一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种SMU子卡高精度大电流浮地电路


[0001]本专利技术涉及仪器仪表测试
，更具体地，涉及一种
SMU
子卡高精度大电流浮地电路
。

技术介绍

[0002]源
‑
测量单元
(Source Measure Unit
， SMU)
是一种集成电压源
、
电流源
、
电压表和电流表的测量单元，广泛应用于各类半导体的测试领域
。
随着半导体行业的快速发展，半导体厂家对器件测试的需求越来越多，精度要求也越来越高
。
在某些产品的测试应用中，需要较大的源电流，大电流会带来大的热耗，在功放电路中，为了输出大电流，一般有以下几种方式：
1.
增加三极管的偏置电流，来提高输出电流
2.
使用电流增益大的三极管，这2种方式虽然可以提高输出电流，但也会增加功放的静态电流，在进行小电流输出测试时，输出精度将产生很大影响
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种
SMU
子卡高精度大电流浮地电路，采用两路功率放大器并联切换的方法，在保证大电流和小电流输出精度的情况下，增加了电路的扩展性
。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的实施方式提供如下技术方案：一种
SMU
子卡高精度大电流浮地电路，包括：主控单元
、
数模转换单元
、<br/>钳位电路
、
误差放大器
、
功率放大器
、
电压采集单元和电流采集单元；所述浮地电路的输出端包括第一输出端和第二输出端；所述主控单元与所述模数转换单元
、
所述钳位电路
、
所述误差放大器
、
所述功率放大器和第一输出端依次连接；所述电压采样单元与所述第一输出端和所述第二输出端相连；所述功率放大器包括第一功率放大器和第二功率放大器，所述第一功率放大器的输入端连接所述误差放大器，所述第二功率放大器的输入端与所述第一功率放大器的输出端相连；所述第一功率放大器的输出端经第一电流采样单元后与所述第一输出端相连；所述第二功率放大器的输出端经第二电流采样单元后与所述第一输出端相连；所述电压采样单元，所述第一电流采样单元和所述第二电流采样单元还与所述主控单元和所述数模转换单元连接
。
[0005]作为本专利技术的一种优选方案，所述第一功率放大器包括第一三极管
、
第二三极管
、
第一电阻
、
第二电阻
、
第一稳压二极管
、
第二稳压二极管
、
第一电源
、
第二电源和偏置电路；所述第一电源是所述第一功率放大器的供电电源，所述第二电源是所述第一三极管和所述第二三极管基极供电电源，其中，所述第一三极管的基极依次连接所述偏置电路的第一连接点
、
所述第一稳压二极管
、
所述第一电阻和所述第二电源的正极；所述第一三极管的集电极与所述第一电源的正
极连接；所述第二三极管的基极依次连接所述偏置电路的第二连接点
、
所述第二稳压二极管
、
所述第二电阻和所述第二电源的负极；所述第二三极管的集电极与所述第一电源的负极连接；所述偏置电路第三连接点作为所述第一功率放大器的输入端，与所述误差放大器相连；所述偏置电路的第四连接点与所述第一三极管和所述第二三极管的发射极连接后，共同作为所述第一功率放大器的输出端；所述偏置电路包括第五
~
第八三极管和，其中，所述第五三极管的集电极与所述第五三极管的基极
、
所述第七三极管的集电极相连，作为所述偏置电路的第一连接点；所述第六三极管的集电极与所述第六三极管的基极
、
所述第八三极管的集电极相连，作为所述偏置电路的第二连接点；所述第五三极管和所述第六三极管的发射极相连后，作为所述偏置电路的第三连接点；所述第七三极管和所述第八三极管的发射极相连后，作为所述偏置电路的第四连接点；所述第七三极管和所述第八三极管的基极连接对应的供电电源
。
[0006]作为本专利技术的一种优选方案，所述第二功率放大器包括第三三极管
、
第四三极管
、
第一开关
、
第二开关和第三电源，所述第三电源是所述第二功率放大器的供电电源，其中，所述第三三极管的基极与所述第一开关连接，集电极与所述第三电源的正极连接；所述第四三极管的基极与所述第二开关连接，集电极与所述第三电源的负极连接；所述第三三极管和所述第四三极管的发射极连接，作为所述第二功率放大器的输出端；所述第一开关与所述第二开关连接，作为所述第二功率放大器的输入端
。
[0007]作为本专利技术的一种优选方案，所述第三三极管和第四三极管采用达灵顿晶体管
。
[0008]作为本专利技术的一种优选方案，所述第二功率放大器与所述第二电流采样单元之间设置切换开关，用于切换对外输出的电流
