GB/T 43061-2023 半导体集成电路 PWM控制器测试方法

　　ICS 31 . 200 CCS L 55

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 43061—2023

　　半导体集成电路

　　PWM 控制器测试方法

　　Semiconductor integrated circuits—Test methods of PWM controller

　　2023-09-07 发布 2024-04-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 43061—2023

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 一般测试要求 5

　　4. 1 测试环境要求 5

　　4. 2 测试注意事项 5

　　4. 3 测试仪器和设备 6

　　5 测试条件和测试程序 6

　　5 . 1 基准源单元 6

　　5 . 1 . 1 基准电压(VREF) 6

　　5 . 1 . 2 电压调整变化量(Sv ) 7

　　5 . 1 . 3 电流调整变化量(SI ) 8

　　5 . 1 . 4 基准电压温度系数(ST ) 9

　　5 . 1 . 5 输出电压总体变化范围(VTOT) 9

　　5 . 1 . 6 输出噪声电压(VNO) 10

　　5 . 1 . 7 输出短路电流(I OS) 11

　　5 . 2 振荡器单元 12

　　5 . 2 . 1 初始频率(fI ) 12

　　5 . 2 . 2 电压稳定性(fv ) 13

　　5 . 2 . 3 温度稳定性(fT ) 14

　　5 . 2 . 4 频率总体变化范围(fTOT) 15

　　5 . 2 . 5 最低工作频率(f min ) 16

　　5 . 2 . 6 最高工作频率(f max ) 17

　　5 . 2 . 7 输出脉冲高电平电压[VOH(osc) ] 18

　　5 . 2 . 8 输出脉冲低电平电压[VOL(osc) ] 19

　　5 . 2 . 9 输出脉冲电压幅度[VOA(osc) ] 19

　　5 . 2 . 10 输出脉冲宽度(tw ) 20

　　5 . 2 . 11 锯齿波峰值电压[Vp(ramp) ] 21

　　5 . 2 . 12 锯齿波谷值电压[Vv(ramp) ] 22

　　5 . 2 . 13 锯齿波谷-峰值电压幅度[VA(ramp) ] 22

　　5 . 2 . 14 同步端输入电流[I I(sync) ] 23

　　5 . 2 . 15 同步阈值电压[VTH(sync) ] 24

　　I

　　GB/T 43061—2023

　　5 . 3 误差放大器单元 25

　　5 . 3 . 1 输入失调电压(VIO) 25

　　5 . 3 . 2 输入偏置电压(VIB) 25

　　5 . 3 . 3 输入失调电流(I IO) 25

　　5 . 3 . 4 输入偏置电流(I IB) 25

　　5 . 3 . 5 开环电压增益(AVD) 25

　　5 . 3 . 6 共模抑制比(KcMR) 25

　　5 . 3 . 7 电源电压抑制比(KSVR) 25

　　5 . 3 . 8 共模输入电压范围(VIcM ) 25

　　5 . 3 . 9 输出电压转换速率(SR ) 25

　　5 . 3 . 10 单位增益带宽(fBWG) 25

　　5 . 3 . 11 输出电流(I SOURcE) 25

　　5 . 3 . 12 输入电流(I SINK) 26

　　5 . 3 . 13 输出高电平电压(VOH ) 27

　　5 . 3 . 14 输出低电平电压(VOL) 28

　　5 . 4 PWM 比较器单元 29

　　5 . 4. 1 占空比调节范围(q) 29

　　5 . 4. 2 零占空比阈值电压[VTH(zq) ] 30

　　5 . 4. 3 最大占空比阈值电压[VTH(mq) ] 31

　　5 . 4. 4 输出延迟时间[tdr(pwm) /tdf(pwm) ] 33

　　5 . 5 输出驱动单元 34

　　5 . 5 . 1 输出低电平电压[VOL(drv) ] 34

　　5 . 5 . 2 输出高电平电压[VOH(drv) ] 35

　　5 . 5 . 3 输出上升/下降时间(tr /t f ) 36

　　5 . 5 . 4 输出漏电流[I O(off) ] 38

　　5 . 6 软启动单元 38

　　5 . 6 . 1 充电电流(I cHG) 38

　　5 . 6 . 2 放电电流(I DcG) 39

　　5 . 7 限流保护/关断单元 40

　　5 . 7 . 1 关断阈值电压[VTH(sd) ] 40

　　5 . 7 . 2 关断-输出延迟时间[td(sd) ] 41

　　5 . 8 欠压锁定单元 43

　　5 . 8 . 1 启动电压[Vcc(st) ] 43

　　5 . 8 . 2 最小工作电压[Vcc(min) ] 44

　　5 . 8 . 3 迟滞电压(ΔVcc) 45

　　5 . 9 功耗 46

　　5 . 9 . 1 启动电源电流[I cc(st) ] 46

　　5 . 9 . 2 电源电流(I cc) 46

　　Ⅱ

　　GB/T 43061—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中华人民共和国工业与信息化部提出 。

　　本文件由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口 。

　　本文件起草单位:中国航天科技集团有限公司第九研究院第七七一研究所 、成都华微电子科技有限公司 、西安电子科技大学 。

　　本文件主要起草人:穆永杰 、邓些鹏 、贾宁刚 、闫永超 、杨晓萍 、王策 、包军林 、杨博 、胡巧玉 。

　　Ⅲ

　　GB/T 43061—2023

　　半导体集成电路

　　PWM 控制器测试方法

　　1 范围

　　本文件描述了半导体集成电路脉冲宽度调制(PWM)控制器(以下简称器件)参数测试方法 。

　　本文件适用于半导体集成电路领域中 PWM 控制器参数的测试 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 , 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件 , 其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 17940—2000 半导体器件 集成电路 第 3 部分:模拟集成电路

