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

ГОСТ 23089.4-83 Микросхемы интегральные. Метод измерения входных токов и разности входных токов операционных усилителей и компараторов напряжения

Обозначение:
ГОСТ 23089.4-83
Наименование:
Микросхемы интегральные. Метод измерения входных токов и разности входных токов операционных усилителей и компараторов напряжения
Статус:
Действует
Дата введения:
01/01/1984
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
31.200

Текст ГОСТ 23089.4-83 Микросхемы интегральные. Метод измерения входных токов и разности входных токов операционных усилителей и компараторов напряжения

УДК 621 3.049.77.083 006 354 Группа Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МИКРОСХЕМЫ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ Метод измерения входных токов и разности входных токов операционных усилителей и компараторов напряжения

Integrated circuits Method of measuring the input currents and input bias current of operational amplifiers and voltage comparators

ОКП 62 3100

ГОСТ

23089.4—83

Срок действия с 01 01 84 до 01 01 94

Настоящий стандарт распространяется на усилители операционные (ОУ) и компараторы напряжения (КН) и устанавливает метод измерения входных токов /вхь /вх2, среднего входного тока /вх и разности входных токов А/вх.

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

Стандарт соответствует СТ СЭВ 3411—81 в части метода измерения входного тока и разности входных токов (см. приложение 1).

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1 ПРИНЦИП И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

1.1. Метод основан на компенсации падения напряжения от входных токов на резисторах определенного значения, которое устанавливают в стандартах или технических условиях на ОУ или КН конкретных типов, вспомогательным устройством балансировки (ВУБ) и измерении напряжения на его выходе с последующим вычислением входных токов

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

1 1, 12. (Измененная редакция, Изм. № 1).

Издание официальное ★

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

2 АППАРАТУРА

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

При измерении ОУ с одним входом резисторы /?2, /?4, R6 устройство коммутации S2 и устройство выборки и хранения DS исключают из структурной электрической схемы установки.

1

51 R3

х

&1

R5

DA

а\(о2)

X. а2(а!)

R1

2^52

R2

иС1

У&2

а2(а1)

at (а.2) — » —

GJ

PV1

PV2

R6

U5

DA — проверяемый КН )или ОУ, А — вспомогательное устрой ство балансировки (ВУБ), Gl, G2, G3 — источники постоянного напряжения, DS — устройство выборки и хранения,

PV1, РУ2 — измерители посюянного напряжения, Rl, R2, R5,

R6 — резисторы делителей напряжения; R3, R4 — токосъемные резисторы, $1, S2 — устройства коммутации, а1 — инверти рующий вход, а2 — непнвертирующий вхот

Черт. 1

2.2. При измерении по измерительной установке кроме /Вхь /вхг, /вх, А/вх параметров Куи, Кос.сф допускается соединение проверяемого ОУ или КН и вспомогательного устройства балансировки делителем, приведенным на черт. 2.

DA А

2.3. Источники постоянного напряжен^

печивать установление и поддержание на^** G1 и G2 должны обес-в стандартах или технических условиях н^яжения, установленного типов, с погрешностью в пределах ±1 %• ОУ или КН конкретных

2.4. Источник постоянного напряжение

установление напряжения покоя на выхо> G3 должен обеспечивать КН, установленного в стандартах или те^е проверяемого ОУ иля или КН конкретных типов, с погрешносуических условиях на ОУ Напряжение источника постоянного ц^ю в пРеДелах — 1 %• из условия: Спряжения G3 выбирают

при наличии делителя

U

R>

G 3

R?+R>

О»

где иСз U о

(1)

- напряжение источника постое

напряжение покоя на выходе гЛного напряжения G3; установленное в стандартах Доверяемого ОУ или КН, на ОУ или КН конкретных типДи технических условиях при отсутствии делителя

(3)

(2i

Измерение напряжения источника G3 должно превышать значения за время измерения не

|А£/сз| ^0,001 |А/ВХ>П1 in 'Ку,

где AUG3 — изменение напряжения источн*угтип

А/вх,ш1п — минимальное значение разно ка G3;

веряемого ОУ или КН; ти входных токов про-

у, и, min — минимальное значение коэфс

веряемого ОУ или КН. [шциента усиления про-

2.5. Погрешность измерителей PV1, PV

лах ±1 %• 2 должна быть в преде-

2.6. Сопротивление резисторов R1 и R

(4) и (5)

2 выбирают из условий

(4)

(5)

