MAX9951/MAX9952：双引脚参数测量单元的卓越之选

在电子测试与测量领域，参数测量单元（PMU）扮演着至关重要的角色。Maxim Integrated推出的MAX9951/MAX9952双引脚参数测量单元，凭借其诸多出色特性，成为自动测试设备（ATE）及其他仪器仪表的理想之选。下面，我们就来深入了解一下这款产品。

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一、产品概述

MAX9951/MAX9952具有小封装尺寸、宽力和测量范围以及高精度的特点。它能够在 -2V 至 +7V 到 -7V 至 +13V 的电压范围内进行力或测量电压操作，具体取决于电源电压（VCC 和 VEE）。该设备可处理高达 +30V（VCC 到 VEE）的电源电压，以及在满电流下 20V 的被测设备（DUT）电压摆幅。同时，它还能力或测量高达 ±64mA 的电流，最低满量程范围为 ±2µA。对于大于 ±64mA 的电流范围，可使用外部缓冲放大器。

二、关键特性剖析

（一）多种工作模式

它支持多种力 - 测量模式，如 Force Voltage/Measure Current（FVMI）、Force Current/Measure Voltage（FIMV）等七种模式，能够满足不同的测试需求。例如，在 FVMI 模式下，可实现电压施加和电流测量，适用于需要精确控制电压并测量电流的场景。

（二）可编程电流范围

提供五种可编程电流范围，分别为 ±2µA、±20µA、±200µA、±2mA 和 ±64mA，用户可以根据实际测试要求灵活选择合适的电流范围，提高测量的准确性。

（三）电压和电流测量功能

能在 -2V 至 +7V 到 -7V 至 +13V 的输入电压范围内进行电压测量，并且力 - 电流/测量 - 电流具有可调节的电压偏移（IOS）功能。这一功能允许将控制或测量信号在外部 DAC 或 ADC 范围内居中，增强了测量的灵活性。

（四）集成保护与控制功能

1. 电压钳位：集成的电压钳位可将力输出限制在外部设定的水平，确保设备在安全的电压范围内工作，保护被测设备和自身不受过压损坏。
2. 短路保护：独立的 FORCE 和 SENSE 连接在 (VEE - 0.3V) 到 (VCC + 0.3V) 的电压范围内具有短路保护功能，提高了设备的可靠性。
3. 高阻抗状态：FORCE 输出具有低泄漏、高阻抗状态，MSR_ 和比较器输出也可置于高阻抗状态，方便与其他设备进行连接和信号处理。

（五）串行接口与低功耗

采用 3 线串行接口，便于与微控制器等设备进行通信。每个 PMU 的静态电流低至 6mA（最大值），降低了系统的功耗。

三、电气特性详解

（一）直流电气特性

在 (VCC = +12V)、(VEE = -7V)、(V_{L} = +3.3V)、(TA = +25^{circ}C) 的条件下，对其各项直流参数进行了详细测试。例如，强制电压的输入偏置电流在 DUT 电流为 0A 时，范围在 VEE + 2.5 到 VCC - 2.5，最大为 ±1µA；测量电流的增益误差在经过校准后，范围为 -1% 到 +1% 等。这些精确的参数保证了设备在直流测量方面的高精度。

（二）交流电气特性

在交流特性方面，不同工作模式和电流范围下的建立时间有所不同。例如，在 FORCE VOLTAGE 模式下，Range E（(R_E = 500kΩ)）的建立时间为 150µs，而 Range A（(R_A = 15.6Ω)）的建立时间为 25µs。此外，串行端口的时钟频率最大可达 20MHz，满足高速通信的需求。

四、引脚说明与功能框图

（一）引脚说明

MAX9951/MAX9952 采用 64 引脚的 TQFP 封装，每个引脚都有其特定的功能。例如，SENSEA 和 SENSEB 为 PMU-A 和 PMU-B 的感测输入，提供与 DUT 的 Kelvin 连接；FORCEA 和 FORCEB 为 PMU-A 和 PMU-B 的驱动输出，用于向 DUT 施加电流或电压。详细的引脚功能有助于工程师进行正确的电路连接和设计。

（二）功能框图

其功能框图展示了设备内部的电路结构和信号流程。从外部电流增强器到范围电阻选择，再到串行接口和各个功能模块，清晰地呈现了设备的工作原理。这对于理解设备的整体性能和进行系统设计具有重要的参考价值。

五、应用信息与注意事项

（一）应用领域

该产品适用于多种测试设备，如内存测试仪、VLSI 测试仪、片上系统测试仪和结构测试仪等。在这些应用中，其高精度和宽测量范围能够满足对被测器件参数精确测量的需求。

（二）注意事项

1. 电源电压：设备在不同电源电压下工作，需注意电源电压的范围和稳定性，以确保设备正常运行。
2. 温度影响：在进行线性度测量时，需将温度保持在 ±5°C 的范围内，以保证测量结果的准确性。
3. IOS 电压设置：IOS 电压的设置要确保 MSR 的输出范围不接近 VEE 或 VCC 2.8V 以内，避免输出信号削波。计算公式为 (Minimum VIOS = VEE + 6.8V) 和 (Maximum V{IOS} = V_{CC} - 6.8V)。

六、总结

MAX9951/MAX9952 双引脚参数测量单元以其丰富的功能、出色的性能和灵活的配置，为电子测试与测量领域提供了一个优秀的解决方案。无论是在高精度测量还是在复杂测试场景下，它都能展现出卓越的表现。作为电子工程师，在设计相关测试设备时，不妨考虑这款产品，相信它会为你的设计带来更多的可能性。你在使用类似 PMU 产品时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。