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3 . 1 基准源单元

　　3 . 1 . 1

　　基准电压 reference voltage

　　在规定的电源电压和负载电流下 , 基准源的输出电压 。

　　3.1.2

　　电压调整变化量 voltage regulation

　　在规定的负载电流下 , 基准源输出电压随电源电压的变化量 。

　　3.1.3

　　电流调整变化量 current regulation

　　在规定的电源电压下 , 基准源输出电压随负载电流的变化量 。

　　3.1.4

　　基准电压温度系数 reference voltage temperature coefficient

　　基准电压随环境温度的变化率 。

　　3.1.5

　　输出电压总体变化范围 output voltage total variation

　　在规定的工作条件下 , 基准源输出电压随温度 、电源电压和负载电流的总体变化范围 。 3.1.6

　　输出噪声电压 output noise voltage

　　基准源内部产生的输出噪声电压 。

　　3.1.7

　　输出短路电流 output short circuit current

　　在规定的电源电压下 , 基准源输出对地短路时的电流 。

　　1

　　GB/T 43061—2023

　　3 . 2 振荡器单元

　　3.2.1

　　初始频率 initial frequency

　　在规定的工作条件及 RC 网络配置要求下 , 振荡器的实际输出频率 。 3.2.2

　　电压稳定性 voltage stability

　　在规定的工作条件下 , 振荡器输出频率随电源电压的变化率 。 3.2.3

　　温度稳定性 temperature stability

　　在规定的工作条件下 , 振荡器输出频率随环境温度的变化率 。 3.2.4

　　频率总体变化范围 frequency total variation

　　在规定的工作条件下 , 振荡器输出频率随温度 、电源电压的总体变化范围 。 3.2.5

　　最低工作频率 minimum frequency

　　在规定的电源电压下 , 振荡器能输出稳定脉冲的最低频率 。 3.2.6

　　最高工作频率 maximum frequency

　　在规定的电源电压下 , 振荡器能输出稳定脉冲的最高频率 。

　　3.2.7

　　输出脉冲高电平电压 output pulse high level voltage

　　在规定的工作条件下 , 振荡器输出脉冲的高电平电压 。

　　3.2.8

　　输出脉冲低电平电压 output pulse low level voltage

　　在规定的工作条件下 , 振荡器输出脉冲的低电平电压 。

　　3.2.9

　　输出脉冲电压幅度 output pulse voltage amplitude

　　振荡器输出脉冲的高电平与低电平电压的差值 。

　　3 . 2 . 10

　　输出脉冲宽度 output pulse width

　　振荡器输出脉冲的高电平持续时间 。

　　3 . 2 . 1 1

　　锯齿波峰值电压 ramp peak voltage

　　在规定的工作条件下 , 定时电容端锯齿波的电压峰值 。

　　3 . 2 . 12

　　锯齿波谷值电压 ramp valley voltage

　　在规定的工作条件下 , 定时电容端锯齿波的电压谷值 。

　　3 . 2 . 13

　　锯齿波谷-峰值电压幅度 ramp valley to peak voltage

　　锯齿波谷值到峰值的电压变化范围 。

　　3 . 2 . 14

　　同步端输入电流 synchronization input current

　　在规定的电压下 , 同步端流入的电流 。

　　2

　　GB/T 43061—2023

　　3 . 2 . 15

　　同步阈值电压 synchronization threshold voltage

　　在规定的工作条件下 , 使振荡器输出脉冲与同步信号频率一致时 , 施加的同步信号电压幅度的最小值 。

　　3 . 3 误差放大器单元

　　3.3.1

　　输入失调电压 input offset voltage

　　对于差分输入的误差放大器 , 为使输出电压达到规定值 , 在两输入端间所施加的直流电压 。 3.3.2

　　输入偏置电压 input bias voltage

　　对于单端输入的误差放大器 , 为使输出电压达到规定值 , 在输入端所施加的直流电压 。 3.3.3

　　输入失调电流 input offset current

　　对于差分输入的误差放大器 , 当输出电压达到规定值时 , 流入两输入端的电流之差 。

　　3.3.4

　　输入偏置电流 input bias current

　　在规定的工作条件下 , 误差放大器输出电压达到规定值时 , 输入端流入的电流 。

　　3.3.5

　　开环电压增益 open-loop voltage gain

　　在规定的工作条件下 , 误差放大器开环时 , 输出电压值的变化与差分输入电压值的变化之比 。 3.3.6

　　共模抑制比 common-mode rejection ratio

　　对于差分输入的误差放大器 , 在相同的规定条件下 , 差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比 。 3.3.7

