三端稳压电源及LDO线性电源测试方法作者：李雷一、 器件介绍三端稳压器电路（简称三端电源）是模拟集成电路中较大的一个系列，也是各种电子系统中不可缺少的电源供电电路，它广泛的应用于各种电子整机和电源系统之中。

随着集成电路技术的快速发展，许多电源芯片公司推出了Low Dropout Regulator,即：低压差线形稳压器，简称LDO。

这种电源芯片的压差只有1.3-0.2伏，可以实现5v转3.3v/2.5v，3.3v转2.5v/1.8v等要求。

本文主要介绍通用线性电源的测试原理和实用测试方法。

1．三端稳压电源的分类从不同的角度，三端电源可以分为多类：1．从输入、输出电压极性上可分为：正稳压电源（如：78XX、78MXX、78LXX），负稳压电源（如：79XX、79MXX、79LXX）。

2．从输出电压幅度上可分为：5V输出----24V输出。

（如：7805，7809、7815、7824、7905、7909、7912、7915等）3．从输出功率上可分为：小功率L系列（IO=100MA）如：78L05、79L12等。

中功率M系列（IO=500MA）如：78M09、79M05等大功率系列（IO=1.5A）如：7812、7915等4．从封装形式上可分为：TO-3、TO-220、TO-39等。

5．从输出形式上可分为：固定输出（78XX、79XX、78MXX、79MXX等），可调输出（LM117/217/317、LM137/237/337、LM150、LM138等）。

6．从产品等级上可分为：军用级（LM117、LM137），工业级（LM217、LM237），民用级（LM317、LM337）。

2．三端电源的典型测试系统简介A LTX公司的SAI600测试包作为模拟器件测试系统著名生产厂家之一的LTX公司采用SAI600测试包对线性三端稳压器件进行测试。

SAI600测试包是基于大规模线性集成电路测试系统LTX-77 的一个通用测试包。

该测试包具有100V的程控功率电压源及10A的可编程恒流源负载，可对常见的78XX ，78MXX ，78LXX ，79XX ，79MXX ，79LXX ， LM117，LM137 等器件进行电参数测试。

测试参数共为8项，分别是：1）输出电压（VO）2) 线性调整率3）负载调整率4）静态电流5）静态电流随输入电压的变化6）静态电流随负载电流的变化7）纹波抑制比8）降落电压。

SAI600测试包原理图如下：B 华峰公司的三端稳压器测试系统 STS 2108BSTS 2108B 集成稳压器测试系统是北京华峰测控技术公司自行研制、开发的模拟三端电源电路测试系统。

STS 2108B 适用于固定正输出、固定负输出、可调正输出和可调负输出稳压器的参数测试。

系统测试原理符合国标 GB 4377-84。

系统具有50V 程控输入电压范围和 5A 程控输出负载电流的能力，可以完成输出电压V O、基准电压V REF、启动电压V ST、电压调整率S V、电流调整率S I、备用耗散电流I DS、备用耗散电流变化量ΔI DS(V)、ΔI DS(I)、输出短路电流I OS、纹波抑制比 Srip、功率调整率S P等参数的测试。

STS 2108B 测试原理图如下：二、 电参数的测试方法及注意事项（一）半导体集成电路稳压器测试方法的基本原理2．1 输出电压（VO）2．1．1 定义：当输入电压和输出电流保持不变时，在输出端测得的电压值即为输出电压(VO)2．1．2 测试原理图：（图三）2．1．3 测试说明：如图所示开关K1，K2处于原始位置，由功率电压源PVI 1施加规定的直流电压VIN，由功率电流源PVI 2 施加规定的电流负载，测出此时器件的输出电压，即为VO。

2．2电压调整率（SV）（又称为线性调整率）2．2．1定义：当输出电流I O和环境温度 Ta 保持不变时，由于输入电压V I变化所引起的输出电压V O的相对变化量。

2．2．2 测试原理图：（图三）2．2．3 测试说明：如图所示开关K1、K2处于原始位置。

1) 由功率电压源PVI 1施加规定的直流电压VIN1，由功率电流源PVI 2 施加规定的电流负载，测出此时器件的输出电压，记为VO1。

2) 由功率电压源PVI 1施加规定的直流电压VIN1+&VI，由功率电流源PVI 2 施加规定的电流负载，测出此时器件的输出电压，记为VO2。

3）计算出SV=（&VO/VO）*100% 式中&VO=|VO2-VO1|。

2．3 电流调整率（SI）(又称为负载调整率)2．3．1 定义：当输入电压V O和环境温度 Ta 保持不变时，由于输出电流I O变化所引起的输出电压V O的相对变化量。

2．3．2 测试原理图：（图三）2．3．3 测试说明：如图所示开关K1、K2处于原始位置。

1) 由功率电压源PVI 1施加规定的直流电压VIN，由功率电流源PVI 2 施加规定的电流负载IO1，测出此时器件的输出电压，记为VO1。

2) 由功率电压源PVI 1施加规定的直流电压VIN，由功率电流源PVI 2 施加规定的电流负载IO2，测出此时器件的输出电压，记为VO2。

3）计算出SI=（&VO/VO）*100% 式中&VO=|VO2-VO1|。

2．4 静态电流（ID）2．4．1 定义：在规定的输入电压VI下稳压器所消耗的电流。

2．4．2 测试原理图：（图三）2．4．3 测试说明：如图三所示开关K1连接到电压电流源VI3，K2不动作。

1) 设置电压源VI3为0V。

2) 由功率电压源PVI 1施加规定的直流电压VIN，由功率电流源PVI 2 施加规定的电流负载IO。

3）由电流表VI3(VIAM3)测得器件2脚的电流即为ID。

注：ID=IIN-IO。

2．5静态电流随输入电压的变化量（ΔI DS(V)）2．5．1 定义：当输出电流I O和环境温度 Ta 保持不变时，由于输入电压V I变化所引起的静态电流ID 的变化量。

2．5．2 测试原理图：（图三）2．5．3 测试说明：如图三所示开关K1连接到电压电流源VI3，K2不动作。

1) 设置电压源VI3为0V。

2) 由功率电压源PVI 1施加规定的直流电压VIN1，由功率电流源PVI 2 施加规定的电流负载IO。

由电流表VI3(VIAM3)测得器件2脚的电流ID1。

3) 由功率电压源PVI 1施加规定的直流电压VIN2，由功率电流源PVI2 施加规定的电流负载IO。

由电流表VI3(VIAM3)测得器件2脚的电流ID2。

4）则ΔI DS(V)=|ID1-ID2|。

2．6静态电流随输出电流的变化量（ΔI DS(I)）2．6．1 定义：当输入电压VIN和环境温度 Ta 保持不变时，由于输出电流 IO变化所引起的静态电流ID 的变化量。

2．6．2 测试原理图：（图三）2．6．3 测试说明：如图三所示开关K1连接到电压电流源VI3，K2不动作。

1) 设置电压源VI3为0V。

2) 由功率电压源PVI 1施加规定的直流电压VIN，由功率电流源PVI 2 施加规定的电流负载IO1。

由电流表VI3(VIAM3)测得器件2脚的电流ID1。

3) 由功率电压源PVI 1施加规定的直流电压VIN，由功率电流源PVI 2 施加规定的电流负载IO2。

由电流表VI3(VIAM3)测得器件2脚的电流ID2。

4）则ΔI DS(I)=|ID1-ID2|。

2．7 降落电压（Vdrop）2．7．1 定义：当输出电流Io和环境温度Ta保持不变时，使输出电压符合器件规范值范围的最小输入--输出电压差。

2．7．2 测试原理图（图三）2．7．3 测试说明：如图所示开关K1、K2处于原始位置。

1）由功率电压源PVI 1施加规定的直流电压VIN，由功率电流源PVI 2 施加规定的电流负载IO。

2）调节功率电压源PVI1的电压值使得输出电压VO处于器件规范值的下限VOmin。

3）测得此时的输入电压值VINmin。

3）则Vdrop=VINmin-VOmin。

2．8 纹波抑制比（Srip）2．8．1 定义：当输入和输出条件保持不变时，输入的纹波电压峰—峰值VI(P—P)与输出的纹波电压峰—峰值VO(P—P) 之比。

2．8．2 测试原理图（图三A）2．8．3 测试说明：如图三所示开关K2连接到纹波源RS，K1不动作。

1) 1）由功率电压源PVI1及纹波源RS在器件的输入端施加规定的直流电压VIN和纹波信号VIR（纹波电压峰—峰值为VI(P—P)）。

2）由测量针MP3测出输出的纹波电压峰—峰值VO(P—P)）。

3）纹波抑制比Srip=20*log(VI(P—P) /VO(P—P)）。

（二）半导体集成电路稳压器测试注意事项1．器件热效应对输出电压V O变化量测试的影响在稳压器的调整率参数测试过程中，需要对被测器件施加相应的输入电压V I 和输出电流I L，这样使被测试器件承受一定的功率，由于器件热阻的存在，这一功率将导致被测器件的芯片温度 Tj 上升。

而稳压器的输出电压V O自身也是温度的函数，因此在进行电压调整率S V和电流调整率S I的测量中所得到的输出电压变化量ΔV O中，一方面包含了由于输入电压V I(或输出电流I L) 的变化导致的输出电压V O变化，这正是我们要需要测试的。

但另一方面由于被测器件承受功率的变化，也会导致器件的温度系数影响输出电压V O的数值，这样就干扰了ΔV O的测量，对器件的测量时间越长，这一问题就越突出。

为解决这一问题，在国军标详细规范(例如 GJB 597/42-96) 中对测试时序做了明确的要求，其测试时序如图4。

VIH1mS MaxVILIN0.5 mS0.5 mS选通OUT4图电压调整率时序波形标准规定要在电压脉冲(或电流脉冲) 的前沿前 0.5 mS 进行初始测试，在前沿后 0.5 mS 进行最终测试。

这一时间的确定一方面是考虑了稳压器输出电压V O随输入电压V I (或输出电流I L) 的变化需要一定的稳定时间，另一方面也考虑了尽量减小由于器件热效应对V O测量的影响。

标准同时对电压脉冲(或电流脉冲)的宽度也做了明确的规定。

为了符合标准规定的测试时序，对测试系统中提供输入电压V O的程控恒压源和提供输出电流I L的程控恒流源(电子负载) 提出了较高的性能要求。

除了要满足测试所需的电压(电流) 精度外，测试脉冲应具有良好的瞬态特性，即有徒直的脉冲前后沿及平坦的脉冲顶部，同时还要有效抑制测试过程中的自激振荡。

为了满足这一要求，需对测试过程的时序进行的设计和安排。

2．测试系统附加电阻和接触电阻对输出电压变化量ΔV O测试的影响在测试系统中从程控电子负载到被测器件之间总会存在电缆和导线，系统中为了完成不同类别器件的测试切换，也总会有一些接插转换环节，测试适配器插座和被测器件的引脚之间也需经过接插来实现，这就构成了系统的附加电阻和接触电阻。