CN220773466U - 自动测试设备的压差补偿电路及自动测试设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及半导体自动化测试领域，特别是涉及一种自动测试设备的压差补偿电路及自动测试设备。所述压差补偿电路包括电压跟随电路；其输入端连接所述第二参考地，其输出端连接所述管脚芯片，用于跟随所述第二参考地的电压并输出，所述电压跟随电路的输出端作为所述管脚芯片的第三参考地。本技术方案将电压跟随电路的输出端作为管脚芯片的第三参考地，从而保证了管脚芯片的实际输出电压与设定输出电压相等，从而消除了地电流造成的电压偏移。

Description

自动测试设备的压差补偿电路及自动测试设备

技术领域

本申请涉及半导体自动化测试领域，特别是涉及一种自动测试设备的压差补偿电路及自动测试设备。

背景技术

半导体自动化测试，指的是利用自动测试设备(Automatic Test Equipment，ATE)对被测器件(Device Under Test，DUT)的各项参数指标进行检测，剔除残次品以控制半导体的出厂品质。

由于自动测试设备与被测器件之间存在低电流而造成小电压偏移，现有技术中未考虑电压偏移，而是将自动测试设备的参考地与被测器件的参考地直连，从而导致输出电压存在误差，影响了校准精度。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种自动测试设备的压差补偿电路及自动测试设备。

第一方面，本实用新型实施例提出一种自动测试设备的压差补偿电路，所述自动测试设备包括管脚芯片、电源芯片以及与所述管脚芯片、所述电源芯片连接的处理芯片，所述电源芯片的第一参考地与被测器件的第二参考地之间存在压差，所述压差补偿电路包括：

电压跟随电路，其输入端连接所述第二参考地，其输出端连接所述管脚芯片，用于跟随所述第二参考地的电压并输出；

其中，所述电压跟随电路的输出端作为所述管脚芯片的第三参考地。

在一实施例中，所述电压跟随电路包括：

电压跟随器，其输入端连接所述第二参考地，其输出端连接所述管脚芯片。

在一实施例中，所述电压跟随电路还包括：

电压钳位电路，分别连接所述电压跟随器的输入端和所述电压跟随器的输出端。

在一实施例中，所述电压钳位电路包括：

反向连接的第一二极管对，连接在所述电压跟随器的输入端和所述第一参考地之间；

反向连接的第二二极管对，连接在所述电压跟随器的输出端和所述第一参考地之间。

在一实施例中，所述电压跟随电路还包括：

电压平衡电路，连接在所述电压跟随器的输入端和所述第一参考地之间。

在一实施例中，所述电压平衡电路包括：

电阻器，连接在所述电压跟随器的输入端和所述第一参考地之间。

第二方面，本实用新型实施例提出一种自动测试设备，包括管脚芯片、电源芯片、与所述管脚芯片、所述电源芯片连接的处理芯片，以及与所述管脚芯片连接的压差补偿电路，所述电源芯片的第一参考地与被测器件的第二参考地之间存在压差，所述压差补偿电路包括：

电压跟随电路，其输入端连接所述第二参考地，其输出端连接所述管脚芯片，用于跟随所述第二参考地的电压并输出；

其中，所述电压跟随电路的输出端作为所述管脚芯片的第三参考地。

在一实施例中，所述电压跟随电路包括：

电压跟随器，其输入端连接所述第二参考地，其输出端连接所述管脚芯片。

在一实施例中，所述电压跟随电路还包括：

与所述电压跟随器的输入端和输出端连接的电压钳位电路。

在一实施例中，所述电压跟随电路还包括：

电压平衡电路，连接在所述电压跟随器的输入端和所述第一参考地之间。

与现有技术相比，本技术方案具有以下技术效果：

1.将电压跟随电路的输出端作为管脚芯片的第三参考地，从而保证了管脚芯片的实际输出电压与设定输出电压相等，从而消除了地电流造成的电压偏移；

2.通过与电压跟随器的输入端和输出端连接的电压钳位电路，防止第二参考地与第一参考地之间压差过大对自动测试设备中器件的正常工作造成影响；

3.通过连接在电压跟随器的输入端和所述第二参考地之间的电压平衡电路，平衡第二参考地与第一参考地之间的电位。

附图说明

图1为现有技术中的自动测试设备与被测器件的连接示意图；

图2为本发明一实施例提供的电压跟随电路的电路示意图；

图3为本发明一实施例提供的自动测试设备的结构示意图。

其中，10-管脚芯片；20-电源芯片；30-处理芯片；40-压差补偿电路；410-电压跟随电路。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

图1为现有技术中自动测试设备与被测器件的的连接示意图。如图1所示，自动测试设备包括管脚芯片10、电源芯片20和处理芯片30。处理芯片30通过通信总线COM BUS以及配置总线CONFIG BUS-1与管脚芯片10进行通信，且通过通信总线CONFIG BUS-2与电源芯片20进行通信。

自动测试设备将电源芯片20输出电压VCC通过线缆连接到被测器件电源管脚DUT_VCC，线缆等效电阻为R1；电源芯片20的第一参考地REF_GND与被测器件的第二参考地DUT_GND通过线缆直连，线缆等效电阻为R2；被测器件电源管脚DUT_VCC和第二参考地DUT_GND之间负载电阻为RL；Signal信号线电压低、电流小、不用作通流，因此线路电阻可忽略。假如自动测试设备中设定电源芯片20的VCC＝1.2V，电流I流入被测器件的DUT_VCC管脚，最后从第二参考地DUT_GND流回至第一参考地REF_GND，由于线缆电阻R2的存在会导致第二参考地DUT_GND比第一参考地REF_GND电压高出I*R2(其中I为电源回路电流)，此处假设为3mV，因此当被测器件的IO1管脚需要1V电压时，理论上管脚芯片10设定输出电压DAC_OUT＝1V，但被测器件的第二参考地DUT_GND的电位因为地电流和线缆电阻R2的存在比第一参考地REF_GND高3mV，则管脚IO1与第二参考地DUT_GND之间的实际压差为1V-3mV＝0.997V，因此与设定输出电压1V(参考第二参考地DUT_GND)存在微小偏差，从而将直接影响自动测试设备输出电压精度。

因此，现有技术中自动测试设备与被测器件之间的共地连接方式带来的小电压偏移，需要采用额外的处理方法进行补偿。

针对上述技术问题，本申请实施例提出一种自动测试设备的压差补偿电路40，如图2所示，所述压差补偿电路40包括电压跟随电路410，其输入端连接被测器件的第二参考地DUT_GND，其输出端连接所述管脚芯片10，用于跟随所述第二参考地DUT_GND的电压并输出，其中，所述电压跟随电路410的输出端作为所述管脚芯片10的第三参考地。

其中，电压跟随电路410能够跟随第二参考地的电压并输出到管脚芯片10的接地电压检测管脚DGS，即能够实现第二参考地DUT_GND的电压与管脚芯片10的接地电压检测管脚DGS的电压相等。

在本实施例中，将电压跟随电路410的输出端(也可以理解为接地电压检测管脚DGS)作为所述管脚芯片10的第三参考地，从而保证了管脚芯片10的实际输出电压与设定输出电压相等，从而消除了地电流造成的电压偏移。

下面结合附图2对一实施例中自动测试设备的压差补偿电路40的电路结构进一步分析。

其中，所述电压跟随电路410包括电压跟随器OPA，其输入端连接所述第二参考地DUT_GND，其输出端连接所述管脚芯片10。

电压跟随器OPA可以由运算放大器构成。

电压跟随器OPA采用高输入阻抗，因此电压跟随器OPA与第二参考地DUT_GND连接的线缆不会用作通流，因此其输出端所连接的接地电压检测管脚DGS与DUT_GND第二参考地的电位相等。

在一实施例中，为防止第二参考地DUT_GND与第一参考地REF_GND之间压差过大对自动测试设备中器件的正常工作造成影响，所述电压跟随电路410还包括：电压钳位电路，分别连接所述电压跟随器OPA的输入端和所述电压跟随器OPA的输出端。

具体的，所述电压钳位电路包括：连接在所述电压跟随器的输入端和所述第一参考地REF_GND之间的，反向连接的第一二极管对；连接在所述电压跟随器的输出端和所述第一参考地REF_GND之间的，反向连接的第二二极管对。

其中，第一二极管对包括两个低正向导通电压的肖特基二级管D1、D2，第二二极管对包括两个低正向导通电压的肖特基二级管D3、D4。

在一实施例中，所述电压跟随电路410还包括：电压平衡电路，连接在所述电压跟随器OPA的输入端和所述第一参考地REF_GND之间。

电压平衡电路用于平衡第二参考地DUT_GND与第一参考地REF_GND之间的电位。

其中，所述电压平衡电路包括：电阻器，连接在所述电压跟随器OPA的输入端和所述第一参考地REF_GND之间。

第二参考地DUT_GND的累计电荷通过电阻器R1向大地泄放，以平衡第二参考地DUT_GND与第一参考地REF_GND之间的电位。

基于上述压差补偿电路40，如图3所示，本申请实施例还提出一种自动测试设备，包括管脚芯片10、电源芯片20、与所述管脚芯片10、所述电源芯片20连接的处理芯片30，以及与所述管脚芯片10连接的压差补偿电路40。

处理芯片30通过配置总线CONFIG BUS-1和通信总线COM BUS控制管脚芯片10用于激励被测器件产生高速交流电压信号和高精度直流电压、电流信号，同时获取被测器件反馈的用于测量被测器件的高速交流电压信号和直流电压、电流。处理芯片30通过配置总线CONFIG BUS-2控制电源芯片20用于对被测器件提供可编程电源，其输出的电流和电压输出范围大，可稳定地驱动更高的阻性和容性负载。

在一实施例中，所述压差补偿电路40包括电压跟随电路410，其输入端连接所述第二参考地DUT_GND，其输出端连接所述管脚芯片10，用于跟随所述第二参考地的电压并输出，所述电压跟随电路410的输出端作为所述管脚芯片10的第三参考地。

在一实施例中，所述电压跟随电路410包括电压跟随器OPA；其输入端连接所述第二参考地DUT_GND，其输出端连接所述管脚芯片10。

在一实施例中，所述电压跟随电路410还包括：电压钳位电路，分别连接所述电压跟随器的输入端和所述电压跟随器的输出端，用于防止第二参考地DUT_GND与第一参考地REF_GND之间压差过大对自动测试设备中器件的正常工作造成影响。

在一实施例中，所述电压跟随电路410还包括：电压平衡电路，连接在所述电压跟随器的输入端和所述第一参考地REF_GND之间，用于平衡第二参考地DUT_GND与第一参考地REF_GND之间的电位。

下面结合附图3对一实施例中自动测试设备工作原理进一步分析。

设定被测器件中IO1管脚电压为1V(参考第二参考地DUT_GND)，在自动测试设备中设定电源芯片20的VCC＝1.2V，第一参考地REF_GND为零电位参考地即VREF_GND＝0，假设第二参考地DUT_GND比第一参考地REF_GND电压高出的部分ΔU＝I*R2＝3mV，因此当被测器件中IO1管脚电压相对于第二参考地DUT_GND的值为1V时其相对第一参考地REF_GND的值为1V+3mV＝1.003V。由于Signal信号线压降可忽略，因此在自动测试设备侧需要将管脚芯片10输出电压DAC_OUT设定到1.003V(参考第一参考地REF_GND)。

在实际设计时，由于针对不同被测器件测试时，第二参考地DUT_GND比第一参考地REF_GND高出的电压值并是一个不确定量，但是管脚芯片10输出电压DAC_OUT的电位与被测器件的IO1管脚的电位相同，由此将管脚芯片10内部以接地电压检测管脚DGS设定为第三参考地而非以第一参考地REF_GND设定为第三参考地。当需要使得被测器件中IO1管脚电压为1V时(参考第二参考地DUT_GND)，管脚芯片10的输出电压DAC_OUT同样设定为1V(参考第三参考地)即可，从而不需要考虑第二参考地DUT_GND与第一参考地REF_GND之间的实际压差。

因此通过在自动测试设备中设置压差补偿电路，消除了被测器件与自动测试设备之间的地电流造成的电压偏移，提高了自动测试设备输出电压的精度，从而提升了校准精度。

需要说明的是，针对压差补偿电路在上述实施例中已经详细阐述，因此本实施例中不再赘述。由于自动测试设备包括上述实施例中的压差补偿电路40，因此具有相同的技术效果。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动测试设备的压差补偿电路，所述自动测试设备包括管脚芯片、电源芯片以及与所述管脚芯片、所述电源芯片连接的处理芯片，所述电源芯片的第一参考地与被测器件的第二参考地之间存在压差，其特征在于，所述压差补偿电路包括：

电压跟随电路，其输入端连接所述第二参考地，其输出端连接所述管脚芯片，用于跟随所述第二参考地的电压并输出；

其中，所述电压跟随电路的输出端作为所述管脚芯片的第三参考地。

2.根据权利要求1所述的自动测试设备的压差补偿电路，其特征在于，所述电压跟随电路包括：

电压跟随器，其输入端连接所述第二参考地，其输出端连接所述管脚芯片。

3.根据权利要求2所述的自动测试设备的压差补偿电路，其特征在于，所述电压跟随电路还包括：

电压钳位电路，分别连接所述电压跟随器的输入端和所述电压跟随器的输出端。

4.根据权利要求3所述的自动测试设备的压差补偿电路，其特征在于，所述电压钳位电路包括：

反向连接的第一二极管对，连接在所述电压跟随器的输入端和所述第一参考地之间；

反向连接的第二二极管对，连接在所述电压跟随器的输出端和所述第一参考地之间。

5.根据权利要求2-4任一项所述的自动测试设备的压差补偿电路，其特征在于，所述电压跟随电路还包括：

电压平衡电路，连接在所述电压跟随器的输入端和所述第一参考地之间。

6.根据权利要求5所述的自动测试设备的压差补偿电路，其特征在于，所述电压平衡电路包括：

电阻器，连接在所述电压跟随器的输入端和所述第一参考地之间。

7.一种自动测试设备，其特征在于，包括管脚芯片、电源芯片、与所述管脚芯片、所述电源芯片连接的处理芯片，以及与所述管脚芯片连接的压差补偿电路，所述电源芯片的第一参考地与被测器件的第二参考地之间存在压差，所述压差补偿电路包括：

电压跟随电路，其输入端连接所述第二参考地，其输出端连接所述管脚芯片，用于跟随所述第二参考地的电压并输出；

其中，所述电压跟随电路的输出端作为所述管脚芯片的第三参考地。

8.根据权利要求7所述的自动测试设备，其特征在于，所述电压跟随电路包括：

电压跟随器，其输入端连接所述第二参考地，其输出端连接所述管脚芯片。

9.根据权利要求8所述的自动测试设备，其特征在于，所述电压跟随电路还包括：

与所述电压跟随器的输入端和输出端连接的电压钳位电路。

10.根据权利要求8或9所述的自动测试设备，其特征在于，所述电压跟随电路还包括：

电压平衡电路，连接在所述电压跟随器的输入端和所述第一参考地之间。