Elettronica_Oggi_442

31 / 86

ANALOG/MIXED SIGNAL
OP AMP
31 - ELETTRONICA OGGI 442 - GENNAIO/FEBBRAIO 2015
specifiche sulla capacitanza dato che questa può rag-
giungere valori abbastanza elevati, ams ha optato per un
relè RF prodotto in-house per ridurre il più possibile la
capacità elettrica del percorso del segnale.
La capacità elettrica di questo relè è di 0,2 pF con con-
tatti chiusi (Tab. 2).
Sommando la capacità elettrica di tutti gli elementi mag-
giori, la capacita’ totale del percorso del segnale è stata
stimata a <15 pF - un valore inferiore ai 20 pF richiesti
nelle specifiche di test del cliente. La figura 1 mostra lo
schema finale del circuito di test.
Così, quando il silicio finale è arrivato dalla produzione,
ha avuto inizio la fase di debugging. La prova principale
richiedeva la misurazione della tensone di ogni singolo
pixel proveniente dal sensore (Fig. 2) e quindi il calcolo
della deviazione standard della tensione attraverso l’in-
tero array. Se la deviazione standard attraverso l’array
fosse risultata troppo elevata, il dispositivo sarebbe sta-
to scartato e considerato un die mal riuscito. I risultati
iniziali sembravano promettenti, così gli addetti ai test
passarono rapidamente alla fase di correlazione.
Dopo la prima correlazione, risulto’ evidente che qualco-
sa non andava poiché i dati restituiti dal tester non po-
tevano essere validi: i risultati erano troppo positivi. Per
lo stesso dispositivo fu riscontrata una differenza pari a
tre volte tra i risultati misurati in
fonderia e quelli misurati presso
la sede del cliente (Fig. 3) - una
discrepanza inaccettabile.
Dopo aver indagato a lungo sul-
la configurazione del dispositi-
vo, si è giunti alla conclusione
che l’unico aspetto ancora da
controllare fosse proprio l’har-
dware di test.
Dopo aver parlato con il cliente
e aver esaminato più in profon-
dità lo schema del suo chip, si è
riscontrato che l’unica grande
differenza nell’hardware era l’am-
plificatore operazionale (op-amp)
utilizzato per il buffering. Il con-
fronto tra i buffer ha mostrato
una notevole differenza tra la
capacità elettrica in ingresso
del buffer utilizzato dal cliente
e quella del buffer usato dalla
fonderia ams. L’amplificatore
operazionale utilizzato dal clien-
te aveva una capacitanza in in-
gresso di 1pF rispetto alla capacitanza di 7PF dell’ampli-
ficatore operazionale ams (Tab. 3).
A seguito di ulteriori accertamenti, ams ha deciso di
scambiare i buffer, ma la piedinatura del buffer del clien-
te era diversa da quella del buffer ams. Tuttavia, ams ha
identificato un amplificatore operazionale con una capa-
cità in ingresso simile e la stessa piedinatura (Tab. 4).
Una volta installato sulla scheda questo nuovo amplifica-
tore operazionale, si è riscontrata una correlazione con
i risultati del cliente. Sembrava quindi che le specifiche
originali del cliente - una capacita’ massima di 20pF - non
fossero corrette: difatti la capacita’in ingresso del buffer
causava un effetto di filtraggio sul segnale, abbassando
la deviazione standard. Osservando il segnale acquisito
utilizzando il nuovo amplificatore operazionale, questo
risultava chiaramente più rumoroso a causa di un filtrag-
gio ridotto da parte della capacita’ in ingresso (Fig. 4).
Successivamente ams ha ripetuto l’esercizio di correla-
zione, ottenendo risultati più soddisfacenti (Fig. 5). Come
si può vedere in figura 5, la correlazione ha presentato
un netto miglioramento. Q
Tabella 4 – Capacità di ingresso dell’op-amp finale
Capacitanza in ingresso 1,5 1,5 pF
Tabella 3 – Capacità in ingresso del buffer del cliente
Capacitanza in ingresso Conf. non invertente 1 pF Tipo
Fig. 5 – Correlazione finale