Методы проверки интегральных коммутаторов и ключей

October 28, 2013 by admin Комментировать »

Основной способ контроля работоспособности ИС – проверка выполнения главных функций. Если микросхема их не выполняет, ее нельзя считать работоспособной.

Конечно, такое решение принимается тогда, когда вы измерили все напряжения, поступающие на схему, проконтролировали правильность подключения заземления (как указано в главе 1), а также убедились в исправности всех внешних компонентов, в особенности проводных соединений. После проверки основных функций измеряются параметры интегральной схемы. Далее описываются наиболее важные параметры интегральных коммутаторов и ключей, а также способы их измерений.

Проверка основных функций

На рис. 2.3 приведена типовая схема включения ИС MAX326/327 в качестве интегратора с программируемой постоянной времени (от 1 до 100 мс). На рис. 2.4. показана схема расположения выводов этих микросхем. Логика управления коммутацией представлена в табл. 2.1. Тестирование этого аналогового КМОП переключателя с крайне малым значением тока утечки выполняется путем подачи и отключения напряжения +5 В на выводы управления каналами и одновременной проверки срабатывания соответствующих ключей, для чего используется омметр, подсоединенный к их выводам.

Рис. 2.3. Типовая схема включения ИС MAX326/27

Примечание к рис. Звездочкой обозначены логические входы управления.

Рис. 2.4. Расположение выводов ИС MAX326/27 (корпус DIP/ SO), вид сверху

Проверка тока утечки выключенного канала

На рис. 2.5 показана схема для измерения входного тока утечки выключенного канала при наличии входного напряжения. На рис. 2.6 приведены типичные результаты испытаний ИС MAX378. Как видно из графика, входной ток утечки выключенного канала даже при входном напряжении большем, чем напряжение питания, не превышает 20 нА. Вольтметр, подключенный к выходу ИС, позволяет судить о воздействии тока утечки выключенного канала на включенный канал. При подсоединении резистора с сопротивлением 100 кОм к входу включенного канала это воздействие характеризуется крайне низкой величиной (менее 0,1 мВ). Выходное

Рис.2.5

Схема измерения входного тока утечки

Рис. 2.6

Токутечки

выключенного

канала

ИСМАХ378

напряжение ИС ограничено внутренними фиксирующими схемами до уровня, который примерно на 3 В ниже напряжения питания и может составлять от ±12 до ±15 В. При выключении питания напряжение на выходе ИС снижается до 0.

Проверка времени переключения

На рис. 2.7 и 2.8 приведены временные диаграммы и схема измерения времени переключения ИС MAX326/27. На рис. 2.7 уровни логического сигнала соответствуют

ИС MAX326; для схемы MAX327 они должны быть проинвертированы. Измерения по схеме рис. 2.8 следует повторить для аналоговых входов IN2, IN3 и IN4. Значение времени включения tON должно находиться в пределах 500-1000 нс, а времени выключения – в пределах 50-500 нс. В табл. 2.2 показано влияние напряжения питания на скорость переключения ИС.

Таблица 2.2. Влияние напряжения питания на скорость переключения

Напряжение питания, В

Время включения, мкс

Время выключения, нс

±15

0,5

50

±10

1

80

±5

2,5

200

+10

2,5

200

+15

1,5

100

Измерение прямого сопротивления замкнутого ключа

Рис 2.10. Зависимость сопротивления замкнутого ключа от величины аналогового сигнала на входе при различных значениях напряжения питания

На рис. 2.9 представлена основная схема измерения сопротивления замкнутого ключа для ИС MAX326/27. На рис. 2.10 показано изменение сопротивления замкнутого ключа в зависимости от напряжения аналогового сигнала на входе при различных напряжениях питания. Хотя в спецификации на ИС указано, что уровни сигналов управления должны соответствовать стандартным уровням ТТЛ, на самом деле в данной микросхеме пороговые уровни срабатывания составляют l,5+0,2 В. Эта ИС обеспечивает правильную передачу сигнала при входном напряжении в пределах – 15…+l5 В. Для любых интегральных схем нельзя допускать, чтобы значение напряжения логических сигналов управления превышало уровень напряжения питания!

Рис. 2.9. Схема измерения сопротивления замкнутого ключа и его зависимости от уровня аналогового сигнола

2.2.3.              Измерение тока утечки замкнутого ключа

На рис. 2.11 изображена основная схема измерения тока утечки замкнутого ключа для ИС MAX326/27. На рис. 2.12 показано, как изменяется ток утечки в зависимости от температуры.

Рис. 2Л1. Схема измерения тока утечки замкнутого ключа

Рис. 2.12. Экспериментальная зависимость тока утечки замкнутого ключа от температуры

Измерение тока утечки разомкнутого ключа

На рис. 2.13 приведена основная схема измерения токов утечки разомкнутого ключа, то есть значений входного Is и выходного ID токов утечки разомкнутого ключа IIC MAX326/27. На рис. 2.14 показано, как изменяется входной ток утечки Is в зависимости от температуры.

