如何閱讀半導體數(shù)據(jù)表,第二部分
仔細研究文檔表 1和表2 中的電氣特性,因為設計數(shù)據(jù)來自它們。表格注釋指定了測試溫度和電源電壓。它們包括注釋,“除非另有說明”,以確保個別測試條件取代一般注釋。測試溫度通常是 IC 周圍自由空氣的溫度,通常為 25°C,但功率 IC 通常將測試溫度指定為外殼溫度。
表格的主體包括參數(shù)標識、測試條件、溫度(除非它包含在測試條件中)、參數(shù)數(shù)據(jù)和參數(shù)單位。參數(shù)標識包括參數(shù)符號和名稱(即輸入失調電壓V IO或失調電壓V OS)。如果參數(shù)名稱和符號符合通用標準,生活會更輕松,但事實并非如此,因此用戶在掃描來自多個制造商的多個數(shù)據(jù)表時必須翻譯符號。此外,參數(shù)名稱或符號有時在數(shù)據(jù)表中的頁面之間不一致。用戶不必做出假設,而是必須聯(lián)系制造商的應用部門以獲得確認或明確的答案。
仔細閱讀測試條件;參數(shù)值僅在測試條件占優(yōu)時有效。當數(shù)據(jù)表不使用單獨的溫度列時,測試條件列指定了測試環(huán)境溫度。它還規(guī)定了電源電壓和一些測試參數(shù),例如源電阻、負載電阻、測試頻率、共模電壓、開環(huán)增益、輸入信號和任何其他重要的定義測試參數(shù)。
這些測試條件有時會導致與首頁的明顯沖突。頭版可能將 ADC 性能列為 16 位 1M 樣本/秒,但在測試條件下保證的轉換速率僅產生 14 位的保證性能。在這里,首頁為可以使用典型數(shù)據(jù)的客戶宣傳最高性能,而該表為保守客戶提供了保證性能。在剔除不良 IC 以根據(jù)首頁數(shù)據(jù)建立初始選擇后,設計人員必須依賴電氣特性表中的數(shù)據(jù)。測試條件通常會影響首頁和電氣特性數(shù)據(jù),因此請仔細閱讀測試條件。
當測試條件列省略該值時,溫度列指定測試溫度。此列通常具有 25°C、全范圍或數(shù)值溫度范圍的值。全范圍意味著不同等級的IC存在不同的溫度范圍;因此,設計師必須閱讀并理解與“全系列”相關的任何注釋。例如,對于 IC 系列的最低等級(通常是 C 級),全范圍可以是 0 到 70°C,或者對于高級等級(通常是 I 級),它可以是 –40 到 +125°C。無論任何其他溫度額定值或規(guī)格如何,表中的參數(shù)值僅對指定的溫度或溫度范圍有效。有時,工作溫度范圍和測試條件/溫度列規(guī)格相同;當它們不同時,以測試條件/溫度列值為準。
下一列細分為三列——MIN 表示最小值,TYP 表示典型值,MAX 表示最大值——其中包含可用的參數(shù)值。在對前幾組 IC 進行初始測試后,制造商對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計以獲得每個參數(shù)的平均值。統(tǒng)計量產生方差,sigma;六倍 sigma 表示參數(shù)在制造過程中假定的最大值和最小值。這六個 sigma 點成為該參數(shù)的最小值和最大值,您通常使用平均值作為典型規(guī)范。
TLV278X 信號運算放大器的 V IO 參數(shù)有典型值和最大值,但沒有最小值。理想情況下,V IO的值 接近于零;這種情況總有一天會發(fā)生,因此數(shù)據(jù)表中將此值留空。V IOMAX規(guī)格在 T A =25°C 時為 3000 μV,在整個溫度范圍內為 4500 μV。V IO的極性 未指定,設計人員必須閱讀外部材料才能發(fā)現(xiàn)由于任一輸入引線都可以支配 V IO ,因此 V IO的范圍 為 –3000 μV≤V IO ≤3000 μV(參考文獻 1)。
參數(shù)規(guī)格是測試電路、測試條件和 IC 的功能。大多數(shù)數(shù)據(jù)表不包含測試電路圖,但它們可用于大多數(shù)測量,因此設計人員可以了解測試電路以了解規(guī)格。CMRR(共模抑制比)有最小值和典型值,沒有最大值。無限 CMRR 將是設計師的夢想,因此數(shù)據(jù)表沒有給出最大參數(shù)值。
典型值可能會給新手或幼稚的設計人員帶來麻煩,因為它們顯示了 IC 無法可靠提供的理想?yún)?shù)值。即使數(shù)據(jù)表給出了最小值/最大值,也有一種對典型值的渴望,而這條路徑可能會直接導致設計不可靠。當最小/最大值不可用時,喜歡使用最小值/最大值的工程師可能會傾向于使用典型值,但缺少最小值/最大值不會使典型值成為設計參數(shù)。有時,典型值是您從 IC 的多個樣本運行中獲得的平均值或平均值,但通常,典型值與當今的 IC 幾乎沒有關系。一個 IC 在其整個生命周期中可能會經(jīng)歷多個掩膜組、工藝變化或兩者兼而有之,在所有這些變化之后,原來的典型值就失去了意義。(20多年來,我從未見過LM324數(shù)據(jù)表上IC工藝/掩模改變后的典型值變化!)
有時,設計人員只能獲得參數(shù)的典型值;這種情況在處理高速元件時尤其如此,因為測試成本可能超過生產成本。當出現(xiàn)關于是否應該使用典型值的問題時,因為它們是您擁有的唯一數(shù)據(jù),答案是否定的,除非您與制造商有了解。設計人員應首先嘗試從制造商處獲取數(shù)據(jù)和規(guī)格,制造商通??梢杂涗浐陀涗洈?shù)據(jù)。這種方法成本過高,因此下一步是安排制造商提供 GNT(保證但未測試)或 GBD(按設計保證)規(guī)格。GNT 意味著制造商抽取質量控制樣品并測試批次的相關參數(shù)。如果參數(shù)測試失敗,制造商不會' t 運送該批次的零件。GBD 涉及物理上與測試參數(shù)相關的參數(shù);如果測試參數(shù)通過,則 GBD 參數(shù)通過。當存在特殊的客戶-制造商關系時,制造商可以協(xié)商達成允許使用典型參數(shù)的協(xié)議。如果無法獲取廠家數(shù)據(jù),可以獲取多批不同日期碼的IC,進行參數(shù)測量,進行統(tǒng)計分析,得到最小值/最大值。這種方法的可靠性不如制造商的保證,但比依賴非保證的典型數(shù)據(jù)要好。制造商可以協(xié)商達成一項協(xié)議,以使用典型參數(shù)。如果無法獲取廠家數(shù)據(jù),可以獲取多批不同日期碼的IC,進行參數(shù)測量,進行統(tǒng)計分析,得到最小值/最大值。這種方法的可靠性不如制造商的保證,但比依賴非保證的典型數(shù)據(jù)要好。制造商可以協(xié)商達成一項協(xié)議,以使用典型參數(shù)。如果無法獲取廠家數(shù)據(jù),可以獲取多批不同日期碼的IC,進行參數(shù)測量,進行統(tǒng)計分析,得到最小值/最大值。這種方法的可靠性不如制造商的保證,但比依賴非保證的典型數(shù)據(jù)要好。