CN103698595A - 测试集成电路电流的电路及方法 - Google Patents

Abstract

一种测试集成电路电流的电路及方法，所述测试集成电路电流的电路包括运算放大器、采样电阻和模数转换器，其中，所述运算放大器的第一输入端适于连接所述集成电路的待测电流输出端，所述运算放大器的第二输入端适于输入驱动电压，所述驱动电压与所述待测电流输出端的电压相等；所述采样电阻的一端连接所述运算放大器的第一输入端和所述模数转换器的第一输入端，所述采样电阻的另一端连接所述运算放大器的输出端和所述模数转换器的第二输入端。本发明技术方案提供的测试集成电路电流的电路及方法，能够降低测试集成电路电流的成本。

Description

测试集成电路电流的电路及方法

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种测试集成电路电流的电路及方法。

背景技术

集成电路是将晶体管、二极管等有源元件和电阻器、电容器等无源元件，按照一定的电路互联集成在一块半导体单晶片上，从而完成特定功能的电路或者系统。随着半导体制造工艺的快速发展，芯片的特征尺寸不断缩小，集成电路已经成为电子制造业的基础和核心，支持并推动着相关产业的繁荣与发展。

在集成电路的制造和使用过程中，通常需要对流过集成电路中某一线路的电流（以下简称集成电路电流）进行测试。现有技术中，通常采用精密测量单元（PMU，Precision Measurement Unit）测试集成电路电流。精密测量单元用于精确的直流参数测量，它能驱动电流进入集成电路测试电压，或者提供电压至集成电路测试电流。

图1是采用精密测量单元测试集成电路电流的系统结构示意图。参考图1，精密测量单元11包括驱动单元13和测量单元14。所述驱动单元13适于向集成电路12提供电流或电压；所述测量单元14适于测试所述集成电路12的电压或电流。

具体地，测试所述集成电路12的电流时，由所述驱动单元13施加电压至所述集成电路12，施加电压后，所述集成电路12电流输入所述测量单元14，由所述测量单元14测量所述集成电路12的电流。

然而，由于所述精密测量单元11价格较贵，因此，使用所述精密测量单元11测试所述集成电路12的电流成本较高。

发明内容

本发明解决的是测试集成电路电流成本高的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种测试集成电路电流的电路，包括运算放大器、采样电阻和模数转换器，其中，

所述运算放大器的第一输入端适于连接所述集成电路的待测电流输出端，所述运算放大器的第二输入端适于输入驱动电压，所述驱动电压与所述待测电流输出端的电压相等；

所述采样电阻的一端连接所述运算放大器的第一输入端和所述模数转换器的第一输入端，所述采样电阻的另一端连接所述运算放大器的输出端和所述模数转换器的第二输入端。

可选的，所述模数转换器适于将所述采样电阻两端的电压差转换为数字电压。

可选的，所述驱动电压的电压值低于所述运算放大器的电源电压的电压值。

可选的，所述采样电阻两端的电压差低于所述运算放大器的电源电压与所述驱动电压的电压差。

基于上述测试集成电路电流的电路，本发明还提供一种测试集成电路电流的方法，包括：

施加驱动电压至所述运算放大器的第二输入端，所述驱动电压与所述集成电路的待测电流输出端的电压相等；

所述施加驱动电压至所述运算放大器的第二输入端后，获得所述模数转换器输出的数字电压；

根据所述数字电压获得流过所述采样电阻的电流，所述流过所述采样电阻的电流即为所述待测电流。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

利用运算放大器的虚断特性，将对待测电流的测试转换为对采样电阻两端的电压差进行测试，通过模数转换器将所述采样电阻两端的电压差转换为数字电压，所述采样电阻两端的电压差与所述采样电阻的比值即为所述待测电流。本发明技术方案的测试集成电路电流的电路，仅包括一个运算放大器、一个采样电阻和一个模数转换器，电路结构简单，降低了测试集成电路电流的成本。

进一步，所述运算放大器的第一输入端连接集成电路的待测电流输出端，所述运算放大器的第二输入端输入与所述待测电流输出端的电压相等的驱动电压，根据运算放大器的虚短特性，所述运算放大器的第一输入端的电压等于所述驱动电压，即与所述待测电流输出端的电压相等。因此，在测试所述待测电流时，本发明技术方案的测试集成电路电流的电路不会改变所述待测电流输出端的电压，测试得到的电流准确度高。

附图说明

图1是采用精密测量单元测试集成电路电流的系统结构示意图；

图2是本发明实施方式的测试集成电路电流的电路结构示意图；

图3是本发明实施方式的测试集成电路电流的方法流程图。

具体实施方式

正如背景技术中所描述的，现有技术中通常采用精密测量单元测试集成电路电流。精密测量单元用于精确的直流参数测量，但是价格较贵，使用精密测量单元测试集成电路的电流成本较高。

本发明技术方案提供一种结构简单的测试集成电路电流的电路，能够降低测试集成电路电流的成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2是本发明实施方式的测试集成电路电流的电路，所述集成电路为能够完成特定功能的电路或者系统，所述集成电路电流为流过所述集成电路中某一线路的电流，即待测电流。

参考图2，所述测试集成电路电流的电路包括运算放大器OPA、采样电阻Rs和模数转换器AD。

所述运算放大器OPA的第一输入端适于输入待测电流Im，即测试所述待测电流Im时，所述运算放大器OPA的第一输入端连接所述集成电路的待测电流输出端。所述待测电流输出端可以为所述集成电路的输出引脚，也可以为位于所述集成电路中的测试焊盘。例如，在集成电路封装前测试所述待测电流，所述待测电流输出端为位于所述集成电路中的测试焊盘；在集成电路封装后测试所述待测电流，所述待测电流输出端为所述集成电路的输出引脚。

所述运算放大器OPA的第二输入端适于输入驱动电压Vf，所述驱动电压Vf与所述待测电流输出端的电压相等。所述待测电流输出端的电压为已知量，具体电压值在电路设计时已确定，因此，根据所述电流输出端的电压可以确定所述驱动电压Vf的电压值。

为保证所述运算放大器OPA的正常工作，所述驱动电压Vf的电压值应当低于所述运算放大器OPA的电源电压的电压值，因此，根据所述驱动电压Vf的电压值，可以确定所述运算放大器OPA的电源电压的电压值。

需要说明的是，所述运算放大器OPA的第一输入端可以为同相输入端，也可以为反相输入端；相应地，所述运算放大器OPA的第二输入端可以为反相输入端，也可以为同相输入端。

所述采样电阻Rs的一端连接所述运算放大器OPA的第一输入端和所述模数转换器AD的第一输入端，所述采样电阻Rs的另一端连接所述运算放大器OPA的输出端Vo1和所述模数转换器AD的第二输入端。

所述采样电阻Rs的电阻值与所述运算放大器OPA的电源电压和所述待测电流Im的大小相关。具体地，所述采样电阻Rs与所述待测电流Im的乘积低于所述运算放大器OPA的电源电压与所述驱动电压Vf的电压差，即所述采样电阻Rs两端的电压差低于所述运算放大器OPA的电源电压与所述驱动电压Vf的电压差。通常，所述待测电流Im的电流值范围是确定的，因此，可以确定所述采样电阻Rs的电阻值。

所述模数转换器AD适于将其第二输入端和第一输入端接收的电压的电压差转换为数字电压，即将所述采样电阻Rs两端的电压差转换为数字电压，所述数字电压由所述模数转换器AD的输出端Vo2输出。所述模数转换器AD可以为积分型模数转换器、逐次比较型模数转换器、并行比较型模数转换器以及串行比较型模数转换器等其他形式的模数转换器，本发明对此不作限定。

需要说明的是，本发明实施方式的测试集成电路电流的电路，可以与集成电路制作在一起，也可以设置在对集成电路进行测试的测试机台上，具体可根据实际应用确定。

为更好地说明本实施方式的测试集成电路电流的电路效果，下面结合附图对所述测试集成电路电流的电路的工作原理进行说明。

参考图2，根据运算放大器的虚断特性，流过所述采样电阻Rs的电流即为所述待测电流Im。所述采样电阻Rs的电阻值确定，所述采样电阻Rs两端的电压差为所述模数转换器AD的输出端Vo2输出的数字电压，因此，根据欧姆定律可以获得流过所述采样电阻Rs的电流：I=U/R，其中，I表示流过所述采样电阻Rs的电流的电流值（即待测电流Im的电流值），U表示所述采样电阻Rs两端的电压差，R表示所述采样电阻Rs的电阻值。

本发明技术方案的测试集成电路电流的电路，仅包括所述运算放大器OPA、采样电阻Rs和模数转换器AD，电路结构简单，降低了测试集成电路电流的成本。

进一步，所述运算放大器OPA的第一输入端连接集成电路的待测电流输出端，所述运算放大器OPA的第二输入端输入与所述待测电流输出端的电压相等的驱动电压Vf，根据运算放大器的虚短特性，所述运算放大器OPA的第一输入端的电压等于所述驱动电压Vf，即与所述待测电流输出端的电压相等。因此，在测试所述待测电流Im时，所述待测电流输出端的电压不会改变，测试得到的电流准确度高。

基于上述测试集成电路电流的电路，本发明实施方式还提供一种测试集成电路电流的方法。图3是本发明实施方式的测试集成电路电流的方法流程示意图，参考图3，所述测试集成电路电流的方法包括：

步骤S31：施加驱动电压至所述运算放大器的第二输入端。所述驱动电压与所述集成电路的待测电流输出端的电压相等，可以由带隙基准源提供，也可以由对集成电路进行测试的测试机台提供。

所述施加驱动电压至所述运算放大器的第二输入端后，执行步骤S32：获得所述模数转换器输出的数字电压。

步骤S33：根据所述数字电压获得流过所述采样电阻的电流。所述数字电压对应的模拟量即为所述采样电阻两端的电压差，根据欧姆定律，流过所述采样电阻的电流等于所述采样电阻两端的电压差除以所述采样电阻的电阻值，所述流过所述采样电阻的电流即为所述待测电流。

综上所述，本发明技术方案提供的测试集成电路电流的电路及方法，降低了测试集成电路电流的成本。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (5)

1.一种测试集成电路电流的电路，其特征在于，包括运算放大器、采样电阻和模数转换器，其中，

所述运算放大器的第一输入端适于连接所述集成电路的待测电流输出端，所述运算放大器的第二输入端适于输入驱动电压，所述驱动电压与所述待测电流输出端的电压相等；

所述采样电阻的一端连接所述运算放大器的第一输入端和所述模数转换器的第一输入端，所述采样电阻的另一端连接所述运算放大器的输出端和所述模数转换器的第二输入端。

2.如权利要求1所述的测试集成电路电流的电路，其特征在于，所述模数转换器适于将所述采样电阻两端的电压差转换为数字电压。

3.如权利要求1所述的测试集成电路电流的电路，其特征在于，所述驱动电压的电压值低于所述运算放大器的电源电压的电压值。

4.如权利要求1所述的测试集成电路电流的电路，其特征在于，所述采样电阻两端的电压差低于所述运算放大器的电源电压与所述驱动电压的电压差。

5.一种采用如权利要求1至4任意一项所述的测试集成电路电流的电路测试集成电路电流的方法，其特征在于，包括：

施加驱动电压至所述运算放大器的第二输入端，所述驱动电压与所述集成电路的待测电流输出端的电压相等；

所述施加驱动电压至所述运算放大器的第二输入端后，获得所述模数转换器输出的数字电压；

根据所述数字电压获得流过所述采样电阻的电流，所述流过所述采样电阻的电流即为所述待测电流。

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