MAX9951/MAX9952：雙引腳參數(shù)測量單元的卓越之選

在電子測試與測量領(lǐng)域，參數(shù)測量單元（PMU）扮演著至關(guān)重要的角色。Maxim Integrated推出的MAX9951/MAX9952雙引腳參數(shù)測量單元，憑借其諸多出色特性，成為自動測試設(shè)備（ATE）及其他儀器儀表的理想之選。下面，我們就來深入了解一下這款產(chǎn)品。

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一、產(chǎn)品概述

MAX9951/MAX9952具有小封裝尺寸、寬力和測量范圍以及高精度的特點。它能夠在 -2V 至 +7V 到 -7V 至 +13V 的電壓范圍內(nèi)進行力或測量電壓操作，具體取決于電源電壓（VCC 和 VEE）。該設(shè)備可處理高達 +30V（VCC 到 VEE）的電源電壓，以及在滿電流下 20V 的被測設(shè)備（DUT）電壓擺幅。同時，它還能力或測量高達 ±64mA 的電流，最低滿量程范圍為 ±2μA。對于大于 ±64mA 的電流范圍，可使用外部緩沖放大器。

二、關(guān)鍵特性剖析

（一）多種工作模式

它支持多種力 - 測量模式，如 Force Voltage/Measure Current（FVMI）、Force Current/Measure Voltage（FIMV）等七種模式，能夠滿足不同的測試需求。例如，在 FVMI 模式下，可實現(xiàn)電壓施加和電流測量，適用于需要精確控制電壓并測量電流的場景。

（二）可編程電流范圍

提供五種可編程電流范圍，分別為 ±2μA、±20μA、±200μA、±2mA 和 ±64mA，用戶可以根據(jù)實際測試要求靈活選擇合適的電流范圍，提高測量的準(zhǔn)確性。

（三）電壓和電流測量功能

能在 -2V 至 +7V 到 -7V 至 +13V 的輸入電壓范圍內(nèi)進行電壓測量，并且力 - 電流/測量 - 電流具有可調(diào)節(jié)的電壓偏移（IOS）功能。這一功能允許將控制或測量信號在外部 DAC 或 ADC 范圍內(nèi)居中，增強了測量的靈活性。

（四）集成保護與控制功能

1. 電壓鉗位：集成的電壓鉗位可將力輸出限制在外部設(shè)定的水平，確保設(shè)備在安全的電壓范圍內(nèi)工作，保護被測設(shè)備和自身不受過壓損壞。
2. 短路保護：獨立的 FORCE 和 SENSE 連接在 (VEE - 0.3V) 到 (VCC + 0.3V) 的電壓范圍內(nèi)具有短路保護功能，提高了設(shè)備的可靠性。
3. 高阻抗?fàn)顟B(tài)：FORCE 輸出具有低泄漏、高阻抗?fàn)顟B(tài)，MSR_ 和比較器輸出也可置于高阻抗?fàn)顟B(tài)，方便與其他設(shè)備進行連接和信號處理。

（五）串行接口與低功耗

采用 3 線串行接口，便于與微控制器等設(shè)備進行通信。每個 PMU 的靜態(tài)電流低至 6mA（最大值），降低了系統(tǒng)的功耗。

三、電氣特性詳解

（一）直流電氣特性

在 (VCC = +12V)、(VEE = -7V)、(V_{L} = +3.3V)、(TA = +25^{circ}C) 的條件下，對其各項直流參數(shù)進行了詳細測試。例如，強制電壓的輸入偏置電流在 DUT 電流為 0A 時，范圍在 VEE + 2.5 到 VCC - 2.5，最大為 ±1μA；測量電流的增益誤差在經(jīng)過校準(zhǔn)后，范圍為 -1% 到 +1% 等。這些精確的參數(shù)保證了設(shè)備在直流測量方面的高精度。

（二）交流電氣特性

在交流特性方面，不同工作模式和電流范圍下的建立時間有所不同。例如，在 FORCE VOLTAGE 模式下，Range E（(R_E = 500kΩ)）的建立時間為 150μs，而 Range A（(R_A = 15.6Ω)）的建立時間為 25μs。此外，串行端口的時鐘頻率最大可達 20MHz，滿足高速通信的需求。

四、引腳說明與功能框圖

（一）引腳說明

MAX9951/MAX9952 采用 64 引腳的 TQFP 封裝，每個引腳都有其特定的功能。例如，SENSEA 和 SENSEB 為 PMU-A 和 PMU-B 的感測輸入，提供與 DUT 的 Kelvin 連接；FORCEA 和 FORCEB 為 PMU-A 和 PMU-B 的驅(qū)動輸出，用于向 DUT 施加電流或電壓。詳細的引腳功能有助于工程師進行正確的電路連接和設(shè)計。

（二）功能框圖

其功能框圖展示了設(shè)備內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)和信號流程。從外部電流增強器到范圍電阻選擇，再到串行接口和各個功能模塊，清晰地呈現(xiàn)了設(shè)備的工作原理。這對于理解設(shè)備的整體性能和進行系統(tǒng)設(shè)計具有重要的參考價值。

五、應(yīng)用信息與注意事項

（一）應(yīng)用領(lǐng)域

該產(chǎn)品適用于多種測試設(shè)備，如內(nèi)存測試儀、VLSI 測試儀、片上系統(tǒng)測試儀和結(jié)構(gòu)測試儀等。在這些應(yīng)用中，其高精度和寬測量范圍能夠滿足對被測器件參數(shù)精確測量的需求。

（二）注意事項

1. 電源電壓：設(shè)備在不同電源電壓下工作，需注意電源電壓的范圍和穩(wěn)定性，以確保設(shè)備正常運行。
2. 溫度影響：在進行線性度測量時，需將溫度保持在 ±5°C 的范圍內(nèi)，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3. IOS 電壓設(shè)置：IOS 電壓的設(shè)置要確保 MSR 的輸出范圍不接近 VEE 或 VCC 2.8V 以內(nèi)，避免輸出信號削波。計算公式為 (Minimum VIOS = VEE + 6.8V) 和 (Maximum V{IOS} = V_{CC} - 6.8V)。

六、總結(jié)

MAX9951/MAX9952 雙引腳參數(shù)測量單元以其豐富的功能、出色的性能和靈活的配置，為電子測試與測量領(lǐng)域提供了一個優(yōu)秀的解決方案。無論是在高精度測量還是在復(fù)雜測試場景下，它都能展現(xiàn)出卓越的表現(xiàn)。作為電子工程師，在設(shè)計相關(guān)測試設(shè)備時，不妨考慮這款產(chǎn)品，相信它會為你的設(shè)計帶來更多的可能性。你在使用類似 PMU 產(chǎn)品時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。