網友分享:實現高精度低電流測量兩種方式
發布時間:2015-01-27 責任編輯:sherryyu
【導讀】本文探討了對低功耗待測器件(DUT)進行低電流測量的兩種不同方法:一是將電源、高精度數字多用表及待測器件進行串聯,二是使用高精度測量電源。
由you於yu當dang今jin的de重zhong點dian是shi綠lv色se出chu行xing和he打da造zao移yi動dong設she備bei和he物wu聯lian網wang設she備bei,因yin此ci實shi現xian集ji成cheng電dian路lu和he電dian子zi組zu件jian功gong耗hao最zui小xiao化hua已yi成cheng為wei器qi件jian製zhi造zao商shang的de夢meng想xiang。功gong耗hao最zui低di意yi味wei著zhe實shi現xian所suo有you集ji成cheng電dian路lu和he電dian子zi組zu件jian的de電dian流liu消xiao耗hao最zui低di。為wei了le對dui這zhe些xie部bu件jian進jin行xing特te性xing分fen析xi,必bi須xu測ce量liang器qi電dian流liu消xiao耗hao。過guo去qu,功gong耗hao並bing不bu是shi主zhu要yao問wen題ti,測ce量liang通tong過guo器qi件jian的de電dian流liu非fei常chang簡jian單dan,因yin為wei電dian流liu電dian平ping相xiang對dui較jiao高gao,為wei毫hao安an甚shen至zhi安an培pei級ji,利li用yong標biao準zhun多duo用yong表biao即ji可ke測ce量liang。當dang今jin器qi件jian工gong作zuo電dian流liu低di至zhi微wei安an級ji甚shen至zhi更geng低di,因yin此ci需xu要yao更geng複fu雜za設she備bei進jin行xing測ce量liang。
將電源與數字多用表進行串聯
測量流經器件電流的一個方法是將數字多用表與電路串聯,並利用它測量電流。使用6位半的高質量數字多用表,可以對毫安級電流電平進行高精度測量。圖1給出這個方法的測試設置。

圖1. 使用電源與數字多用表串聯來測量電流
雖(sui)然(ran)這(zhe)個(ge)方(fang)法(fa)能(neng)夠(gou)對(dui)通(tong)過(guo)器(qi)件(jian)的(de)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)非(fei)常(chang)準(zhun)確(que)的(de)測(ce)量(liang),但(dan)由(you)於(yu)特(te)性(xing)分(fen)析(xi)期(qi)間(jian)數(shu)字(zi)多(duo)用(yong)表(biao)造(zao)成(cheng)的(de)電(dian)壓(ya)負(fu)荷(he),該(gai)方(fang)法(fa)也(ye)可(ke)能(neng)帶(dai)來(lai)很(hen)多(duo)問(wen)題(ti)。即(ji)使(shi)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)端(duan)電(dian)壓(ya)可(ke)能(neng)處(chu)於(yu)編(bian)程(cheng)值(zhi),但(dan)待(dai)測(ce)器(qi)件(jian)兩(liang)端(duan)電(dian)壓(ya)實(shi)際(ji)上(shang)低(di)於(yu)編(bian)程(cheng)值(zhi),因(yin)為(wei)在(zai)數(shu)字(zi)多(duo)用(yong)表(biao)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya)負(fu)荷(he)。因(yin)此(ci),待(dai)測(ce)器(qi)件(jian)兩(liang)端(duan)電(dian)壓(ya)不(bu)是(shi)編(bian)程(cheng)電(dian)壓(ya),它(ta)等(deng)於(yu)編(bian)程(cheng)電(dian)壓(ya)減(jian)去(qu)數(shu)字(zi)多(duo)用(yong)表(biao)電(dian)壓(ya)(VDUT= VSET– VDMM)。如ru果guo忽hu略lve數shu字zi多duo用yong表biao電dian壓ya且qie用yong戶hu假jia設she器qi件jian電dian壓ya等deng於yu編bian程cheng電dian壓ya,那na麼me功gong率lv和he電dian阻zu測ce量liang將jiang具ju有you重zhong大da誤wu差cha,因yin為wei用yong於yu計ji算suan的de電dian壓ya將jiang高gao於yu待dai測ce器qi件jian電dian壓ya值zhi。當dang在zai最zui低di工gong作zuo電dian壓ya附fu近jin對dui器qi件jian進jin行xing測ce試shi時shi,這zhe個ge電dian壓ya降jiang還hai可ke能neng帶dai來lai問wen題ti。如ru果guo數shu字zi多duo用yong表biao的de電dian壓ya負fu荷he過guo大da,器qi件jian電dian壓ya可ke能neng低di於yu最zui低di工gong作zuo電dian壓ya,而er且qie器qi件jian將jiang無wu法fa正zheng常chang工gong作zuo,導dao致zhi錯cuo誤wu測ce量liang。
