CN216904288U - 适用于ate的四象限电源完全钳位电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于ATE的四象限电源完全钳位电路。主要由加法器、DAC和比较电路组成，加法器维持编程电压，DAC为双极性输出将产生任意的箝位窗口，比较电路将输出信号限定在箝位窗口内。本实用新型实现了一种任意限定值的窗口式箝位电路。

Description

适用于ATE的四象限电源完全钳位电路

技术领域

本实用新型属于仪器仪表或半导体自动测试领域，具体涉及一种适用于ATE的四象限电源完全钳位电路。

背景技术

仪器仪表或半导体自动测试领域中，经常需要提供四象限的电流电压源以完成测试任务，区别于常规电源该种类的电源可工作在第二和第四象限，而常规电源一般工作于第一、第三象限。

为了满足半导体自动测试作业的实际需求，为这种四象限电源提供输出保护的通常是窗口式箝位电路，但传统的窗口箝位电路其箝位窗口通常要求设置在参考地的两侧（或称非对称窗口箝位），对于小动态范围参数的检定有很大的局限性。

举例说明这种局限性：若待测设备DUT（Device Under Test）的输出电流范围为1±0.1mA，对该电流进行箝位的理想箝位窗口应该是（1.1mA～0.9mA），而传统的（非对称的）箝位窗口只能设定为（1.1mA～比0mA略小的值），这显然无法完全满足该项测试的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种任意限定值的窗口式箝位电路以消除上述的局限性，因此提供一种适用于ATE的四象限电源完全钳位电路。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种适用于ATE的四象限电源完全钳位电路，使用取样电压作为参考点，以此为中心设定箝位窗口实现任意范围的窗口式箝位，包括运放A1~A6，电阻R1~R6、R8，电流取样电阻Rsense，开关二极管D1、D2，数模转换器DAC0、DAC1、DAC2，待测设备DUT，A1的同相输入端、A2的同相输入端连接至GND，A1的反相输入端经R1与DAC0的输出端连接，A1的反相输入端还经R2与A6的输出端连接，A1的反相输入端还经R3与A1的输出端、A2的反相输入端、D1的阳极、D2的阴极连接，A2的反相输入端还经R4与A2的输出端、A3的反相输入端、Rsense的一端连接，A3的同相输入端与Rsense的另一端、DUT的一端、A6的反相输入端连接，A3的输出端与R6的一端、R8的一端、DAC2的输出端连接，A4的同相输入端经R5与DAC1的输出端连接，A4的反相输入端与A5的反相输入端、R6的另一端连接，A4的输出端与D1的阴极连接，A5的同相输入端与R8的另一端连接，A5的输出端与D2的阳极连接，A6的同相输入端与DUT的另一端、GND连接。

在本实用新型一实施例中，所述DAC0、DAC1、DAC2、A1~A6均为双极性电路组件，由双极性电源供电。

在本实用新型一实施例中，所述DAC0、DAC1、DAC2为具有多路输出的DAC的三个输出端口，或为三个独立的DAC。

在本实用新型一实施例中，流过Rsense上的电流即流过DUT的电流，通过限制流过Rsense上的电流来实现限制流过DUT上的电流的方法在本实用新型中被称为箝位，当允许这一限制电流在一定的范围内波动时本实用新型称之为窗口式箝位。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型实现了一种任意限定值的窗口式箝位电路。

附图说明

图1是本实用新型一实例的适用于ATE的四象限电源完全钳位电路原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。

本实用新型的一种适用于ATE的四象限电源完全钳位电路，使用取样电压作为参考点，以此为中心设定箝位窗口实现任意范围的窗口式箝位，包括运放A1~A6，电阻R1~R6、R8，电流取样电阻Rsense，开关二极管D1、D2，数模转换器DAC0、DAC1、DAC2，待测设备DUT，A1的同相输入端、A2的同相输入端连接至GND，A1的反相输入端经R1与DAC0的输出端连接，A1的反相输入端还经R2与A6的输出端连接，A1的反相输入端还经R3与A1的输出端、A2的反相输入端、D1的阳极、D2的阴极连接，A2的反相输入端还经R4与A2的输出端、A3的反相输入端、Rsense的一端连接，A3的同相输入端与Rsense的另一端、DUT的一端、A6的反相输入端连接，A3的输出端与R6的一端、R8的一端、DAC2的输出端连接，A4的同相输入端经R5与DAC1的输出端连接，A4的反相输入端与A5的反相输入端、R6的另一端连接，A4的输出端与D1的阴极连接，A5的同相输入端与R8的另一端连接，A5的输出端与D2的阳极连接，A6的同相输入端与DUT的另一端、GND连接。

