CN115421026A - 对批量pd芯片的老化测试方法、电路及系统 - Google Patents

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CN115421026A CN202211111616.7A CN202211111616A CN115421026A CN 115421026 A CN115421026 A CN 115421026A CN 202211111616 A CN202211111616 A CN 202211111616A CN 115421026 A CN115421026 A CN 115421026A
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傅焰峰
严杰
刘智航
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Abstract

本发明公开了一种对批量PD芯片的老化测试方法、电路及系统，涉及PD芯片测试领域。该方法的步骤包括：分别为每片PD芯片串联至少一块测试采样电阻和一个运算放大器后，为每片PD芯片输出相同的老化电压进行老化测试，测试过程中通过运算放大器来保证每片PD芯片的电压相同，老化测试过程中，实时输出测试数据。本发明在对批量的PD芯片进行老化测试时，能够保证每片PD芯片上的电压相同，进而保证每片PD芯片的老化条件一致，以此来提高测试数据的准确性，保证测试的可靠程度。

Description

对批量PD芯片的老化测试方法、电路及系统
技术领域
本发明涉及PD(Photo-Diode，光电二极管)芯片测试领域，具体涉及一种对批量PD芯片的老化测试方法、电路及系统。
背景技术
作为光信号接收的载体，PD芯片广泛应用于光通信领域。PD芯片的可靠性测试是评估其批量应用的重要环节，可靠性测试的效果直接关系到芯片寿命的评判。PD芯片的可靠性测试，一般是将芯片带电运行于不同的老化环境下，通过周期监测芯片参数的变化，来反映芯片的特性。
目前对批量PD芯片可靠性测试方法一般为：将所有PD芯片放置于老化箱内，在每片PD芯片的管脚上串联采样电阻后，分别为每片PD芯片的加载相同的老化电压(即每片PD芯片相互独立)，通过检测采样电阻的电压值，获取PD芯片的老化数据，例如PD芯片的电流、分载在PD芯片上的电压等数据。
上述方法存在的缺陷为：对于同一批PD芯片，因制造、设计等因素，不同的PD芯片的电流数据会有一定的差别。当采用同一老化电压对一批PD芯片进行老化时，不同PD芯片的电流数据差异会导致采样电阻上的电压不同，进而使得实际分载在不同PD芯片上的老化电压不同。
由此可知，通过上述方法批量对PD芯片进行测试时，不同的PD芯片的实际测试条件和测试环境存在差异，进而大幅度降低测试得出的老化数据的准确性，随着也降低了测试的可靠性。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：在对批量的PD芯片进行老化测试时，如何保证每片PD芯片上的电压相同，进而保证每片PD芯片的老化条件一致，以此来提高测试数据的准确性，保证测试的可靠程度。
为达到以上目的，本发明提供的对批量PD芯片的老化测试方法，包括以下步骤：分别为每片PD芯片串联至少一块测试采样电阻和一个运算放大器后，为每片PD芯片输出相同的老化电压进行老化测试，测试过程中通过运算放大器来保证每片PD芯片的电压相同，老化测试过程中，实时输出测试数据。
本发明提供的对批量PD芯片的老化测试电路，包括电容和测试采样电阻，还包括运算放大器，运算放大器的负极与电容的输入端、以及测试采样电阻的输入端并联，运算放大器的正极接地；老化测试电路与PD芯片连接时：PD芯片的输入端接入老化电压，输出端分别与运算放大器的负极、以及电容C1和测试采电阻样的输入端相连。
在上述技术方案的基础上，该电路还包括保险丝，电路与PD芯片连接时，保险丝与PD芯片串联。
本发明提供的基于上述电路的对批量PD芯片的老化测试系统，包括处理器和与其连接的电源模块，还包括ADC模块和至少1个所述老化测试电路，每个老化测试电路的输入端与电源模块电连接，输出端通过ADC模块与处理器电连接；
处理器用于：为电源模块设置指定的老化电压，接收ADC模块发送的老化数据；
电源模块用于：为老化测试电路输出指定的老化电压；
老化测试电路用于：输出模拟老化信号至ADC模块；
ADC模块用于：将模拟老化信号转化为数字老化信号后传输至处理器。
在上述技术方案的基础上，所述电源模块包括串联的电源芯片、数字可调电阻和电源电压采样电阻，电源芯片与处理器电连接；
数字可调电阻用于：接收处理器的控制，通过改变电阻值来控制电源模块的实际输出电压；
电源采样电阻用于：通过自身的电压值，来供处理器判断电源模块的实际输出电压是否与指定的老化电压相同，若不是，则控制数字可调电阻进行调节。
在上述技术方案的基础上，该系统还包括与处理器电连接的数据显示设置模块，其用于：供操作人员设置老化电压并传输至处理器，接收处理器的老化数据并进行显示。
在上述技术方案的基础上，所述处理器采用MCU，所述数据显示设置模块采用上位机。
在上述技术方案的基础上，所述ADC模块包括至少1片多路采集通道的ADC芯片，每个老化测试电路中的输出端与一片ADC芯片的1路采集通道电连接。
在上述技术方案的基础上，该系统还包括多路电路切换开关，至少2路老化测试电路通过1个多路电路切换开关与一片ADC芯片的一路采集通道电连接；多路电路切换开关用于：在处理器的控制下，依次分时切换老化测试电路。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的方法通过运算放大器和固定的输出电压，在测试过程中能够保证每片PD芯片的电压相同。因此，本发明对批量的PD芯片进行老化测试时，即使PD芯片存在差异，也能够保证每片PD芯片上的电压相同，进而保证每片PD芯片的老化条件一致，以此来提高测试数据的准确性，保证测试的可靠程度。
(2)本发明对批量的PD芯片进行测试时，无论是不同的PD芯片，还是本来相同但是在长时间的上电老化过程中致使PD芯片性能发生改变，本发明均可通过运算放大器的调节(运算放大器的负极电压等同于运算放大器的正极电压)，来保证同一老化电压下，每片PD芯片的实际测试电压相同，进而确保了每片PD芯片的老化条件一致，提高了测试数据的准确性，保证了测试的可靠程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中对批量PD芯片的老化测试电路的电路图；
图2为本发明实施例中对批量PD芯片的老化测试系统的连接框图；
图3为本发明实施例中多路老化测试电路通过多路电路切换开关与ADC芯片连接的示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
本发明实施例中的对批量PD芯片的老化测试方法，包括以下步骤：分别为每片放置于老化箱测试版上的PD芯片，串联至少一块采样电阻和一个运算放大器后，为每片PD芯片输出相同的老化电压进行老化测试，测试过程中通过运算放大器来保证每片PD芯片的电压相同，长时间的老化测试过程中，实时输出测试数据(即芯片的老化数据)。
由此可知，本发明通过运算放大器和固定的输出电压，在测试过程中能够保证每片PD芯片的电压相同。因此，本发明对批量的PD芯片进行老化测试时，即使PD芯片存在差异，也能够保证每片PD芯片上的电压相同，进而提高了测试数据的准确性，保证了测试的可靠程度。
参见图1所示，本发明实施例中的对批量PD芯片的老化测试电路，包括运算放大器U1A、电容C1和可调的测试采样电阻R1，运算放大器U1A的负极与电容C1的输入端、以及测试采样电阻R1的输入端并联，运算放大器U1A的正极接地GND。老化测试电路与PD芯片连接时：PD芯片输入端接入老化电压VCC，输出端分别与运算放大器U1A的负极、以及电容C1和测试采电阻样的输入端相连。
老化测试电路的工作过程为：接入1片放置在老化箱测试版上的PD芯片后，为PD芯片输出老化电压，电流经过PD芯片至并联的测试采样电阻R1、电容C1和运算放大器U1A的负极，通过运算放大器U1A和测试采样电阻R1将PD芯片的老化电流转化为电压数据Vout后输出。
根据运算放大器U1A虚短虚断原理可知，因为运算放大器U1A的负极电压等同于运算放大器的正极电压；所以施加在PD芯片的电压恒定为VCC。因此，本发明对批量的PD芯片进行测试时，能够通过运算放大器U1A的调节，来保证在同一老化电压下，每片PD芯片的实际测试电压相同，进而确保了老化效果，提高了测试数据的准确性，保证了测试的可靠程度。
优选的，参见图1所示，本发明实施例中的对批量PD芯片的老化测试电路，还包括与PD芯片串联的保险丝，其用于：当PD芯片在长时间老化过程中发生短路时，老化电压会因保险丝的原因被拉低到GND，进而保护了老化电压的正常工作，进而避免用同一老化测试其他PD芯片时发生闪电老化的情况。
参见图2所示，本发明实施例中的对批量PD芯片的老化测试系统，包括处理器和与其连接的电源模块，还包括ADC(Analog-to-digital converter，模拟数字转换器)模块和至少1个上述老化测试电路，老化测试电路的数量与需要测试的PD芯片数量一一对应。每个老化测试电路的输入端与电源模块电连接，输出端通过ADC模块与处理器电连接。
处理器用于：为电源模块设置指定的老化电压，接收ADC模块发送的老化数据。
电源模块用于：为老化测试电路输出指定的老化电压。
老化测试电路用于：输出模拟老化信号至ADC模块。
ADC模块用于：将模拟老化信号转化为数字老化信号后传输至处理器。
优选的，电源模块包括串联的电源芯片(本实施例中采用直流电源芯片，例如LDO或开关电源芯片)、数字可调电阻和电源电压采样电阻，电源芯片与处理器电连接。
数字可调电阻用于：接收处理器的控制，通过改变电阻值来控制电源模块的实际输出电压。
电源采样电阻用于：通过自身的电压值，来供处理器判断电源模块的实际输出电压是否与指定的老化电压相同，若不是，则控制数字可调电阻进行调节。
优选的，参见图2所示，该系统还包括与处理器电连接的数据显示设置模块，其用于：供操作人员设置老化电压并传输至处理器，接收处理器的老化数据并进行显示。
本实施例中处理器采用MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，数据显示设置模块采用上位机。
优选的，为了提高测试效率，ADC模块包括至少1片多路采集通道的ADC芯片，每个老化测试电路中的输出端与一片ADC芯片的1路采集通道电连接。
优选的，为了节省工作能耗，降低整体的测试成本，参见图3所示，该系统还包括多路电路切换开关，至少2路老化测试电路通过1个多路电路切换开关与一片ADC芯片的一路采集通道电连接。多路电路切换开关用于：在处理器的控制下，依次分时切换老化测试电路，以实现分时对各个老化测试电路的测试数据进行采集。
