集成電路測(cè)量ppt課件

1、第第4章章 電子元器件與集成電路測(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 集成電路的測(cè)試方法集成電路的測(cè)試方法4.3.1 中小規(guī)模集成電路的一般測(cè)試1. 模擬集成電路的測(cè)試1） 線性芯片測(cè)試掌握了對(duì)運(yùn)算放大器的特性的測(cè)量原理與方法，也即掌握了對(duì)一般線性集成電路的測(cè)試方法。理想的運(yùn)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(shí)，Uo=0。第第4章章 電子元器件與集成電路測(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 圖4.23 基本的運(yùn)算放大器電路AvRoUinUinRinUo第第4章章 電子元器件與集成電路測(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量

2、(1) 運(yùn)算放大器開環(huán)輸入阻抗的測(cè)量。運(yùn)算放大器的輸入阻抗由兩輸入端之間和每個(gè)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(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 圖4.24 測(cè)量運(yùn)算放大器開環(huán)輸入阻抗2Rc2RcRin反相輸入同相輸入U(xiǎn)o第第4章章 電子元器件與集成電路測(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)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(shí)，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(cè)量運(yùn)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(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 圖4.25 運(yùn)算放大器基

3、本測(cè)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(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 (2) 運(yùn)算放大器開環(huán)增益Av的測(cè)量。 Av的測(cè)量方法仍采用如圖4.24所示測(cè)量運(yùn)算放大器的輸入阻抗的方法。因?yàn)锳v=Uo/Ui，且所以331010100100100SsiUUUSvUUA1000第第4章章 電子元器件與集成電路測(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 (3) 運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換速率（ Sr ）的測(cè)量。運(yùn)算放大器能夠?qū)⒄倚盘?hào)轉(zhuǎn)化為矩形波，這種大信號(hào)工作特性一般用Sr來(lái)表征，可以用示波器來(lái)測(cè)量。具體測(cè)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(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 圖4.26 運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換速率的測(cè)量（a） 測(cè)量運(yùn)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(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 2） 一般模擬集成芯片的測(cè)試(1) 性能指標(biāo)測(cè)量。圖4.27是單片集成鎖相環(huán)CD4046的測(cè)試電路。第第4章章 電子元器件與集成電路測(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 圖4.27 CD4046性能測(cè)試電路U(t)示波器CD4046頻率計(jì)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(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 (2) 集成芯片的在線測(cè)試。在調(diào)試和維修工作中，常常對(duì)已焊接在電子線路板上的集成芯片是否正常產(chǎn)生疑問(wèn)。這時(shí)采用在線測(cè)試的方法，可以解決大多數(shù)問(wèn)題。在線測(cè)試一般有以下幾種方法： 電阻測(cè)量法： 電壓測(cè)量法： 信號(hào)注入法： 第第4章章 電子元器件與集成電路測(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 在圖4.28所示的電路中，正常時(shí)多引腳對(duì)地電壓如表4.2所示。2. 數(shù)字集成電路的測(cè)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(shí)間、延遲時(shí)間、功率消耗等等。 第第4章章 電子元器件與集成電路測(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)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(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 表4.2 PC1353各引腳對(duì)地電壓測(cè)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(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 4.3.2 集成電路測(cè)試儀集成電路測(cè)試儀或測(cè)試系統(tǒng)是用于集成電路設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、生產(chǎn)測(cè)試的專用儀器系統(tǒng)），按測(cè)試門類可分為數(shù)字集成電路測(cè)試儀、存儲(chǔ)器測(cè)試儀、模擬與混合信號(hào)電路測(cè)試儀、在線測(cè)試系統(tǒng)和驗(yàn)證系統(tǒng)等。由于這些測(cè)試儀的測(cè)試對(duì)象、測(cè)試方法以及測(cè)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(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 4.3.3 大規(guī)模數(shù)字集成電路的JTAG測(cè)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(cè)試儀價(jià)格昂

8、貴，利用它來(lái)解決這些集成電路在產(chǎn)品研發(fā)、消費(fèi)、維修中的測(cè)試問(wèn)題，對(duì)于廣大普通用戶來(lái)說(shuō)是不現(xiàn)實(shí)的。 IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)支持以下3種測(cè)試功能： (1) 內(nèi)部測(cè)試IC內(nèi)部的邏輯測(cè)試； (2) 外部測(cè)試IC間相互連接的測(cè)試； (3) 取樣測(cè)試IC正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)取樣測(cè)試。第第4章章 電子元器件與集成電路測(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 BSC起著把輸入輸出信號(hào)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(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 圖4.29 可掃描設(shè)計(jì)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(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)量 增加了BSC和相應(yīng)的控制部分后，一個(gè)器件的管腳也要相應(yīng)增加四個(gè)或五個(gè)，即如下JTAG引腳(如圖4.30所示)： TCK： 測(cè)試時(shí)鐘輸入； TDI：測(cè)試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過(guò)TDI輸入JTAG接口； TDO： 測(cè)試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過(guò)TDO從JTAG接口輸出； TMS： 測(cè)試模式選擇，TMS用來(lái)設(shè)置JTAG接口處于某種特定的測(cè)試模式； TRST： 測(cè)試復(fù)位，輸入引腳，低電平有效。(為可選引腳，并非每個(gè)JTAG接口都需要)。第第4章章 電子元器件與集成電路測(cè)量電子元器件與集成電路測(cè)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(cè)試訪問(wèn)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