集成电路测量.ppt

集成电路的测试方法 4.3.1 中小规模集成电路的一般测试 1. 模拟集成电路的测试 1） 线性芯片测试 掌握了对运算放大器的特性的测量原理与方法，也即掌握了对一般线性集成电路的测试方法。理想的运算放大器如图4.23所示，具有如下特性： ① 输入阻抗Rin=∞； ② 输出阻抗Ro=0； ③ 电压增益Av=∞； ④ 带宽为∞； ⑤ 当Uin--Uin+=0时，Uo=0。  (1) 运算放大器开环输入阻抗的测量。 运算放大器的输入阻抗由两输入端之间和每个输入端与地之间的阻抗组成，如图4.24所示。 Rin称为差分输入阻抗，Rc称为共模输入阻抗。当作为反相放大器使用时，同相输入端接地，RcRin，可以近似认为差分输入阻抗即为其输入阻抗。 测量运算放大器开环输入阻抗的电路如图4.25所示。 (2) 运算放大器开环增益Av的测量。  Av的测量方法仍采用如图4.24所示测量运算放大器的输入阻抗的方法。因为Av=Uo/Ui，且 所以 (3) 运算放大器转换速率（ Sr ）的测量。 运算放大器能够将正弦信号转化为矩形波，这种大信号工作特性一般用Sr来表征，可以用示波器来测量。具体测量电路如图4.26所示。 2） 一般模拟集成芯片的测试 (1) 性能指标测量。 图4.27是单片集成锁相环CD4046的测试电路。 (2) 集成芯片的在线测试。 在调试和维修工作中，常常对已焊接在电子线路板上的集成芯片是否正常产生疑问。这时采用在线测试的方法，可以解决大多数问题。在线测试一般有以下几种方法：  ① 电阻测量法：  ② 电压测量法：  ③ 信号注入法： 在图4.28所示的电路中，正常时多引脚对地电压如表4.2所示。 2. 数字集成电路的测试 数字集成电路处理的都是以0、1为特征的数字电压。数字集成电路的电特性主要是数字电路的电特性，最主要的有输入电平、输出电平、输入电流、输出电流、转换时间、延迟时间、功率消耗等等。  4.3.2 集成电路测试仪 集成电路测试仪（或测试系统）是用于集成电路设计、验证、生产测试的专用仪器（系统），按测试门类可分为数字集成电路测试仪、存储器测试仪、模拟与混合信号电路测试仪、在线测试系统和验证系统等。由于这些测试仪的测试对象、测试方法以及测试内容都存在差异，因此各系统的结构、配置和技术性能差别较大。   4.3.3 大规模数字集成电路的JTAG测试 目前，中大规模集成电路的应用已十分普遍，由于专用的集成电路测试仪价格昂贵，利用它来解决这些集成电路在产品研发、生产、维修中的测试问题，对于广大普通用户来说是不现实的。 IEEE1149.1标准支持以下3种测试功能：  (1) 内部测试——IC内部的逻辑测试；  (2) 外部测试——IC间相互连接的测试；  (3) 取样测试——IC正常运行时的数据取样测试。 BSC起着把输入输出信号与内部逻辑隔离或连通的作用，所有的BSC在IC内部构成JTAG串联回路，如图4.29所示。 增加了BSC和相应的控制部分后，一个器件的管脚也要相应增加四个或五个，即如下JTAG引脚(如图4.30所示)： TCK： 测试时钟输入；  TDI：测试数据输入，数据通过TDI输入JTAG接口； TDO： 测试数据输出，数据通过TDO从JTAG接口输出；  TMS： 测试模式选择，TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式；  TRST： 测试复位，输入引脚，低电平有效。(为可选引脚，并非每个JTAG接口都需要)。 图4.31是一个板级的互连测试示意图。从图中我们可以看出，各器件的BSC单元串联组成了一个可扫描的网（Net）。这个Net的互连性都能被正确检测出来。 * 第4章 电子元器件与集成电路测量  图4.23 基本的运算放大器电路 图4.24 测量运算放大器开环输入阻抗 图4.25 运算放大器基本测试电路 图4.26 运算放大器转换速率的测量 （a） 测量运算放大器转换速率电路； （b） 图(a)所示电路的输入和输出电压 图4.27 CD4046性能测试电路 图4.28 μPC1353应用电路 表4.2 μPC1353各引脚对地电压测量值 0.6 0.6 2.5 6.8 12 11 6.4 5.1 6.1 8.2 5.3 5.8 4.7 4.7 电压/ V 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 引脚 图4.29 可扫描设计 图4.30 具有JTAG接口的IC内部BSR单元与引脚关系 * 第4章 电子元器件