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失調(diào)電壓影響方式的案例詳解

電子設(shè)計(jì) ? 來源:電子設(shè)計(jì) ? 作者:電子設(shè)計(jì) ? 2020-12-24 13:00 ? 次閱讀
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放大器的失調(diào)電壓是工程師在直流耦合電路設(shè)計(jì)中,評(píng)估頻次極高的參數(shù),本篇通過一個(gè)案例介紹失調(diào)電壓的影響方式,以及探討產(chǎn)生原因。

1.由失調(diào)電壓導(dǎo)致故障的一則案例

2019年8月11日(星期日)晚,筆者接到負(fù)責(zé)電源領(lǐng)域同事的信息,一家上市公司在汽車電子領(lǐng)域首款產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)測(cè)試中出現(xiàn)異常,其中使用ADI放大器設(shè)計(jì)的電路發(fā)生“失效”問題,急需申請(qǐng)失效分析。8月12日上午現(xiàn)場(chǎng)拜訪該企業(yè),工程師講述電路設(shè)計(jì)不存在問題,并且通過ADI官方指定渠道購(gòu)買15片ADA4851-1,其中2片芯片所在的板卡出現(xiàn)“失效”,將“失效”板卡中ADA4851-1芯片與正常工作板卡的ADA4851-1芯片進(jìn)行互換,“失效”現(xiàn)象跟隨“異常芯片”繼續(xù)復(fù)現(xiàn),因此要求進(jìn)行失效分析。

面對(duì)上述問題的現(xiàn)象描述,筆者無法定位問題的根源。與項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人詳細(xì)了解電路圖和測(cè)試過程。如圖2.7,使用ADA4851-1組建差動(dòng)放大電路,電路由+5V單電源供電,TP1000網(wǎng)絡(luò)由參考電壓源提供。工作中在輸入端TP1001網(wǎng)絡(luò)與TP1006網(wǎng)絡(luò)連接到地時(shí),如果ADA4851-1的輸出端(TP1011網(wǎng)絡(luò))電壓超出±38.7mV時(shí),系統(tǒng)判定電路出現(xiàn)異常并終止工作,上述2片“異常芯片”的輸出電壓均超過±38.7mV。

圖2.7 ADA4851-1應(yīng)用電路

參考ADA4851-1的電氣參數(shù)進(jìn)行分析,如圖2.8。在25℃環(huán)境中,+5V供電,電路增益為1時(shí),輸入失調(diào)電壓的典型值為0.6mV ,最大值為3.4mV。

圖2.8 ADA4851-1輸入失調(diào)電壓

假定圖2.7中的比例電阻完全匹配,即R1000與R1010為220Ω,R1001與R1011為12KΩ。該差動(dòng)放大電路的增益為54.4倍。輸入失調(diào)電壓經(jīng)過放大后的輸出應(yīng)為32.7mV(典型值)時(shí)電路正常工作,但是失調(diào)電壓最大值對(duì)應(yīng)的輸出值為185.5mV,已經(jīng)超出判定故障的閾值電壓。并且在+5V電壓供電時(shí),ADA4851-1失調(diào)電壓的分布如圖2.9,輸入失調(diào)電壓為±1mV附近的情況出現(xiàn)頻次較高,此時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓為±54.4mV,同樣超出系統(tǒng)判定的閾值電壓。

圖2.9 ADA4851-1輸入失調(diào)電壓分布

審核編輯:符乾江
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