allgosts.ru31. ЭЛЕКТРОНИКА31.200. Интегральные схемы. Микроэлектроника

ГОСТ 23089.3-83 Микросхемы интегральные. Методы измерения напряжения и э. д. с. cмещения нуля операционных усилителей и компараторов напряжения

Обозначение:
ГОСТ 23089.3-83
Наименование:
Микросхемы интегральные. Методы измерения напряжения и э. д. с. cмещения нуля операционных усилителей и компараторов напряжения
Статус:
Действует
Дата введения:
01/01/1984
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
31.200

Текст ГОСТ 23089.3-83 Микросхемы интегральные. Методы измерения напряжения и э. д. с. cмещения нуля операционных усилителей и компараторов напряжения

УДК 621.3.049.77.083 : 006.354 Группа 929

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ Методы измерения напряжения и э д с смещения нуля операционных усилителей и компараторов напряжения

Integrated circuits Methods of measuring the operational amplifiers and voltage comparators zero offset voltage and cmf

ГОСТ

23089.3—83

ОКП 62 3100

Срок действия с 01 01.84 до 01.01.94

Настоящий стандарт распространяется на операционные усилители (ОУ) и компараторы напряжения (КН) и устанавливает два метода измерения напряжения смещения нуля UCM и э. д. с смещения нуля Ecill:

метод 1 —■ метод балансировки вспомогательным устройством (ВУБ);

метод 2 — метод с приведением напряжения на инвертирующем входе и нулю.

Общие требования к измерению и требования безопасности — по ГОСТ 23089.0—78.

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода измерения напряжения смещения нуля (см. приложение 1).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ПРИНЦИП И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ. МЕТОД 1

1.1. Метод основан на компенсации напряжения (э. д. с) смещения нуля с помощью вспомогательного устройства балансировки (ВУБ) и измерении напряжения на его выходе с последующим вычислением напряжения или э. д. с. смещения нуля.

1.2. Электрический режим и условия измерения должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

(Измененная редакция, Изм. № 1). * ★

Издание официальное

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР

2. АППАРАТУРА. МЕТОД 1

2.1. Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт. 1.

При измерении ОУ с одним входом резисторы R2 и R4 и коммутационное устройство 52 исключают из структурной электрической схемы установки.

ДА — проверяемый КН или ОУ; А — вспомогательное устройство балансировки <ВУБ); Glt G2, G3 — источники постоянного напряжения; PVJ, PV2 — измерители постоянного напряжения; Rl, R5 — резисторы обр-ат ной связи; R2 — резистор, симметрирующий входные цепи; R3, R — резисторы; al — инвертирующий вход, а2 — инвертирующий вход; SI, S2 — устройства коммутации

Черт. 1

2.2. При измерении на измерительной установке, кроме Uc £см, параметров Ку и и /Сое, сф допускается соединять проверяемый КН или ОУ и вспомогательное устройство балансировки делите* лем, приведенным на черт. 2.

Черт 2

2.3. Источники постоянного напряжения G1 и G2 должна обеспечивать установление и поддержание напряжения питания, установленного в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов, с погрешностью в пределах ± 1 %.

2.4. Источник постоянного напряжения G3 должен обеспечивать установление и поддержание напряжения покоя на выходе проверяемого ОУ или КН, установленного в стандартах или технических условиях на КН или ОУ конкретных типов, с погрешностью в пределах ± 1 %.

Напряжение источника постоянного напряжения G3 выбирают из условия

при наличии делителя

-т&йГ (1)

при отсутствии делителя

Ug*=U„ (2)

где UG3 — напряжение источника постоянного напряжения G3; Uо — напряжение покоя на выходе проверяемого ОУ или КН, установленного в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

Изменение напряжения источника G3 за время измерения не должно превышать значения

|^G3|<0J001|t/CM,miri|/Cy,C/(TnIn, (3)

где AUgs — изменение напряжения источника G3;

Uсм, mm — минимальное значение напряжения смещения проверяемого ОУ или КН;

Куш и, тт —■ минимальное значение коэффициента усиления проверяемого ОУ или КН.

2.5. Погрешность измерителей PV1, PV2 должна быть в пределах ± 1 %.

2.6. Сопротивление резисторов RI и R2 выбирают из условий (4) и (4а)

ЮОЯ^^сО.ООбЯе,, (4)

и (4а)

где Rn, max — максимальное значение контактных сопротивлений переключателей и соединителей, используемых в измерительной установке;

Rвх — входное дифференциальное сопротивление проверяемого ОУ или КН.