　　电源电压抑制比 supply-voltage rejection ratio

　　在规定的工作条件下 , 电源的单位电压变化所引起的误差放大器输入失调电压的变化率 。 3.3.8

　　共模输入电压范围 common-mode input voltage range

　　对于差分输入的误差放大器 , 在规定的工作条件下 , 使其共模抑制比保持在规范之内的最小和最大共模输入电压 。

　　3.3.9

　　输出电压转换速率 output voltage slew rate

　　在规定的工作条件下 , 误差放大器输入端在施加规定的大信号阶跃脉冲电压时 , 输出电压随时间的最大变化率 。

　　3 . 3 . 10

　　单位增益带宽 unity gain bandwidth

　　在规定的工作条件下 , 误差放大器开环放大倍数为 1 时的输入信号频率 。

　　3 . 3 . 1 1

　　输出电流 output source current

　　误差放大器输出规定的高电平电压时 , 流出输出端的电流 。

　　3 . 3 . 12

　　输入电流 output sink current

　　误差放大器输出规定的低电平电压时 , 流入输出端的电流 。

　　3

　　GB/T 43061—2023

　　3 . 3 . 13

　　输出高电平电压 output high level voltage

　　在规定的输入差分电压和负载条件下 , 误差放大器输出的高电平电压 。

　　3 . 3 . 14

　　输出低电平电压 output low level voltage

　　在规定的输入差分电压和负载条件下 , 误差放大器输出的低电平电压 。

　　3 . 4 PWM 比较器单元

　　3.4.1

　　占空比调节范围 duty cycle range

　　在规定的工作条件下 , 器件输出脉冲波形占空比的调节范围 。

　　3.4.2

　　零占空比阈值电压 zero duty cycle threshold voltage

　　在规定的工作条件下 , 使器件输出脉冲波形变为恒定低电平(零占空比)时 , PWM 比较器输入端的电压值 。

　　3.4.3

　　最大占空比阈值电压 maximum duty cycle threshold voltage

　　在规定的工作条件下 , 使器件输出脉冲波形占空比达到最大时 , PWM 比较器输入端的电压值 。 3.4.4

　　输出延迟时间 output delay

　　在规定的工作条件下 , PWM 比较器调节电平信号到器件输出信号的延迟时间 。

　　3 . 5 输出驱动单元

　　3.5.1

　　输出低电平电压 output low level voltage

　　在规定的负载电流下 , 器件输出的低电平电压 。

　　3.5.2

　　输出高电平电压 output high level voltage

　　在规定的负载电流下 , 器件输出的高电平电压 。

　　3.5.3

　　输出上升/下降时间 rise/fall time

　　在规定的负载电容下 , 器件输出脉冲信号的上升/下降时间 。

　　3.5.4

　　输出漏电流 leakage current

