JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Tässä työssä tutustutaan lyhyesti bandgap-jännitereferenssien ja ensimmäisen asteen lämpötilakompensoinnin periaatteisiin. Työssä esitellään mittauksia, joiden tarkoituksena oli varmistaa erään IC-piirin maadoitusstrategian toimivuus, sekä tutkia vaikuttaako piirin käyttöjännite piirillä olevien jännitereferenssien lähtöjännitteeseen. Maadoitusta testattiin kuormittamalla samalla testipiirillä olevia hakkuriregulaattorin tehoasteita ja mittaamalla kytkeytyykö niistä häiriötä referenssilohkojen referenssijännitteeseen.

Regulaattorin ollessa käynnissä yksi kolmesta referenssilohkosta käyttäytyi muista poikkeavalla tavalla, ja sen referenssijännite vaihteli eri parametrien funktiona jopa noin 40–50 mV, eli noin 3–4 % tavoitejännitteestä. Vika paikallistettiin piirikuviossa ja korjattiin, minkä jälkeen kaikki kolme referenssilohkoa käyttäytyivät odotetulla tavalla. Referenssijännitteiden vaihtelu eri parametrien funktiona oli suurimmillaan enää noin 0,3 %, eikä regulaattoreiden toiminnan havaittu vaikuttavan referenssilohkoihin.

Työ sisältää mittaussuunnitelman, mittauksia varten luodut LabVIEW-testiohjelmat, mittaustulokset, piirille tehdyt korjaustoimenpiteet ja tuloksista tehdyt päätelmät.

Effect of a switching regulator power stage on the operation of bandgap voltage references

Abstract

This bachelor’s thesis gives a short introduction to the principles of bandgap voltage references and first order temperature compensation. It presents measurements for testing the grounding strategy of an integrated circuit, and for testing if the supply voltage level affects the bandgap voltage references on the chip. Grounding was tested by operating switching regulator power stages located on the same integrated circuit and measuring their effect on bandgap voltage references.

While regulator was turned on one voltage reference behaved differently compared to other two, with reference voltage varying between 40–50 mV or 3–4 % of the target value. The cause was located on the layout and fixed, after which all three voltage references behaved as expected. Reference voltage maximum variation as a function of different parameters was approximately 0.3 % and the regulators did not affect the voltage references.

Thesis consists of the measurement plan, created LabVIEW programs, measurement results, corrections made on the chip, and conclusions based on the results.