Устройство для измерения шумовых характеристик микросхем

(5)5 6 ИЗОБРЕТЕНИЯИС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Валеев Э.Я., Лосновский В,А. О прогнозировании надежности полупроводниковых приборов по импульсным шумам. - Надежность и контроль качества, 1979, М 8.Авторское свидетельство СССР М 1347050, кл. 6 01 В 31/28, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСХЕМ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при контроле линейных интегральных схем по шумовым характеристикам, Цель изобретения - повышение точности измерений за счет повышения стабильности коэффициента передачи, Устройство содержит контролируемую микросхему 1, узел 2 установки единичного коэффициента усиления, контакты 3 и 4 для подключения выводов питания микросхемы, контакты 5 и 6 для подключения входа и выхода микросхемы, контакты 11 и 12 для подключения источника питания. Введение блока 7 стабилизации, инверсных усилителей 9, 10 тока и узла 8 нагрузок повышает точность задания . напряжения питания на контролируемую микросхему 1 и стабильность коэффициента передачи устройства. 2 ил.5 10 20 Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при контроле линейных интегральных схем по шумовым характеристикам.Цель изобретения - повышение точности измерений за счет повышения стабильности коэффициента передачи устройства,На фиг,1 приведена структурная схема устройства; на фиг,2 - схема устройства с возможностью измерения инфранизкочастотных шумов,Устройство (фиг.1) содержит контролируемую микросхему 1, узел 2 установки единичного коэффициента усиления, первый и второй контакты 3,4 для подключения выводов питания микросхемы, третий и четвертый контакты 5,6 для подключения входа и выхода микросхемы, блок 7 стабилизации, узел 8 нагрузок, первый и второй инверсные усилители 9,1 О тока, пятый и шестой контакты 11,12 для задания питающих напряжений на микросхему, седьмой контакт 13 для подключения к регистратору, источник питания (не показан), Каждый иэ инвер, сных усилителей 9,10 тока содержит первый и второй транзисторы 14(15) и 16(17), масштабные резисторы 18(19) и 20(21), блок 7 стабилизации уровня содержит повторитель 22 напряжения, первый операционный усилитель 23 с масштабирующими резисторами 24, 25, второй операционный усилитель 26 с резистором 27, конденсатором 28, токозадающий резистор 29,Контролируемая микросхема 1 подключена входом к третьему контакту 5, выходом - к четвертому контакту 6, вывод микросхемы для подачи положительного напряжения питания подключен к первому контакту 3, вывод микросхемы для подачи отрицательного напряжения питания подключен к второму контакту 4, первый контакт 3 соединен с входом первого инверсного усилителя 9 тока, общий вывод которого соединен с пятым контактом 11, а выход соединен с входом узла 8 нагрузок, седьмым контактом 13, входом блока 7 стабилизации и выходом второго инверсного усилителя 10 тока, общий вывод которого соединен с шестым койтактом 12, а вход - с вторым выводом токазадающего резистора 29, первый вывод которого соединен с выходом блока 7 стабилизации. Выходы источника питания (не показан) подключены к контактам 11,12. Первый вывод масштабного резистора 18 соединен с общим выводом первого инверсного усилителя 9 тока и с первым выводом масштабного резистора 20, второй вывод которого соединен с эмиттером второго транзистора 16,25 30 35 4.0 45 50 55 второй вывод резистора 18 соединен с эмиттером первого транзистора 14, коллектор которого соединен с его базой, входом первого инверсного усилителя 9 тока и базой второго транзистора 16, коллектор которого соединен с выходом первого инверсного усилителя 9 тока, первый вывод масштабного резистора 19 соединен с общим выводом второго инверсного усилителя 10 тока и с первым выводом масштабного резистора 21, второй вывод которого соединен с эмиттером транзистора 17, коллектор которого соединен с выходом второго инверсного усилителя 10 тока, второй вывод масштабного резистора 19 соединен с эмиттером тоанзистора 15, коллектор которого соединен с его базой, входом второго инверсного усилителя 10 тока и базой транзистора 17. Блок 7 стабилизации содержит повторитель 22 напряжения, входом подключенный к входу блока 7 стабилизации, выход повторителя 22 напряжения соединен с первым выводом масштабирующего резистора 24, второй вывод которого соединен с инверсным входом первого операционного усилителя 23 и первым выводом масштабирующего резистора 25, второй вывод которого соединен с выходом первого операционного усилителя 23 и с первым выводом резистора 27, второй вывод которого соединен с инверсным входом второго операционного усилителя 26 и с первым выводом конденсатора 28, второй вывод которого соединен с выходом второго операционного усилителя 26 и выходом блока 7 стабилизации, неинверсные входы первого и второго операционных усилителей 23, 26 соединены с общей шиной устройства,Вход узла 8 нагрузок соединен с выходом переключателя 30, входы которого соединены с первыми входами нагрузочных резисторов, вторые входы которых соединены с выходом узла 8 нагрузок и общей шиной устройства.Устройство (фиг,2) аналогично устройству по фиг,1, отличием является выполнение инверсных усилителей 9,10 тока на операционных усилителях 33-36 и полевых транзисторах 37, 38, наличие контакта 39 для измерения инфранизкочастотных шумов и резистора 40, при этом контакт 39 соединен с выходом блока 7 стабилизации, первый вывод резистора 40 соединен свходом второго инверсного усилителя 10 тока и вторым выводом токозадающего резистора 29, второй вывод резистора 40 соединен с общей шиной устройства.10 15 20 25 30 40 50 Устройство работает следующим образом,На контакт 11 подается постоя нное напряжение, определяющее напряжение питания микросхемы 1, это напряжение подается на общую точку инверсного усилителя 9 тока. Входное сопротивление инверсного усилителя 9 тока, по входу подключенного к контакту 3, мало, а выходное сопротивление, определяемое транзистором 16, велико, Поэтому ток питания микросхемы 1, в которой с помощью узла 2 установки единичного коэффициента усиления задан коэффициент усиления, равный единице, протекает через транзистор 14 и резистор 18. При этом на данных элементах обеспечивается малое падание напряжения (около 1 В), так как падение напряжения на транзисторе 14 определяется падением. напряжения на его базоэмиттерном переходе, а сопротивление резистора 18 выбирается малым и может быть учтено при задании напряжения питания. Выходной ток инверсного усилителя 9 тока определяется выРажением вых =1 вхЯ 1/Яг без Учета коэффициента Й 21 е транзисторов 14,1.6. Данный ток подается на узел 8 нагрузок, вход блока 7 стабилизации и выход второго инверсного усилителя 10 тока, в котором обеспечивается соотношениеЯ 1 ЯзЯ 2 Я 4Появление тока на выходе первого инверсного усилителя 9 тока приводит к повышению напряжения на контакте 13, выходе повторителя 22 напряжения, к увеличению отрицательного напряжения на выходе первого операционного усилителя 23, заряду конденсатора 28 интегратора, выполненного на втором операционном усилителе 26 и повышению напряжения на выходе блока 7 стабилизации, Последнее приво, дит к увеличению тока через токозадающий резистор 29, т.е. входного тока второго инверсного усилителя 10 тока, а следовательно, к росту его выходного тока, вычитающегося из тока первого инверсного усилителя 9 тока на контакте 13.Это приводит к тому, что переменная составляющая напряжения на контакте 13.определяется выражением Овыхг 1 ЫЯнЯ 1/Яггде Ян - сопротивление узла 8 нагрузок.Таким образом, напряжение на контакте 13пропорционально шумовой составляющейтока микросхемы 1, Средний ток второгоинверсного усилителя 10 тока постоянен за счет интегрирования переменного напряжения на конденсаторе 28.Постоянная времени интегратора 26 определяет нижнюю частоту измеряемых шумов, ниже которой действует цепь отрицательной обратной связи по постоянному току, устанавливающая постоянную составляющую напряжения на контакте 13, равную нулю, При этом коэффициент передачи шумовой составляющей тока на выход устройства постоянен и не зависит отвыходного сопротивления контролируемой микросхемы. Работа устройства по фиг.,2 аналогична работе устройства по фиг,1. Отличием является то, что инверсные усилители 9,10 тока выполнены на операционных усилителях, что повышает точность установки коэффициента усиления и точность установки напряжения питания контролируемой микросхемы.В устройстве на фиг,2 дополнительно реализована возможность измерения напряжения инфранизкочастотных шумов с длительностью периода, намного превышающей постоянную времени интегрирующего усилителя 26, При измерении инфранизкочастотных шумов изменением сопротивления резистора 40 устанавливают на контакте 39 напряжение, равное нулю, и регистрируют изменения относительно нуля напряжения на контакте 39,Формула изобретения Устройство для измерения шумовых характеристик микросхем, содержащее источник питания, контакт для подключения регистратора, первый и второй контакты для подключения выводов питания микросхемы, узел установки единичного коэффициента усиления, выходы которого соединены с третьим и четвертым контактами для подключения входа и выхода микросхемы, второй контакт для подключения выводов питания микросхемы соединен с общейшиной,отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерений за счет повышения стабильности коэффициента передачи устройства, в него введены блок стабилизации, узел нагрузок, токозадающий резистор, первый и второй инверсные усилители тока, первые входы которых подключены к выходам источника питания, а выходы соединены между собой, с контактом для подключения регистратора и с входами узла нагрузок и блока стабилизации, вторые входы первого и второго инверсных усилителей тока под1674020 Составитель С.ПетровТехред М.Моргентал Корректор С.Черни Редак Спесивы Заказ 2917 Тираж 411 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рэушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент" ород, ул, Гагарина, 101 ключены соответственно к первому контакту для подключения выводов питания микросхемы непосредственно и к выходу блока стабилизации через токозадающий резистор, выход узла нагрузок соединен с общей шиной,