通tong過guo輸shu出chu較jiao高gao的de電dian源yuan電dian壓ya,可ke以yi對dui這zhe個ge電dian壓ya降jiang進jin行xing補bu償chang,從cong而er為wei待dai測ce器qi件jian提ti供gong期qi望wang的de電dian壓ya。不bu過guo,數shu字zi多duo用yong表biao造zao成cheng的de電dian壓ya負fu荷he隨sui著zhe流liu經jing電dian流liu的de變bian化hua而er變bian化hua,因yin此ci補bu償chang非fei常chang困kun難nan。 keyishiyongdierbushuziduoyongbiaozhijieceliangqijiandianya,danzhejiangtianjiaxindeyiqishebei,bujinzengjiaceshixitongdechengbenhefuzadu,erqiekenenggeididianliuceliangdailaigengdawuchayuan。shuziduoyongbiaogeiceshidianludailaiewaifuzai,zhishidianliugaoyushijiliujingqijiandedianliu。suirandianyuanyushuziduoyongbiaochuanlianshiyizhongfeichangjiandandedidianliuceliangfangfa,danzhejuebushilixiangfangfa。
使用高精度測量電源
如果適用高精度測量電源,可以利用6位半高質量數字多用表對通過器件的電流進行測量,但是可以做得更簡單且更準確。由於測試器件隻需要1部儀器,因此測試得以簡化。圖2給出測試設置。
由於隻有1部儀器,很快即可開始測試,因為需要設置的設備更少。自動測量也更簡單,因為隻需對1部儀器進行編程。這避免了多部儀器的同步,並允許測試工程師把精力集中於測量。
進jin行xing器qi件jian特te性xing分fen析xi時shi,利li用yong高gao精jing度du測ce量liang電dian源yuan比bi利li用yong電dian源yuan與yu數shu字zi多duo用yong表biao更geng準zhun確que。高gao精jing度du測ce量liang電dian源yuan能neng夠gou測ce量liang施shi加jia於yu器qi件jian的de電dian流liu和he電dian壓ya。電dian流liu是shi內nei部bu測ce量liang的de,因yin此ci不bu會hui像xiang串chuan聯lian數shu字zi多duo用yong表biao那na樣yang給gei測ce試shi電dian路lu帶dai來lai電dian壓ya負fu荷he。這zhe樣yang,器qi件jian兩liang端duan電dian壓ya等deng於yu編bian程cheng電dian壓ya。要yao想xiang進jin一yi步bu提ti高gao準zhun確que度du,可ke以yi利li用yong器qi件jian端duan口kou的de程cheng控kong檢jian測ce引yin線xian直zhi接jie測ce量liang電dian壓ya,這zhe使shi得de高gao精jing度du測ce量liang電dian源yuan直zhi接jie補bu償chang為wei器qi件jian供gong電dian的de測試引線上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)。這(zhe)些(xie)測(ce)試(shi)引(yin)線(xian)具(ju)有(you)極(ji)高(gao)的(de)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang),因(yin)此(ci)對(dui)測(ce)試(shi)電(dian)路(lu)而(er)言(yan),它(ta)們(men)實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)零(ling)負(fu)載(zai)。利(li)用(yong)這(zhe)些(xie)特(te)性(xing),高(gao)精(jing)度(du)測(ce)量(liang)電(dian)源(yuan)能(neng)夠(gou)在(zai)任(ren)何(he)電(dian)流(liu)電(dian)平(ping)對(dui)器(qi)件(jian)進(jin)行(xing)極(ji)其(qi)精(jing)確(que)的(de)特(te)性(xing)分(fen)析(xi)。由(you)於(yu)在(zai)1部儀器內集成了所有這些能力,因此高精度測量電源可以大幅降低測試係統複雜性和成本。

圖2. 利用高精度測量電源進行電流測量
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