Допустимое отклонение сопротивления резисторов R1 и R2 должно быть в пределах ± 0,5 %.

2.7. Сопротивления резисторов R3 и R4 выбирают из условий (46) и (4в)

-Шг • <46>

Rt=R3, (4 в)

где Rr — эквивалентное сопротивление источника сигнала, установленное в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

Допустимое отклонение сопротивления резисторов R3 и R4 должно быть в пределах ± 0,5 %.

2.8. Сопротивление резистора R5 выбирают из условия

*1

Ri~\~R,

>

U

см, max

и

bwx, max

(4 г)

где Uсм, шах—максимальное значение напряжения смещения нуля проверяемого ОУ или КН;

и^ых шах — максимальное значение выходного напряжения ВУБ. Допустимое отклонение сопротивления резистора Rb должно быть в пределах ± 0,5 %.

2.9. Сопротивления резисторов R6 и R7 выбирают из условий (4д) и (4е)

(4д)

Л7=/?в, (4е)

где Rн — сопротивление нагрузки проверяемого КН или ОУ, установленное в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

Допустимое отклонение сопротивления резисторов R6 и R7 должно быть в пределах ±0,5 %.

2.10. Коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А выбирают из условия

>

R\-\~R^

~RT~

ю3

к

(4ж)

где K'v v —коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А.

Вспомогательное устройство балансировки А может быть исключено из схемы измерительной установки, при выполнении условия

£/,mm

Ri^-R >

2.11 Абсолютное значение напряжения

(4и)

смещения вспомога-

тельного устройства балансировки А должно соответствозать условию

|G^|<^0f005|t/CMimin I ’^Су,t/,min * (^К)

где и*ш —напряжение смещения вспомогательного устройства балансировки.

2.12. Значение разности э.д.с. трактов: а 1-—место соединения резисторов /?1, /?5 и а2 — общий проход должно соответствовать условию

£^0>02[£cM,min L (4л)

где Es — разность э.д.с. трактов;

£cM(min — минимальное значение э.д.с смещения нуля проверяе мого ОУ или КН.

2.13. Измерительные приборы и элементы, указанные в элект рической структурной схеме (черт. 1), допускается устанавливать в других местах и заменять другими устройствами, обеспечивающими режимы и точность измерения, указанные в настоящем стандарте.

Разд. 2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ. МЕТОД 1

3.1. Подключают ОУ или КН к измерительной установке.

3.2. Подают напряжения на ОУ или КН от источников постоянного напряжения G1, G2, G3.

3.3. Замыкают устройства коммутации SI, S2 и измерителем постоянного напряжения PV2 измеряют напряжение Uxи

3.4. Размыкают устройства коммутации SJ и S2 и измерителем постоянного напряжения PV2 измеряют напряжение Uх2-

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ. МЕТОД 1

4.1. Э.д.с смещения нуля Есм определяют по формуле

Е = _-1__. *£/

Ri~\-R~>

4.2. Напряжение смещения нуля U определяют по формуле

(5)

Ri

■U

R^Rb ~х*'

Разд. 3, 4. (Измененная редакция, Изм. № 1).

(6)

5. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ. МЕТОД 1

5.1. Показатели точности измерений напряжения и э.д.с. смещения нуля должны соответствовать установленным в стандартах

или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

Граница интервала, в котором с доверительной вероятностью 9,997 находится погрешность измерения, определяют по формуле

где б я—допустимое отклонение сопротивления резисторов R1 и R5;

bpvz — погрешность измерителя PV2;

61 — погрешность установления и поддержания напряжения

питания проверяемого ОУ или КН;

62 — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или

КН от наличия разности э. д. с в трактах передачи сигнала низкого уровня;

63 — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или

КН от наличия э квивалентного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН;

64— погрешность установления и поддержания температуры окружающей среды;

65 — погрешность выделения произведений /ВХ1*#з и /Вх2-^4 при измерении параметра С/см, определяют по формуле (9) или погрешность выделения произведений 7BXi • R\ и /вх! * R2 при измерении параметра ЕСм, определяют по формуле (10)

6В=

'вх,

max

1 и

(9)

см.т т

I

вх.тах

см. max

(10)

где /Бх, max — максимальное значение среднего входного тока проверяемого ОУ или КН;

66 — погрешность сигнала на выходе ВУБ от наличия на

пряжения смещения ВУБ;

