CN219590458U - 一种参数测量电路和系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种参数测量电路和系统，属于集成电路测试领域，该参数测量电路包括：DAC单元、第一开关单元、第二开关单元、FVMI测量单元以及FIMV测量单元；FVMI测量单元包括电流测量模块；FIMV测量单元包括电压测量模块；DAC单元连接第一开关单元，第一开关单元分别和FVMI测量单元以及FIMV测量单元连接，第二开关单元分别和FVMI测量单元以及FIMV测量单元连接，第二开关单元连接待测芯片；DAC单元用于输出电压或者电流，第一开关单元和第二开关单元用于选通FVMI测量单元或者FIMV测量单元。采用DAC驱动电压\电流，通过开关切换外围电路可以支持FVMI和FIMV两种工作模式，解决现有技术中仍存在的FVMI模式以及FIMV模式下的测试中PMU芯片发热量大、价格高以及灵活性较差的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于集成电路测试技术领域，更具体地，涉及一种参数测量电路和系统。
背景技术
在半导体产品设计制造以后，产品交付之前，需要进行大规模的半导体产品测试或集成电路芯片测试，其中直流测试是集成电路测试的基础，是检测电路性能和可靠性的基本判别手段。直流测试通常包括FVMI(Force Voltage Measure Current加压测流)和FIMV(ForceCurrent Measure Voltage加流测压)两种模式。
目前进行这两种模式下的测试需要用到专用的PMU(Precision MeasurementUnit精密测量单元)芯片，PMU芯片一般支持FVMI以及FIMV等工作模式，可以进行FVMI模式以及FIMV模式下的测试。然而这类专用的PMU芯片存在发热量大、价格高以及灵活性较差等等问题。
综上，现有技术中仍存在FVMI模式以及FIMV模式下的测试中PMU芯片发热量大、价格高以及灵活性较差的问题。
实用新型内容
针对相关技术的缺陷，本实用新型提供一种参数测量电路和系统，旨在解决相关技术中存在的FVMI模式以及FIMV模式下的测试中PMU芯片发热量大、价格高以及灵活性较差的问题。
所述技术方案如下：
根据本实用新型的一个方面，一种参数测量电路，包括：DAC单元、第一开关单元、第二开关单元、FVMI测量单元以及FIMV测量单元；所述FVMI测量单元包括电流测量模块；所述FIMV测量单元包括电压测量模块；所述DAC单元连接所述第一开关单元，所述第一开关单元分别和所述FVMI测量单元以及所述FIMV测量单元连接，所述第二开关单元分别和所述FVMI测量单元以及所述FIMV测量单元连接，所述第二开关单元连接待测芯片；所述DAC单元用于输出电压或者电流，所述第一开关单元和第二开关单元用于选通所述FVMI测量单元或者所述FIMV测量单元，从而对待测芯片进行FIMV模式或者FVMI模式下的测试。
可选地，所述FVMI测量单元还包括第一钳位模块；所述电流测量模块的两端分别连接所述第一开关单元和所述第一钳位模块，所述第一钳位模块的另一端连接所述第二开关单元。
可选地，所述第一钳位模块包括电压钳位电路和第一电阻；所述第一电阻的两端分别连接所述电流测量模块和所述第二开关单元，所述电压钳位电路连接于所述第一电阻和所述电流测量模块的连接点。
可选地，所述电流测量模块包括第一MOS管、mA测量子模块以及uA测量子模块；所述第一MOS管与所述mA测量子模块串联后，再与所述uA测量子模块并联。
可选地，所述参数测量电路还包括电压反馈单元，用于补偿所述FVMI测量单元带来的电压损失；所述电压反馈单元一端连接DAC单元，另一端连接于所述FVMI测量单元和第二开关单元的连接点。
可选地，所述FIMV测量单元还包括第二钳位模块；所述第二钳位模块的两端分别连接所述第一开关单元和所述电压测量模块，所述电压测量模块的另一端连接所述第二开关单元。
可选地，所述DAC单元采用数模转换芯片DAC单元8775。
可选地，所述FIMV测量单元还包括电压转换模块，用于将负电压转换为正电压。
可选地，所述第一开关单元和第二开关单元包括第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第二电阻和第三电阻；所述第二MOS管和所述第三MOS管串联，所述第二电阻一端连接所述第二MOS管和第三MOS管的栅极，所述第二电阻另一端连接一控制信号，所述第四MOS管和所述第五MOS管串联，所述第三电阻一端连接所述第四MOS管和第五MOS管的栅极，所述第三电阻另一端连接另一控制信号，串联的所述第二MOS管和所述第三MOS管的一端与串联的所述第四MOS管和所述第五MOS管的一端连接。
根据本实用新型的一个方面，一种参数测量系统，所述系统包括上述的参数测量电路。
本实用新型具有如下有益效果：
1.使用电压电流型DAC单元器件和电压\电流测量等外围电路，DAC单元根据测试要求输出电压\电流，只需要简单的切换外围电路就可以支持FVMI和FIMV两种工作模式，利用DAC单元芯片和外围一系列电路来替代专用的PMU芯片，能够解决现有技术中仍存在的FVMI模式以及FIMV模式下的测试中PMU芯片发热量大、价格高以及灵活性较差的问题。本实用新型使用分立器件进而能够灵活调整各种参数，可以满足不同芯片和不同测试的测试需求，以提高整机(Tester)的测试宽容度。
2.钳位电路用于防止回路或者待测器件存在异常情况，比如开路或者短路情况，可以及时钳位保护待测器件和测试测量器件。在FVMI模式下，电压反馈单元可以补偿测量回路带来的电压损失，保证到达待测器件的电压为设置值，保证测量精度，提高测量的准确性。
3.在FIMV模式下，正电压和负电压都会出现，通常电压测量模块只能分辨正电压，电压转换模块将输入的正负电压转换为正电压，以实现电压测量功能，完成FIMV模式下的测试。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种参数测量电路的结构框图；
图2是本实用新型实施例提供的另一种参数测量电路的结构框图；
图3是图2所示的一种参数测量电路在FVMI模式下进行测试的示例电路原理图；
图4是图2所示的一种参数测量电路中电流测量模块31的示例电路原理图；
图5是本实用新型实施例提供的电压转换模块的示例电路示意图；
图6是本实用新型实施例提供的第一开关单元和第二开关单元的示例电路示意图；
图7是图2所示的一种参数测量电路在FIMV模式下进行OS测试的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的方案仅仅是本实用新型一部分，而不是全部。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定方案。基于本实用新型，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他技术方案，都属于本实用新型保护的范围。
在一示例性实施例，请参阅图1，其示出了一种参数测量电路，该参数测量电路包括DAC单元10、第一开关单元20、第二开关单元50、FVMI测量单元30以及FIMV测量单元40；FVMI测量单元30包括电流测量模块；FIMV测量单元40包括电压测量模块。
其中，DAC单元10连接第一开关单元20，第一开关单元20分别和FVMI测量单元30以及FIMV测量单元40连接，第二开关单元50分别和FVMI测量单元30以及FIMV测量单元40连接，第二开关单元50连接待测芯片DUT60。
DAC单元10用于输出电压或者电流，第一开关单元20和第二开关单元50用于选通FVMI测量单元30或者FIMV测量单元40，从而对待测芯片DUT60进行FVMI或者FIMV模式下的测试。
DAC单元10采用支持电压和电流输出型的数模转换芯片，例如DAC单元10可以采用DAC单元8775。根据实际测试的需要，可以采用其他型号的数模转换器以提供合适的电压、电流输出。第一开关单元20和第二开关单元50均采用四个MOS管，四个MOS管确保开关能够工作在正负电源的情况下。
当进行FVMI模式下的测试时，通过第一开关单元20和第二开关单元50选通FVMI测量单元30，DAC单元10、FVMI测量单元30以及DUT60形成回路，DAC单元10输出电压给待测器件DUT60的待测试管脚，通过FVMI测量单元30中的电流测量模块31测量回路电流，完成FVMI模式下的测试。
当需要进行FIMV模式下的测试时，通过第一开关单元20和第二开关单元50选通FIMV测量单元40，DAC单元10、FIMV测量单元40以及DUT60形成回路，DAC单元输出电流给待测器件DUT60，通过FIMV测量单元40中的电压测量模块41测得特定位点的电压，完成FIMV模式下的测试。
在一示例性实施例，请参阅图2，FVMI测量单元30还包括第一钳位模块32；
其中，电流测量模块31分别连接第一开关单元20和第一钳位模块32，第一钳位模块32连接第二开关单元50。钳位电路用于防止回路或者待测器件存在异常情况，比如开路或者短路情况，可以及时钳位保护待测器件和测试测量器件。
第一钳位模块32采用电流钳位电路，用于限制回路的电流。在一种可能的实施方式，第一钳位模块32包括电压钳位电路和第一电阻，请参考图3,图3是图2所示的一种参数测量电路在FVMI模式下进行测试的示例电路原理图。
图3中，第一钳位模块32包括电压钳位电路321和第一电阻322，第一电阻322的两端分别连接电流测量模块31和第二开关单元50，电压钳位电路321连接于第一电阻322和电流测量模块31的连接点A。当DUT60短路，或者超过设定的限流值时，即发生过流情况，A点的电压值会超过电压钳位电路321设定的电压值，此时电压钳位电路321将A点电压钳位到设定值，从而导致到达DUT60的电压值也即B点电压，不被继续抬高而稳定在一个确定值，使得电流保持设定值，限制回路的电流。
在一示例性实施例，如图2所示，FIMV测量单元40还包括第二钳位模块42；
其中，第二钳位模块42分别连接第一开关单元20和电压测量模块41，电压测量模块41连接第二开关单元50。具体的，第二钳位模块42采用电压钳位电路。
在一示例性实施例，如图2，本装置还包括一个电压反馈单元70，用于补偿FVMI测量单元30带来的电压损失。
电压反馈单元70一端连接DAC单元10，另一端连接于FVMI测量单元30和第二开关单元50的连接点。
在一种可能的实施方式，请参考图3，电压反馈单元70包括由DAC单元10提供的Sense，DAC单元10的输出端和Sense构成闭环回路，DAC单元10使得Sense端的电压为设定值，即B点电压为设定值，补偿电流测量模块31和第一钳位模块32带来的电压损失。
在一示例性实施例，请参阅图4，电流测量模块31包括第一MOS管311、mA测量子模块312以及uA测量子模块313。
第一MOS管311与mA测量子模块312串联后，再与uA测量子模块313并联。
进行mA档电流测量时，打开第一MOS管311，使用mA测量子模块312进行测量；进行uA档电流测量，关闭第一MOS管311，此时采用uA测量子模块313进行测量。
在一示例性实施例，FIMV测量单元还包括电压转换模块，用于将负电压转换为正电压，在一种可能的实施方式，电压转换模块由两个运放和电阻组成，例如图5示出了电压转换模块的示例电路示意图。其中，运放可以是普通的支持轨到轨输入输出的精密运放，例如TSV912，TLV9052等等。
在图5中，第一运放501的同相输入端接收测量信号，测量信号可以是正负电压，第一运放501的反相输入端连接第一运放501的输出端，第一运放501的输出端连接电阻R1的一端，电阻R1另外一端连接第二运放502的反相输入端，第二运放502的反相输入端连接电阻R2的一端，电阻R2的另外一端连接第二运放502的输出端，第二运放502的同相输入端连接电压源VS1的一端，电压源VS1另外一端接地，第二运放502的输出端输出正电压。
通过图5中所示的电压转换模块，可以将输入的测量信号(正负电压)转换为正电压输出。
在FIMV模式下进行测试时，正电压和负电压都会出现，但是通常ADC采样只能分辨正电压，电压转换模块将输入的正负电压转换为正电压，以实现电压测量功能。
在一示例性实施例，第一开关单元和第二开关单元包括第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第二电阻和第三电阻。
第二MOS管和第三MOS管串联，第二电阻一端连接第二MOS管和第三MOS管的栅极，第二电阻另一端连接一控制信号，第四MOS管和第五MOS管串联，第三电阻一端连接第四MOS管和第五MOS管的栅极，第三电阻另一端连接另一控制信号，串联的所述第二MOS管和所述第三MOS管的一端与串联的所述第四MOS管和所述第五MOS管的一端连接。
为了对图2中所示的一种参数测量电路在FIMV模式下进行测试进行说明，以图2所示的一种参数测量电路进行OS测试(Open-Short Test开短路测试)为例进行说明，OS测试是一种常见的FIMV模式下的测试。
请参阅图7，其示出了图2所示的一种参数测量电路在FIMV模式下进行OS测试的原理示意图，第一开关单元20和第二开关单元50选通FIMV测量单元40，DAC单元10、FIMV测量单元40以及DUT60形成回路。进行OS测试时，DUT60的非被测管脚全部接地，因此在图7中，VDD、GND的电压为0.00v。
首先DAC单元10输出正向电流，电流会流过待测芯片DUT60管脚上的二极管61。如果该二极管61正常，电压测量模块41测得电压值应为：VDiode+I×Ron，I为设置电流，Ron为第二开关单元50打开的内阻，VDiode为二极管压降(一般为0.7v左右)；如果二极管61存在开路情况，则电压测量模块41测得电压值会接近于第二钳位模块42的电压值；如果二极管61存在短路情况，则电压测量模块41测得电压值会接近于0.00v。
然后DAC单元10输出负向电流，电流会流过待测芯片DUT60管脚上的二极管62。如果该二极管62正常，电压测量模块41测得电压值应为：-(VDiode+I×Ron)，I为设置电流，Ron为第二开关单元50打开的内阻，VDiode为二极管压降(一般为0.7v左右)；如果二极管62存在开路情况，则电压测量模块41测得电压值会接近于第二钳位模块42的电压值；如果二极管62存在短路情况，则电压测量模块41测得电压值会接近于0.00v。
DAC单元10向DUT60的测试管脚输出检测电流，根据电压测量模块41测得电压值判断测试管脚有无开\短路情况，完成OS测试。
在一示例性实施例，一种参数测量系统，包括以上各实施例中的参数测量电路。
相较于现有技术，本实用新型采用电压电流型DAC单元以及一系列外围电路，支持FIMV模式和FVMI模式，替换掉PMU芯片，能够解决现有技术中存在的FIMV模式和FVMI模式下的测试中专用PMU芯片发热量大、价格高以及灵活性较差的问题。使用分立器件也能够灵活调整各种参数，可以满足不同芯片和不同测试的测试需求，以提高整机(Tester)的测试宽容度。钳位电路用于防止回路或者待测器件存在异常情况，比如开路或者短路情况，可以及时钳位保护待测器件和测试测量器件。在FVMI模式下，电压反馈单元可以补偿测量回路带来的电压损失，保证到达待测器件的电压为设置值，保证测量精度，提高测量的准确性。在FIMV模式下，正电压和负电压都会出现，通常电压测量模块只能分辨正电压，电压转换模块将输入的正负电压转换为正电压，以实现电压测量功能，完成FIMV模式下的测试。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种参数测量电路，其特征在于，包括：DAC单元、第一开关单元、第二开关单元、FVMI测量单元以及FIMV测量单元；所述FVMI测量单元包括电流测量模块；所述FIMV测量单元包括电压测量模块；
所述DAC单元连接所述第一开关单元，所述第一开关单元分别和所述FVMI测量单元以及所述FIMV测量单元连接，所述第二开关单元分别和所述FVMI测量单元以及所述FIMV测量单元连接，所述第二开关单元连接待测芯片；
所述DAC单元用于输出电压或者电流，所述第一开关单元和第二开关单元用于选通所述FVMI测量单元或者所述FIMV测量单元，从而对待测芯片进行FIMV模式或者FVMI模式下的测试。
2.如权利要求1所述的参数测量电路，其特征在于，所述FVMI测量单元还包括第一钳位模块；
所述电流测量模块的两端分别连接所述第一开关单元和所述第一钳位模块，所述第一钳位模块的另一端连接所述第二开关单元。
3.如权利要求2所述的参数测量电路，其特征在于，所述第一钳位模块包括电压钳位电路和第一电阻；
所述第一电阻的两端分别连接所述电流测量模块和所述第二开关单元，所述电压钳位电路连接于所述第一电阻和所述电流测量模块的连接点。
4.如权利要求1所述的参数测量电路，其特征在于，所述电流测量模块包括第一MOS管、mA测量子模块以及uA测量子模块；
所述第一MOS管与所述mA测量子模块串联后，再与所述uA测量子模块并联。
5.如权利要求1所述的参数测量电路，其特征在于，所述参数测量电路还包括电压反馈单元，用于补偿所述FVMI测量单元带来的电压损失；
所述电压反馈单元一端连接DAC单元，另一端连接于所述FVMI测量单元和第二开关单元的连接点。
6.如权利要求1所述的参数测量电路，其特征在于，所述FIMV测量单元还包括第二钳位模块；
所述第二钳位模块的两端分别连接所述第一开关单元和所述电压测量模块，所述电压测量模块的另一端连接所述第二开关单元。
7.如权利要求1所述的参数测量电路，其特征在于，所述DAC单元采用数模转换芯片。
8.如权利要求1所述的参数测量电路，其特征在于，所述FIMV测量单元还包括电压转换模块，用于将负电压转换为正电压。
9.如权利要求1所述的参数测量电路，其特征在于，所述第一开关单元和第二开关单元包括第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第二电阻和第三电阻；
所述第二MOS管和所述第三MOS管串联，所述第二电阻一端连接所述第二MOS管和第三MOS管的栅极，所述第二电阻另一端连接一控制信号，所述第四MOS管和所述第五MOS管串联，所述第三电阻一端连接所述第四MOS管和第五MOS管的栅极，所述第三电阻另一端连接另一控制信号，串联的所述第二MOS管和所述第三MOS管的一端与串联的所述第四MOS管和所述第五MOS管的一端连接。
10.一种参数测量系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1至9任一项所述的参数测量电路。
Priority Applications (1)
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| CN219590458U true CN219590458U (zh) | 2023-08-25 |
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| CN202223613472.3U Active CN219590458U (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种参数测量电路和系统 |
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