DE102014109059A1

DE102014109059A1 - Verfahren zum Testen einer Schaltung und Vorrichtungen hierzu

Info

Publication number: DE102014109059A1
Application number: DE102014109059.4A
Authority: DE
Inventors: Dr. Groiß Stefan Hermann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2015-12-31

Abstract

Es werden Verfahren, Schaltungen und Testsignalgeneratoren zum Testen eines Schaltungsteils (11) bereitgestellt. Zum Testen werden dabei Testsignale über einen Kondensator (14) an den zu testenden Schaltungsteil (11) angelegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft Verfahren zum Testen einer Schaltung, eine entsprechende Schaltung sowie einen Testsignalgenerator, welcher beispielsweise zur Durchführung derartiger Verfahren verwendbar ist.
HINTERGRUND
Schaltungen, beispielsweise integrierte Schaltungen, werden üblicherweise getestet, z.B. bevor sie an einen Kunden ausgeliefert werden. Auch gibt es Schaltungen, welche über eingebaute Testmöglichkeiten verfügen, auch als BIST („Built In Self Test“) bezeichnet. Bei derartigen Tests werden beispielsweise einer zu testenden Schaltung Testströme zugeführt oder aus der Schaltung abgeführt, welche beispielsweise näherungsweise Strömen entsprechen können, welchen die Schaltung im späteren Betrieb ausgesetzt ist. Bei manchen Fällen ist es dabei wünschenswert, sehr kleine Testströme, beispielsweise im Picoampere(pA)-Bereich zu verwenden. Aufgrund unerwünschter Effekte wie Leckströmen beispielsweise durch ESD-Schutzstrukturen, andere Schaltungsteile oder Leckströme in einer verwendeten Stromquelle, kann es schwierig sein, derartige kleine Testströme mit einer zum Testen gewünschten Genauigkeit anzulegen. In manchen Fällen können Leckströme derartiger Schaltungsteile wie beispielsweise ESD-Strukturen um Größenordnungen höher sein als Testströme, welche angelegt werden sollen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, Verfahren und Vorrichtungen bereitzustellen, mit welchen Testströme, beispielsweise kleine Testströme, mit höherer Genauigkeit an zu testende Schaltungen angelegt werden können.
KURZZUSAMMENFASSUNG
Es werden eine Schaltung nach Anspruch 1, ein Testsignalgenerator nach Anspruch 10 sowie ein Verfahren nach Anspruch 12 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsbeispiele.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
3 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
4 ist ein Schaltdiagramm einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
5 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung möglicher Signale in der Vorrichtung der 4.
6 ist ein Schaltungsdiagramm zur Veranschaulichung eines Testsignalgenerators gemäß einem Ausführungsbeispiel.
7 ist ein Diagramm mit Beispielen möglicher Signale für den Testsignalgenerator der 6.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert erläutert. Es ist zu bemerken, dass diese Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiel dienen und nicht als einschränkend auszulegen sind.
Auch wenn manche Ausführungsbeispiele mit einer Vielzahl von Eigenschaften oder Merkmalen beschrieben werden, ist dies nicht dahingehend auszulegen, dass diese Eigenschaften oder Merkmale essentiell sind. Andere Ausführungsbeispiele können weniger Merkmale oder Eigenschaften und/oder alternative Merkmale oder Eigenschaften aufweisen. Zudem können Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist.
Es ist zu bemerken, dass Verbindungen und Kopplungen, welche im Folgenden dargestellt und diskutiert werden, direkte Verbindungen oder Kopplungen, d.h. Verbindungen oder Kopplungen ohne dazwischen liegende Elemente, oder indirekte Verbindungen oder Kopplungen, d.h. Verbindungen oder Kopplungen mit einem oder mehreren dazwischen liegenden Elementen, sein können, solange diese dazwischen liegenden Elemente die grundlegende Funktion der Verbindung oder Kopplung, beispielsweise die Übertragung eines Signals oder einer Information, nicht grundlegend beeinflussen.
Bei manchen Ausführungsbeispielen können Testströme durch Anlegen einer variablen Spannung an einem Kondensator, welcher mit einem Eingang einer zu testenden Schaltung verbunden ist, angelegt werden. Im Normalbetrieb werden dem Eingang der zu testenden Schaltung dann beispielsweise Stromsignale bei Ausführungsbeispielen ohne Benutzung eines derartigen Kondensators zugeführt.
Bei manchen Ausführungsbeispielen können auf diese Weise Testströme, insbesondere kleine Testströme, z.B. Testströme kleiner 100 pA oder darunter, mit relativ hoher Genauigkeit zugeführt werden, insbesondere derart, dass Leckströme beispielsweise durch ESD-Strukturen (d.h. Schutzschaltungen vor elektrostatischen Entladungen, vom Englischen „Electrostatic Discharge“) keine oder nur eine relativ geringe Rolle spielen. Auch Temperaturabhängigkeiten derartiger Leckströme können bei manchen Ausführungsbeispielen keinen oder nur einen geringen Einfluss auf so angelegte Testströme haben.
In 1 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel zusammen mit einem Testsignalgenerator 15 dargestellt. Die Schaltung 10 kann beispielsweise eine integrierte Schaltung sein, welche auf einem Halbleiterchip bereitgestellt ist. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Schaltung 10 auch diskrete Bauelemente umfassen.
Die Schaltung 10 umfasst eine Kernschaltung 11, welche beispielsweise zum Ausführen gewünschter Funktionen der Schaltung 10 dient und ein Beispiel für einen zu testenden Schaltungsteil darstellt. Generell ist im Rahmen dieser Anmeldung unter einer Kernschaltung eine derartige Schaltung zu verstehen, welche dazu dient, gewisse Funktionen, für welche die Schaltung gedacht ist, auszuführen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Kernschaltung 11 beispielsweise einen Analog/Digital-Wandler umfassen.
Die Kernschaltung 11 kann einen Eingang oder mehrere Eingänge und einen Ausgang oder mehrere Ausgänge aufweisen, von welchen zur Veranschaulichung lediglich ein Eingang 17 und ein Ausgang 18 in 1 dargestellt sind. Dies ist jedoch nicht als einschränkend auszulegen, und je nach Art der Kernschaltung 11 kann jede gewünschte Zahl von Eingängen und/oder Ausgängen bereitgestellt sein.
Der Ausgang 18 der Kernschaltung 11 ist mit einem Ausgangsanschluss 16 gekoppelt. Zudem ist der Eingang 17 der Kernschaltung 11 mit einem Eingangsanschluss 12 gekoppelt. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Schaltung 10 in einem Chipgehäuse untergebracht sein, und der Eingangsanschluss 12 und der Ausgangsanschluss 16 können beispielsweise Pads sein, welche über Bonddrähte mit entsprechenden Pins des Chipgehäuses verbunden sein können. Im Normalbetrieb der Schaltung können z.B. über den Eingangsanschluss 12 Eingangssignale zugeführt werden und über den Ausgangsanschluss 16 Ausgangssignale abgegriffen werden.
Zudem ist der Eingang 17 der Kernschaltung 11 über einen Kondensator 14 mit einem Testsignaleingang 13 verbunden. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 ist somit ein erster Anschluss des Kondensators 14 mit dem Testsignaleingang 13 verbunden, und ein zweiter Anschluss des Kondensators 14 ist mit dem Eingang 17 verbunden. Der Testsignaleingang 13 kann beispielsweise mit einem weiteren Pin eines Chipgehäuses verbunden sein, oder kann auch ein Pad sein, über welchen die Kernschaltung 11 vor Einbau in ein Chipgehäuse getestet werden kann. Die Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss 12 und dem Eingang 17 entspricht einem ersten Schaltungspfad zum Zuführen von Signalen, und die Verbindung von dem Testeingang 13 zu dem Eingang 17 über den Kondensator 14 entspricht einem zweiten Schaltungspfad zum Zuführen von Testsignalen. Zum Testen kann ein Testsignalgenerator 15 mit dem Testsignaleingang 13 verbunden werden, um der Schaltung 10 ein Testsignal zuzuführen. Dabei kann insbesondere durch Anlegen einer sich ändernden Spannung an den Testeingang 13 ein Teststrom an dem Eingang 17 der Kernschaltung 11 erzeugt werden.
Bei manchen Ausführungsbeispielen ist dabei die Kernschaltung 11 eingerichtet, eine Spannung an dem Eingang 17 konstant zu halten. Hierzu kann der Eingang 17 mit einer Referenzspannung verbunden sein oder werden, oder die Spannung kann durch explizit bereitgestellte Schaltungsteile oder durch intrinsische Eigenschaften der Kernschaltung 11 auf einen festen Wert geregelt werden. Eine derartige feste Spannung liegt beispielsweise an Eingängen mancher Analog/Digital-Wandler, beispielsweise bei manchen Arten von Ladungsbilanz-Analog/Digital-Wandlern, ohnehin vor.
Beispielsweise kann bei manchen Ausführungsbeispielen durch Anlegen einer Spannung mit einer positiven Steigung ein Teststrom in den Eingang 17 der Kernschaltung 11 injiziert werden, und durch Anlegen einer Testspannung mit einer negativen Steigung kann ein Teststrom von dem Eingang 17 abgegriffen werden.
Die Größe des injizierten Teststroms hängt dabei beispielsweise von einer zeitlichen Änderungsgeschwindigkeit einer angelegten Spannung und einer Kapazität des Kondensators 14 ab. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann die Kapazität des Kondensators 14 in der Größenordnung 400 fF, beispielsweise zwischen 100 fF und 800 fF liegen, wobei bei anderen Ausführungsbeispielen auch andere Werte möglich sind. Mit einer derartigen Vorrichtung wie in 1 dargestellt erzeugte Testströme können beispielsweise im Picoamperebereich liegen. In Antwort auf das Anlegen von Testsignalen durch den Testsignalgenerator 15 von der Kernschaltung 11 an dem Ausgang 18 ausgegebene Signale können dann an dem Ausgangsanschluss 16 abgegriffen werden, und anhand dieser Ausgangssignale kann dann beispielsweise bewertet werden, ob sich die Kernschaltung 11 für die angelegten Testsignale korrekt verhält.
Zu bemerken ist, dass neben der Kernschaltung 11 auch weitere Schaltungen in der Schaltung 10 bereitgestellt werden können, beispielsweise ESD-Schutzschaltungen. Zudem können neben Eingangs- und Ausgangsanschlüssen auch weitere Anschlüsse, beispielsweise zum Zuführen einer oder mehrerer Versorgungsspannungen, bereitgestellt sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 ist der Kondensator 14 ein interner Kondensator, welcher beispielsweise zusammen mit der Kernschaltung 11 in einer integrierten Schaltung integriert sein kann. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Kondensator 14 auch ein externer Kondensator sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 ist der Testsignalgenerator 15 ein externer Testsignalgenerator. Mit einem derartigen externen Testsignalgenerator sind beispielsweise Tests während der Produktion oder am fertigen Produkt, d.h. an der fertigen Schaltung 10, vor Auslieferung an einen Kunden möglich. Grundsätzlich kann die Schaltung 10 mit einem derartigen Testsignalgenerator auch zu einem späteren Zeitpunkt getestet werden.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, welches nunmehr unter Bezugnahme auf 2 erläutert wird, kann ein Testsignalgenerator auch in einer Schaltung integriert sein, um somit einen eingebauten Selbsttest (BIST, vom Englischen „Built In Self Test“) zu ermöglichen. In 2 ist eine Schaltung 20 dargestellt, welche eine Kernschaltung 21 mit einem Eingang 27 und einem Ausgang 28 aufweist. Der Ausgang 28 ist mit einem Ausgangsanschluss 26 verbunden, und der Eingang 27 ist mit einem Eingangsanschluss 22 verbunden. Der Eingangsanschluss 22, der Eingang 27, die Kernschaltung 21, der Ausgang 28 sowie der Ausgangsanschluss 26 können beispielsweise wie der Eingangsanschluss 12, der Eingang 17, die Kernschaltung 11, der Ausgang 18 bzw. der Ausgangsanschluss 16 der Schaltung 10 der 1 ausgestaltet sein, und Variationen und Abwandlungen, welche bezüglich der 1 diskutiert wurden, können auch bei der Schaltung 20 der 2 implementiert sein. Insbesondere kann die Kernschaltung 21 auch mehr Eingänge und/oder mehr Ausgänge als dargestellt aufweisen, und es können in der Schaltung 20 weitere Schaltungsteile, beispielsweise ESD-Schutzschaltungen, bereitgestellt sein.
Zudem ist bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ein Testsignalgenerator 25 über einen Kondensator 24 mit dem Eingang 27 verbunden. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist ein erster Anschluss des Kondensators 24 mit dem Testsignalgenerator 25 verbunden, und ein zweiter Anschluss des Kondensators 24 ist mit dem Eingang 27 verbunden. Der Kondensator 24 und der Testsignalgenerator 25 entsprechen in ihrer Funktion dem Kondensator 14 und dem Testsignalgenerator 25 der 1 mit dem Unterschied, dass der Testsignalgenerator 25 zu der Schaltung 20 gehört, also ein interner Testsignalgenerator ist, im Gegensatz zu dem externen Testsignalgenerator 25 der 1.
Es ist auch eine Kombination des Ausführungsbeispiels der 1 mit dem Ausführungsbeispiel der 2 möglich, bei welchem ein interner Testsignalgenerator vorhanden ist und zudem ein Testanschluss bereitgestellt ist, über welchen einem Eingang wie dem Eingang 27 der 2 über einen Kondensator (beispielsweise den Kondensator 24 oder einen weiteren separat bereitgestellten Kondensator) ein Testsignal zuführbar ist.
Zu bemerken ist, dass bei Ausführungsbeispielen, bei welchen die Kernschaltung 11 bzw. 21 mehrere Eingänge aufweist, für jeden Eingang eine Testmöglichkeit wie in 1, eine Testmöglichkeit wie in 2, eine Kombination hiervon, eine andere Testmöglichkeit (beispielsweise ein Testen über einen „normalen“ Eingangsanschluss wie den Eingangsanschluss 12) oder auch keine Testmöglichkeit bereitgestellt sein kann, je nach Anwendung und/oder Bedarf.
In 3 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Verfahren der 3 kann beispielsweise mit Hilfe der Schaltung 10 der 1 oder mit Hilfe der Schaltung 20 der 2 implementiert sein, ist jedoch nicht hierauf beschränkt und kann auch in anderen Schaltungen und Vorrichtungen Anwendung finden.
Bei 30 wird durch Anlegen einer variierenden Spannung an einen Kondensator ein Teststrom an eine zu testende Schaltung angelegt. Beispielsweise kann durch Anlegen einer ansteigenden Spannung ein Teststrom injiziert werden.
Bei 31 wird dann eine Antwort der zu testenden Schaltung auf den Teststrom ausgewertet. Beispielsweise kann überprüft werden, ob die Antwort einer gewünschten Antwort für den jeweiligen Teststrom entspricht. Indem der Teststrom durch Anlegen einer variierenden Spannung an einen Kondensator erzeugt wird, können bei manchen Ausführungsbeispielen Probleme mit Leckströmen, beispielsweise temperaturabhängigen Leckströmen, welche in ESD-Schutzschaltungen oder anderen Schaltung entstehen können, vermieden werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen können kleine Testströme, beispielsweise im Picoamperebereich, angelegt werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 4 dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 ist ein ladungsbilanzierender Analog/Digital-Wandler 40 mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen dargestellt, wobei Ausgangssignale doutl und doutd durch zwei Zähler erzeugt werden, deren Eingänge jeweils mit einem Komparator 48A bzw. 48B gekoppelt sind. Der ladungsbilanzierende Analog/Digital-Wandler 40 dient hier lediglich als Beispiel für einen zu testenden Schaltungsteil, und andere Schaltungen wie beispielsweise Sigma/Delta-Analog/Digital-Wandler oder Schaltungen zur Auswertung von Strömen, welche von Sensoren geliefert werden, können ebenso verwendet werden. Der Aufbau des Analog/Digital-Wandlers 40 selbst entspricht einem herkömmlichen Aufbau eines ladungsbilanzierenden Analog/Digital-Wandlers und wird daher nur kurz anhand von Beispielsignalen unter Bezugnahme auf 5 erläutert.
5 zeigt einen Grafen zur Veranschaulichung einer Funktionsweise des Analog/Digital-Wandlers 40 der 4.
Dabei ist insbesondere ein Beispiel für ein Verhalten einer Eingangsspannung des Komparators 48A oder 48B während einer Integrationsperiode 54 des Analog/Digital-Wandlers 40 dargestellt. Dieser Signalverlauf ist lediglich als Beispiel zu verstehen, und abhängig von Implementierung und anliegenden Eingangssignalen kann sich auch ein anderer Signalverlauf ergeben.
Am Anfang der Integrationsperiode werden Schalter 411 bzw. 412 geöffnet. Bei einem entsprechenden Eingangssignal führt dies zum Ansteigen der Spannung an dem Komparator 48A bzw. 48B, wobei während dem Ansteigen ein Schalter 413 bzw. 414 offen ist. Beim Erreichen einer Vergleichsspannung 52, welche dem Komparator 48A bzw. 48B zugeführt wird, wird der dem jeweiligen Komparator nachgeschaltete Zähler und somit das jeweilige Ausgangssignal um 1 erhöht, und der Schalter 413 bzw. 414 wird geschlossen, was zu einem Abfall in Richtung einer Spannung 51 innerhalb einer definierten Zeit 53 führt. Dieser Vorgang wiederholt sich in der Integrationsperiode, was die dargestellte Kurve 50 für die Spannung ergibt. Ein entsprechender Verlauf kann durch entsprechende Signale von der Photodiodenschaltung 47 hervorgerufen werden, kann jedoch auch zu Testzwecken durch Anlegen geeigneter Testsignale an Testeingängen 41, 42, welche beispielsweise Pads sein können, erzeugt werden, wie nunmehr erläutert wird.
Ein erster Eingang des Analog/Digital-Wandlers 40 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 4 über einen ersten Kondensator 43 mit einem ersten Testeingang 41 gekoppelt, und ein zweiter Eingang des Analog/Digital-Wandlers 40 ist über einen zweiten Kondensator 44 mit einem zweiten Testeingang 42 gekoppelt. Der Analog/Digital-Wandler 40 kann dabei Spannungen an seinen Eingängen zumindest näherungsweise konstant halten. Durch Anlegen variierender Testspannungen an den Testeingängen 41, 42 können definierte Testströme erzeugt werden. Indem beispielsweise eine ansteigende Spannung an den Testeingang 41 oder 42 angelegt wird, fließt ein Strom in den Analog/Digital-Wandler 40 hinein, während bei einer fallenden Spannung ein Teststrom aus dem Analog/Digital-Wandler 40 heraus fließt. Um den Analog/Digital-Wandler 40 zu testen, können nun derartige definierte Testströme an den Analog/Digital-Wandler 40 angelegt werden und die Ausgaben dout l, dout d des Analog/Digital-Wandlers 40 mit für diese Testströme erwarteten Werten verglichen werden. Dann kann beispielsweise im Falle von Abweichungen oder zu starken Abweichungen festgestellt werden, dass der Analog/Digital-Wandler 40 gewünschten Spezifikationen nicht genügt, oder im Falle keiner Abweichungen festgestellt werden, dass der Analog/Digitalwandler den Spezifikationen genügt. Zu bemerken ist, dass es zum Testen auch möglich ist, nur an einem der Eingänge des Analog/Digital-Wandlers 40 einen Teststrom anzulegen.
Zudem weist die Vorrichtung der 4 eine Photodiodenschaltung 47 auf, welche mit den Eingängen des Analog/Digital-Wandlers 40 über Schalter 45 bzw. 46 gekoppelt ist. Die Photodiodenschaltung 47 stellt ein Beispiel für eine Schaltung dar, von welcher der Analog/Digital-Wandler 40 im Normalbetrieb Signale empfangen kann. Hierzu werden Schalter 45 und 46 geschlossen, während sie für einen Test wie oben beschrieben geöffnet werden. Dabei stellt die Photodiodenschaltung 47 lediglich ein veranschaulichendes Beispiel dar, und bei anderen Ausführungsbeispielen können andere Schaltungen im Normalbetrieb mit einer zu testenden Schaltung wie dem Analog/Digital-Wandler 40 gekoppelt sein.
Zudem kann zum Testen ein Schalter 49 der Photodiodenschaltung geschlossen sein, während ein Schalter 410 ebenso wie die Schalter 45 und 46 geöffnet sind.
In 6 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Testsignalgenerator 66 dargestellt, welcher beispielsweise zum Anlegen einer Spannung an einen der Testeingänge 41, 42 der 4, als Testsignalgenerator 15 der 1 oder als Testsignalgenerator 25 der 2 dienen kann. Andere Implementierungen von Testsignalgeneratoren können ebenso verwendet werden. In dem dargestellten Beispiel ist der Testsignalgenerator 66 mit einem Pad 64 verbunden, welches als Testsignaleingang dient und welchem ein Kondensator 65 mit einer Kapazität Cin nachgeschaltet ist. Pad 64 und Kondensator 65 können beispielsweise den Elementen 41, 43 bzw. 42, 44 der 4 oder den Elementen 13, 14 der 1 entsprechen, oder im Falle eines internen Testsignalgenerators wie in 2 dargestellt kann der Kondensator 65 dem Kondensator 24 der 2 entsprechen. Der Testsignalgenerator 66 ist jedoch auch auf andere Schaltungen als die in 1, 2 und 4 dargestellten anwendbar.
Der Testsignalgenerator 66 umfasst einen ersten Puffer 60 zum Ausgeben einer ersten Spannung U₀₁, einen zweiten Puffer 61 zum Ausgeben einer zweiten Spannung U₀₂ sowie eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 62 mit einem Widerstandswert R_t und einem Kondensator 63 mit einem Kapazitätswert C_t. Die Parallelschaltung aus Widerstand 62 und Kondensator 63 ist zwischen einen Ausgang des ersten Puffers 60 und einen Ausgang des zweiten Puffers 61 geschaltet, wie dargestellt.
Zum Zuführen eines Teststroms kann bei Ausführungsbeispielen wie bereits erläutert eine variierende Spannung an den Kondensator 65 angelegt werden. Bei dem Testsignalgenerator 66 der 6 kann dies beispielsweise dadurch geschehen, dass zunächst mit den Puffern 60, 61 die Spannungspegel U₀₁, U₀₂ mit U₀₁ > U₀₂ angelegt werden. Hierdurch wird der Kondensator 63 entsprechend der Spannungsdifferenz U₀ = U₀₁ – U₀₂ aufgeladen. Dann wird zum Anlegen einer variierenden Spannung der Ausgang des ersten Puffers 60 hochohmig geschaltet (d.h. der Ausgang des ersten Puffers 60, der vorher die Spannung U₀₁ ausgegeben hat, wird nun hochohmig), während der zweite Puffer 61 weiterhin die konstante Spannung U₀₂ ausgibt. Hierdurch entlädt sich der Kondensator 63 über den Widerstand 62, was zu einer fallenden Spannung am Pad 64 und somit zum Erzeugen eines Teststroms Iin führt, welcher in diesem Fall die in 6 gezeigte Stromrichtung aufweist. Zum Erzeugen einer ansteigenden Spannung kann dann beispielsweise U₀₂ > U₀₁ gewählt werden, beispielsweise die Spannungen vertauscht werden.
Ein Beispiel für eine so erzeugte Spannung über der Zeit zeigt eine Kurve 70 in 7. Insbesondere ist in 7 ein exponentieller Abfall gezeigt. Die Spannung u_t(t) verhält sich zumindest für C_in << C_t dabei gemäß
Dieser exponentielle Abfall kann für einen kleinen Zeitbereich t_m näherungsweise als linear betrachtet werden. Für diesen Bereich gilt näherungsweise
wobei U_d der Spannungsabfall während der Zeit t_m ist. In Abhängigkeit von den Größen U₀, C_in, C_t und R_t kann ein gewünschter Stromfluss I_in erzeugt werden. Um ein Zahlenbeispiel zu geben, kann beispielsweise für C_in = 400 fF, U₀₁ = 1 V, U₀₂ = 0 V und R_t·C_t = 100 ms (beispielsweise R_t = 100 kΩ, C_t = 1 µF) ein Strom I_in von (C_in·U₀₁/(R_t·C_t) gleich 4 pA erzeugt werden.
Komponenten mit derartigen Werten können beispielsweise als integrierte Schaltungen oder auch diskrete Elemente gefertigt werden. Bei Ausführungsbeispielen ist wie in dem obigen Zahlenbeispiel die Messzeit t_m viel kleiner als R_t·C_t, in dem obigen Zahlenbeispiel ein Zehntel. Es ist zu betonen, dass die obigen Zahlenwerte lediglich zur Veranschaulichung dienen und nicht als einschränkend anzusehen sind. Insbesondere können je nach gewünschten Testströmen die Zahlenwerte variiert werden, und bei im Wesentlichen gleich bleibendem Verhalten können beispielsweise R_t und C_t variiert werden, solange das Produkt dieser Größen konstant bleibt.
Die obigen Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Insbesondere können statt der dargestellten Schaltungen auch andere Schaltungen verwendet werden. Beispielsweise können als Testgenerator auch andere Schaltungen verwendet werden, welche eine Spannung mit einem gewünschten Verhalten ausgeben können.

Claims

Schaltung (10; 20), umfassend: einen zu testenden Schaltungsteil (11; 21; 40), wobei der zu testende Schaltungsteil (11; 21; 40) einen Eingang (17; 27) aufweist, einen ersten Schaltungspfad zum Zuführen von Signalen an den Eingang, und einen zweiten Schaltungspfad zum Zuführen von Testsignalen zu dem Eingang (17; 27), wobei der zweite Schaltungspfad einen Kondensator (14; 24; 43, 44; 65) umfasst, wobei der Kondensator derart angeordnet ist, dass die Testsignale dem Eingang (17; 27) über den Kondensator zuführbar sind.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei der Kondensator und der zu testende Schaltungsteil in einer integrierten Schaltung integriert sind.
Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend einen Testsignalgenerator (15; 25; 66), welcher mit dem zweiten Schaltungspfad gekoppelt ist.
Schaltung nach Anspruch 3, wobei der Testsignalgenerator (25) mit dem zu testenden Schaltungsteil (21) in einer integrierten Schaltung integriert ist.
Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Testsignalgenerator (15; 25; 66) eingerichtet ist, eine variierende Spannung an einen ersten Anschluss des Kondensators (14; 24; 65) anzulegen.
Schaltung nach Anspruch 5, wobei der zu testende Schaltungsteil (11; 21; 40) eingerichtet ist, eine Spannung an einem zweiten Anschluss des Kondensators (14; 24; 43, 44; 65) zumindest näherungsweise konstant zu halten.
Schaltung nach einem der Ansprüche 3–6, wobei der Testsignalgenerator einen ersten Puffer (60) zum Ausgeben einer ersten Spannung, einen zweiten Puffer (61) zum Ausgeben einer zweiten Spannung und eine Parallelschaltung aus einem weiteren Kondensator (63) und einen Widerstand (62) zwischen dem ersten Puffer (60) und dem zweiten Puffer (61) umfasst.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1–7, wobei der erste Schaltungspfad mit einem Signaleingangsanschluss (12; 22) der Schaltung (10; 20) verbunden ist und der zweite Schaltungspfad mit einem Testsignaleingangsanschluss (13) der Schaltung (10) verbunden ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1–8, wobei der zu testende Schaltungsteil einen Analog/Digital-Wandler (40) umfasst.
Testsignalgenerator (66) zum Anlegen einer variierenden Testspannung, umfassend: einen ersten Puffer (60) zum Ausgeben einer ersten Spannung, wobei ein Ausgang des ersten Puffers (60) mit einem Ausgang zum Ausgeben eines Testsignals verbunden ist, einen zweiten Puffer (61) zum Ausgeben einer zweiten Spannung, einen zwischen einen Ausgang des ersten Puffers und einen Ausgang des zweiten Puffers geschalteter Widerstand (62), und einen parallel zu dem Widerstand (62) geschalteten Kondensator (63).
Testsignalgenerator (66) nach Anspruch 10, wobei der Testsignalgenerator eingerichtet ist, zunächst mit dem ersten Puffer die erste Spannung auszugeben und mit dem zweiten Puffer die zweite Spannung auszugeben und dann einen Ausgang des ersten Puffers in einen hochohmigen Zustand zu versetzen.
Verfahren, umfassend: Anlegen eines Teststroms an einen zu testenden Schaltungsteil (11; 21; 40) durch Anlegen einer variierenden Spannung an einen ersten Anschluss eines Kondensators, wobei ein zweiter Anschluss des Kondensators mit einem Eingang (17; 27) des zu testenden Schaltungsteils (11; 21; 40) verbunden ist, und Auswerten einer Antwort des zu testenden Schaltungsteils (11; 21; 40) auf den Teststrom.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Anlegen der variierenden Spannung ein Entladen eines weiteren Kondensators (63) über einen Widerstand (62) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Anlegen der variierenden Spannung zum Durchführen eines eingebauten Selbsttests dient.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12–14, wobei der Teststrom kleiner als 100 pA ist.