1 00/?п,тах<#1 <0,005/?,

где #п>тах — максимальное значение ко

и соединителей, используемыхнтактных сопротивлений новке; в измерительной уста-

/?вх — входное дифференциальное

мого ОУ или КН. сопротивление проверяе-

Допустимое отклонение сопротивления жно быть в пределах ±0,5 %. резисторов и R2 дол-

2.7. Сопротивление резистора R3 выбир

^з<0,01/?вх.сф,т1П, ают из условия

при этом оно должно соответствовать условию (7) при наличии устройства DS

R2

^2 + ^6

+Д+ -'

Ri+R,

Ri

вых,тах

I,

а при отсутствии устройства DS условию

[ p

см, шах

\+б+

к

\Uq\ '

у, U,min.

Rl+Rs

R i

<it/;

вых,тах1

(8)

где Rax, сф, min — минимальное синфазное входное сопротивление

проверяемого ОУ или КН;

ДUDS — абсолютная погрешность выборки и изменение выходного напряжения устройства DS;

Б — произведение |/Bxi, max* Rz\ «ЛИ |/вх2, max*^?4 | > /вхьшах* /вх2, max—максимальные значения входных токов проверяемого ОУ или КН;

Цшх m ах — максимальное значение выходного напряжения ВУБ;

Ucm, им-х- — манены аяъвое значение Напряжения смещения проверяемого ОУ или КН.

Допустимое отклонение сопротивления резистора R3 должно быть в пределах ± 0,5 %.

2.8. Сопротивление резистора R4 выбирают из условия

#4 = #3- (9)

Допустимое отклонение сопротивления резистора R4 должно быть в пределах ±0,5 %.

Допустимый относительный разброс токосъемных резисторов должен соответствовать условию

P'-R 4

R,

<0,01

Дх.тах

(10)

где /вх, max — максимальное значение среднего входного тока проверяемого ОУ или КН.

2.9. Сопротивление резистора R5 выбирают из условий (7) или

(8).

Допустимое отклонение сопротивления резистора R5 должно быть в пределах ±0,5 %.

2.10. Сопротивление резистора R6 выбирают из условия

Я» - \исм ,maxl , чv

, (Юа)

>

I и

DS ,тах!

где Uos, max — максимальное выходное напряжение устройства

DS.

Допустимое отклонение сопротивления резистора R6 должно быть в пределах ±0,5 %.

2 За к. 2359

33

2.11. Сопротивление резисторов R7 и R8 выбирают из условий (106) и (Юв)

R?>R*, (Юб)

Rs-Ri, (Юв)

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

Допустимое отклонение сопротивления резисторов R7 и R8 должно быть в пределах ±0,5 %.

2.12. Коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А выбирают из условия

К'

ЛУ

ку

Ю4

, t/.tnin

(Юг)

где Ку и — коэффициент усиления вспомогательного устройства

балансировки А

Коэффициент усиления вспомогательного устройства балансировки А при разомкнутой обратной связи должен быть более 60 дБ.

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

К

у, t/,mm

(Юд)

2 13. Устройство выборки и хранения DS должно обеспечивать 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

|tWaX|>|t/cM,max! (Юв)

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

A£/dsK0,001 У8 -I'mml (Юж)

где /шш — минимальное значение одного из параметров /вхь /вх2* Д/вх проверяемого ОУ или КН.

Устройство выборки и хранения DS и резистор R6 могут быть исключены из схемы измерительной установки при выполнении условия

Г l^cM,max| + £+

L лу.д

Ri+R5

<р:

вых.шах1

(10и)

2.14. Значение термо-э. д. с замкнутых контактов устройств коммутации SI, S2 должно соответствовать условию

Uminl Ri

100

(10к)

где Es — значение термо-э. д. с замкнутых контактов устройств коммутации 51, 52;

2.15. Точки утечки между точками: al (a2) — общий провод, al (a2) — места подключения источников постоянного напряжения G1, G2; al (a2) — источники напряжения управления устройствами коммутации 51 и 52 должны быть в пределах ± 1 % минимального входного тока проверяемого ОУ или КН.

2.16. 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.

2.17. Для измерения входных токов нано- и пикоамперного диапазонов следует резисторы токосъемные R3 и R4 заменить интегрирующими конденсаторами С1 и С2 соответственно и изменить следующие требования к элементам структурной схемы (черт. 1).

2.17.1. Изменение напряжения источника G3 за время измерения не должно превышать значения

|^ез|^03001|А/ВХ(Пип] t/,mm,

(Юл)

D

в= с •

(Юм)

(Юн)

где tH — время интегрирования входных токов проверяемого ОУ или КН;

w 2

Is, шах — максимальное время срабатывания устройств коммутации SI, S2.

2.17.2. Измеритель PV2 должен обеспечивать преобразование скорости нарастания напряжения на его входе в напряжение постоянного тока Uх или во временной интервал tx и измерять эти значения.

Погрешность коэффициента преобразования Кп должна быть в пределах ±2 %.

Погрешность измерения напряжения постоянного тока или временного интервала должна быть в пределах ±1 %.

2.17.3. Емкость конденсатора С1 выбирают из условия

С^ЮОСм,

(10п)

где См — монтажная емкость между точками а 1 (а2) и общим про* водом.

При этом должны удовлетворять условия (7) и (8), где Б — Произведение |/Вх1,тах' - "СИ - |или|/вх2,тах ~Ц~' 1-

Допустимое отклонение емкости конденсатора С1 должно быть в пределах ±1 %.

2.17.4. Емкость конденсатора С2 выбирают из условия

Съг. (Юр)

Допустимое отклонение емкости конденсатора С2 должно быть в пределах ±1 Недопустимый относительный разброс емкостей конденсаторов С1 и С2 с учетом шунтирующих или монтажных емкостей должен соот-ветствовать условию

Cl~-8. .<0,02 - . (1Сс)

^ 7вх,гпах

2.17.5. Сопротивление резистора /?5 выбирают из условий (7) и (8) с произведением Б по п. 2.17.3.

Допустимое отклонение сопротивления R5 должно быть в пределах ±0,5 %.

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

)^дд1 ^0,001 -Щ-В. (Ют)

Устройство выборки и хранения DS и резистор R6 могут быть исключены из схемы измерительной установки при выполнении условия (10и) с произведением Б по п. 2.17.3.

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

3 ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Подключают ОУ или КН к измерительной установке.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

3.2. Устанавливают устройства коммутации 51 и S2 в положение 2.

3.3. Подают напряжение от источников постоянного напряжения G1, G2 и G3.

3.4. Компенсируют устройством DS напряжение на выходе проверяемого ОУ или КН до значения напряжения покоя, для чего устройство DS включают в режим выборки. При этом устанавливается напряжение Uxь которое измеряют измерителем постоянного напряжения PV2.

При отсутствии устройства DS измеряют напряжение Ux\ изме^ рителем постоянного напряжения PV2.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

3.5. Переводят устройство выборки и хранения в режим хранения.

3.6. Устанавливают устройство коммутации S1 в положение 1 (S2 в положение 2) и измеряют напряжение Ux2 (или временной интервал tx\) измерителем PV2.

3.7. Устанавливают устройства коммутации S1 в положение 2Г S2 в положение 1 и измеряют напряжение Uxз (временной интервал tx2) измерителем PV2.

3.8. Устанавливают устройство коммутации S1 в положение 1 (S2 положение 1) и измеряют напряжение Ux4 (временной интервал txз) измерителем RV2.

3.6—3.8. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Значение входного тока ОУ или КН по инвертирующему входу определяют по формуле

_ 1

АзХ1 ■

или

^ВХ1~

Ri

(Ux2 — UjCl )

R.

fri+R» Хп ’ (11а^

где Кп — коэффициент передачи преобразования скорости нарастания напряжения на выходе проверяемого ОУ или КН

Rx Rx

или /ВХ1= —

(116)

R1-\-R5 txlKn

4.2. Значение входного тока ОУ или КН по неинвертирующему входу определяют по формуле

_ Rx ...... 1

/tx2 Rx^Rs

(Ux3-Uxl)

R,

ИЛИ /

*1

BX2

(12)

(12a)

. . (126)

‘хг'Дп

4.3. Значение разности входных токов ОУ или КН определяют по формуле

Rx г, ч 1

Rx

ИЛИ /вх2 Rt+Rs

Кп

с.

м

вх

Rx+Rb

R

или /„,=

_ Rx

вх " Rx+R,

и XX-С

Кп

(13)

(13а)

где С=

ИЛИ

R1

^1+^5

П

4.4. Значение среднего входного тока ОУ или КН определяют но формуле

I =

Ri+R,

iPxs Ста) ’ 2R3 »

(H)

Г #1

ИЛИ /„= Ri+Rb

(Ux2 Vx3) 2 ^ ,

(14a)

J Ri ИЛИ /вх= Ri+Ri

C

2( ’^Cn

(146)

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

5 ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1. Показатели точности измерений входных токов, разности входных токов и среднего входного тока 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 с токосъемными резисторами, определяют по формуле

Si =±2,97

о

R

О

2 =

RH

1,73

+

хпхт)а

(15)

+ 2 С=1

(16)

Погрешность измерения входных токов и разности входных токов с интегрирующими конденсаторами определяют по формуле

6ц= ± 2,97

о

2

СИ

^СИ \2 1,73 )

6

К,

1 ,73

j

(17)

(18)

а погрешность измерения среднего входного тока с интегрирующими конденсаторами определяют по формуле

±2,97

i2~ , „2 I

R +°СИ+ {АР1Р2)*

*

(19)

где 6i — погрешность измерения с токосъемными резисторами проверяемого ОУ или КН;

6п — погрешность измерения входных токов и разности входных токов с интегрирующими конденсаторами проверяемого ОУ или КН;

бш — погрешность измерения среднего входного тока с интегрирующими конденсаторами проверяемого ОУ или КН;

бя — допустимое отклонение сопротивления резисторов и R5\

Uxn, ихт — равно значению Ux2, Ux\ при определении /вхь

их3,

их1

>

их 4,

их1

А/вх;

их з,

их я

бди — допустимое отклонение сопротивления резисторов R3 и R4\

беи — допустимое отклонение емкости конденсаторов С1 и С2; бкп — погрешность коэффициента передачи преобразования Кп скорости нарастания напряжения на выходе проверяемого ОУ или КН;

bpvz — погрешность измерителя PV2;

Apt, Ар2 — соответственно Ux2 (txО и Ux3 (tx2);

6i — погрешность установления и поддержания напряжения питания проверяемого ОУ или КН; бг — погрешность установления и поддержания напряжения покоя на выходе проверяемого ОУ или КН; бз — погрешность выделения произведений:

для токосъемных резисторов /BXi • R3 и 1вх2 • R4, при измерении параметров Д/ВХ, определяют по формуле

б3— ±

ВХ

Rf |Д^вх| ’

для интегрирующих конденсаторов /ВХ1- I"— и /вх2

C.J с2

при измерении параметра Д/Вх, определяют по формуле

г—С2|. max 1

6.= +

ВХ

(20)

(21)

1Д^вх! ’

64 — погрешность суммирования сигналов на входе ВУБ

определяют по формуле

а__[ |#7—#sl. max

°4~ ± Ъ

(22)

65 — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или КН от наличия токов утечки между точками: а\ (а2) — общий провод; а\ (а2) — места подключения источни

ков постоянного напряжения Gl, G2; а 1 (а2) источники напряжения управления устройствами коммутации 51 и S2;

66 — погрешность сигнала на выходе проверяемого ОУ или

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

67 — погрешность установления и поддержания температу

ры окружающей среды;

— для измерения с токосъемными резисторами — погрешность сигнала на входе проверяемого ОУ или КН от наличия термо-э.д.с замкнутых контактов устройств коммутации 51, 52, а для измерения с интегрирующими конденсаторами — погрешность установления и поддержания времени интегрирования tH;

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

а2 — коэффициент влияния напряжения покоя на выходе проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр;

аЗ — коэффициент влияния погрешности произведений /Вхг/?з;

/вх2 • R4*,

/ВХ1 * — *и и /ВХ2- ,1й— на измеряемый параметр;

а4 — коэффициент влияния погрешности суммирования сигналов на входе ВУБ на измеряемый параметр;

аЪ — коэффициент влияния наличия токов утечки на измеряемый параметр;

аб — коэффициент влияния эквивалентного выходного напряжения шумов проверяемого ОУ или КН на измеряемый параметр;

а7-—коэффициент влияния температуры окружающей среды на измеряемый параметр;

а8 — для измерения с токосъемными резисторами — коэффициент влияния наличия термо-э. д. с замкнутых контактов устройств коммутации 51, S2 на измеряемый параметр, а для измерения с интегрирующими конденсаторами — коэффициент влияния времени интегрирования tn на измеряемый параметр.

От К 1 до Ks — предельные коэффициенты зависящие от закона

распределения соответствующей погрешности от Si до бз.

/с, - к2 = к3 = Ks = Кб = Кт = Kb = 1,73

К4 =3

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2)

ПРИЛОЖЕНИЕ / Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 23089 4—83 СТ СЭВ 3411—81

ГОСТ 23099 4—83 соответствует п 2 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 входного тока и разности входных токов

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД на который дана ссьпка

Но\кр 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 №2429)