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 329

государственный стандарт СОЮЗА ССР

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ Методы намерения напряжения и а. д. с. смешения нуля операционных усилителей и компараторов напряжения

Integrated circuits. Methods of measuring; the operational amplifiers and voltage comparators zero offset voltage and «nf

OKI I 62 3100

ГОСТ

23089.3-83

Срок действия с 01.01 ЛИ д-ооГоМЙ

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

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 ИЗМЕРЕНИЯ. МЕТОД Г

1.1, Метод основан на компенсации напряжения (э.д. с) смещения нуля с помощью- вспомогательного устройства балансировки (ВУЬ) 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

•Аг

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

38

ГОСТ 23W9.3-B3 С. 2-

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 /?2 н /?4 и коммутационное устройство 52 исключают из структурной электрической схемы установки.

ДА — проверяемые КН или ОУ; Д — вспомогательно? устройство болаиограхки (ВУЕ); О/. 02. 03 — zeros-ники постоя'ixoio непременен.; PVI. PiZ — итмерхтелм пост Олиного хапттяжеиня; Rl. Pt — резисторы обратной связи; Р.2 — р1ЧИСГ41р. спим «три руидшка ахмныс цепи; R3. R — резисторы; ал — annepTiipyuimill ««ел; а! — импертгр/ютий ого»; X/. 5? — устройства нои-и yr muz

Черт. J

2.2. При измерении на измерительной установке, кроме U_cu, £_см. параметров К», и и /Сое,оф допускается соединять проверяемый КН или ОУ и вспомогательное устройство балансировки делителем, приведенным на черт. 2.

ЛА А

Черт 2

19-

€ 4 ГОСТ 230*9 3-83

■2.3. Источники постоянного напряжения 01 и 02 должп» обеспечивать установление и поддержание напряжения питания, установленного в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов, с погрешностью в пределах et 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

^^Г'^ <*>

при отсутствии делителя

^-^ (2)

тде и^з — напряжение источника постоянного напряжения G3;

U_o—напряжение покоя на выходе проверяемого ОУ или КН, установленного в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

Изменение напряжения источника 63 за время измерения не должно превышать значения

1^^СЭ|-^^,^ЮЧ^оа,ш|а l^y.C-'.mini 1$)

где MJgz — изменение напряжения источника 63;

Оси. mm — минимальное значение напряжения смещения проверяемого ОУ или КН;

Ку. и. mm —- минимальное значение коэффициента усиления проверяемого ОУ или К.Н.

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

2.6. Сопротивление резисторов Я1 и R2 выбирают из условий (4) и (4а)

100tf_n,m,x<. ^<0,005/?™ (4)

R^Rl, Иа)

тде /?_я,max—максимальное значение контактных сопротивлений переключателей и соединителей, используемых в измерительной установке;

Яех—входное дифференциальное сопротивление проверяемого ОУ млн КН.

Допустимое отклонение сопротивления резисторов Я1 и R2 должно быть в пределах * 0.5 %.

20

ГОСТ 2 3089 3—83 С. 5

2.7. Сопротивления резисторов /?3 и RA выбирают из условий (46) и (4в)

R^R_f- , 06)

«.=^. (4в)

где/?_г — эквивалентное сопротивление источника сигнала, установленное в стандартах млн технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

Допустимое отклонение сопротивления резисторов R3 и £4 должно быть в пределах ± 0,5 %.

2.8. Сопротивление резистора R5 выбирают из условия

«I

к, +R-.

^'шк.шпх

(41)

тле £/си,тая—максимальное значение напряжения смещения нуля проверяемого ОУ или КН;

17^_х пих — максимальное значение выходного напряжения ВУБ.

Допустимое отклонение сопротивления резистора /?5 должно ■быть в пределах ± 0,5 %.

2.9. Сопротивления резисторов R6 н R7 выбирают из условии (4д) н (4е)

«*>«», 0Д)

R₇=R_t, 0е)

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

Допустимое отклонение сопротивления резисторов /?6 в R7 .должно быть а пределах ±0,5 %.

2.10. Коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А выбирают из условия

\ V > —s—- • т---- • 0^Ж)

’ ^луЛ'.т»п

где R_yV —коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А.

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

Ку.Ь'.тшЖ)’- ^— . (4и)

2.11. Лбсилюгкое значение напряжения смещения вспомога-

21

С. 6 ГОСТ 23089.3-S3

тельного устройства балансировки А должно соответствовать, условию

1^1 <ЛМ5|'4...т_1п1-Ху.е^ (^

где U'^ —напряжение смещения вспомогательного устройства балансировки.

2.12. Значение разности э.д.с. трактов: al — место соединения резисторов R1, /?5 и а2 — общий проход должно соответствовать, условию

^^O.^SI^cm, m|n |, (4л))-

где Е, — разность э.д.с. трактов;

/ки.пна— минимальное значение э.д.с смещения нуля проверяемого ОУ или КН.

