用于快速变化的电源信号的测试方法及测试电路技术

本发明专利技术公开了一种用于快速变化的电源信号的测试方法及测试电路，涉及半导体电源模块测试领域。该方法的步骤包括：进行负载瞬态测试时，在MOS管的D极施加电压，通过控制MOS管G级的电压，来改变MOS管S极的电压和电流，MOS管S极的电压和电流改变时产生负载瞬态跳变；进行PSRR测试时，控制MOS管工作在可变电阻区和恒流区，通过与MOS管串联的可调电阻改变MOS管的电压，MOS管G极的电压变化带动可调电阻的电压变化后，产生需要的纹波叠加电源信号。本发明专利技术能够在提高现有测试仪器的负载瞬态跳变速率的同时，提高PSRR测试的带宽范围，进而满足现有技术中的应用测试需求。现有技术中的应用测试需求。现有技术中的应用测试需求。

【技术实现步骤摘要】
用于快速变化的电源信号的测试方法及测试电路


[0001]本专利技术涉及半导体电源模块测试领域，具体涉及一种用于快速变化的电源信号的测试方法及测试电路。

技术介绍

[0002]现有技术中进行负载瞬态测试的方式为采用电子负载的阶跃跳变方式；测试电子负载为了满足多区间的功率测试，通用性较强，针对半导体电源的小电流高速瞬态跳变测试性较差(大于10us)。但是，针对半导体电源的小电流高速瞬态跳变测试性较差(大于10us)，电子负载使用程控改变端口等效阻抗的方式去实现负载跳变，程序的响应时间和精度约束导致仪器无法做到高速的瞬态负载跳变，无法满足当前系统应用里的高于1A/us的小电流瞬态跳变测试。例如参见图1所示，对于半导体电源的小电流场景如0～2A场景，跳变速率不超过500mA/us，很难达到更高的速率，实际系统应用对于后级负载如MCU/SOC等高速动态负载模型(负载跳变频率MHz级别)，无法满足系统应用场景测试。
[0003]参见图2所示，现有技术中对于测试需求的带宽范围较广的LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)的PSRR(电源抑制比)而言，因为测试时需要信号的最低电压不低于输出电压+Dropout值，所以要求输入信号100mV～500mV的叠加纹波。但是，现有技术中采用程控电源进行编程波形测试，输入电源的实际纹波频率最高100KHz时，输入电源纹波20mV以内；即当前程控电源大多输入信号频率只能叠加到100KHz级别，无法实现PSRR测试需求的100Hz～1MHz的100mV～500mV输入纹波叠加测试。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术解决的技术问题为：如何在提高现有测试仪器的负载瞬态跳变速率的同时，提高PSRR测试的带宽范围，进而满足现有技术中的应用测试需求。
[0005]为达到以上目的，本专利技术提供的用于快速变化的电源信号的测试方法，包括以下步骤：进行负载瞬态测试时，在MOS管的D极施加电压，通过控制MOS管G级的电压，来改变MOS管S极的电压和电流，MOS管S极的电压和电流改变时产生负载瞬态跳变；进行PSRR测试时，控制MOS管工作在可变电阻区和恒流区，通过与MOS管串联的可调电阻改变MOS管的电压，MOS管G极的电压变化带动可调电阻的电压变化后，产生需要的纹波叠加电源信号。
[0006]本专利技术提供的用于快速变化的电源信号的测试电路，包括电源V1，该电路还包括与电源V1相连的第一三极管Q1和第二三极管Q2、以及串联的MOS管和可调电阻R1；第一三极管Q1和第二三极管Q2共同接入同一个信号源V2，第一三极管Q1和第二三极管Q2均与MOS管相连。
[0007]在上述技术方案的基础上，该测试电路用于负载瞬态测试时：
[0008]电源V1用于：为第一三极管Q1和第二三极管Q2供电；
[0009]第一三极管Q1和第二三极管用于：将信号源V2的测试阶跃控制信号放大为输出信
号后输出至MOS管；
[0010]MOS管用于：在可变电阻区，通过控制G极的变化来改变输出信号的电压值；
[0011]可调电阻R1用于：当MOS管进入饱和区工作时，通过调节自身电阻值来控制相应的测试负载的最大跳变值。
[0012]在上述技术方案的基础上，该测试电路用于PSRR测试时：
[0013]信号源V2用于：提供一个具有直流偏置、且频率和幅值可控的正弦波电源输入信号；
[0014]MOS管用于：从D极接入输入电源信号后，通过控制G级的波形，在S级产生一个跟随G级频率的信号进行输出；
[0015]第一三极管Q1和第二三极管Q2用于：将信号源V2的测试阶跃控制信号放大为输出信号后输出至MOS管；
[0016]可调电阻R1用于：与MOS管形成电阻分压电路，将MOS管S端的输出电压与GND隔离。
[0017]在上述技术方案的基础上，所述第一三极管Q1采用NPN型三极管，所述第二三极管Q2采用PNP型三极管，所述电源V1的负极接地，正极与第一三极管Q1的C极相连，第一三极管Q1的E极与第二三极管Q2的E极相连，第二三极管的C极接地；第一三极管Q1和第二三极管Q2的B极共用后接入信号源V2；第一三极管Q1和第二三极管Q2的E极均与MOS管的G极相连，MOS管的D极接入待测信号，MOS管的S极与可调电阻R1串联后接地。
[0018]在上述技术方案的基础上，所述MOS管的型号为BSB017N03LX3。
[0019]在上述技术方案的基础上，所述第一三极管Q1的型号为2N222。
[0020]在上述技术方案的基础上，所述第二三极管Q2的型号为2SAR502UB。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0022]本专利技术进行PSRR测试时，利用MOS管的高速开关特性和可变电阻特性，来提高PSRR测试的带宽范围，突破传统程控电源100KHz的跳变频率；经测试得到，本专利技术能够实现1MHz以上的PSRR测试。
[0023]本专利技术在进行负载瞬态测试时，利用MOS管的高速开关特性和可变电阻特性，来显著提高负载瞬态变速率，经验证得出，通过本专利技术进行负载瞬态测试时，负载瞬态变速率可从现有技术中的150mA/us提升到200A/us。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为现有技术中的负载跳变示意图；
[0026]图2为现有技术长的PSRR示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例中MOS管的开关特性曲线示意图；
[0028]图4为本专利技术实施例中的用于快速变化的电源信号的测试电路的电路示意图。
具体实施方式
[0029]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0030]附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0031]首先对本专利技术的研发原理进行说明。
[0032]为了解决现有技术中存在的问题，申请人需要寻求一种既能够提高现有测试仪器的负载瞬态跳变速率，又能够提高PSRR测试的带宽范围的测试方式。申请人经过大量试验和研究，得出以下信息：
[0033]MOS管(MOSFET的缩写，Metal
‑
Oxide
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于快速变化的电源信号的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：进行负载瞬态测试时，在MOS管的D极施加电压，通过控制MOS管G级的电压，来改变MOS管S极的电压和电流，MOS管S极的电压和电流改变时产生负载瞬态跳变；进行PSRR测试时，控制MOS管工作在可变电阻区和恒流区，通过与MOS管串联的可调电阻改变MOS管的电压，MOS管G极的电压变化带动可调电阻的电压变化后，产生需要的纹波叠加电源信号。2.一种用于快速变化的电源信号的测试电路，包括电源V1，其特征在于：该电路还包括与电源V1相连的第一三极管Q1和第二三极管Q2、以及串联的MOS管和可调电阻R1；第一三极管Q1和第二三极管Q2共同接入同一个信号源V2，第一三极管Q1和第二三极管Q2均与MOS管相连。3.如权利要求2所述的用于快速变化的电源信号的测试电路，其特征在于，该测试电路用于负载瞬态测试时：电源V1用于：为第一三极管Q1和第二三极管Q2供电；第一三极管Q1和第二三极管用于：将信号源V2的测试阶跃控制信号放大为输出信号后输出至MOS管；MOS管用于：在可变电阻区，通过控制G极的变化来改变输出信号的电压值；可调电阻R1用于：当MOS管进入饱和区工作时，通过调节自身电阻值来控制相应的测试负载的最大跳变值。4.如权利要求3所述的用于快速变化的电源信号的测试电路，其特征在于，该测试电路用于PSR...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱小燕，
申请(专利权)人：武汉芯必达微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：