[发明专利]集成电路直流参数测试的测量单元电路

说明书

本发明属于集成电路测试领域，为进行集成电路直流参数测试的精密测量单元电路测试，准确对被测器件施加电压/电流和测量相应的响应电压/电流值，具有工作速度快、精度高、成本低且系统可移植性强的优点。为此，本发明，集成电路直流参数测试的测量单元电路，由现场可编程门阵列FPGA、模/数转换器ADC、数/模转换器DAC、运算放大器、功率放大器和继电器开关构成，FPGA根据输入的指令经DAC、运算放大器、功率放大器给被测器件施加激励值，被测器件对所述激励做出的响应经ADC发送给FPGA，由FPGA输出测试结果，继电器开关用来完成对电路测量模式切换和量程选择的控制。本发明主要应用于集成电路测试场合。

技术领域

本发明属于集成电路测试领域，具体来说是一种基于现场可编辑门整列(FPGA)的测试集成电路直流参数的关键单元精密测量单元(PMU)的设计方法，本质上是搭建高精度测量电路和逻辑控制的问题。具体涉及集成电路直流参数测试的PMU电路。

背景技术

集成电路测试是集成电路生产周期中十分重要的一环，是验证集成电路质量和性能的重要手段，与集成电路设计、集成电路制造一起并称为集成电路的三大关键技术。直流参数测试是集成电路测试中的关键一环，是生产应用的重要保障。随着集成电路产业的发展，芯片的功能越来越复杂，这也给测试机的性能要求和制造成本带来了极大的挑战。集成电路直流参数的测试因为可以快速检测芯片性能，受到了测试行业的广泛关注。对于集成电路制造企业来说，直流参数测试一般是同通过购买国外大型测试机台来实现，这些测试机价格昂贵，软硬件的升级和维护也会产生巨大费用，极大的增加了企业生产研发成本，还会对国外供应商形成依赖，不利于我国半导体行业的发展。我国测试技术的研究起步较晚，国内相关人才严重缺失，先进测试技术由发达国家垄断，设备虽已有不少型号，但是在性能、通用性和工艺上与国外的测试设备相比有很大的不足，开展集成电路测试技术的研究对我国集成电路产业的发展具有重要意义。

精密测量单元是直流参数测试的核心单元，能够对被测器件(DUT)施加激励与测量响应。对于PMU电路的设计方法一般有两种，一种是采用专用PMU测量芯片如AD5522，AD5522是ADI公司新推出的一个四通道PMU芯片，最高可以实现不区分量程的-12V到+12V的电压输出与测量。但随着集成电路的不断发展，对测试范围和测量精度的要求越来越高，专用测量芯片很多时候无法满足测试需求，因此，集成电路直流参数测试在高精度低成本方向的发展受到高度关注，得到了进一步的研究。PMU电路的第二种设计方法就是采用模/数转换器(ADC)，数/模转换器(DAC)，运算放大器，功率放大器和继电器等分立器件搭建功能电路。

基于以上背景，深入研究采用分立器件搭建的直流参数测试PMU电路，结合行业发展需求，找到影响测量精度的关键因素，采用分立器件搭建的PMU电路有如下三个优点：

1.具有更高的测试精度，测试量程可调，能够满足更高的测试需求。

2.便于软硬件系统的升级和维护。

3.易于实现，具有较低的成本。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出用于集成电路直流参数测试的精密测量单元电路的设计方法，可准确对被测器件施加电压/电流和测量相应的响应电压/电流值，具有工作速度快、精度高、成本低且系统可移植性强的优点。为此，本发明采取的技术方案是，集成电路直流参数测试的测量单元电路，由现场可编程门阵列FPGA、模/数转换器ADC、数/模转换器DAC、运算放大器、功率放大器和继电器开关构成，FPGA根据输入的指令经DAC、运算放大器、功率放大器给被测器件施加激励值，被测器件对所述激励做出的响应经ADC发送给FPGA，由FPGA输出测试结果，继电器开关用来完成对电路测量模式切换和量程选择的控制。

所述测量单元电路有四种工作模式：加电压测电流FVMI、加电压测电压FVMV、加电流测电压FIMV和加电流测电流FIMI；