2.13. Измерительные приборы и элементы, указанные в электрической 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 I

3.1. Подключают ОУ или КН к измерительной установке.

3.2. Подают напряжения но ОУ или КН от источников постоянного напряжения Gl, G2, G3.

3.3. Замыкают устройства коммутации 5/, 52 и измерителем-постоянного напряжения PV2 измеряют напряжение Un.

3.4. Размыкают устройства коммутации 5/ и 52 и измерителем постоянного напряжения PV2 измеряют напряжение Un-

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ. .МЕТОД I

4.1. Э.д. с смещения нуля Е_Км определяют но формуле

^Е^ ^Г "- ®

4.2. Напряжение смещения нуля и_сы определяют по формуле ^-” Т&ЕГ °- <⁶>

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

5. ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ. МЕТОД 1

5.1. Показатели точности измерений напряжения и э.д.с. смещения нуля должны соответствовать установленным в стандартах 22

ГОСТ 23089.3—83 С. 7

«ли технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

Граница интервала, в котором с доверительной вероятностью 0.997 находится погрешность измерения, определяют по формуле

« = ±2.97 |Ab*fc7-»V^^ <⁷>

°» Ш² • <®>

где 6_Я— допустимое отклонение сопротивления резисторов 7? 1 и R5;

6/тг— погрешность измерителя PV2-,

^ — погрешность установления и поддержания напряжения питания проверяемого ОУ или КН:

6₂ —погрешность сигвала на выходе проверяемого ОУ или КН от наличия разности э. д.с в трактах передачи сигнала низкого уровни;

6з— погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или КН от наличия эквивалентного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН;

6<—погрешность установления и поддержания температуры окружающей среды;

6s — погрешность выделения произведений /,н'й₃ и !_Bx2‘Ra при измерении параметра U_ZH, определяют по формуле (9) или погрешность пыделения проиэисдспнй /_ах1 - /?| и /»х| • Л» при измерении параметра Е_си, определяют по формуле (10)

\-г —i— . (10)

см. mix'

где /в», msx — максимальное значение среднего входного тока проверяемого ОУ или КН;

де — погрешность сигнала на иыходе ВУБ от наличии па пряжения смещения ВУБ;

6л — погрешность суммирования сигналов на входе ВУБ определяют по формуле

«,-± W-Z^fe- . (Н)

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

<22 — коэффициент влияния разности э. д.с в трактах передачи сигнала низкого уровня на. измеряемый параметр;

23

С. 8 ГОСТ 29089.3—83

а₅ — коэффициент влияния эффективного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр;

а<— коэффициент влияния температуры окружающей среды лэ измеряемый параметр;

а₆ — коэффициент влияния погрешности произведений /_ах( X X /?з и f„,2-Rt. или /_#Х| •#; и !_tX2-Ri измеряемый параметр:

а_б — коэффициент влияния напряжения смешения ВУБ на измеряемый параметр;

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

От Л, ло К- — предельные коэффициенты, зависящие от закона распределения соответствующей погрешности от д| до Л₇. К, = К₂ = Лт = К* = К₅ = ^ = К₇ = 1.73: к_э = з.

( Измененная редакция, Изм. № 1,2).

6. МЕТОД 2*

6.1.Принцни и условия измерения

6.1.1. Метод основан на компенсации напряжения или э. д. с. смещения нуля ОУ нлн КН. включенных по схеме с отрицательной обратной связью по напряжению с помощью устройства выборки н хранения с последующим измерением напряжения компенсация и вычислением напряжения или э. л.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 Gl, G2 и измеритель-PV2 должны соответствовать требованиям пп. 2.3 и 2.5.

6.2.3. Сопротивления резисторов Л1 и К2 выбирают из условий (12) и (13)

А/«.ш_вж ^^Olf^.mib, (12)

/?,= ₽„ (13)

где Д/,х.т»х — максимальное значение разности входных токов проверяемого ОУ или КН;

Есм.шзп—минимальное значение э.д.с. смещения нуля проверяемого ОУ или КН.

• Применяют для измерения микросхем на установках, разазботанних до 0I.0J.82.

2«

ГОСТ 23089.3—ад С. 9

ЛА —- А(*0Мря**<МЙ КН или ОУ. lit и G2 _ ягодники что-■сгоиииото напряжения; PS — устройства выборам и Иране-•мя; PV2 — куцсрятель п<хгиаяа«г>о нмялнжеиия: Hi. Ял ---резисторы делителя напряжения 0$; Ki. Ri. Ri — рекис-роры-. at — нпмртиррющмА о ход; а2 — испивортнр)юздн* вход: St и V? — угтряйсг™ коммутичик

Черт. 3

Допустимое отклонение сопротивления резисторов £1 и #2 должно быть в пределах ± 0,5 %.

