DE2833608C2 - Vorrichtung zum Bestimmen der Signallaufzeit in integrierten digitalen Halbleiterschaltungen - Google Patents

Description

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Überlagerungsstufe Ü durch ein Exklusiv-ODER-Gat- der Überlagerungsstufe Ü sind die Signalausgänge der

: ter mit zwei logischen Eingängen realisiert, wobei der beiden Komparatoren K1 und K2, z. 3. über je einen

eine Eingang mit dem Ausgang des zu testenden Signal- (vorzugsweise gleichbemessenen) Widerstand, an den

'·' . wegs im Prüfling P und der zweite Eingang mit dem Ausgang der Überlagerungsstufe Ü gelegt, der somit Signalausgang eines periodische Digitalimpulse liefern- 5 ein unmittelbar vom Impulsgeber G geprägtes Signal

den Impulsgebers G verbunden ist. als auch ein durch das im Prüfling P verzögerte Signal

Als Selektor SE ist ein UND-Gatter mit zwei logi- geprägtes Signal führt.

sehen Eingängen vorgesehen. Der eine Eingang dieses Der Selektor SE ist in diesem Fall als Gleichrichter

UND-Gatters, liegt am Signalausgang der Überlage- derart ausgebildet, daß nur die Summe der »Ha- oder rungsstufe Ü, der zweite Eingang ist durch einen Signal- 10 »/.«-Signale freigegeben wird. Da die zur Beaufschlaausgang des Impulsgebers G beaufschlagt. gung der beiden Komparatoren K1 und K 2 verwende-

Bevorzugt ist der Impulsgeber G derart ausgebildet, ten Signalausgänge des Impulsgebers G zueinander indaß er zwei zueinander invertierte, synchrone Folgen verse Signale führen und die beiden Komparatoren von Digitalimpulsen liefert, die an zwei verschiedenen dementsprechend unterschiedlich beaufschlagt werden, Ausgängen des Impulsgebers G abgenommen werden. 15 hat man es durch entsprechende Wahl der an den Refe-AIs Glättungsglied GL kann z. B. die aus F i g. 1 und 2 renzeingängen der beiden Komparatoren K1 und K 2 ersichtliche Ausgestaltung eines Tiefpaßfilters mit ei- liegenden Referenzgleichspannungen LZ; und U₂ in der nem Glättungskondensator, und einem Parallelwider- Hand, die Wirkung der steigenden und fallenden Imstand bzw. eine Hintereinanderschaltung mehrerer der- pulsflanken zu berücksichtigen und dafür zu sorgen, daß ' L art ausgestalteter Vierpole verwendet werden. Am Aus- 20 am Ausgang des z. B. als Diode ausfi-iitalteten Selektors f'~ gang des Giättungsgiiedes GL erscheint eine Gleich- SE jeweils nur der der Verzögerung im. Prüfling P entspannung, die entweder der Einschalt- oder der Aus- sprechende Signalteil erscheint, der — wie bei einer schaltverzögerung im Prüfling /^entspricht Ausgestaltung gemäß F i g. 1 — über ein Glättungsglied

Schaltet man den Prüfling P, den zweiten Eingang des GL in eine Gleichspannung U übergeführt wird, deren Selektors Sf und auch den anderen Eingang der Über- 25 Höhe der Signalverzögerungszeit im Prüfling fund da-' lagerungsstufe an denselben Ausgang des Taktgebers mit dessen Signallaufzeit entspricht

G, so treten am Ausgang des Selektors SE Impulse auf, Wie aus den anhand der F i g. 1 und 2 vorgestellten

deren Länge der Einschaltverzögerung entspricht Legt bevorzugten Ausführungsbeispielen hervorgeht, ist es

¹* man hingegen den Prüfling P und den anderen Eingang die Aufgabe der Übrerlagerungsstufe Ü, ein Signal zu

des Exklusiv-ODER-Gatters C?an den einen Signalaus- 30 erzeugen, dessen Länge der Verzögerungszeit im Priif-

'7 gang und den zweiten Eingang des UND-Gatters SE an ling P entspricht Da aber hierbei auch Signale entsteden invertierten Signalausgang des Impulsgebers G, so hen, deren Länge mit der Verzögerungszeit nichts zu treten am Ausgang des Selektors, also des UND-Gat- tun hat, ist ein Selektor SE vorgesehen, welcher nur die

■' ters SE, Impulse auf, deren Länge der Abschaltverzöge- Signale an die Glättungsstufe GL weitergibt, die eine t, rung des Prüflings P längs des getesteten Signalweges 35 Aussage über die Verzögerungszeit im Prüfling P ententspricht. Man wird also vorzugsweise einen Irnpulsge- halten.

',; ber G mit zwei zueinander invertierten Ausgängen ver- Die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Anordnungen

wenden und den Prüfling sowie den zweiten Eingang lassen sich ohne Schwierigkeiten als integrierte Malbleides Exklusiv-ODER-Gatters Ü fest an den einen Aus- terschaltungen realisieren.

gang des Impulsgebers G legen, während der zweite 40

Eingang des UND-Gatters SE abwechselnd auf densel- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ben Ausgang oder auf den invertierten Ausgang des

Impulsgebers G geschaltet wird, jenachdem, ob man die
Einschaltverzögerung oder die Abschaltverzögerung
des Prüflings Ptesten will. 45

Das dem UND-Gatter SE nachgeschaltete Glättungsglied GL hat die Aufgabe, die vom Selektor SE,
also dem UND-Gatter, durchgelassenen Impulse in eine
entsprechende Gleichspannung U umzuwandeln. Diese
ist offenbar ein Maß für die Breite der vom Selektor SE 50
abgegebenen Impulse und somit ein Maß für die Verzögerungszeit, bzw. der Einschaltverzögerung oder der
Abschaltverzögerung, so daß die Laufzeit der Impulse
über die Gleichspannung [/zur Verfügung gestellt ist.

Bei der aus Fig.2 ersichtlichen Ausgestaltung hat 55
man wieder den Impulsgeber G mit zwei Ausgängen.
Als Überlagerungsstufe Ü dienen zwei einander gleiche
Komparatoren K 1 und K 2 mit jeweils einem Signaleingang und einem Referenzeingang, wobei der Referenzeingang jeweils mit einer Gleichspannung U\ bzw. [/2 60
beaufschlagt ist, die kleiner als der Signalhub der jeweils
an dem Signaleingang anhängigen Rechteckimpulse ist.
Dabei ist der Signaleingang des einen Komparators,
z.B. des Komparators K2, unmittelbar an den einen
Signalausgang des Impulsgebers G, der Signaleingang 65
des anderen Komparators K 1 über den zu testenden
Signalweg des Prüflings P an den anderen Signalausgang des Impulsgebers G gelegt. Zur Vervollständigung

Claims (6)

(GL) ein Tiefpaßfilter mit Glättungskondensator Patentansprüche: und Widerständen verwendet ist

1. Vorrichtung zum Bestimmen der Signallaufzeit

in integrierten digitalen Halbleiterschaltungen, da- 5

durch gekennzeichnet, daß ein periodische

Impulse abgebender Impulsgeber (G) sowohl an den Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestim-Signaleingang des zu testenden Signalweges (P) der men der Signallaufzeit in integrierten digitalen Halbleidigitalen Halbleiterschaltung als auch an den einen terschaltungen.

Eingang einer Oberlagerungsstufe (O) und der Aus- io In der Praxis wurde bisher auf solche Messungen meigang des zu testenden Signalweges (P) an den ande- stens verzichtet, was aber bei manchen Typen in Anberen Eingang dieser Überlagerungsstufe (O) ange- tracht der erhöhten Ausschußgefahr zu höheren Herschlossen ist, daß außerdem die Überlagerungsstufe Stellungskosten führt. Eine geläufige Meßmethode ver- (O) symmetrisch hinsichtlich der Laufzeiten rwi- wendet einen Sampling-Oszillographen sowie einen sehen ihren beiden Eingängen und ihrem Signalaus- 15 Pulsgenerator mit den notwendigen Adaptionen. Jedoch gang ausgebildet ist, daß ferner der Signalausgang ist die Anwendung einer auf dieser Basis beruhenden der Überlagerungsstufe (O) über einen Selektor (SE) Vorrichtung sehr aufwendig.

an eine Glättungsstufe (GL) geschaltet ist und daß Eine Schaltungsanordnung zur Prüfung der Wechselder Selektor (SE) derart ausgestaltet ist daß ledig- Stromeigenschaften von monolithisch integrierten hch ein der Zeitdauer der Verzögerung der Signale 20 Halbleiterschaltungen ist in der DE-OS 26 15 787 belängs des zu testenden Signalweges (P) entsprechen- schrieben. Die dort angegebene Vorrichtung ist durch der Impuls am Signalausgang des Selektors (SE) er- eine an jede Anschlußleitung der zu testenden Schalscheint tung angeschlossene Zählschaltung gekennzeichnet,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- mittels der das Verhalten der integrierten Halbleiterzeichnet, daß der Impulsgeber (G) mit zwei Signal- 25 schaltung bestimmt und in einer Anzeigevorrichtung ausgängen derart ausgestattet ist, daß an den beiden angezeigt wird.

Signalausgängen zueinander synchrone und inverse Es ist Aufgabe des Erfindung, eine Vorrichtung zur

Rechteckimpulse erscheinen. Messung der Signallaufzeiten in monolithisch integrier-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ten digitalen Halbleiterschaltungen anzugeben, die billig gekennzeichnet, daß als Überlagerungsstufe (O) ein 30 ist und in Verbindung mit statischen Testautomaten Exklusiv-ODEP*-Gatter mit zwei logischen Eingän- auch dann einsetzbar ist, wenn die zu testende integriergen und als Selektor (SE) ein UND-Gatter mit zwei te Halbleiterschaltung sich noch im Herstellungsprozeß, logischen Eingängen verwen^t ist daß dabei der also noch im Verband mit weiteren derartigen Schaltuneine logische Eingang dor Überlagerungsstufe (O) gen in einer Halbleiterscheibe befindet,
unmittelbar mit einem SignalauLjang des Impulsge- 35 Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst bers (G) und der eine logische Eingang des Selektors daß ein periodische Impulse abgebender Impulsgeber (SE) ebenfalls unmittelbar mit einem Signalausgang sowohl an den Signaleingang des zu testenden Signaides Impulsgebers fG,) verbunden ist und daß schließ- weges der digitalen Halbleiterschaltung als auch an den lieh der zweite logische Eingang der Überlagerungs- einen Eingang einer Überlagerungsstufe und der Ausstufe (O) über den zu testenden Signalweg (P) an 40 gang des zu testenden Signalweges an den anderen Eineinem Signalausgang des Impulsgebers (G) und der gang dieser Überlagerungsstufe ausgeschlossen ist, daß zweite logische Eingang des Selektors (SE) am logi- außerdem die Überlagerungsstufe symmetrisch hinsehen Ausgang der Überlagerungsstufe (ΐ?)liegt. sichtlich der Laufzeiten zwischen ihren beiden Eingän-

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gen und ihrem Signalausgang ausgebildet ist, daß ferner gekennzeichnet, daß der Signaleingang des zu te- 45 der Signalausgang der Überlagerungsstufe über einen stenden Signalweges (P) und der eine Signaleingang Selektor an eine Glättungsstufe geschaltet ist und daß der Überlagerungsstufe (O) unmittelbar von dem ei- der Selektor derart ausgestaltet ist, daß lediglich ein der nen Signalausgang des Impulsgebers (G) beauf- Zeitdauer der Verzögerung der Signale längs des zu schlagt sind und der nicht mit dem Signalausgang testenden Signalweges entsprechender Impuls am Sider Überlagerungsstufe (O) verbundene Signalein- 5G- gnalausgang des Selektors erscheint.

gang des Selektors (SE) alternativ auf beide Signal- Mit der vorliegenden Erfindung ist eine kostengünsti-

ausgänge des Impulsgebers schaltbar ist. ge, typenspezifische Laufzeitmessung mit einfacher Be-

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch dienung möglich.

gekennzeichnet, daß als Überlagerungsstufe (O) Aufgabe der Überlagerungsstufe ist es, ein Signal zu zwei einander gleiche Komparatoren (K 1, K 2) ver- 55 erzeugen, welches durch die Laufzeit der vom Impulswendet sind, deren beide Signalausgänge gemein- geber erzeugten Impulse im Prüfling geprägt ist. Dieses sam mit dem Signalausgang der Überlagerungsstufe Signal wird dann im Selektor von den übrigen noch von (O) verbunden sind und deren Referenzeingang der Überlagerungsstufe noch abgegebenen Signalen sedurch je eine Gleichspannung (Uu Ut) beaufschlagt pariert und durch die Wirkung des entsprechend ausgeist, daß der eine Ausgang des Impulsgebers (G) über 60 stalteten Selektors bzw. der nachgeschalteten Glätden zu testenden Signalweg (P) an den Signalein- tungsstufe demoduliert und in eine Gleichspannung umgang des einen !Comparators (K 1) und der andere gewandelt, deren Größe ein Maß für die Laufzeit bzw. Ausgang des Impulsgebers (G) unmittelbar an den für die durch den Prüfling bedingte Verzögerung ist.
Signaleingang des anderen !Comparators (K 2) ge- Die Erfindung läßt sich auf verschiedene Weise realilegt ist und daß der Selektor (SE) als Gleichrichter 65 sieren, die nun anhand der F i g. 1 und 2 vorgestellt werausgebildet ist. den. Dabei wird zunächst die in F i g. 1 dargestellte Aus-

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gestaltung beschrieben.

dadurch gekennzeichnet, daß als Glättungsglied Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung ist die