　　在规定的电压下 , 器件输出端处于截止状态时的漏电流 。

　　3 . 6 软启动单元

　　3.6.1

　　充电电流 charge current

　　在规定的电压下 , 器件启动时 , 软启动端对外接电容的充电电流 。

　　3.6.2

　　放电电流 discharge current

　　在规定的电压下 , 器件关断时 , 软启动端外接电容的放电电流 。

　　4

　　GB/T 43061—2023

　　3 . 7 限流保护/关断单元

　　3.7.1

　　关断阈值电压 shutdown threshold voltage

　　在规定的工作条件下,使器件输出关断时控制端的电压 。

　　3.7.2

　　关断-输出延迟时间 shutdown to output delay

　　在规定的工作条件下,从施加控制信号到器件输出关断的延迟时间 。

　　3 . 8 欠压锁定单元

　　3.8.1

　　启动电压 start up voltage

　　在规定的工作条件下,器件启动过程中,能使其进入工作状态时的最小电源电压 。

　　3.8.2

　　最小工作电压 minimum operate voltage

　　在规定的工作条件下,器件工作时,能使其保持工作状态的最小电源电压 。

　　3.8.3

　　迟滞电压 hysteresis voltage

　　启动电压与最小工作电压的差值 。

　　3 . 9 功耗

　　3.9.1

　　启动电源电流 start up supply current

　　在规定的启动电源电压下,器件的电源电流 。

　　3.9.2

　　电源电流 operate supply current

　　在规定的电源电压和输入偏置条件下,器件的电源电流 。

　　4 一般测试要求

　　4 . 1 测试环境要求

　　除另有规定外,电测试环境条件如下 :

　　— 环境温度 : 15 ℃ ~35 ℃ ;

　　— 环境气压:86 kpa~106 kpa 。

　　如果环境湿度对试验有影响,应在相关文件中规定 。

　　4 . 2 测试注意事项

　　测试期间,遵循以下事项 。

　　a) 环境或参考点温度偏离规定值的范围应符合相关文件的规定 。

　　b) 施于被测器件的电源电压应在规定值的 ±1%以内,施于被测器件的其他电参量的准确度应符合相关文件的规定 。

　　c) 被测器件与测试系统连接或断开时,不应超过器件的使用极限条件 。

　　d) 在所有测试期间,应没有寄生振荡 。

　　5

　　GB/T 43061—2023

　　e) 对于输出驱动单元为互补 MOS管结构的,不应产生共通,避免引起瞬态大电流。

　　f) 应避免因静电放电而引起器件损伤。

　　g) 测试期间应避免外界干扰对测试精度的影响,测试设备引起的测试误差应符合器件相关文件的规定。

　　h) 在测试器件动态电参数时,输出端的负载电容 CL 按照相关文件的规定,如无规定,默认理想负载电容 CL =0;输入和输出信号上升 、下降沿的采样点,按照生产厂家器件规范的规定,如无规定,测试延迟时间时,输入信号的采样点为幅值的 50%,输出信号的采样点为幅值的 10%或90%;测试输入 、输出信号上升 、下降沿时间时,信号的采样点为幅值的 10%和 90% 。

