JP2972515B2 - 入出力バッファテスト回路 - Google Patents

入出力バッファテスト回路

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JP2972515B2 JP5338490A JP33849093A JP2972515B2 JP 2972515 B2 JP2972515 B2 JP 2972515B2 JP 5338490 A JP5338490 A JP 5338490A JP 33849093 A JP33849093 A JP 33849093A JP 2972515 B2 JP2972515 B2 JP 2972515B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は入出力バッファテスト回
路に関し、特に半導体集積回路チップの入出力特性を測
定するテスト回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体の集積技術の発展はめざま
しいものがあり、それにともない製品の部品数を減らし
て製品の軽薄短小化を進める半導体集積回路のユーザ側
の強い要求から、従来複数の半導体集積回路で構成され
ていた部品を1個の半導体集積回路で実現させる傾向が
強まっている。
【0003】従来、この種の集積回路の開発方法として
は今日まで蓄積してきた資産を有効に生かし、かつ開発
期間を短縮させるために、図3の半導体集積回路301
に示すように、機能ブロック302,303を流用し、
同一チップ上に機能ブロックとして搭載し、各々の機能
ブロックを配線パターンで接続する構成をとっている。
またLSIテスタによる製品のテスト方法も、製品に搭
載されている各機能ブロック302,303を、分離信
号発生回路304がテスト信号入力端子311より入力
バッファ部305を介して入力された信号から発生させ
た分離信号334,335によりそれぞれ独立に分離さ
せ、あらかじめ機能ブロック毎に用意されているテスト
パターンを流用して各ブロックのチェックを行い、全ブ
ロックの確認がなされた後に各ブロック間の接続をチェ
ックする方法がとられている。
【0004】製品の入出力バッファの電気的特性、つま
り入力レベル電圧VIH/VIL、出力レベル電圧VO
H/VOLのテストは、前述したように機能ブロックを
それぞれ独立に分離させ、個別にテストパターンもしく
は各機能ブロック間の接続をチェックするテストパター
ンを用いて実施されている。
【0005】VIH/VILのテストの場合、LSIテ
スタより半導体集積回路301の入力端子307〜31
0へ入力レベル電圧を印加する。前記入力レベル電圧
は、入力バッファ部305を介し、機能ブロック30
2,303内のラッチ326,327,329,330
へ入力される。これらラッチ326,327,329,
330はゲート素子が「0」とも「1」とも出力しない
ようなスレッシュホールドレベルに近い電圧である中間
レベル電圧が入力された場合でも必ず「0」または
「1」を出力するため、機能ブロック302,303内
の内部回路325,328へ中間レベル電圧が伝達され
ることはない。内部回路325,328はラッチ32
6,327,329,330の出力を受けて動作する。
内部回路325,328が動作することにより内部回路
325,328の出力が出力バッファ部306を介して
出力端子312〜315へ出力されるので出力端子31
2〜315の出力がテストパターンと一致しているかを
確認する。一致していれば「1」として印加した入力レ
ベル電圧は「1」、「0」として印加した入力レベル電
圧は「0」として半導体集積回路301が判定したこと
になる。次に「1」として印加する入力レベル電圧を変
化させて同様の確認を行う。これを繰り返すことにより
半導体集積回路301が「1」として判定する入力レベ
ル電圧VIHを測定する。半導体集積回路301が
「0」として判定する入力レベル電圧VILも同様に測
定を行う。この際、入力バッファ部305へスレッシュ
ホールドレベルに近い電圧である中間レベル電圧が入力
されることになる。入力バッファ部305に中間レベル
電圧が入力された場合、入力バッファ部305は中間レ
ベル電圧を出力してしまう。例えばインバータの場合、
一般的に入出力特性は図6のようになるが、インバータ
に図6内のAで示すような中間レベル電圧が印加される
と、Bで示すような中間レベル電圧を出力してしまう。