以下为本实用新型一具体实例。

如图1所示，本实例适用于ATE的四象限电源完全钳位电路，其中A1、A2、A6、及其附属电路组件一起构成恒压电路，其余部分箝位电路。

图1中DAC、A1、A2、A3、A4、A5、A6均为双极性电路组件，为了版图简练图中省略了其双极性电源供电的示意，DAC0、DAC1、DAC2可视作有多路输出的DAC的不同输出端口亦可视作三个独立的双极性DAC，与标注有R1的图形形状相同的电路组件（如R2、R3等）视为电阻，D1、D2为开关二极管。

图1中恒压电路以A1为核心单元，DAC0输出的信号经过A1、A2之后将在DUT上产生一个与DAC0同相的信号，A6对这一信号进行反相后反馈至A1的负输入端，如果A6的输出与DAC0的输出极性相反且R1与R2阻值相同，则DUT上产生的电压等于DAC0的输出电压，如此可形成对DUT上的电压的设定。

图1中Rsense是一个电流取样电阻，流过入DUT的电流将在Rsense上产生一个取样电压，根据DAC0输出的信号极性，这个电压相对于参考地可以是正或负极性。

A3可以是一个仪表放大器或是差动放大器，主要的功能是消除取样信号的共模分量，同时也可以对取样信号进行增益调节以适应DAC1、DAC2的输出范围或输出信号的幅度。

DAC1、DAC2输出预设箝位窗口的上下限信号，上下限信号可以是任意极性信号的组合。

A4比较DAC1与A3的输出信号的幅值大小，如果DAC1的输出信号大于A3的输出信号则A4输出幅值为正电源轨或接近正电源轨的信号，此时D1截止则未产生超上限箝位，反之若DAC1的输出信号小于A3的输出信号则A4输出负0.7V的信号，此时D1导通，迫使恒压源电路进入箝位状态。

同理A5比较DAC2与A3的输出信号的幅值大小，如果DAC2的输出信号大于A3的输出信号则A5输出幅值约正0.7V的信号，则D2导通迫使恒压电路进入箝位状态，反之若DAC2的输出信号小于A3的输出信号则A5输出幅值为负电源轨或接近负电源轨的信号，则D2截止未产生超下限箝位。

必须指出的是图1的总体电路事实上是在恒压和恒流两种工作模式之间自动来回转换，电路的实际工作模式取决于设定的箝位窗口及DUT上的实际电流。

假设流过DUT的电流从某一时刻起一直大于箝位窗口的上限值，则从那一时刻起图1的电路进入恒流源工作模式，恒流数值为箝位窗口的上限值。

假设流过DUT的电流从某一时刻起一直小于箝位窗口的下限值，则从那一时刻起图1的电路进入恒流源工作模式，恒流数值为箝位窗口的下限值。

假设流过DUT的电流一直在箝位窗口之内，则图1中的电路一直处于恒压源工作模式。

假设流过DUT的电流一直在箝位窗口内外来回波动，则图1中的电流在恒压和恒流源工作模式间来回切换。

如上所述，预知或正确评估箝位电流可能发生的范围，则可以通过DAC1、DAC2设定一个恰当的箝位窗口。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种适用于ATE的四象限电源完全钳位电路，其特征在于，包括运放A1~A6，电阻R1~R6、R8，电流取样电阻Rsense，开关二极管D1、D2，数模转换器DAC0、DAC1、DAC2，待测设备DUT，A1的同相输入端、A2的同相输入端连接至GND，A1的反相输入端经R1与DAC0的输出端连接，A1的反相输入端还经R2与A6的输出端连接，A1的反相输入端还经R3与A1的输出端、A2的反相输入端、D1的阳极、D2的阴极连接，A2的反相输入端还经R4与A2的输出端、A3的反相输入端、Rsense的一端连接，A3的同相输入端与Rsense的另一端、DUT的一端、A6的反相输入端连接，A3的输出端与R6的一端、R8的一端、DAC2的输出端连接，A4的同相输入端经R5与DAC1的输出端连接，A4的反相输入端与A5的反相输入端、R6的另一端连接，A4的输出端与D1的阴极连接，A5的同相输入端与R8的另一端连接，A5的输出端与D2的阳极连接，A6的同相输入端与DUT的另一端、GND连接。

2.根据权利要求1所述的适用于ATE的四象限电源完全钳位电路，其特征在于，所述DAC0、DAC1、DAC2、A1~A6均为双极性电路组件，由双极性电源供电。

3.根据权利要求1所述的适用于ATE的四象限电源完全钳位电路，其特征在于，所述DAC0、DAC1、DAC2为具有多路输出的DAC的三个输出端口，或为三个独立的DAC。

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