能指标可分为通用型和专用型两类。通用型运放用于无特殊要求的电路之中，其性能指标的数值范围见表，少数运放可能超出表中数值范围；专用型运放为了适应各种特殊要求，某一方面性能特别突出。通用型运放的性能指标集成运放的种类集成运放的种类集成运放的种类集成运放的种类Thankyouforwatching.反馈的基本概念反馈的概念将放大电路输出回路中的输出信号(电压或电流)通过某一电路或元件,部分或全部地送回到输人回路中去的措施称为反馈(feedback)，示意图如图所示。反馈示意图反馈的概念开环电压放大倍数:无反馈时，放大电路的电压放大倍数称为开环电压放大倍数，即AO=XO/XD,闭环电压放大倍数:有反馈时，放大电路的电压放大倍数称为闭环电压放大倍数,即AF=XO/XI反馈系数:反馈信号与输出信号之比称为反馈系数(fedbackcoefficient)，即F=XF/XO反馈的分类1.正反馈和负反馈如果反馈信号与输人信号作用相同，使净输人信号(有效输人信号)增加，这种反馈称为正反馈(positivefeedback)。如果反馈信号与输人信号作用相反，使净输人信号(有效输人信号)减少，这种反馈称为负反馈(negativefeedback)。2.串联反馈和并联反馈如果反馈信号与输人信号以串联的形式作用于净输入端，这种反馈称为串联反馈(seresfeedback)。如果反馈信号与输人信号以并联的形式作用于净输人端，这种反馈称为并联反馈(parallelfeedback)。3.电流反馈和电压反馈如果反馈信号取自输出电压，与输出电压成比例，这种反馈称为电压反馈(voltagefeedback)。如果反馈信号取自输出电流，与输出电流成比例，这种反馈称为电流反馈(currentfeedback)。负反馈放大电路的四种基本组态一、电压串联负反馈电路

电压串联负反馈电路负反馈放大电路的四种基本组态二、电流串联负反馈电路

（a）电流串联负反馈电路基本画法

（b）电流串联负反馈电路习惯画法负反馈放大电路的四种基本组态三、电压并联负反馈电路iF=-UO/R电压并联负反馈电路负反馈放大电路的四种基本组态四、电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路

负反馈放大电路的四种基本组态电路比较电压串联负反馈电路电流串联负反馈电路电压并联负反馈电路电流并联负反馈电路放大电路中应引人电压负反馈还是电流负反馈,取决于负载欲得到稳定的电压还是稳定的电流;放大电路中应引入串联负反馈还是并联负反馈,取决于输人信号源是恒压源(或近似恒压源)还是恒流源。总结一、反馈的基本概念反馈：将放大电路输出回路中的输出信号(电压或电流)通过某一电路或元件,部分或全部地送回到输人回路中去的措施称为反馈。开环电压放大倍数:无反馈时，放大电路的电压放大倍数称为开环电压放大倍数。闭环电压放大倍数:有反馈时，放大电路的电压放大倍数称为闭环电压放大倍数。反馈系数:反馈信号与输出信号之比称为反馈系数。二、反馈的分类1.正反馈和负反馈2.串联反馈和并联反馈3.电流反馈和电压反馈三、负反馈放大电路的四种基本组态电压串联负反馈电路电流串联负反馈电路电压并联负反馈电路电流并联负反馈电路Thankyouforwatching.比例运算电路基本运算电路一、比例运算电路二、加减法运算电路三、微积分运算电路1.反相比例运算电路反相比例运算电路由于R2中电流iD=0,故u-=u+,=“-”端虽然未直接接地但其电位却为零，这种情况称为“虚地”。由于因此1.反相比例运算电路反相比例运算电路也就是反相放大电路,该电路的闭环电压放大倍数为2.同相比例运算电路同相比例运算电路因此同相比例运算电路也就是同相放大电路,该电路的闭环电压放大倍数为3.加法运算电路加法运算电路取R11=R12=R14.减法运算电路减法运算电路UI11单独作用时UI2单独作用时UI1和UI2同时作用时只要取R3/R2=RF/R1当R1=RF时平衡电阻R2取4.微分运算电路微分运算电路波形可见uo正比于u1的微分。当u1为阶跃电压时，如图所示,uo为尖脉冲电压。平衡电阻R2取R2=RF5.积分运算电路积分运算电路波形用C作反馈元件。由于电路的“-”端为虚地端，因此所以可见,uO正比于uI的积分。当uI为阶跃电压时，如图所示,uO随时间线性增加到负饱和值UOM为止平衡电阻R2取R2=R1总结Thankyouforwatching.集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标