しかし、ラッチは中間レベル電圧が入力された場合でも
ラッチか閉じた後、出力を「0」または「1」に確定さ
せるためラッチより内部の回路へ中間レベル電圧が伝達
されることはない。つまり、半導体集積回路301へ印
加された入力レベル電圧はラッチ326,327,32
9,330により「1」または「0」と判定される。
【0006】またVOH/VOLのテストの場合は、前
述したテストパターンを走らせ、半導体集積回路301
の出力バッファ321〜324が「1」または「0」を
出力するように状態設定し、LSIテスタから前記バッ
ファに電流を流すことにより生ずる電圧上昇または前記
バッファからLSIテスタへ電流を流すことにより生ず
る電圧降下をテストする。電圧降下,電圧上昇が製品の
保証している範囲内であれば良品、範囲外であれば不良
品と判定する。
【0007】そのほか、〔特開平4−074977号公
報〕のように、入力レベル電圧VIH/VIL、出力レ
ベル電圧VOH/VOLのテストを簡単に短時間で行お
うとする構成もある。これは、図4に示すような半導体
集積回路401においてテスト時は機能ブロックの代わ
りに配線442〜445を介して入力バッファ部405
と出力バッファ部406を接続することにより、出力バ
ッファ部406の出力が機能ブロック402,403の
影響を受けないようにしたものである。図5に示すよう
な簡単な入出力レベルテスト用パターンを用いることに
より、各機能ブロック用のテストパターンを用いる必要
がなくなると共に、出力バッファの状態設定を一斉に行
うことができるようにする方法である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の複数の
機能ブロックを有する半導体集積回路において、入出力
バッファの電気的特性である入力レベル電圧VIH/V
IL、出力レベル電圧VOH/VOLをテストする場
合、以下に示す問題点がある。
【0009】複数の機能ブロックを有する半導体集積回
路の場合、一つの機能ブロックが全ての入力端子,出力
端子と接続されていない場合がある。例えば図3に示し
た入力端子307,308、出力端子312,313は
機能ブロック302のみに接続され機能ブロック303
には接続されていない。また入力端子309,310、
出力端子314,315は機能ブロック303のみに接
続され機能ブロック302には接続されていない。機能
ブロックの数が増えれば増えるほど一つの機能ブロック
に対して接続されない端子が増える傾向にある。そのた
め、入出力バッファを全てテストするためには各入出力
バッファに対し、それぞれ接続されている機能ブロック
のテストパターンを使用しなければならず、テストが複
雑になってしまうという問題点があった。
【0010】さらにVOH/VOLをテストする場合
は、まず各出力バッファ及び入出力バッファの状態設定
のために各端子毎にテストパターンをチェックし、各出
力バッファ及び入出力バッファが「1」を出力する状
態、「0」を出力する状態を見つけなければならない。
測定時には状態設定のためにテストパターンをあるパタ
ーンまで走らせ、必要な箇所で止め、製品の出力バッフ
ァ及び入出力バッファの電圧上昇、電圧降下を測定す
る。そのためテスト回数が多くなり、テストプログラム
が長く複雑になってしまい、非常に多くのテスト時間が
必要になるという問題点があった。
【0011】また、図4の〔特開平4−074977〕
による半導体集積回路401では測定時に入力バッファ
部405と出力バッファ部406が配線442〜44
5、出力切り換え回路433〜436を介して接続され
るが、ラッチ428,429,431,432を介さな
いため、端子407〜410に中間レベル電圧が入力さ
れた場合、出力切り換え回路433〜436の能力によ
り中間レベル電圧を「0」または「1」に確定させる。
一方、通常動作時には機能ブロック402,403内の
ラッチ428,429,431,432の能力により中
間レベル電圧を「0」または「1」に確定させる。した
がってラッチ428,429,431,432と出力切
り換え回路433〜436の能力は同等ではないため、
同じ入力レベル電圧に対して通常動作時のVIH/VI
L測定とテスト回路を用いたVIH/VILの測定で
は、VIH/VILレベルが異なって測定されるという
問題点があった。
【0012】本発明の目的は、前記問題点が解決され、
短時間でテストができ、しかも正確にテストできるよう