6.2.4. Сопротивления резисторов /?3 и /?4 выбирают из условий (14) и (15)

Я₁₌«_Г_Л„ (14)

R^R„ (15)

где К, — эквивалентное сопротивление источника сигнала, установленное в стянтяртях пли технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

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

6.2.5. Сопротивление резистора /?5 выбирают из условий (16) « (17)

Р. - ^В Л«1

таг ■' 1^л»м1 • ⁽

В-|^.тах|+ --- , (17)

25

C. JO ГОСТ 23089,3—33

где Uds,так — максимальное выходное напряжение устройства* DS,

£см, тех—максимальное значение э.д.с. смещения нуля проверяемого ОУ или КН;

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

Ку, и, пип—минимальное значение коэффициента усиления проверяемого ОУ или КН.

Допустимое отклонение сопротивления резистора R5 должно-■быть в пределах ± 0.5 %.

6.2.6. Устройство выборки н 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 ю хранения DS должно соответствовать условию

|^,п_и.|>В- -^- . (IS)

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

F Д/psi^0,001 • ^‘- • |й, (19)

где SUds—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: al — место соединение резисторов R2, R3 и а2—общий провод — должны соответствовать условию

£,<0_!О2|£_да._п,_1п|„ (20)-

где Е_г — разность э. д. с. трактов.

6.2.8. Измерительный приборы в элементы, указанные в электрической структурной схеме (черт. 3), допускается устанавливать-н других местах и заменять другими ^тройствам и,' 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 напряженке на ОУ или КН от источников постоянного напряжения G1 и 62.

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

26

ГОСТ 230803-83 с. 11

6.3.4. Переводят устройство DS в режим хранения.

6.3.5. Измеряют напряжение U_x3 на выходе устройства DS из-«ернтелем постоянного напряжения PV2.

6.3.6. Переводят устройство DS в режим выборки.

6.3.7. Замыкают устройства коммутации Si и 52.

6.3.8. Переводят устройство DS в режим хранения.

6.3.9. Измеряют напряженке (7*2 на выходе устройства DS измерителем постоянного напряжения PV2.

6.4. Обработка результатов

6.4.1. Э. д. с. смещения нуля £_с« определяют по формуле ^-^г^и^- ^

■6.4.2. Напряжение смещения нуля 1/_см определяют по формуле ^ т^Г ^и„ W

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 пуля должны соответствовать установленным в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов.

Границы интервала, в котором с доверительной верой (н истым 0,997 (находится погрешность измерения, определяют ио формуле

* = ±2,97 У Л^Н^^^ <²³>

-’1~ (1W • ¹²⁴¹

где 6» — допустимое отклонение сопротивления резисторов /?1 и #5;

Арра — погрешность измерения PU2;

61 — погрешность установления н поддержания напряжения питания проверяемого ОУ или КН:

Аз—погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или КН от наличия разности э. д.с. в трактах передачи сигнала ии.жого уровня;

б»— погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или КН от наличия эквивалентного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН;

6« — погрешность установления и поддержания температуры окружающей среды;

да—погрешность выделения произведений 1₀х\-Рз н1г»з-Кл при измерении параметра U^k, определяют по формуле (25) или погрешность выделения произведений I*,a-R\

27

С. 12 ГОСТ 23089.3—83

If 1UV2 • If J При формуле (26)

6_г-±

6₄-=±

намеренны пирометра

l^CM.Ollnl

|К₍ Л1!' ^₃,inj₍

Н-СМ.1П Ini

Есп. определяют по-

(25)

(2G>

где /_#х,мех—максимальное значение среднего входного тока проверяемого ОУ или КН;

де,—погрешность установления и поддержания напряжения покоя из выходе проверяемого ОУ или КН;

в|—коэффициент влияния напряжения питания проверяемого ОУ или КМ на измеряемый параметр;

«2 — коэффициент влияния разности э. д.с в трактах передачи сигнала низкого уровдя на измеряемый па

раметр;

«з—коэффициент влияния эффективного выходного напряжении шумов .проверяемого ОУ или КМ на измеряемый параметр;

а_а — коэффициент влияния температуры окружающей среды на измеряемый параметр;

и₅—коэффициент влияния шл решнио ей и роил «едем им Лл • «з и /йх2*^4 или /„«-ffi и У.хг-^г на измеряемый параметр;

«а — коэффициент влияния измерения напряжения покоя на выходе измеряемого ОУ или КН на измеряемый

параметр.

Or X_s до К^ — предельные коэффициенты, зависящие от закона распределения соответствующей погрешности от

б| .до б_с

К, = К₃ - К₃ = Лй = К« - 1,73, K_s=3.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Сп равочно-е

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 230-89.3—«5 СТ СЭВ 3411-81

ГОСТ 23(189.3—83 сиипичств^т п. ! 3 СТ СЭВ 3411—81.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. (Исключено. Иж. № 1).

28

гост 2308» 3—83 С 13

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

I. 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

6. Переиздание (декабрь 1991 г.) с Изменениями № I,№ 2„ утвержденными в феврале 1986 г. августе 1489 г. (ИУС в—86. I?—89)

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