半導體集成電路運算放大器輸入失調電流IIO檢測
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發布時間:2025-10-22 18:59:17 更新時間:2025-10-21 18:59:17
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作者:中科光析科學技術研究所檢測中心
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運算放大器(Operational Amplifier, Op-Amp)是半導體集成電路中應用最為廣泛的模擬器件之一,其性能參數直接決定了整個電子系統的精度和穩定性。在諸多性能參數中,輸入失調電流(Input Offset Current, IIO)是一個至關重要的直流參數,它定義為流入運算放大器同相輸入端和反相輸入端的偏置電流之差。輸入失調電流的存在,會在放大器的輸入端引入一個微小的、不受歡迎的直流誤差電壓,尤其是在采用高阻抗信號源或使用大阻值反饋/輸入電阻的電路中,這種誤差會被顯著放大,導致輸出信號的直流電平發生偏移,嚴重影響放大器的精度,甚至可能使后續電路飽和。因此,在運算放大器的設計、生產篩選以及高精度應用電路搭建前,對其進行精確的IIO檢測是不可或缺的環節。
本次檢測的核心項目是運算放大器的輸入失調電流IIO。具體而言,檢測過程需要精確測量在規定的電源電壓、室溫等標準測試條件下,運算放大器同相輸入端偏置電流(IB+)與反相輸入端偏置電流(IB-)的差值,即 IIO = |IB+ - IB-|。這項檢測旨在評估運算放大器內部輸入級差分對管的對稱性,其數值越小,表明放大器的輸入級匹配度越高,直流性能越優良。
為實現對pA級甚至fA級微弱電流的高精度測量,檢測過程需要借助精密的電子測量儀器。核心檢測儀器是高精度源測量單元(Source Measure Unit, SMU)或靜電計(Electrometer)。這類儀器能夠提供高度穩定的電壓源,并具備極高的電流測量分辨率和極低的輸入偏置電流。此外,還需要使用低熱電動勢的精密測試夾具或探針臺,以最大限度地減少連接點帶來的熱電勢誤差。一個電磁屏蔽箱也是必要的,用于將待測器件與外界電磁干擾隔離開來,確保測量結果的準確性。所有儀器和設備均需良好接地。
檢測方法通常采用直接測量法。首先,將運算放大器放置在屏蔽環境中,并為其施加數據手冊規定的額定工作電壓。然后,將高精度SMU或靜電計與運算放大器的輸入端相連。為了準確測量每個輸入端的偏置電流,通常需要將另一個輸入端通過一個精密電阻(其阻值需根據預期電流大小選擇,以確保電壓降在儀器量程內)偏置到一個固定的電位(通常為地電位或共模電壓)。儀器會施加一個接近于零的電壓(例如0V)到被測輸入端,并精確測量流入該端子的電流值。分別測量同相端電流IB+和反相端電流IB-后,計算兩者的差值即可得到輸入失調電流IIO。在整個測量過程中,需要確保系統充分預熱以達到熱穩定,并采取多次測量取平均值的方法來消除隨機誤差。
證書編號:241520345370
證書編號:CNAS L22006
證書編號:ISO9001-2024001

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