本实施例中需要测试的PD芯片的数量为100片，即老化测试电路的数量为100，在此情况下，ADC模块中设置6片16路通道的ADC芯片；参见图3所示，多路电路切换开关选用4路电路切换开关，每4路老化测试电路通过1个4路电路切换开关与一片ADC芯片的一路采集通道电连接。图3中的4路老化测试电分别使用的是一个四通道运算放大器的四个部分，具体为：
(1)保险丝1、PD芯片1、测试采样电阻R1、电容C1和运算放大器U1A；
(2)保险丝2、PD芯片2、测试采样电阻R2、电容C2和运算放大器U1B；
(3)保险丝3、PD芯片3、测试采样电阻R3、电容C3和运算放大器U1C；
(4)保险丝4、PD芯片4、测试采样电阻R4、电容C4和运算放大器U1D。
在实际应用中，ADC芯片的数量，ADC芯片的通道(例如4路、8路等)数量、以及多路电路切换开关的电路切换数量可根据需要测试的PD芯片的数量选取；以ADC芯片为例，若ADC芯片较多，则电路元器件的成本较高，若减少ADC芯片数量，则会提高ADC芯片中的设计负责程度。因此，对上述器件的选取原则为优先考虑综合性价比。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读存储介质上，计算机可读存储介质可以包括计算机可读存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。
如本领域普通技术人员公知的，术语计算机可读存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机可读存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
示例性的，计算机可读存储介质可以是前述实施例的电子设备的内部存储单元，例如电子设备的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
以上仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种对批量PD芯片的老化测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：分别为每片PD芯片串联至少一块测试采样电阻和一个运算放大器后，为每片PD芯片输出相同的老化电压进行老化测试，测试过程中通过运算放大器来保证每片PD芯片的电压相同，老化测试过程中，实时输出测试数据。
2.一种对批量PD芯片的老化测试电路，包括电容和测试采样电阻，其特征在于：该电路还包括运算放大器，运算放大器的负极与电容的输入端、以及测试采样电阻的输入端并联，运算放大器的正极接地；老化测试电路与PD芯片连接时：PD芯片的输入端接入老化电压，输出端分别与运算放大器的负极、以及电容C1和测试采电阻样的输入端相连。
3.如权利要求2所述的对批量PD芯片的老化测试电路，其特征在于：该电路还包括保险丝，电路与PD芯片连接时，保险丝与PD芯片串联。
4.一种基于权利要求2或3所述电路的对批量PD芯片的老化测试系统，其特征在于：该系统包括处理器和与其连接的电源模块，还包括ADC模块和至少1个所述老化测试电路，每个老化测试电路的输入端与电源模块电连接，输出端通过ADC模块与处理器电连接；
处理器用于：为电源模块设置指定的老化电压，接收ADC模块发送的老化数据；
电源模块用于：为老化测试电路输出指定的老化电压；
老化测试电路用于：输出模拟老化信号至ADC模块；
ADC模块用于：将模拟老化信号转化为数字老化信号后传输至处理器。
5.如权利要求4所述的对批量PD芯片的老化测试系统，其特征在于：所述电源模块包括串联的电源芯片、数字可调电阻和电源电压采样电阻，电源芯片与处理器电连接；
数字可调电阻用于：接收处理器的控制，通过改变电阻值来控制电源模块的实际输出电压；
电源采样电阻用于：通过自身的电压值，来供处理器判断电源模块的实际输出电压是否与指定的老化电压相同，若不是，则控制数字可调电阻进行调节。
6.如权利要求4所述的对批量PD芯片的老化测试系统，其特征在于：该系统还包括与处理器电连接的数据显示设置模块，其用于：供操作人员设置老化电压并传输至处理器，接收处理器的老化数据并进行显示。
7.如权利要求6所述的对批量PD芯片的老化测试系统，其特征在于：所述处理器采用MCU，所述数据显示设置模块采用上位机。
8.如权利要求4所述的对批量PD芯片的老化测试系统，其特征在于：所述ADC模块包括至少1片多路采集通道的ADC芯片，每个老化测试电路中的输出端与一片ADC芯片的1路采集通道电连接。
9.如权利要求8所述的对批量PD芯片的老化测试系统，其特征在于：该系统还包括多路电路切换开关，至少2路老化测试电路通过1个多路电路切换开关与一片ADC芯片的一路采集通道电连接；多路电路切换开关用于：在处理器的控制下，依次分时切换老化测试电路。
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CN116224043A (zh) * 2023-05-04 2023-06-06 晶艺半导体有限公司 芯片均压测试系统

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