集成電路測量ppt課件

1、第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 集成電路的測試方法集成電路的測試方法4.3.1 中小規(guī)模集成電路的一般測試1. 模擬集成電路的測試1） 線性芯片測試掌握了對運算放大器的特性的測量原理與方法，也即掌握了對一般線性集成電路的測試方法。理想的運算放大器如圖4.23所示，具有如下特性： 輸入阻抗Rin=； 輸出阻抗Ro=0； 電壓增益Av=； 帶寬為； 當(dāng)Uin-Uin+=0時，Uo=0。第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 圖4.23 基本的運算放大器電路AvRoUinUinRinUo第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量

2、(1) 運算放大器開環(huán)輸入阻抗的測量。運算放大器的輸入阻抗由兩輸入端之間和每個輸入端與地之間的阻抗組成，如圖4.24所示。第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 圖4.24 測量運算放大器開環(huán)輸入阻抗2Rc2RcRin反相輸入同相輸入Uo第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 Rin稱為差分輸入阻抗，Rc稱為共模輸入阻抗。當(dāng)作為反相放大器使用時，同相輸入端接地，RcRin，可以近似認(rèn)為差分輸入阻抗即為其輸入阻抗。 測量運算放大器開環(huán)輸入阻抗的電路如圖4.25所示。 第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 圖4.25 運算放大器基

3、本測試電路1 k1 k100 k100 kUs5 Hz50 kRw15 V15 V直流電壓表交流電壓表或示波器Uo100 100 第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 (2) 運算放大器開環(huán)增益Av的測量。 Av的測量方法仍采用如圖4.24所示測量運算放大器的輸入阻抗的方法。因為Av=Uo/Ui，且所以331010100100100SsiUUUSvUUA1000第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 (3) 運算放大器轉(zhuǎn)換速率（ Sr ）的測量。運算放大器能夠?qū)⒄倚盘栟D(zhuǎn)化為矩形波，這種大信號工作特性一般用Sr來表征，可以用示波器來測量。具體測量電

4、路如圖4.26所示。 第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 圖4.26 運算放大器轉(zhuǎn)換速率的測量（a） 測量運算放大器轉(zhuǎn)換速率電路；（b） 圖(a)所示電路的輸入和輸出電壓示波器RfUo(t)R1U(t)(a)U(t)tUo(t)tUt(b)OO第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 2） 一般模擬集成芯片的測試(1) 性能指標(biāo)測量。圖4.27是單片集成鎖相環(huán)CD4046的測試電路。第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 圖4.27 CD4046性能測試電路U(t)示波器CD4046頻率計1/N分頻VDDC2VCC5 VUo(

5、t)f0R2R3C3VSSC1R1fsNf0第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 (2) 集成芯片的在線測試。在調(diào)試和維修工作中，常常對已焊接在電子線路板上的集成芯片是否正常產(chǎn)生疑問。這時采用在線測試的方法，可以解決大多數(shù)問題。在線測試一般有以下幾種方法： 電阻測量法： 電壓測量法： 信號注入法： 第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 在圖4.28所示的電路中，正常時多引腳對地電壓如表4.2所示。2. 數(shù)字集成電路的測試數(shù)字集成電路處理的都是以0、1為特征的數(shù)字電壓。數(shù)字集成電路的電特性主要是數(shù)字電路的電特性，最主要的有輸入電平、輸出電平、輸入電

6、流、輸出電流、轉(zhuǎn)換時間、延遲時間、功率消耗等等。 第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 圖4.28 PC1353應(yīng)用電路1234567891011121314U6C40C41C39C361P20R39RW3R40C48C49123123JP91P19R43SPKC47C4612 VR42C45R41C42FL1P18C38VD3C36C351239 VJP39 VT2C43C44C37JP3第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 表4.2 PC1353各引腳對地電壓測量值引腳1234567891011121314電壓/ V4.74.75.85.38

7、.26.15.16.4 11126.82.50.60.6第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 4.3.2 集成電路測試儀集成電路測試儀或測試系統(tǒng)是用于集成電路設(shè)計、驗證、生產(chǎn)測試的專用儀器系統(tǒng)），按測試門類可分為數(shù)字集成電路測試儀、存儲器測試儀、模擬與混合信號電路測試儀、在線測試系統(tǒng)和驗證系統(tǒng)等。由于這些測試儀的測試對象、測試方法以及測試內(nèi)容都存在差異，因此各系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、配置和技術(shù)性能差別較大。 第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 4.3.3 大規(guī)模數(shù)字集成電路的JTAG測試目前，中大規(guī)模集成電路的應(yīng)用已十分普遍，由于專用的集成電路測試儀價格昂

8、貴，利用它來解決這些集成電路在產(chǎn)品研發(fā)、消費、維修中的測試問題，對于廣大普通用戶來說是不現(xiàn)實的。 IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)支持以下3種測試功能： (1) 內(nèi)部測試IC內(nèi)部的邏輯測試； (2) 外部測試IC間相互連接的測試； (3) 取樣測試IC正常運行時的數(shù)據(jù)取樣測試。第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 BSC起著把輸入輸出信號與內(nèi)部邏輯隔離或連通的作用，所有的BSC在IC內(nèi)部構(gòu)成JTAG串聯(lián)回路，如圖4.29所示。 第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 圖4.29 可掃描設(shè)計內(nèi)部邏輯BSCBSC輸入TDI輸出TDO第第4章章 電子元器件與集成

9、電路測量電子元器件與集成電路測量 增加了BSC和相應(yīng)的控制部分后，一個器件的管腳也要相應(yīng)增加四個或五個，即如下JTAG引腳(如圖4.30所示)： TCK： 測試時鐘輸入； TDI：測試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過TDI輸入JTAG接口； TDO： 測試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過TDO從JTAG接口輸出； TMS： 測試模式選擇，TMS用來設(shè)置JTAG接口處于某種特定的測試模式； TRST： 測試復(fù)位，輸入引腳，低電平有效。(為可選引腳，并非每個JTAG接口都需要)。第第4章章 電子元器件與集成電路測量電子元器件與集成電路測量 圖4.30 具有JTAG接口的IC內(nèi)部BSR單元與引腳關(guān)系內(nèi)部邏輯數(shù)據(jù)寄存器指令寄存器旁路寄存器測試訪問端口控制器TDITMSTDOTCK邊界掃描寄存器BSR芯片引腳第第4章章 電子元器件