にした入出力バッファテスト回路を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明による入出力バッファテスト回路は、外
部端子に接続される入力バッファまたは入出力バッファ
の入力部に接続されたラッチ手段と、出力切り換え信号
により前記ラッチ手段からの出力を出力バッファまたは
前記入出力バッファの出力部を介して外部端子へ出力す
る出力切り換え手段と、出力切り換え手段の出力切り換
え信号を発生する切り換え信号発生手段とを半導体集積
回路チップに備えることを特徴とする。
【0014】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例の半導体集積回
路の内部を示すブロック図である。図1において、本実
施例の半導体集積回路101は、機能ブロック102,
103、分離信号発生回路104、テスト用ラッチ回路
105、入力バッファ部106、出力バッファ部107
を備えている。ここで、機能ブロック102は、内部回
路128、ラッチ129,130より構成されており、
機能ブロック103も同様に内部回路131、ラッチ1
32,133より構成されている。機能ブロック102
と103は、配線142〜144によって接続されてい
る。
【0015】入力端子108〜111より入力される各
信号は、入力バッファ部106を介して機能ブロック1
02,103及びテスト用ラッチ回路105へ伝達され
る。機能ブロック102,103より出力される信号
は、出力切り換え回路138〜141を介し、出力バッ
ファ部107に伝達され、出力端子114〜117より
出力される。また、機能ブロック102,103内のラ
ッチ129,130,132,133と同形状のラッチ
134〜137で構成されたテスト用ラッチ回路105
の出力信号も出力切り換え回路138〜141を介し、
出力バッファ部107に伝達され、出力端子114〜1
17より出力される。テスト信号入力端子113より入
力されるテスト信号は、入力バッファ部106を介し出
力切り換え回路138〜141に出力切り換え信号とし
て伝達される。出力切り換え回路138〜141は出力
切り換え信号として「0」が入力された時は機能ブロッ
ク102,103の出力を出力し、「1」が入力された
時はテスト用ラッチ回路105の出力を出力する。つま
り、機能ブロック102,103の出力とテスト用ラッ
チ回路105の出力のどちらの出力を出力端子114〜
117より出力するかの選択は、テスト信号入力端子1
13より入力されるテスト信号により行われる。テスト
信号入力端子112から入力されるテスト信号は、入力
バッファ部106を介して分離信号発生回路104へ入
力され、分離信号145,146が出力される。分離信
号145によって機能ブロック102が機能ブロック1
03より切り離され、あらかじめ機能ブロック102に
対して用意されているテストパターンを使用してテスト
が出来る状態に設定される。同様に分離信号146によ
って機能ブロック103が機能ブロック102より切り
離され、あらかじめ機能ブロック103に対して用意さ
れているテストパターンを使用してテストが出来る状態
に設定される。
【0016】次に本実施例の動作について説明すると、
まず通常動作時は、テスト信号入力端子113を「0」
にクランプしておきテスト信号として「0」を入力す
る。入力端子108〜111より入力される各信号は、
入力バッファ部106を介して機能ブロック102,1
03及びテスト用ラッチ回路105へ伝達される。ラッ
チ129〜133は、入力バッファ部106から機能ブ
ロック102,103への入力を受け「0」または
「1」の出力を内部回路128,131へ伝達する。す
なわちラッチ129,130,132,133は機能ブ
ロック102,103への入力レベル電圧の「0」,
「1」判定を行っている。したがって入力端子108〜
111に、中間レベル電圧が印加された場合でも、中間
レベル電圧が内部回路128,131へ伝達されること
はない。
【0017】この時、出力切り換え回路138〜141
には出力切り換え信号として「0」が入力されるので出
力切り換え回路138〜141を介して機能ブロック1
02,103の出力が出力バッファ部107へ伝達され
る。よって出力端子114〜117には出力バッファ部
107を介し、機能ブロック102,103の出力が出
力され、テスト用ラッチ回路105の出力は出力されな
い。
【0018】入力バッファ部106,出力バッファ部1
07のテスト実行時は、テスト信号入力端子113より
