張 靜，水銘旗

(中國電子科技集團公司第四十七研究所，沈陽110032)

1 引言

隨著半導體集成電路事業(yè)的飛速發(fā)展，對半導體集成電路的性能要求越來越高，為了保證集成電路的質量，半導體集成電路的測試技術就非常重要。半導體集成電路的測試主要包括功能測試、靜態(tài)參數(shù)測試、動態(tài)參數(shù)測試。這些參數(shù)是用來衡量電路功能、性能是否符合規(guī)范或者用戶要求的指標?，F(xiàn)簡單介紹一下靜態(tài)參數(shù)的概念、基本測試原理及方法。

2 靜態(tài)參數(shù)簡介

靜態(tài)參數(shù)測試是檢驗電路中晶體管開關閉合的狀態(tài)是否正確的指標，電路基本邏輯實現(xiàn)后，是否可以應用到具體設備上，是否符合用戶需求，還要看其靜態(tài)參數(shù)是否符合要求。

靜態(tài)參數(shù)也叫做直流參數(shù)，現(xiàn)介紹幾個主要的靜態(tài)參數(shù):

(1)輸入高電平電壓VIH，輸入低電平電壓VIL

定義:使輸出端電平為規(guī)定值時，輸入端所施加的最小高電平電壓為VIH。

使輸出端電平為規(guī)定值時，輸入端所施加的最大低電平電壓為VIL。

(2)輸出高電平電壓VOH，輸出低電平電壓VOL

定義:輸入端在施加規(guī)定的電平下，使輸出端為邏輯高電平H時的電壓為VOH。

輸入端在施加規(guī)定的電平下，使輸出端為邏輯低電平L時的電壓為VOL。

(3)輸入高電平電流IIH，輸入低電平電流IIL

定義:輸入端在施加規(guī)定的高電平電壓VIH時流入器件的電流為IIH。

輸入端在施加規(guī)定的低電平電壓VIL時流出器件的電流為IIL。

(4)輸出高電平電流IOH，輸出低電平電流IOL

定義:輸入端在施加規(guī)定的電平使輸出為高電平H時，輸出端施加規(guī)定的電平下流出器件的電流為IOH。

輸入端在施加規(guī)定的電平使輸出為低電平L時，輸出端施加規(guī)定的電平下流入器件的電流為IOL。

(5)輸出高阻態(tài)時高電平電流IOZH，輸出高阻態(tài)時低電平電流IOZL

定義:三態(tài)輸出的器件，三態(tài)控制端在施加規(guī)定的電平使輸出為高阻態(tài)下，輸出端施加規(guī)定的高電平電壓VO時流入器件的電流為IOZH。

三態(tài)輸出的器件，三態(tài)控制端在施加規(guī)定的電平使輸出為高阻態(tài)下，輸出端施加規(guī)定的低電平電壓VO時流出器件的電流為IOZL。

(6)電源電流IDD

定義:輸入端在施加規(guī)定的電平下，經(jīng)電源端流入器件的電流。

3 靜態(tài)參數(shù)測試原理

靜態(tài)參數(shù)測試是在大規(guī)模集成電路測試系統(tǒng)上完成的，以26C31為例介紹一下各參數(shù)的測試方法。

簡單例舉26C31的幾個靜態(tài)參數(shù)來介紹測試方法。其電特性如表1所示。

表1 26C31靜態(tài)參數(shù)表(摘錄)

(1)輸入高電平電壓VIH，輸入低電平電壓VIL的測試

輸入高、低電平的測試有兩種方法，一是掃描測試法，二是功能驗證法。大都采用第二種方法:首先設置電源電壓VDD=5V，輸入端的輸入高電平設置為2.0V，輸入端的輸入低電平設置為0.8V，測試電路的功能，如果功能通過，就證明輸入高、低電平合格;如果功能沒能通過，就證明輸入高、低電平不合格。

(2)輸出高電平電壓VOH，輸出低電平電壓VOL的測試

輸出高電平電壓VOH的測試:首先設置電源電壓VDD=4.5V，輸入端的輸入高電平設置為2.0V，輸入端的輸入低電平設置為0.8V，被測輸出端為邏輯高電平時，被測輸出端強制-20mA的電流，測試輸出端的電壓值，若大于2.5V，合格;否則，失效。

輸出低電平電壓VOL的測試:首先設置電源電壓VDD=5.5V，輸入端的輸入高電平設置為2.0V，輸入端的輸入低電平設置為0.8V，被測輸出端為邏輯低電平時，被測輸出端強制20mA的電流，測試輸出端的電壓值，若小于0.5V，合格;否則，失效。

需要說明的是在測試輸出高、低電平的同時也驗證了輸出高電平電流IOH和輸出低電平電流IOL。測試時強制的電流值就是輸出高電平電流IOH和輸出低電平電流IOL的極限值。輸出高、低電平合格，就證明輸出高、低電平電流合格。