　　i) 振荡器 RC网络中的电阻电容精度应小于 1% 。

　　j) 若有要求时,应按器件相关文件规定的顺序对器件上电。

　　k) 若电参数值是由几步测试的结果经计算而确定时,这些测试的时间间隔应尽可能短。

　　l) 测试期间,被测器件应连接相关文件所规定的附加网络。

　　4 . 3 测试仪器和设备

　　测试所使用的仪器和设备满足下列要求 :

　　a) 测试仪器应经计量校准合格并在检定有效期内,准确度应满足测试要求 ;

　　b) 测试仪器的频率范围和量程应满足测试要求 ;

　　c) 测试时按测试原理图连接测试仪器后,应按仪器要求预热 ;

　　d) 测试时仪器 、设备应良好接地,并做好相关静电防护。

　　5 测试条件和测试程序

　　5 . 1 基准源单元

　　5 . 1 . 1 基准电压(VREF)

　　5 . 1 . 1 . 1 目的

　　在规定的电源电压和负载电流下,测试基准源的输出电压。

　　5 . 1 . 1 . 2 测试原理图

　　VREF测试原理图如图 1 所示。

　　图 1 基准电压测试原理图

　　6

　　GB/T 43061—2023

　　5 . 1 . 1 . 3 测试条件

　　相关文件应规定下列条件 :

　　a) 环境或参考点温度 ;

　　b) 电源电压 ;

　　c) 电流源的电流值 。

　　5 . 1 . 1 . 4 测试程序

　　测试程序如下 :

　　a) 将被测器件接入测试系统 ;

　　b) 接通电源 ;

　　c) 按相关文件规定,将电流源电流 I L 调至规定值 ;

　　d) 测出基准端输出的电压值,记为VREF 。

　　5 . 1 . 2 电压调整变化量(s v )

　　5 . 1 . 2 . 1 目的

　　在规定的负载电流下,测试基准源输出电压随电源电压的变化量 。

　　5 . 1 . 2 . 2 测试原理图

　　s v 测试原理图如图 2 所示 。

　　图 2 电压调整变化量测试原理图

　　5 . 1 . 2 . 3 测试条件

　　相关文件应规定下列条件 :

　　a) 环境或参考点温度 ;

　　b) 电源电压 ;

　　c) 电流源的电流值 。

　　5 . 1 . 2 . 4 测试程序

　　测试程序如下 :

　　a) 将被测器件接入测试系统 ;

　　b) 按相关文件规定,将电源电压VS 调至规定的最小电压值VS1 ;

　　7

　　GB/T 43061—2023

　　c) 接通电源 ;

　　d) 按相关文件规定,将电流源电流 I L 调至规定值 ;

　　e) 测出基准端输出的电压值,记为VREF1 ;

　　f) 按相关文件规定,将电源电压VS 调至规定的最大电压值VS2 ;

　　g) 测出基准端输出的电压值,记为VREF2 ;

　　h) 按式(1)计算电压调整变化量 。

　　SV =| VREF2 —VREF1 | …………………………( 1 )

　　5 . 1 . 3 电流调整变化量(SI )

　　5 . 1 . 3 . 1 目的

　　在规定的电源电压下,测试基准源输出电压随负载电流的变化量 。

　　5 . 1 . 3 . 2 测试原理图

　　SI 测试原理图如图 3 所示 。

　　图 3 电流调整变化量测试原理图

　　5 . 1 . 3 . 3 测试条件

　　相关文件应规定下列条件 :

　　a) 环境或参考点温度 ;

　　b) 电源电压 ;

　　c) 电流源的电流值 。

　　5 . 1 . 3 . 4 测试程序

　　测试程序如下 :

　　a) 将被测器件接入测试系统 ;

　　b) 接通电源 ;

　　c) 按相关文件规定,将电流源电流 I L 调至规定的最小电流值 I L1 ;