テスト信号として「1」を入力する。その時、出力切り
換え回路138〜141には出力切り換え信号として
「1」が入力される。よって機能ブロック102,10
3の出力は出力バッファ部107へ伝達されず、入力端
子108〜111より入力された信号は入力バッファ部
106,テスト用ラッチ回路105を介して出力バッフ
ァ部107へ伝達されて出力端子114〜117より出
力される。
【0019】以上より、入力端子と出力端子は入力バッ
ファ部106内のバッファ,テスト用ラッチ回路105
内のラッチ,出力切り換え回路138〜141,出力バ
ッファ部107内のバッファを介して接続されたことに
なる。したがって、入力端子108〜111より入力さ
れた信号はテスト用ラッチ回路105内のラッチ134
〜137により「0」または「1」と判定され、出力端
子114〜117には「0」または「1」の信号が出力
される。半導体集積回路101に「0」が入力されたと
いうことは、機能ブロック102,103においてラッ
チ129,130,132,133から内部回路12
8,131に「0」が入力されたということである。同
様に、半導体集積回路101に「1」が入力されたとい
うことは、機能ブロック102,103においてラッチ
129,130,132,133から内部回路128,
131に「1」が入力されたということである。つま
り、半導体集積回路101への入力は機能ブロック10
2,103内のラッチ129,130,132,133
によって、「0」または「1」と判定される。
【0020】通常動作時には入力端子108〜111よ
り入力された信号は機能ブロック102,103内にお
いてラッチ129,130,132,133により
「0」または「1」と判定され、内部回路128,13
1には「0」または「1」の信号が伝達される。テスト
用ラッチ回路105内のラッチ134〜137と機能ブ
ロック102,103内のラッチ129,130,13
2,133は同形状のラッチなので、入力レベル電圧が
等しいものであれば、テスト実行時にテスト用ラッチ1
05内のラッチ134〜137が入力レベル電圧を
「0」または「1」と判定する結果と、通常動作時に機
能ブロック102,103内のラッチ129,130,
132,133が入力レベル電圧を「0」または「1」
と判定する結果は等しいものとなる。つまり、通常動作
時に機能ブロック102,103において、ラッチ12
9,130,132,133から内部回路128,13
1へ伝達される信号と同等の信号が、テスト実行時には
テスト用ラッチ回路105内のラッチ134〜137か
ら出力切り換え回路138〜141を介して出力端子1
14〜117に出力されることになる。
【0021】テスト信号を入力することで上記テスト状
態を設定し、入力端子に対して「1」,「0」それぞれ
の状態が入力される図5に示すような簡単な入出力レベ
ルテスト用パターンを使用し、LSIテスタより入力端
子へ入力レベル電圧を印加してテストパターンを流すこ
とにより、入力端子108〜111の入力レベル電圧を
一度にテストすることができる。
【0022】また図5の入出力レベルテスト用パターン
を使用すれば1パターン目ですべての出力端子が「0」
に設定され、2パターン目ですべての出力端子が「1」
に設定される。そのため図5に示す入出力レベルテスト
用パターンを1パターンまで走らせてから止めてLSI
テスタから前記出力バッファへ電流を流し込むことによ
って出力端子114〜117のVOLを、2パターンま
で走らせてから止めて半導体集積回路101の出力バッ
ファからLSIテスタへ電流を引くことにより出力端子
114〜117のVOHを簡単にテストすることができ
る。
【0023】以上より非常に短い簡単なテストパターン
で、しかも簡単に入,出力バッファの入,出力レベルを
テストすることが実現される。
【0024】図2は本発明の第2の実施例の半導体集積
回路の内部を示すブロック図である。図2において、本
実施例の半導体集積回路201は、機能ブロック20
2,203、分離信号発生回路204、入力バッファ部
205、出力バッファ部206を備えており、各機能ブ
ロック間は配線241〜243によって接続されてい
る。機能ブロック202は内部回路229、ラッチ23
0,231、出力切り換え回路227,228より構成
されており、ラッチ230,231の出力は内部回路2
29を介し出力切り換え回路227,228に伝達され
る。またラッチ230,231と出力切り換え回路22
7,228は配線232,233により接続されてい
る。
【0025】同様に機能ブロック203は内部回路23
6,ラッチ237,238、出力切り換え回路234,
235より構成されており、ラッチ237,238の出
力は内部回路236を介し出力切り換え回路234,2
35に伝達される。またラッチ237,238と出力切
り換え回路234,235は配線239,240により
接続されている。機能ブロック202,203内の出力
切り換え回路227,228,234,235は出力切
り換え信号としてテスト信号配線246より「0」が入
力された時は内部回路229,236の出力を出力し、
「1」が入力された時は配線232,233,239,
240を介してラッチ230,231,237,238
の出力を出力する。入力端子207〜210より入力さ
れる各信号は入力バッファ部205を介して機能ブロッ
ク202,203へ伝達される。機能ブロック202,
203より出力される信号は出力バッファ部206を介
して出力端子213〜216へ出力される。
【0026】テスト信号入力端子212より入力される
テスト信号は入力バッファ222を介して機能ブロック
202,203内の出力切り換え回路227,228,
234,235に出力切り換え信号として入力される。
入力バッファ222の出力によって機能ブロック20
2,203内の出力切り換え回路227,228,23
4,235の出力が切り替えられる。つまり、機能ブロ
ック202,203内の内部回路229,236の出力
とラッチ230,231,237,238の出力のどち
らの出力を端子より出力するかの選択は、テスト信号入
力端子212より入力されるテスト信号により行われ
る。テスト信号入力端子211より入力されるテスト信
号は入力バッファ221を介して分離信号発生回路20
4へ入力され、分離信号244,245が出力される。
分離信号244によって機能ブロック202が機能ブロ
ック203より切り離され、あらかじめ機能ブロック2
02に対して用意されているテストパターンを使用して
テストが出来る状態に設定される。同様に分離信号24
5によって機能ブロック203が機能ブロック202よ
り切り離され、あらかじめ機能ブロック203に対して
用意されているテストパターンを使用してテストが出来
る状態に設定される。
【0027】次に本実施例の動作について説明すると、
まず通常動作時は、テスト信号入力端子212を「0」
にクランプしておきテスト信号として「0」を入力す
る。そのとき、機能ブロック202,203内の出力切
り換え回路227,228,234,235には出力切
り換え信号として「0」が入力される。よって機能ブロ
ック202,203内の出力切り換え回路227,23
4,235は内部回路229,236の出力を機能ブロ
ック202,203の出力として出力バッファ部206
を介して出力端子213〜216へ出力する。
【0028】入力バッファ部205,出力バッファ部2
06の入力レベル電圧VIH/VIL,出力レベル電圧
VOH/VOL測定時は、テスト信号入力端子212よ
りテスト信号として「1」を入力する。そのとき、機能
ブロック202,203内の出力切り換え回路227,
228,234,235には出力切り換え信号として
「1」が入力される。よって機能ブロック202,20
3内の内部回路229,236の出力は出力端子213
〜216へは伝達されず、出力切り換え回路227,2
28,234,235はラッチ230,231,23
7,238の出力を機能ブロック202,203の出力
として出力バッファ部206を介して出力端子213〜
216へ出力する。
【0029】以上より、入力端子207〜210と出力
端子213〜216は入力バッファ部205内のバッフ
ァ、機能ブロック202,203内のラッチ、出力切り
換え回路227,228,234,235、出力バッフ
ァ部107内のバッファを介して接続されたことにな
り、出力端子213〜216は通常動作時に機能ブロッ
ク202,203内の内部回路229,230へ、ラッ
チ230,231,237,238から入力される
「0」または「1」と同じ状態を出力することになる。
【0030】テスト信号を入力することで上記テスト状
態を設定し、入力端子に対して「1」,「0」それぞれ
の状態が入力される図5に示すような簡単な入出力レベ
ルテスト用パターンを使用し、LSIテスタより入力端
子へ入力レベル電圧を印加してテストパターンを流すこ
とにより、入力端子207〜210の入力レベル電圧を
一度にテストすることができる。また図5に示す入出力
レベルテスト用パターンを使用すれば1パターン目です
べての出力端子が「1」に設定され、2パターン目です
べての出力端子が「0」に設定される。そのため、図5
に示す入出力レベルテスト用パターンを1パターンまで
走らせてから止めて、半導体集積回路201の出力バッ
ファからLSIテスタへ電流を引くことにより出力端子
213〜216のVOHを、2パターンまで走らせてか
ら止めてLSIテスタから前記出力バッファへ電流を流
し込むことによって出力端子213〜216のVOLを
簡単にテストすることができる。
【0031】以上より非常に短い簡単なテストパターン
で、しかも簡単に入,出力バッファの入,出力レベルを
テストすることが実現される。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、半導体
集積回路内に入力端子と出力端子をラッチを介した簡単
な論理回路で接続させるテスト用ラッチ回路を持たせた
ことにより、例えばLSIテスタによって入出力バッフ
ァの電気的特性である入力レベル電圧VIH/VIL、
出力レベル電圧VOH/VOLをテストするときに、従
来のように全ての入出力バッファの特性をテストするた
めに何本ものテストパターンを流す必要がなくなり、そ
のため製品の選別に要する時間が大幅に短縮でき、また
非常に簡単なテストパターンを使用するだけで入出力レ
ベルがテストできるために、テストパターンの作成に要
する時間を大幅に短縮することができ、さらにテスト用
ラッチ回路に機能ブロック内のラッチと同形状のラッチ
を用いているために通常動作時と同等の状態での入力レ
ベル電圧VIH/VILが測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す回路図である。
【図3】従来の一例の入出力バッファテスト回路を示す
回路図である。
【図4】特開平4−074977の例を示す回路図であ
る。
【図5】図4の回路図,上記実施例の入出力レベルテス
ト用パターンの一例を示す図である。
【図6】インバータの入出力特性を示す特性図である。
【符号の説明】
101,102,301,401 半導体集積回路 102,103,202,203,302,303,4
02,403 機能ブロック 104,204,304,404 分離信号発生回路 105 テスト用ラッチ回路 106,205,305,405 入力バッファ部 107,206,306,406 出力バッファ部 138〜141,227,228,234,235,4
33〜436 出力切り換え回路 128,131,229,236,325,328,4
27,430 機能ブロック内部回路 108〜111,207〜210,307〜310,4
07〜410 入力端子 112,113,211,212,311,411,4
12 テスト信号入力端子 114〜117,213〜216,312〜315,4
13〜416 出力端子 118〜127,217〜226,316〜324,4
17〜426 バッファ 129,130,132〜137,230,231,2
37,238,326,327,329,330,42
8,429,431,432 ラッチ 232,233,239,240 機能ブロック内配
線 142〜144,241〜243,331〜333,4
37〜439 機能ブロック間配線 145,146,244,245,334,335,4
40,441 機能ブロック分離信号 246 テスト信号配線 442〜445 テスト用配線

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部端子に接続される入力バッファまた
    は入出力バッファの入力部からの信号を受ける機能ブロ
    ック内に設けてあるラッチ手段と、前記入力バッファま
    たは入出力バッファの入力部からの信号を受けるテスト
    用のラッチ手段と、前記機能ブロックからの出力と前記
    テスト用のラッチ手段とからの出力を出力切り換え信号
    により選択して一方を出力バッファまたは前記入出力バ
    ッファの出力部を介して外部端子へ出力する出力切り換
    え手段と、前記出力切り換え手段の出力切り換え信号を
    発生する切り換え信号発生手段とを半導体集積回路チッ
    プに備えることを特徴とする入出力バッファテスト回
    路。
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