(3)輸入高電平電流IIH，輸入低電平電流IIL的測試

輸入高電平電流IIH的測試:首先設置電源電壓VDD=5.5V，輸入端的高電平設置為2.0V，低電平設置為0.8V，被測輸入端強制2.0V的電壓，測得電流就是輸入高電平電流IIH，若在-1.0uA和1.0uA之間，參數(shù)就合格;否則，失效。

輸入低電平電流IIL的測試:首先設置電源電壓VDD=5.5V，輸入端的高電平設置為2.0V，低電平設置為0.8V，被測輸入端強制0.8V的電壓，測得電流就是輸入低電平電流IIL，若在-1.0uA和1.0uA之間，參數(shù)就合格;否則，失效。

(4)輸出高阻態(tài)時高電平電流IOZH，輸出高阻態(tài)時低電平電流IOZL的測試

輸出高阻態(tài)時高電平電流IOZH:首先設置電源電壓VDD=5.5V，輸入端的高電平設置為2.0V，低電平設置為0.8V，使能端口ENABLE設置邏輯0，/ENABLE設置邏輯1，使被測輸出端為高阻態(tài)，被測輸入端強制5.5V的電壓，測得電流就是輸出高電平電流IOZH，若在-5.0uA和5.0uA之間，參數(shù)就合格;否則，失效。

輸出高阻態(tài)時低電平電流IOZL的測試:首先設置電源電壓VDD=5.5V，輸入端的高電平設置為2.0V，低電平設置為0.8V，使能端口ENABLE設置邏輯0，/ENABLE設置邏輯1，使被測輸出端為高阻態(tài)，被測輸入端強制0V的電壓，測得電流就是輸出低電平電流IOZL，若在-5.0uA和5.0uA之間，參數(shù)就合格;否則，失效。

(5)電源電流IDD的測試

首先設置電源電壓VDD=5.5V，輸入端的高電平設置為5.5V，低電平設置為0V，使電路處于靜態(tài)，輸出端開路，測試流經(jīng)電源的電流，如果小于500uA，參數(shù)合格;否則失效。

4 測試中應該注意的問題

在進行電路測試時，我們要注意的是要完全按照技術指標或詳細規(guī)范來進行測試，規(guī)范和指標沒有明確提出的測試條件，我們要按照最嚴格的情況設置。電路測試要力求做到嚴格、準確、有效。比如電源電壓的設置和測試碼點生成調(diào)制的好壞就會直接影響到測試結果的正確與否。

4.1 電源電壓的設置問題

參數(shù)測試時電源電壓的設置都應是最嚴格的條件，比如電源電流測試時設置VDD=5.5V，該條件下測試的電源電流值比VDD=4.5V或5.0V時測得的值都大，電壓越大電流越大，而電源電流是越小越好，說明其功耗小省電，所以在VDD=5.5V時測試電源電流最嚴格;測試輸出高電平時，設置VDD=4.5V，該條件下測得的電壓值就比VDD=5.5V或5.0V時測得的值都小，輸出高電平電壓應該是越大越好，說明其帶載能力強;相反地，測試輸出低電平時，設置VDD=5.5V，該條件下測得的電壓值就比VDD=4.5V或5.0V時測得的值都大，而輸出低電平電壓是越小越好，說明其帶載能力強;還有輸入漏電流測試時電壓都設置為5.5V，該條件下測試出的電流是大的，而漏電流也是越小越好。電路的參數(shù)都應是在極限條件下測試的，也就是在最差、最嚴格的條件下進行測試，只有這樣才能保證所測電路的性能達標。

4.2 完善的測試碼點

電路的邏輯是否正確需要用測試碼點來驗證，而測試碼點覆蓋率的高低，碼點調(diào)制的是否合理、正確，直接影響到測試程序的正確有效性。完善的測試碼點能夠有效地測試出電路邏輯功能的正確與否。所以應盡量提高測試碼點的覆蓋率，保證測試碼點的合理正確，從而篩選出存在邏輯缺陷的電路，以保證用戶在使用中不出現(xiàn)問題。

5 結束語

以上簡單介紹了靜態(tài)參數(shù)的概念，測試原理及方法，并以26C31為例，簡單介紹了輸入高電平、低電平，輸出高電平、低電平，輸入電流，輸出高阻態(tài)電流，電源電流等幾個主要靜態(tài)參數(shù)在測試系統(tǒng)上的測試方法，并且指出了在參數(shù)測試中應該注意的一些問題。

［1］ 國家標準局.GB 3834-83半導體集成電路CMOS電路測試方法的基本原理［S］.中國標準出版社，2007:22-23.

［2］ National Semiconductor. DS008574 DS26C31T/DS26C31M COMS Quad TRI-STATE Differential Line Driver［S］.National Semiconductor Corporation，1998.