S100数字源表之LDO芯片电学特性测试方案

1、概述

LDO，全称为“Low Dropout Regulator”，是一种低压差线性稳压元器件。其工作原理为，使用在其饱和区域内运行的晶体管或场效应管（FET），从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。相比于传统的DC-DC变换器，LDO具有成本低，噪音低，静态电流小的特点，需要的外接元件也很少，因此,LDO广泛应用于需要稳压输出的场景。

    （UTC78XX系列LDO封装以及内部电路示意图）

 （UTC7805 LDO电参数规格书）

2、源表，SMU(Source Measure Unit)电源/测量单元，“源”为电压源和电流源，“表”为测量表，“源表”即指一种可作为四象限的电压源或电流源提供精确的电压或电流，同时可同步测量电流值或电压值的测量仪表。普赛斯S系列高精度源表，集电压、电流输入输出及测量等多种功能于一体。产品最大输出电压达300V，最小测试电流量程低至100pA，支持四象限工作，因此,可广泛应用于LDO类芯片测试。

 

3、常用电性能参数测试

LDO常用的电性能参数测试，主要包括输出电压、输入输出电压差、线性调整率、负载调整率、静态电流等。由于LDO的测试需要分别采集输入与输出端的数据，因此一般情况下，测试系统至少需要配置2台SMU，并采用上位机软件(PssSMUTools)进行控制。（以下测试均参考UTC7805规格进行）

（二线法连接示意图）

（四线法连接示意图） 

4、测试方案

Vo输出电压测试

Vo输出电压，是LDO在正常工作下的稳定输出电压值。当加载在LDO输入端的工作电压，在规定范围内变动时，LDO的输出电压Vo稳定在特定范围内。常用测试方法为，在LDO的输入端，加载稳定变化的电压，同时测量对应的输出端电压值。一般采用二线法连接即可。（参考UTC7805规格书，其规格参数5V左右）

操作步骤

步骤	操作方法	操作界面
选择测试模式	在上位机软件内，选择【晶体管】—>【MOS管测量】
设置SMU参数	根据实际测试需要，分别设置SMU的参数。比如【起始值】，【限值】，【扫描点数】等。其中，SMU 1的主要作用是，作为输入电压源，而SMU 2则作为电压表
启动测试	点击运行图标“ ”，即可启动测试	/
测试数据	待测试完毕后，分别点击【表格】，【图形】，可查看相应的数据与图形

• Voi输入输出电压差，ΔVo线性调整率测试

  Voi输入输出电压差，是LDO正常工作时输入端与输出端的最小电压差值。ΔVo线性调整率是输入电压变化后对输出电压造成的影响。常用测试方法为，在LDO的输入端，加载稳定变化的电压，同时测量对应的输出端电压值，并计算两端电压测差值，或者输出端的变化值。此外，为降低测试中线材的干扰，输入输出电压差测试可采用4线连接法进行测量。（参考UTC7805规格书，Voi值为2V左右,ΔVo值为4mV左右）

  操作步骤

步骤	操作方法	操作界面
选择测试模式	在上位机软件内，选择【晶体管】—>【MOS管测量】
设置SMU参数	根据实际测试需要，分别设置SMU的参数。比如【起始值】，【限值】，【扫描点数】等。其中，SMU 1的主要作用是，作为输入电压源，而SMU 2则作为电压表
启动测试	点击运行图标“ ”，即可启动测试	/
测试数据	待测试完毕后，分别点击【表格】，【图形】，可查看相应的数据与图形

• ΔVoload负载调整率测试

  ΔVoload负载调整率是输出端接不同负载，输出端电压的变化。由于源表可以直接当电子负载，所以可以直接让源表做负载。常用测试方法为，保持LDO输入端电压稳定不变，在LDO的输出端，加载不同的电流值，同时测量对应的输出端电压值，并计算输出端的电压变化值。此外，为降低测试中线材的干扰，该测试可采用4线连接法进行测量。（参考UTC7805规格书，ΔVoload值为4mV左右）

  操作步骤

步骤	操作方法	操作界面
选择测试模式	在上位机软件内，选择【晶体管】—>【MOS管测量】
设置SMU参数	根据实际测试需要，分别设置SMU的参数。比如【起始值】，【限值】，【扫描点数】等。其中，SMU 1的主要作用是，作为稳定的输入源，而SMU 2则作为负载，同时测量负载两端的电压。
启动测试	点击运行图标“ ”，即可启动测试	/
测试数据	待测试完毕后，分别点击【表格】，【图形】，可查看相应的数据与图形。根据测试需要，设置不同的输出电流参数，进行多次测试。

• IQ静态电流测试测试

  IQ静态电流，是指输出端空载时，输入端流进的电流。常用测试方法为，断开LDO的输出端的连接，加载不同的电流值，在LDO输入端加载电压，并测量对应的输入端电流值。（参考UTC7805规格书，IQ值为5mA左右）

  

  （连接示意图）

  操作步骤

步骤	操作方法	操作界面
选择测试模式	在上位机软件内，选择【数据记录仪】
设置SMU参数	根据实际测试需要，分别设置SMU的参数。比如【起始值】，【限值】，【扫描点数】等。
启动测试	点击运行图标“ ”，即可启动测试	/
测试数据	待测试完毕后，分别点击【表格】，【图形】，可查看相应的数据与图形。