67 — погрешность суммирования сигналов на входе ВУБ

определяют по формуле

l^e" ^7lmax

(И)

ах — коэффициент влияния напряжения питания проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр; а2 — коэффициент влияния разности э. д. с в трактах передачи сигнала низкого уровня на измеряемый параметр,

а3 — коэффициент влияния эффективного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр;

а4 — коэффициент влияния температуры окружающей среды на измеряемый параметр;

аь — коэффициент влияния погрешности произведений /вхi X X R$ И /вх2 ’ R4 ИЛИ ^ вх1 • Я I и /вх2 " измеряемый параметр;

а6 — коэффициент влияния напряжения смещения ВУБ на измеряемый параметр;

а7 — коэффициент влияния погрешности суммирования сигналов на входе ВУБ на измеряемый параметр.

От К\ до Ki — предельные коэффициенты, зависящие от закона

распределения соответствующей погрешности от 6i до 67. К\ = К2 = Къ = К4 = К5 = /Те - *7 = 1J3; К$ = 3.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

6. МЕТОД 2*

6.1. Принцип и условия измерения

6.1.1. Метод основан на компенсации напряжения или э. д. с. смещения нуля ОУ или КН, включенных по схеме с отрицательной обратной связью по напряжению с помощью устройства выборки и хранения с последующим измерением напряжения компенсации и вычислением напряжения или э. д.с. смещения нуля.

6.1.2. Электрический режим и условия измерения должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ и КН конкретных типов.

6.2. Аппаратура

6.2.1. Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на черт. 3.

6.2.2. Источники постоянного напряжения G1, G2 и измеритель PV2 должны соответствовать требованиям пп. 2.3 и 2.5.

6.2.3. Сопротивления резисторов R1 и R2 выбирают из условий (12) и (13)

А/вх.шах * Я1<0,01£см>т|П, (12)

(13)

где Д/вх> шах — максимальное значение разности входных токов

проверяемого ОУ или КН;

£СМ(min-—минимальное значение э. д. с. смещения нуля проверяемого ОУ или КН.

* Применяют для измерения микросхем на установках, разработанных до 01.01.82.

R2

DA — проверяемый ЖН вди. ОУ, G( и G2 — источники постоянного напряжения; DS — устройство выборки и хране ния; PV2 — измеритель постоянного напряжения; Rl> R5 — резисторы делителя напряжения ZXS; R2, R3, R4 — резисторы, а/ — инвертирующий вход; а2 — неинвертирующий вход; SI и S2 — устройства коммутации

Черт. 3

Допустимое отклонение сопротивления резисторов Rl н R2 должно быть в пределах ± 0,5 %.

6.2.4. Сопротивления резисторов R3 и R4 выбирают из условий (14) и (15)

R^Rr-Rt, (14)

*«=■*», П5)

где Rr—эквивалентное сопротивление источника сигнала, установленное в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

Допустимое отклонение сопротивления резисторов R3 и R4 должно быть в пределах ± 5 %.

6.2.5. Сопротивление резистора R5 выбирают из условий (16) и (17)

Рх ^ В

Rl+R', ' I^OS.maxl

Д=|£сМ,та*1+ у

U, trim

Об)

(17)

где Uds, шах — максимальное выходное напряжение устройства

DS;

Есм, шах — максимальное значение э. д. с. смещения нуля проверяемого ОУ или КН;

U0 — напряжение покоя на выходе проверяемого ОУ или КН, установленное в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов;

Ку, и, mm — минимальное знач ение коэффициента усиления проверяемого ОУ или КН.

Допустимое отклонение сопротивления резистора RS должно быть в пределах ± 0,5 %,

6.2.6. Устройство выборки и хранения DS должно обеспечивать установление напряжения покоя на выходе и компенсацию напряжения смещения нуля проверяемого ОУ или КН и хранение напряжения выборки на время измерения.

Максимальное выходное напряжение устройства выборки и хранения DS должно соответствовать условию

\UDs,m^\>B- (18)

Изменение выходного напряжения устройства выборки и хранения DS за время измерения не должно превышать значения

|H^sl<0,001- -)^5- -р\, (19)

где &Uds — изменение выходного напряжения устройства DS\

U — напряжение или э. д. с. смещения нуля проверяемого ОУ или КН.

6.2.7. Значения разности э. д. с. трактов: а\ — место соединения резисторов R2, R3 и а2 — общий провод — должны соответствовать условию

£5<0,02|£ш.т1П|, (20)

где Es — разность э. д. с. трактов.