。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，所述第一电流采样单元包括第一采样电阻和第一电流差分电路；所述第二电流采样单元包括第二采样电阻和第二电流差分电路；所述第一采样电阻两端分别连接所述第一功率放大器与所述第一输出端，所述第一电流差分电路与所述第一采样电阻两端相连；所述第二采样电阻两端分别连接所述第二功率放大器与所述第一输出端；所述第二电流差分电路与所述第二采样电阻两端相连；所述第一电流差分电路与所述第二电流差分电路的输出端与所述主控单元和所述数模转换单元连接
。
[0010]作为本专利技术的一种优选方案，所述第一电流采样单元和所述第二电流采样单元共用电流差分电路，其中，所述第一电流采样单元还包括第一采样电阻，两端分别连接所述第一功率放大器与所述第一输出端；所述第二电流采样单元还包括第二采样电阻，两端分别连接所述第二功率放大器与所述第一输出端；所述电流差分电路与所述第一采样电阻和所述第二采样电阻的两端相连，所述电流差分电路的输出端于所述主控单元和所述数模转换单元连接
。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述主控单元
、
所述数模转换单元
、
所述钳位电路
、
所述误差放大器与所述第一功率放大器的输出端的参考地为第一参考地；所述第一功率放大器的供电电源，与所述第二功率放大器的供电电源的参考地均为第二参考地
。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述模数转换单元和所述钳位电路集成于同一块芯
片
。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述第一功率放大器的供电电源，电压大于第一阈值，电流小于第二阈值；所述第二功率放大器的供电电源，电压小于第一阈值，电流大于第二阈值
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
SMU
子卡高精度大电流浮地电路，其特征在于，包括：主控单元
、
数模转换单元
、
钳位电路
、
误差放大器
、
功率放大器
、
电压采集单元和电流采集单元；所述浮地电路的输出端包括第一输出端和第二输出端；所述主控单元与所述模数转换单元
、
所述钳位电路
、
所述误差放大器
、
所述功率放大器和第一输出端依次连接；所述电压采样单元与所述第一输出端和所述第二输出端相连；所述功率放大器包括第一功率放大器和第二功率放大器，所述第一功率放大器的输入端连接所述误差放大器，所述第二功率放大器的输入端与所述第一功率放大器的输出端相连；所述第一功率放大器的输出端经第一电流采样单元后与所述第一输出端相连；所述第二功率放大器的输出端经第二电流采样单元后与所述第一输出端相连；所述电压采样单元，所述第一电流采样单元和所述第二电流采样单元还与所述主控单元和所述数模转换单元连接
。2.
如权利要求1所述的
SMU
子卡高精度大电流浮地电路，其特征在于：所述第一功率放大器包括第一三极管
、
第二三极管
、
第一电阻
、
第二电阻
、
第一稳压二极管
、
第二稳压二极管
、
第一电源
、
第二电源和偏置电路；所述第一电源是所述第一功率放大器的供电电源，所述第二电源是所述第一三极管和所述第二三极管基极供电电源，其中，所述第一三极管的基极依次连接所述偏置电路的第一连接点
、
所述第一稳压二极管
、
所述第一电阻和所述第二电源的正极；所述第一三极管的集电极与所述第一电源的正极连接；所述第二三极管的基极依次连接所述偏置电路的第二连接点
、
所述第二稳压二极管
、
所述第二电阻和所述第二电源的负极；所述第二三极管的集电极与所述第一电源的负极连接；所述偏置电路第三连接点作为所述第一功率放大器的输入端，与所述误差放大器相连；所述偏置电路的第四连接点与所述第一三极管和所述第二三极管的发射极连接后，共同作为所述第一功率放大器的输出端；所述偏置电路包括第五
~
第八三极管和，其中，所述第五三极管的集电极与所述第五三极管的基极
、
所述第七三极管的集电极相连，作为所述偏置电路的第一连接点；所述第六三极管的集电极与所述第六三极管的基极
、
所述第八三极管的集电极相连，作为所述偏置电路的第二连接点；所述第五三极管和所述第六三极管的发射极相连后，作为所述偏置电路的第三连接点；所述第七三极管和所述第八三极管的发射极相连后，作为所述偏置电路的第四连接点；所述第七三极管和所述第八三极管的基极连接对应的供电电源
。3.
如权利要求1所述的
SMU
子卡高精度大电流浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨守平，邹学斌，王瑞朋，聂佳，
申请(专利权)人：武汉精测电子集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：