一种精密输出放大电路、应用该电路的负载检测电路及装置制造方法及图纸

本申请提供一种精密输出放大电路、应用该电路的负载检测电路及装置，该输出放大电路通过运算放大器和变阻器的使用实现仅使用单一的精密输出单元对待测负载提供精密大电流，节省检测通道资源，降低测试成本，同时通过设计两路可供选择的快速电压检测电路和精密电压检测电路，应用开尔文四线法和控制器，使得该检测电路具备快速检测功能和高精度检测功能，并实现检测模块的切换，充分满足不同测试场景的需求。的需求。的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种精密输出放大电路、应用该电路的负载检测电路及装置


[0001]本专利技术涉及半导体测试领域，尤其涉及精密电流放大及检测技术。

技术介绍

[0002]PMU(Precision Measurement Unit)是一种精密测量单元，在ATE(Automatic Test Equipment)中，PMU(Precision Measurement Unit)用于精确测量电路参数。它通常由多个通道组成，每个通道都有一个精密的测量器件(例如模数转换器)和一个放大器来保证高精度的测量。PMU常常被用于半导体芯片或电路板的生产测试中，测量电路的参数如电压、电流、频率、阻抗等等。通过比较被测设备的实际输出与预期输出，根据两者的差异，ATE可以确定电路是否符合规格要求。使用PMU可以提高测试精度和可靠性，并且可以有效地检测和定位电路中的故障。同时，PMU还可以记录测量数据并生成报告，方便工程师进行进一步的分析和优化。
[0003]但是当前的通信行业及消费电子行业发展迅速，市场对产品性能提出了更高的要求，极大推动了半导体器件小型化，集成化的发展进程。相应的，半导体器件的测试技术也有了更高的要求，整体趋势上，负载的功能越来越多，电流越来越大，导致测试条件越来越多，成本越来越高。单个PMU测试半导体芯片或电路板时，输出电流大小开始不能满足被测负载的测试需求，现有测试方法是通过同时使用多个PMU来为被测负载供电，这种测试方法虽然可以得到被测负载需要的驱动电流或电压，但是PMU的多个测试通道将被浪费，通道资源处于冗余状态，增大了测试成本。另一方面，目前市面上多数PMU设备中已集成的模数转换器精度达不到更高的测试精度需求，实际测量数值与期望测量数值之差小于PMU中模数转换器的分辨率。此外，由于测试要求的复杂度越来越高，实际生产测试过程中，有时需要进行快速检测，有时需要进行高精度检测，现有测试方法不能灵活适应不同的测试任务。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术主要针对检测芯片时，PMU输出电流比较小的问题，提出一种可以将PMU输出的电流进行放大的电路。同时，兼顾满足快速检测和高精度检测的测试需求，设计一种具有两个不同检测路径的负载检测电路。由此最终实现降低测试成本的目的。
[0005]为了达成上述目的，本说明书实施例提供以下技术方案：
[0006]本专利技术在第一方面提供了一种精密输出放大电路，包括：
[0007]电源模块；
[0008]精密输出单元；
[0009]输出放大模块；
[0010]所述精密输出单元之输入端与所述电源模块输出端相连；
[0011]所述精密输出单元之输出端与所述输出放大模块的激励输入端相连；
[0012]所述输出放大模块，包括第一运算放大器，变阻器，所述第一运算放大器的输出端与所述变阻器一端连接，所述变阻器另一端接地。
[0013]进一步的，所述精密输出单元可编程调节输出电压。
[0014]进一步的，所述精密输出单元的高精度输出设备数量仅为1。
[0015]优选的，所述变阻器为滑动变阻器、旋钮变阻器、线性变阻器、电容变阻器中一种或多种的组合。
[0016]优选的，所述精密输出单元使用的高精度输出设备为PMU或高精度数模转换器。
[0017]本专利技术在第二方面提供了一种负载检测电路，其特征在于，包括：
[0018]检流电阻；
[0019]快速电压检测模块，；
[0020]如第一方面所述的精密输出放大电路；
[0021]控制器；
[0022]所述快速电压检测模块包括第二运算放大器；
[0023]所述检流电阻串联于所述精密输出放大电路与被测负载之间，所述快速电压检测模块与检流电阻并联，通过开尔文四线法检测所述检流电阻两端电压，通过所述第二运算放大器放大后传至所述控制器，由所述控制器中集成的低精度模数转换器进行电压数据的采集与处理。
[0024]进一步的，所述快速电压检测模块还包括滑动变阻器，所述滑动变阻器两端分别接入所述第二运算放大器的正、负输入端，电压增益范围为1