6.2.8. Измерительные приборы и элементы, указанные в элект

рической структурной схеме (черт. 3), допускается устанавливать в других местах и заменять другими устройствами, обеспечивающими режимы и точность измерения, указанные в настоящем

стандарте.

6.3. Подготовка и проведение измерений

6.3.1. Подключают ОУ или КН к измерительной установке.

6 3.2. Подают напряжение на ОУ или КН от источников постоянного напряжения G1 и G2.

6.3.3. Компенсируют устройством DS напряжение на выходе проверяемого ОУ или КН до значения покоя, для чего устройство включают в режим выборки

6.3.4. Переводят устройство DS в режим хранения.

6.3.5. Измеряют напряжение Uxi на выходе устройства DS измерителем постоянного напряжения PV2.

6.3.6. Переводят устройство DS в режим выборки.

6.3.7. Замыкают устройства коммутации 51 и S2.

6.3.8. Переводят устройство DS в режим хранения.

6.3.9. Измеряют напряжение UX2 на выходе устройства DS измерителем постоянного напряжения PV2.

6.4. Обработка результатов

6.4.1. Э. д. с. смещения нуля Есм определяют по формуле

Е"= -и*'- '2,)

6.4.2. Напряжение смещения нуля UCM определяют по формуле

U = _Вл_

Ri+R 5

■ U

Х2

(22)

6.5. Показатели точности измерений 6.1—6.5. (Введены дополнительно, Изм. № 1).

6.5.1. Показатели точности измерений напряжений э. д. с. и смещения нуля должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

Границы интервала, в котором с доверительной вероятностью 0,997 находится погрешность измерения, определяют по формуле

(23)

(24)

где 5r — допустимое отклонение сопротивления резисторов R1 и R5\

6pv2 — погрешность измерения PV2;

61 — погрешность установления и поддержания напряжения

питания проверяемого ОУ или КН;

62 — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или

КН от наличия разности э. д. с. в трактах передачи сигнала низкого уровня;

63 — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или

КН от наличия эквивалентного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН;

64 — погрешность установления и поддержания температуры

окружающей среды;

65—погрешность выделения произведений /вх1 •/?з и /в*з * R4 при измерении параметра £/см, определяют по формуле (25) или погрешность выделения произведений /вх 1-R1

и /вх2*^2 при измерении параметра Есм, формуле (26)

6,

вх, шах

см.тт1

8*= 4-

вх.тах

см, mint

определяют по

(25)

(26)

где Iвх, шах — максимальное значение среднего входного тока проверяемого ОУ или КН;

66—погрешность установления и поддержания напряжения покоя на выходе проверяемого ОУ или КН;

ах — коэффициент влияния напряжения питания проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр;

а2 — коэффициент влияния разности э. д. с в трактах передачи сигнала низкого уровня на измеряемый параметр;

а3 — коэффициент влияния эффективного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр;

а4 — коэффициент влияния температуры окружающей среды на измеряемый параметр;

аъ — коэффициент влияния погрешностей произведений /вх-&з и /вх2*^?4 или /ВХ1 • Rx и /Вх2 * R2 на измеряе-мый параметр;

а6— коэффициент влияния измерения напряжения покоя на выходе измеряемого ОУ или КН на измеряемый параметр.

От Ki до Кв — предельные коэффициенты, зависящие от закона

распределения соответствующей погрешности от 81 Iдо 6б

К,^ К2- Кз-Ка^ Кб= 1,73,

*5 = 3.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

ПРИЛОЖЕНИЕ i Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 23G89.3—83

СТ СЭВ 3411—81

ГОСТ 23089 3—83 соответствует п 1 3 СТ СЭВ 3411—81. ПРИЛОЖЕНИЕ 2. (Исключено, Изм. № 1).

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 09.09.83 № 4165

2. Срок проверки — 1992 г.

3. Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода измерения напряжения смещения нуля

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обоана чен не НТД на который дана ссылка

Номер пункта

ГОСТ 23089 0—78

Вводная часть

6. Переиздание (декабрь 1991 г.) с Изменениями № 1, № 2, утвержденными в феврале 1986 г., августе 1989 г. (ИУС 6—86, 12—89)

7. Проверен в 1988 г. Срок действия продлен до 01.01.94 (Постановление Госстандарта СССР от 28.06.88 № 2428)