[发明专利]一种电压跟踪和嵌位电路

说明书

本发明公开了一种电压跟踪和嵌位电路，具体涉及半导体测试领域。该电压跟踪和嵌位电路，包括差分放大电路、恒定电流源产生电路、恒流源控制电路、恒流源驱动放大电路和恒流源功率放大电路，差分放大电路位于输入端作为前置放大器，将电压误差信号转换成电流信号，转换后的电流信号流入恒流源控制电路，流入恒流源控制电路的电流信号与恒定电流源产生电路产生的恒定电流进行电流比例控制运算，经电流比例控制运算后得到恒流源信号，恒流源信号分别进入恒流源驱动放大电路和恒流源功率放大电路。

技术领域

本发明属于半导体测试领域，具体涉及一种电压跟踪和嵌位电路。

背景技术

在半导体分析仪测试、程控电源测试等领域中，往往需要进行正极性或负极性的电压/电流输出，这就需要控制结型功率管既能正向输出，也能反向输出，特别是对高频晶体管进行特性参数测试时，尤其需要提供电压极性可变、极性切换稳定可靠的高频电压信号序列进行测试分析。这些都要求一种电压跟踪/嵌位电路来实现对输出结型功率管进行驱动控制。现有的电压跟踪/嵌位电路一般是采用运算放大器饱和电路法和运算放大器不饱和电路法。运算放大器饱和电路法在负电压输入时，运算放大器的输出在内部达到饱和，从饱和到反向恢复时间的影响使响应变得非常慢；从饱和电平到正输出电压受转换速率限制使响应更慢；反向恢复特性的影响还使输出波形变坏，因此这种电路只能用于直流或低频。运算放大器不饱和电路法是在运算放大器饱和电路法的基础上增加了缓冲放大器及负反馈控制，需要增加相应的相位补偿电容，才能使电路稳定工作，所以，虽然克服了运算放大器饱和电路法的缺点，但受到运算放大器转换速率的限制，需要根据必要的频率选用高速运算放大器，仍然无法克服相位补偿电容等因素造成的速度影响。

由于快速自动测试以及高频程控测试的日益发展需要，现有电压跟踪/嵌位电路已经无法满足，因此需要一种可靠有效的电压跟踪/嵌位电路及实现方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提出了一种转换速率高、波形失真小、驱动能力强、功能准确可靠的电压跟踪和嵌位电路。

本发明具体采用如下技术方案：

一种电压跟踪和嵌位电路，包括差分放大电路、恒定电流源产生电路、恒流源控制电路、恒流源驱动放大电路和恒流源功率放大电路，所述差分放大电路位于输入端作为前置放大器，将电压误差信号转换成电流信号，转换后的电流信号流入恒流源控制电路，流入恒流源控制电路的电流信号与恒定电流源产生电路产生的恒定电流进行电流比例控制运算，经电流比例控制运算后得到恒流源信号，恒流源信号分别进入恒流源驱动放大电路和恒流源功率放大电路。

优选地，所述差分放大电路采用完全对称差分放大电路，等效为两级差分放大，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻均为温漂极低的精密电阻，保证差分运算放大电路输出波形的对称性，第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管均由三极管对管构成，其中第一三极管和第二三极管构成输入信号和接地信号的输入端。

优选地，所述恒定电流源产生电路包括第五电阻、第六电阻和第五三极管，所述第五三极管的电压降恒定，第五电阻和第六电阻采用精密电阻，第六电阻的阻值大于第五电阻的阻值。

优选地，所述恒流源驱动放大电路采用镜像电流源结构实现电流放大功能，包括第七电阻、第八电阻、第十电阻、第十一电阻、第六三极管和第十三极管，第七电阻、第八电阻、第十电阻和第十一电阻的取值与第五电阻的取值成对应比例，第六三极管与第十三极管均由三极管对管构成。

优选地，所述恒流源功率放大电路包括第七三极管的右三极管、第十一三极管、第二十电阻、第二十一电阻、第十二电阻至第十九电阻，第十一三极管采用八个三极管构成的阵列，第十二电阻至第十九电阻的阻值完全相等，第十一三极管的八个三极管构成的阵列的参数完全相同，第十二电阻至第十九电阻并联工作。

本发明具有的有益效果是：