‑
1000。
[0025]优选的，所述控制器的信号端口还通过SPI协议连接于所述精密输出单元，电压调节指令可通过控制器传输给所述精密输出单元，并读取所述精密输出单元的寄存器内容。
[0026]进一步的，所述负载检测电路还包括精密电压检测模块，所述精密电压检测模块包括两路由第三运算放大器和继电器串联组成的电压检测电路和一模数转换器，所述第三运算放大器的输入端分别连接于检流电阻两端，分别检测所述检流电阻两端电压信号，输出端分别连接于两个继电器输入端；所述两路电压检测电路的继电器的输出端均连接于一模数转换器的输入端；所述模数转换器的输出端连接于所述控制器的信号端口，所述控制器可接收电压检测信号并通过控制GPIO的电平高低来控制所述继电器开路或闭合。
[0027]优选的，所述精密电压检测模块中的模数转换器为分辨率位数在16位以上的高精度模数转换器。
[0028]本专利技术在第三方面提供了一种精密输出放大及负载检测装置，包括：
[0029]壳体；
[0030]被测负载连接口；
[0031]如上述第二方面各方案提供的负载检测电路。
[0032]基于上述设计，本专利技术的有益效果是：
[0033]第一，本专利技术通过PMU的输出电流经运算放大器放大，变阻器对电流的放大倍数进行调整，同时，运算放大器配合常规电阻使用时，由于实际生产的电阻存在无法消除的误差，导致放大倍数一般都存在1％或更高的精度误差，而使用变阻器可以得到精度更高的放大倍数。
[0034]第二，当测试负载的驱动电流过小时，现有的技术手段是同时使用多个PMU输出电流来驱动负载，而本专利技术的放大电路可以只使用一个PMU就得到合适的电流来驱动负载，节省PMU通道资源，降低测试成本，同时保证了电流放大精度，避免电流过大损坏负载。
[0035]第三，本专利技术通过使用开尔文四线法对放大的电流进行检测，避免PCB基板上导线电阻造成的压降影响，保证测试精度不受影响。
[0036]第四，本专利技术的快速电压检测模块的输出信号可直接传输给PMU中的模数转换器，不需要外部模数转换器处理，检测速度较快；精密电压检测模块使用PMU外部模数转换器，精度可选择12位以上甚至24位，充分满足高精度测试需求。
[0037]第五，本专利技术的控制器可控制精密电压检测模块的通路与断路，实现快速电压检测模块与精密电压检测模块的切换，灵活应对不同测试任务。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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它的附图。
[0039]图1是本申请中的精密输出放大电路模块示意图；
[0040]图2是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精密输出放大电路，其特征在于，包括：电源模块；精密输出单元；输出放大模块；其特征在于，所述精密输出单元之输入端与所述电源模块输出端相连；所述精密输出单元之输出端与所述输出放大模块的激励输入端相连；所述输出放大模块，至少包括第一运算放大器，变阻器，所述第一运算放大器的输出端与所述变阻器一端连接，所述变阻器另一端接地。2.如权利要求1所述的精密输出放大电路，其特征在于，所述精密输出单元可编程调节输出电压。3.如权利要求1所述的精密输出放大电路，其特征在于，所述精密输出单元的数量仅为1。4.如权利要求1所述的精密输出放大电路，其特征在于，所述变阻器为滑动变阻器、旋钮变阻器、线性变阻器、电容变阻器中一种或多种的组合。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的精密输出放大电路，其特征在于，所述精密输出单元使用的高精度输出设备为PMU或高精度数模转换器。6.一种负载检测电路，其特征在于，包括：检流电阻；快速电压检测模块，；如权利要求1
‑
5中任一项所述的精密输出放大电路；控制器；其特征在于：所述快速电压检测模块包括第二运算放大器；所述检流电阻串联于所述精密输出放大电路与被测负载之间，所述快速电压检测模块与检流电阻并联，通过开尔文四线法检测所述检流电阻两端电压，通过所述第二运算放大器放大后传至所述控制器，由所述控制器中集成的低精度模数转换器进行电压数据的采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：申鹏飞，罗雄科，杨磊，尤艳宏，
申请(专利权)人：西安泽荃半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：