Рис. 2.13. Схема измерения токов утечки разомкнутого ключа                

Рис. 2.14. Экспериментальная зависимость входного тока утечки разомкнутого ключа оттемпературы

Проверка основных функций коммутатора

На рис. 2.15 и 2.16 показаны типовая схема включения и расположение выводов ИС MAX328/29. Табл. 2.3 и 2.4 соответствуют таблицам истинности ИС MAX328 и MAX329. Указанный аналоговый КМОП коммутатор с крайне низким значением тока утечки проверяется путем подачи и отключения напряжения +5 В на выводы управления с одновременной проверкой замыкания и размыкания соответствующих ключей. Для аналоговых входов можно использовать простое гармоническое колебание, а сигнал на выходе операционного усилителя – измерить посредством осциллографа.

Рис.2.15.Типовая схема включения ИСМАХ328/329

Рие. 2.16 Расположение выводов ИС MAX328/329 (корпус DIP/SO), вид сверху                      

Таблица2.3.Таблица истинности микросхемы MAX328

A2

A1

АО

EN

Замкнутый ключ

X

X

X

0

Нет

0

0

0

1

1

0

0

1

1

2

0

1

0

1

3

0

1

1

1

4

1

0

0

1

5

1

0

1

1

6

1

1

0

1

7

1

1

1

1

8

Таблица Z4. Таблица истинности микросхемы MAX329

A1

АО

EN

Замкнутый ключ

x

X

0

Нет

0

0

1

1

0

1

1

2

1

0

1

3

1

1

1

4

Измерение времени задержки переключения каналов относительно адресных сигналов

На рис. 2.17 и 2.18 показаны временные диаграммы и схема измерения времени задержки переключения каналов относительно момента изменения сигналов на адресных входах ИС MAX328. Заметим, что на объединенные адресные входы подается импульсный сигнал переключения.

Обычно время задержки переключения каналов не превышает 1 мкс для ИС MAX328/29M и 1,5 мкс для ИС MAX328/29C/E.

Рис. 2.17. Временные диаграммы переключения

Рис. 2.18. Схема измерения времени задержки переключения каналов

Время перекрытия переключаемых каналов

На рис. 2.19 и 2.20 показаны временные диаграммы и схема, предназначенная для измерения времени перекрытия (одновременного замыкания) переключаемых каналов ИС MAX328. При измерении необходимо подавать импульсный сигнал на адресные входы. Типичное время перекрытия для этой ИС составляет 0,2 мкс.

Pnc.Z19. Временные диаграммы измерения времени перекрытия при переключении каналов

Рис. 2.20. Схема измерения времени перекрытия при переключении канапов

Измерение задержки переключения каналов относительно сигнала разрешения переключения

На рис. 2.21 и 2.22 показаны схема для измерения задержки переключения каналов относительно сигнала разрешения переключения (EN) и временные диаграммы для

Рис. 2.21. Временные диаграммы переключения

Рис. 2.22. Схема измерения задержки переключения каналов отнасительна сигнала разрешения

ИС MAX328. Обычно указанное время задержки при включении равно 1 мкс для ИС MAX328/29M и 1,5 мкс для ИС MAX328/29C/E.

Измерение заряда переключения

На рис. 2.23 и 2.24 показана схема для измерения заряда переключения и формы сигналов для ИС MAX301/3/5. На вывод управления подается импульсный сигнал и определяется приращение выходного напряжения. Заряд переключения Q вычисляется путем умножения значения приращения выходного напряжения на выходную емкость. Обычно он составляет 10-15 пК.

Рис. 2.23. Схема измерения заряда переключения

Рис. 2.24. Формы сигналов при измерении заряда переключения

Измерение развязки разомкнутого ключа

На рис. 2.25 показана схема, а в табл. 2.5 приведены условия измерения развязки разомкнутого ключа для ИС MAX301/3/5. Развязка определяется как 20 lg VBX^BbIX, Типичное значение развязки для этой ИС равно 72 дБ.

Частота, на которой проводятся измерения, и типы применяемых измерительных приборов (генератор сигналов и анализатор спектра) указаны в табл. 2.5.

Таблица 2.5. Типы применяемых измерительных приборав и частота измерения

Частота тестирования

Генератор сигнала

Анализатор

1 МГц

Автоматический синтезатор

Следящий спектр-анализатор

Измерение развязки между включенными каналами

На рис. 2.26 показана схема измерения развязки между включенными каналами (или отсутствия перекрестных помех) для ИС MAX301/3/5. Как правило, у этой ИС развязка не менее 90 дБ.

Частота, на которой проводятся измерения, и типы применяемых измерительных приборов (генератор сигналов и анализатор спектра) указаны в табл. 2.6.

Рис.2.26

Схема измерения развязки между включенными каналами

Таблица 2.6. Типы применяемых измерительных приборов и частота измерения

Частота тестирования

Генератор сигнала

Анализатор

1 МГц

Автоматический синтезатор

Следящий спектр-анализатор

Емкость канала

На рис. 2.27 и 2.28 показаны схемы, предназначенные для измерения емкости канала, находящегося соответственно во включенном и выключенном состоянии. Обычно емкость включенного канала составляет 12 пФ, а выключенного – 39 пФ.

Источник: Ленк Д., 500 практических схем на популярных ИС: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, – 44 с.: ил. (Серия «Учебник»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты