当前位置:首页 >> 信息与通信 >>

功率放大器种类


功率放大器种类 传统的数字语音回放系统包含两个主要过程: (1)数字语音数据到模拟语音信号的变换(利用高精度数模转换器 DAC)实现; (2)利用模拟功率放大器进行模拟信号放大,如 A 类、B 类和 AB 类放大器。从 1980 年代早期, 许多研究者致力于开发不同类型的数字放大器,这种放大器直接从数字语音数据实现功率放大而不需要进 行模拟转换,这样的放大器通常称作数字功率放大器或者 D 类放大器。 1、A 类放大器 A 类放大器的主要特点是: 放大器的工作点 Q 设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期 内均导通。放大器可单管工作,也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内,所以瞬态失 真和交替失真较小。电路简单,调试方便。但效率较低,晶体管功耗大,功率的理论最大值仅有 25%,且 有较大的非线性失真。 由于效率比较低 现在设计基本上不在再使用。 2、B 类放大器 B 类放大器的主要特点是:放大器的静态点在(VCC,0)处,当没有信号输入时,输出端几乎不消耗功 率。在 Vi 的正半周期内,Q1 导通 Q2 截止,输出端正半周正弦波;同理,当 Vi 为负半波正弦波(如图虚 线部分所示),所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78%),但是因放大器有一段工作在非线性 区域内,故其缺点是"交越失真"较大。即当信号在-0.6V~ 0.6V 之间时, Q1 Q2 都无法导通而引起的。所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。 3、AB 类放大器 AB 类放大器的主要特点是:晶体管的导通时间稍大于半周期,必须用两管推挽工作。可以避免交越失 真。交替失真较大,可以抵消偶次谐波失真。有效率较高,晶体管功耗较小的特点。 4、D 类放大器 D 类(数字音频功率)放大器是一种将输入模拟音频信号或 PCM 数字信息变换成 PWM(脉冲宽度调制) 或 PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号,然后用 PWM 或 PDM 的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功 率放大器,也称为开关放大器。具有效率高的突出优点.数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功 率数模变换器.放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通 滤波器(LC)等四部分组成.D 类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。 1. 具有很高的效率,通常能够达到 85%以上。 2. 体积小,可以比模拟的放大电路节省很大的空间。 3. 无裂噪声接通 4. 低失真,频率响应曲线好。外围元器件少,便于设计调试。 A 类、B 类和 AB 类放大器是模拟放大器,D 类放大器是数字放大器。B 类和 AB 类推挽放大器比 A 类放大器效率高、失真较小,功放晶体管功耗较小,散热好,但 B 类放大器在晶体管导通与截止状态的转 换过程中会因其开关特性不佳或因电路参数选择不当而产生交替失真。而 D 类放大器具有效率高低失真, 频率响应曲线好。外围元器件少优点。AB 类放大器和 D 类放大器是目前音频功率放大器的基本电路形式。 5、T 类放大器 T 类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制 D 类功率放大器相同,功率晶体管也是工作在开关状态, 效率和 D 类功率放大器相当。但它和普通 D 类功率放大器不同的是:1、它不是使用脉冲调宽的方法,Tr ipath 公司发明了一种称作数码功率放大器处理器“Digital Power Processing (DPP)”的数字功率技 术,它是 T 类功率放大器的核心。它把通信技术中处理小信号的适应算法及预测算法用到这里。输入的音 频信号和进入扬声器的电流经过 DPP 数字处理后,用于控制功率晶体管的导通关闭。从而使音质达到高保 真线性放大。2、它的功率晶体管的切换频率不是固定的,无用分量的功率谱并不是集中在载频两侧狭窄的 频带内,而是散布在很宽的频带上。使声音的细节在整个频带上都清晰可“闻”。3、此外,T 类功率放大器

的动态范围更宽,频率响应平坦。DDP 的出现,把数字时代的功率放大器推到一个新的高度。在高保真方 面,线性度与传统 AB 类功放相比有过之而无不及。 功率放大器选购 选择功率放大器的时候,首先要注意它的一些技术指标:1、输入阻抗:通常表示功率放大器的抗干扰 能力的大小,一般会在 5000-15000?,数值越大表示抗干扰能力越强;2、失真度:指输出信号同输入 信号相比的失真程度,数值越小质量越好,一般在 0.05%以下;3、信噪比:是指输出信号当中音乐信号 和噪音信号之间的比例,数值越大代表声音越干净。 另外,在选购功率放大器的时候还要明确自己的购买意愿,如果您希望加装低音炮,最好购买 5 声道 的功放,通常 2 声道和 4 声道扬声器只能推动前后扬声器,而低音炮只能再另配功放,5 声道功放就可以 解决这个问题,功率放大器的输出功率也要尽量大于扬声器的额定功率。

功率放大器原理 高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求, 然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻 信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功 率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出 回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或 其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给 的直流能量转换成为高频交流输出。在 “低频电子线路”课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同, 将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为 360o,适用于小信号低功率放大。乙类 放大器电流的流通角约等于 180o;丙类放大器电流的流通角则小于 180o。乙类和丙类都适用于大功率 工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙 类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率 放大。由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然极近于正弦波形,失真很小。除了以上几种按电 流流通角来分类的工作状态外,又有使电子器件工作于开关状态的丁类放大和戊类放大。丁类放大器的效 率比丙类放大器的还高, 理论上可达 100%, 但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗(集 电极耗散功率或阳极耗散功率)的限制。如果在电路上加以改进,使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量 减小,则工作频率可以提高。这就是戊类放大器。我们已经知道,在低频放大电路中为了获得足够大的低 频输出功率,必须采用低频功率放大器,而且低频功率放大器也是一种将直流电源提供的能量转换为交流 输出的能量转换器。高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高,但二者的工 作频率和相对频带宽度却相差很大,决定了他们之间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低,但 相对频带宽度却很宽。例如,自 20 至 20000 Hz,高低频率之比达 1000 倍。因此它们都是采用无调谐 负载,如电阻、变压器等。高频功率放大器的工作频率高(由几百 kHz 一直到几百、几千甚至几万 MHz), 但相对频带很窄。例如,调幅广播电台(535-1605 kHz 的频段范围)的频带宽度为 10 kHz,如中心 频率取为 1000 kHz,则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。中心频率越高,则相对频宽越小。因此, 高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点,使得这两种放大器所选用的工作状 态不同:低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类(限于推挽电路)状态;高频功率放大器则一般都 工作于丙类(某些特殊情况可工作于乙类)。近年来,宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽 带高频功率放大器,它不采用选频网络作为负载回路,而是以频率响应很宽的传输线作负载。这样,它可 以在很宽的范围内变换工作频率,而不必重新调谐。综上所述可见,高频功率放大器与低频功率放大器的 共同之点是要求输出功率大,效率高;它们的不同之点则是二者的工作频率与相对频宽不同,因而负载网 络和工作状态也不同。 高频功率放大器的主要技术指标有:输出功率、效率、功率增益、带宽和谐波抑制度(或信号失真度)

等。这几项指标要求是互相矛盾的,在设计放大器时应根据具体要求,突出一些指标,兼顾其他一些指标。 例如实际中有些电路,防止干扰是主要矛盾,对谐波抑制度要求较高,而对带宽要求可适当降低等。功率 放大器的效率是一个突出的问题,其效率的高低与放大器的工作状态有直接的关系。放大器的工作状态可 分为甲类、乙类和丙类等。为了提高放大器的工作效率,它通常工作在乙类、丙类,即晶体管工作延伸到 非线性区域。但这些工作状态下的放大器的输出电流与输出电压间存在很严重的非线性失真。低频功率放 大器因其信号的频率覆盖系数大,不能采用谐振回路作负载,因此一般工作在甲类状态;采用推挽电路时 可以工作在乙类。高频功率放大器因其信号的频率覆盖系数小,可以采用谐振回路作负载,故通常工作在 丙类,通过谐振回路的选频功能,可以滤除放大器集电极电流中的谐波成分,选出基波分量从而基本消除 了非线性失真。所以,高频功率放大器具有比低频功率放大器更高的效率。高频功率放大器因工作于大信 号的非线性状态,不能用线性等效电路分析,工程上普遍采用解析近似分析方法——折线法来分析其工作 原理和工作状态。这种分析方法的物理概念清楚,分析工作状态方便,但计算准确度较低。以上讨论的各 类高频功率放大器中,窄带高频功率放大器:用于提供足够强的以载频为中心的窄带信号功率,或放大窄 带已调信号或实现倍频的功能,通常工作于乙类、丙类状态。宽带高频功率放大器:用于对某些载波信号 频率变化范围大得短波, 超短波电台的中间各级放大级, 以免对不同 fc 的繁琐调谐。 通常工作于甲类状态。

功率放大器的性能指标 无论 AV 放大器和 Hi-Fi 功放对功率放大器要求十分严格,在输出功率、频率响应、失真度、信噪比、 输出阻抗和阻尼系数等方面都有明确要求。 (一)、输出功率 输出功率是指功放电路输送给负载的功率。目前人们对输出功率的测量方法和评价方法很不统一,使 用时注意。 1、额定功率(RMS) 它指在一定的谐波范围内功放长期工作所能输出的最大功率(严格说是正弦波信号)。经常把谐波失 真度为 1%时的平均功率称为额定输出功率或最大有用功率、持续功率、不失真功率等。很显然规定的失 真度前提不同时,额定功率数值将不相同。 2、最大输出功率 当不考虑失真大小时,功放电路的输出功率可远高于额定功率,还可输出更大数值的功率,它能输出 的最大功率称为最大输出功率,前述额定功率与最大输出功率是两种不同前提条件的输出功率 3、音乐输出功率(MPO) 音乐输出功率 MPO 是英文 Music Power Outpur 的缩写, 它是指功放电路工作于音乐信号时的输出 功率,也就是输出失真度不超过规定值的条件下,功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。 音乐输出功率可以用来评价功放的动态听音效果,例如在平稳的音乐过程后面突然出现了冲击性强的 打击乐器声音,有的功放电路可在瞬间提供很大的输出功率给以力度感有使不完的劲;有的功放却显得力 不从心底气不足。为了反映这瞬间突发性输出功率的能力可以用音乐输出功率来量度。 4、峰值音乐输出功率(PMPO) 它是最大音乐输出功率,是功放电路的另一个动态指标,若不考虑失真度功放电路可输出的最大音乐 功率就是峰值音乐输出功率。 通常峰值音乐输出功率大于音乐输出功率,音乐输出功率大于最大输出功率,最大输出功率大于额定 输出功率,经实践统计,峰值音乐输出功率是额定输出功率的 5-8 倍。 (二)、频率响应 频率响应反映功率放大器对音频信号各频率分量的放大能力,功率放大器的频响范围应不底于人耳的 听觉频率范围,因而在理想情况下,主声道音频功率放大器的工作频率范围为 20-20kHz。国际规定一般 音频功放的频率范围是 40-16 kHz±1.5dB。

(三)、失真 失真是重放音频信号的波形发生变化的现象。波形失真的原因和种类有很多,主要有谐波失真、互调 失真、瞬态失真等。 (四)、动态范围 放大器不失真的放大最小信号与最大信号电平的比值就是放大器的动态范围。实际运用时,该比值使 用 dB 来表示两信号的电平差,高保真放大器的动态范围应大于 90 dB。 自然界的各种噪声形成周围的背景噪声,而周围的背景噪声和演奏出现的声音强度相差很大,在通常 情况下,将这个强度差称为动态范围,优良音响系统在输入强信号时不应产生过载失真,而在输入弱信号 时,有不应被自身产生的噪声所淹没,为此好的音响系统应当具有较大的动态范围,噪声只能尽量减少, 但不可能不产生噪声。 (五)、信噪比 信噪比是指声音信号大小与噪声信号大小的比例关系,将攻放电路输出声音信号电平与输出的各种噪 声电平之比的分贝数称为信噪比的大小。 (六)、输出阻抗和阻尼系数 1、输出阻抗 功放输出端与负载(扬声器)所表现出的等效内阻抗称为功放的输出阻抗。 2、阻尼系数 阻尼系数是指功放电路给负载进行电阻尼的能力。 功率放大器术语详解 工作范围 工作范围是指功率放大器在规定的失真度和额定输出功率条件下的工作频带宽度,即功率放大器的最 低工作频率至最高工作频率之间的范围,单位 Hz(赫兹)。放大器实际的工作频率范围可能会大于定义的 工作频率范围。 工作模式 功率放大器的工作模式主要有以下几种: 时分双工(TDD)模式: 在 TDD 模式的移动通信系统中,接收和传送在同一频率信道(即载波)的不同时隙,用保证时间来 分离接收和传送信道。 TDD 系统有如下特点: (1)不需要成对的频率,能使用各种频率资源,适用于不对称的上下行数据传输速率,特别适用于 I P 型的数据业务; (2)上下行工作于同一频率,电波传播的对称特性使之便于使用智能天线等新技术,达到提高性能、 降低成本的目的; 时分多址(TDMA)模式: TDMA 是时分多址(Time Division Multiple Access)的英文缩写。同一频率的载波在某一特定时 间内,分成若干相等的小时间段,供多个不同号码的用户使用不同的小时间段来实现连接的通信方式。简 而言之,它是将一个狭窄的无线频道分割成框架性的时间片断(特别是 3 和 8),并将每一个时间片断分 配给每一个用户的数字无线技术。 传输增益 指放大器输出功率和输入功率的比值,单位常用“dB”(分贝)来表示。功率放大器的输出增益随输入 信号频率的变化而提升或衰减。这项指标是考核功率放大器品质优劣的最为重要的一项依据。该分贝值越 小,说明功率放大器的频率响应曲线越平坦,失真越小,信号的还原度和再现能力越强。 输出功率

功率放大器的功率指标严格来讲又有标称输出功率和最大瞬间输出功率之分。 前者就是额定输出功率, 它可以解释为谐波失真在标准范围内变化、能长时间安全工作时输出功率的最大值;后者是指功率放大器 的“峰值”输出功率,它解释为功率放大器接受电信号输入时,在保证信号不受损坏的前提下瞬间所能承受 的输出功率最大值。 接收增益 增益是天线的主要指标之一,它是方向系数与效率的乘积,是天线辐射或接收电波大小的表现。增益 大小的选择取决于系统设计对电波覆盖区域的要求,简单地说,在同等条件下,增益越高,电波传播的距 离越远。而功率放大器的接收增益值越大,则接收性能越强。 避雷保护 常见的直击避雷保护措施: ① 避雷针:避雷针用来保护工业与民用高层建筑以及发电厂、变压所的屋外配电装置、输电线路个别 区段、在雷电先导电路向地面延伸过程中,由于受到避雷针畸变电路的影响,会逐渐转向并击中避雷针, 从而避免了雷电先导向被保护设备,击毁被保护设备和建筑的可能性。由此可见,避雷针实际上是引雷针, 它将雷电引向自己,从而保护其它设备免遭雷击。 ② 避雷线:避雷线也叫架空地线,它是沿线路架设在杆塔顶端,并具有良好接地的金属导线,避雷线 是输电线路的主要防雷保护措施。 ③ 避雷带、避雷网:在建筑物上沿屋角、屋脊、檐角和屋檐等易受雷击部位敷设的金属网格,主要用 于保护高大的民用建筑。 浪涌保护 浪涌也叫突波,顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万 分之一秒时间内的一种剧烈脉冲,。可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。 而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量,以保护连接设备免于受损。 浪涌保护器,也叫信号防雷保护器,是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电 子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时,浪涌保护器能在极短 的时间内导通分流,从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

阻抗匹配及防护措施(图) 对于主要作用是向负载提供功率的放大电路通常称为功率放大电路,其主要特点如下:一是输出功率 是指交变电压和交变电流的乘积,即交流功率;二是交流功率是在输入为正弦波、输出波形基本不失真时 定义的;三是输出功率大,因而消耗在电路内的能量和电源提供的能量也大;四是晶体管常常工作在极限 应用状态,由此要考虑必要的散热措施和过电流、过电压的保护措施。下面就功率放大器的阻抗匹配及防 护措施作以扼要介绍。 一、功率放大器的阻抗匹配 在所有电子音像设备中,都有一个功率输出的最佳方案问题,即为了获得最大的功率输出而又不增加 电路的投资经费,这就是功率放大器与扬声器系统的最佳组合。 功率放大器组合的目的是为了达到最小的设备投资而获得最大的功率输出,以图 1 互补型功率放大电 路为例:和为功放朱级,工作于低偏置甲乙类互补状态。它的输出功率近似于乙类状态。 为了达到最大输出功率,所以负载的大小应该使功率管的电流输出和电压输出的乘积最大,这时的状 态称为功率匹配状态。在音响设备的扬声器系统中音响的输出阻抗应为扬声器组合状态的总阻抗,这样音 响的输出功率才是标明的额定标准功率,否则音响的输出功率就达不到要求。 例如:音响标准接头上标明是 4?、100W,那么该接头上的阻抗就是两个 8Q 扬声器的并联,每个扬 声器可得到 50W,这样综合扬声器系统,就是 4?、100W,否则不能实现 100w 的功率输出。 二、功率放大器的防护 功率管是功率放大电路中最容易受到损坏的器件,损坏的大部分原因是由于管子的实际耗散功率超过 了额定数值。另外,若功率放大器与扬声器失配或扬声器使用中长期过载,也极易损坏扬声器(或音箱), 因此,在音响设备中,防护的目的是保护昂贵的功放和扬声器,所以对电源、功放、音箱的过载和短路保 护是完全必要的。 1.电源保护:图 2 是分立元件稳压电路,电路中 Ri 的是过载电流取样电阻,当其电压大于 0.7V 时, V13 导通,集电极电位下降,调整管 V11 断开,限制电源输出电流。 图 3 是可调输出电压模块,功耗达 70W,电流可达 10A,电压调整率为 20.8%,输出电压为 1.25~

15V,且有短路保护。 当使用开关电源时(例如芯片 CWl225),则有专门的保护控制端第⑩脚,只要输入过电流或过电压信 号,即可达到保护目的。 2.功放级晶体管保护:功率放大晶体管除在使用中必须注意环境温度及选用合适的散热器外,主要是 考虑过电流和过电压保护问题,目前应用的集成电路都设有限流保护和热切断保护功能(如 HAl350、HA2 211、LM2879 等),所以在自制功放时须注意过压保护,如图 4 所示。依靠 R 内(电源内阻)和 Vl、V2 的 击穿,使过电压不能升高而保护 Vl、V2。 3.音箱扬声器系统保护:音响系统的保护有两种意义:一种是音响扬声器的过载;另一种不是音频功 率的过大、而是直流电位的偏移,导致无电容隔离的 OCL 或 BTL 电路扬声器烧毁。过载时,功放电路已 经有保护无须另外考虑,这里仅介绍直流偏移组合音响保护电路。 图 5 为组合音响保护电路。从图中可以看出,当左、右声道送入音箱的声音信号,经过 R1、R2 被电 容 C2、C3 旁路而无直流偏移时,整流桥无直流输出,V11 截止,V12、V13 导通,继电器 K 吸合,左、 右声频信号经保险丝 F 输出;当存在直流偏移时,整流桥输出使 V11 导通,V12、V13 截止,继电器 K 释放切断了音频信号,保护音箱。 电路中 C2、C3 是滤波电容,C4 具有开关机时延时接通音箱功能,避免开机时的冲击噪声,V 则具 有短路 K 的断电反电动势作用,保护 V12、V13 晶体管。 功率放大电流的特点 对功放电路的了解或评价,主要从输出功率、效率和失真这三方面考虑。 1、为得到需要的输出功率,电路须选集电极功耗足够大的三极管,功放管的工作电流和集电极电压也 较高。电路设计使用中首先要考虑怎样充分地发挥三极管功能而又不损坏三极管。由于电路中功放管工作 状态常接近极限值,所以功放电流调整和使用时要小心,不宜超限使用。 2、从能耗方面考虑,功放输出的功率最终是由电源提供的,例如收音机中功放耗电要占整机的 2/3, 因此要十分注意提高电路效率,即输出功率与耗电功率的比值。 3、功放电路的输入信号已经几级放大,有足够强度,这会使功放管工作点大幅度移动,所以要求功放 电路有较大的动态范围。功放管的工作点选择不当,输出会有严重失真。 国内和国际功率放大器厂商: 1. 北京琅拓科电子设备有限公司是专业生产射频及微波功率放大器的厂商,其频率覆盖 100KHz 到 18GHz,功率从 1W - 1KW 不等,同时接受其他公司的订购。 2.国际上有 AR,RFHIC ,Alfa,Acom 等公司

作为测试工程师,测试方案(Test Plan 我们暂时将 TP 作为它的简称)的建立是我们一项必 不可少的工作,那么如何才能建立一个比较完美的 TP 呢,接下来我们将简单阐述一下 TP 的相关问题,以帮助初学者掌握 TP 的建立过程。 首先,在建立 TP 之前,我们必须了解它的作用,也就是为什么需要建立一个 TP,大家 知道:在整个测试开发中,无论是写测试程序已经调试,乃至后期的测试维护,我们都会拿 着一个 TP 作为参考,没有了 TP 就感觉没了方向,这也是 TP 最重要的作用,它类似于一个 向导的作用,当我们调试中出现问题时,可以拿来参考,参考里面的测试原理图,参考里面 的测试规格(spec),参考里面的测试方法等等,这都是需要参考的内容。另外,有了 TP, 在别人看到你的测试程序时就更容易理解,有了 TP,设计工程师也能够看出这些测试项目 是否可以保证芯片的性能,甚至有时候,我们的客户也能从中受益,所以 TP 的重要性不言 而喻。

由此,我们可以简单的概括 TP 的作用:TP 是作为测试开发以及后期维护过程中的一种 重要参考文件,能够起到指导和帮助测试工程师顺利开展工作的作用,同时,也可以作为不 同 TE 之间的一种重要沟通工具。 在了解了 TP 的作用之后, 接下来我们了解一下 TP 的主要内容, 其中最主要的内容莫过 于测试原理图、测试项目及方法描述、测试参数的规格(Test spec),另外还可以包含芯片 功能简单介绍,芯片极限工作条件,TP 历史修改记录,版本等信息,以方便阅读者理解。 下面我们就每一项内容分别说明如下: 1、测试原理图:也就是 DUT 板或者 loadboard 的原理图,其中包括了芯片测试时所用到的 外围器件,继电器,测试机资源以及测试时所需要的辅助电路等,从原理图中我们可以可以 清楚的看到使用的测试机型号, 以及测试机配置等信息, 关于原理图的设计一般可参考芯片 的应用图,再根据要测试的项目,以及选定的测试机来完成。具体实例可参考:音频功放测 试实例 2、测试项目及方法描述:测试项目一般包括 open/short,功耗 ICC 或 IDD、直流参数,交 流参数以及功能测试, 数字芯片一般还会包涵数字向量测试, 大规模 SOC 芯片一般都会包括 SCAN 和 JTAG 向量,再加上一些功能向量,而测试方法描述可以理解为每项参数是如何测试 实现的, 如电源加多少电压, 多少电流, 各引脚状态, 继电器状态等, 比如测试 open/short, VDD 加 0V,可以从每个引脚拉出 100~200UA 电流,然后测试引脚电压,描述的时候一定要 清楚,不要有歧义。 另外,测试项目的顺序也是很有讲究的,我们一般将 open-short 作为测试的第一项, 为什么要这么做呢?其原因主要有以下两条:A、测试之前,首先要保证测试机资源和 DUT (被测芯片 device under test)的硬件连接是否完好,由于基本上每个引脚都会测试 O/S, 所以通过此项参数的测试, 基本可以看出硬件连接是否有问题, 所以此项参数有时也称为通 断测试(continuity)测试 O/S 的原理可参见:open-short 测试原理, B、可以迅速检验出 IC 是否失效,而不必浪费大量的测试时间在其他测试项上, 一般情况下 O/S 失效,有两种情况,其一为测试机资源和 IC 引脚接触不良,可使用万用表 检查连接情况解决,其二,为 IC 本身失效,如果是 FT 测试,特别是经过 CP 测试后的 FT 测试,大部分都是封装的问题,可以直接做 FA 以确定问题所在,如果是 CP 测试,在排除了 探针接触问题后,基本上可以定位在 wafer 的问题上。在测试完 O/S 后,我们一般会安排 ICC 作为第二项参数的测试,以检验 IC 的静态电流或工作电流是否正常,如果 IC 有关断功 能的,可以考虑在 ICC 之前进行测试。后面可以再安排一些直流参数的测试,再次为功能测 试,最后为关键性能测试,这样安排测试顺序的好处在于可以节省大量的测试时间,因为在 IC 的量产测试中,测试机一般会设置成 fail stop 的模式,也就是其中一项参数失效后就 不在继续测试后面的参数,而前面的测试参数比较简单,测试时间也比较少,后面的参数复 杂,而且时间长,所以会节省很多时间,在出货量很大的时候,这点尤其重要!望初学者予 以重视! 3、测试参数的规格:也叫 test spec,就是定义每项参数测试值的上下限,比如 ICC < 6mA, 有时测试规格可以无上限或者无下限,或者都可以有,但不能都没有,测试规格我们可以从 芯片的手册上得到,一般要比手册上的规格要严一些,以保证芯片测试后的质量,比如手册 上 VOS 在+-50mv 之间, 我们在定义 FT 的测试 spec 时可以在+-45MV 之间, 正规的 TP 里面还

应该包含 QA 的测试规格,QA 规格是为了检验 FT 测试后是否有误测,漏测的 IC,其规格可 以在 FT 的 spec 基础上适当放宽即可,可能的情况下,可以在 spec 中加上各参数的一个典 型值,以更容易知道调试时得到的测试值是否正确,也有利于日后的测试维护工作。 4、 测试 bin 的定义: 定义其实也是非常重要的一项内容, BIN 可以分为硬件 BIN 可软件 BIN, 硬件 BIN 主要在 handler(机械手)在分选不同失效项时起到作用,而软件 BIN 最大的作用 在于 TE 对测试数据的分析,我们必须对每一项参数进行分 BIN,也可以将一大类的参数分 为一个 BIN,总之是为了我们 TE 日后的分析服务,当我们拿到 datalog 或者 summary 之后, 从其中的各 BIN 的失效情况,就能够知道那些参数失效,从失效参数中,我们可以推测出是 IC 的问题,还是测试机的问题,还是 loadboard 的原因等,这当然需要大量的经验积累, 已经对 IC 的理解,才能准确的推测出原因,在此奉劝各位初学者要养成不断总结的习惯, 对于同一颗 IC 出现的各种问题要予以不断的总结,分析,找出其内在的原因,这样才能够 运筹帷幄,决胜千里! 有关芯片 trim 之 poly fuse 和 metal fuse 传统的 Fuse 主要有三种: 以大电流烧断的金属熔线(Metal Fuse)和多晶硅熔线(Poly Fuse), 或是以激光烧断之金属熔线(Laser Fuse)。Fuse 为电子产品中之关键性零组件,其功能为 掌管备用内存(Redundancy Memory)切换,或用于射频电路(RF)中,提供可调整之电阻与电 容特性(RC trimming), 以及常见使用于安全码(Security Code)、 电子卷标之低字码(Low Bit Count)数据储存。现有市售产品因使用激光烧断、大电流烧断等制程,往往面临不可回复性 等问题,如以大电流烧断之金属熔线(Metal Fuse)或是复晶硅熔线(Poly Fuse),需以较大 电流进行,将受限于烧录设备与接脚的设计,而以激光烧断之金属熔线(Laser Fuse) 仅能 在芯片封装前进行,应用范围受限,且制程的良率较差。传统制程所衍生之不可回复性与不 便利性俱为产业界亟欲改良之缺点, 且随着半导体制程技术的进步, 市场需要快速适应变化 与突破限制的零组件。 Mix 电路中常常要用到 FUSE,用来 trim 电路的电阻、电容,以 精确修调电压/电流基准源的精度;实际 CP 烧 Poly Fuse 和烧 Metal Fuse 方法基本都一样, 都是使用探针 probe 引接 大电流(视线宽不同,一般 150mA,50mS 足亦)熔断,一旦熔断 之后便不可恢复;(但实际良率可能不大好,会有烧不断的情况发生)这个成本低,使用很 普遍。而 Laser Fuse 的烧断需要专门的 Laser Trimming 设备,Laser trim 电路的精度比 烧 Poly Fuse 和烧 Metal Fuse 要好,不过,成本自然也高得多。具体使用哪一种纯粹是公 司/个人的偏好,有的人喜欢搞 poly,有的人喜欢搞 metal。 1、在 trim 的过程中经常会遇到烧不断或烧坏芯片的问题。 这个问题相信只要做 trim 的芯片都可能会遇到这样的问题,只不过有些圆片这种问题 出 现的少,没有引起测试者的注意,其中烧不断的主要原因在于电流太小,一般烧铝要在 100-500MA 左右,甚至更大些,其中 MOS 工艺的芯片,适当小一些,双极的工艺,可以大 一 些,另外还要看铝线的宽度,越宽电流要越大,还有烧时候的等待时间一般 5-15MS, 最后, 一般做 trim 的 PAD 间距很近,探针容易碰到一起,造成短路,那就肯定烧不断了, 这种情 况一般出现在针卡用了一段时间之后,造成针偏而短路。 烧坏芯片的原因就更复杂一些,一般烧熔丝控制的嵌位电压为 5V 左右,但实际上在烧 的瞬间, trim PAD 上的电压可能会达到 10V 左右 (不相信的兄弟可以用示波器抓一下看看) , 为什么呢,这就是你的引线中存在寄生电感,以及寄生电容,从而构成一个升压电路,抬高 了你的电压,这个电压虽然是瞬间的,但对于 5V 以下工艺的芯片来讲,可能会存在致命的 打击!最好、最方便的解决办法是,在靠近 trim PAD 的位置加上一个较大的电容(可以从

0.01~0.1uf 之间)来滤掉这个尖峰电压,如果效果还是不佳,可以尝试在 trim 的源上串 一个 5 欧姆左右的功率电阻(功率要足够大,不然会冒烟的哦)来限制一下电流,另外请注 意铝的熔丝电阻在 2 欧姆左右, 多晶的熔丝电阻在 100 欧姆左右, 所以在选择电阻和电容的 大小时候要注意一下,两者是有区别的。 2、trim 后封装引起的电压偏差问题 此问题也是很头疼的一个综合问题,它涉及到测试、封装工艺、封装材料等因素,总的 说来是封装后电压偏差主要是封装造成的,但又不可避免,尤其是当芯片尺寸很小的时候, 在封装划片、塑封时产生的应力将会导致电压的变化,可以通过晶圆减薄的厚度不同,和封 装材料来控制,作为测试工程师要注意数据统计,根据成测的结果来调整中测的规范。这里 有一篇关于封装导致电压偏移的文章可以参考:Package Shift in Plastic-packaged bandgap references.pdf


相关文章:
功放的分类
功放的分类 什么是功放? 功率放大器简称功放,其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后, 产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。由于考虑功率、阻抗...
放大器的种类及作用
放大器种类及作用_信息与通信_工程科技_专业资料。放大器的作用: 放大器的作用: 1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压 器和...
放大器的分类
放大器的分类_电子/电路_工程科技_专业资料。? 器 放大器(amplifier)是能把输入讯号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管 大器广泛应用于通讯、广播、雷达、...
功率放大器(功放)知识
功放功放管的类型不同,可以分为胆机和石机。 胆机是使用电子管的功放。 石机是使用晶体管的功放。 按功能不同,可以前置放大器(又称前级)、功率放大器(又...
类功率放大器的设计与仿真
功率放大器的设计与仿真_电子/电路_工程科技_专业资料。1 概述……….1 1....其基本类型是模拟音频功率放大器,它们的最大缺点是工作效率太低,A ...
功率放大器
目录 功率放大器简介 功率放大器种类 组成 功率放大器选购 功率放大器原理 性能指标 (一) 、输出功率 (二) 、频率响应 (三) 、失真 (四) 、动态范围 (五)...
D类功率放大器
1.1 高效率功率放大器 1.1.1 高效率功率放大器类型的选择 方案一:采用 A 类、B 类、AB 类功率放大器。这三类功率放大器的功率均达 不到题目要求。 方案...
2017年功率放大器现状研究及发展趋势 (目录)
正文目录 第一章 ,分析功率放大器行业特点、分类及应用,重点分析中国与全球市场发展现状 对比、发展趋势对比,同时分析中国与全球市场的供需现在及未来趋势。 第二章...
功率放大器原理
从 1980 年代早期,许多研究者致力于开发不同类型的数字放大器, 这种放大器直接从数字语音数据实现功率放大而不需要进行模拟转换,这 样的放大器通常称作数字功率放大...
音频功放怎么分类音频功放型号推荐
音频功放怎么分类 音频功放型号推荐 按音频功放功放管的导电方式不同,可以分为...周),放大器的任 何功率输出元件都不会出现电流截止(即停止输出)的一类放大器...
更多相关标签: