JPH0735819A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH0735819A
JPH0735819A JP5201009A JP20100993A JPH0735819A JP H0735819 A JPH0735819 A JP H0735819A JP 5201009 A JP5201009 A JP 5201009A JP 20100993 A JP20100993 A JP 20100993A JP H0735819 A JPH0735819 A JP H0735819A
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JP
Japan
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output
level
circuit
reference voltage
gate
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JP5201009A
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Inventor
Tetsuo Kazami
哲夫 風見
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ECL回路構成の半導体ICの出力レベルテ
スト時に、出力のハイまたはローレベルを、内部論理回
路の状態によらず制御してチップテストの時間短縮を図
る。 【構成】 出力レベルテスト時にスイッチ107をオン
として、外部電圧源108の電圧値を制御して、ECL
出力ゲート101のVref を、全て強制的に論理“1”
よりも高いレベルか、論理“0”よりも低いレベルとす
る。これにより、ECL出力ゲートの電圧レベル(出力
端子102のレベル)は、全てローかハイになるので、
チップテストの時間短縮が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路に関し、
特に出力ゲートがECL(エミッタ結合型ロジック)回
路で構成される半導体集積回路のチップ出力レベルテス
ト方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のECL回路により構成される標準
的なゲートアレイ等の半導体集積回路の出力ゲートは、
図4に示す如くECL回路構成となっている。
【0003】図4に於いて、内部論理回路109は入力
端子群110と出力端子群102とを有しており、内部
論理回路109の各出力120〜125と当該出力端子
群102との間にはECL型の出力ゲート101が夫々
設けられている。
【0004】各出力ゲート101の構成は、差動トラン
ジスタQ11〜Q13と、定電流源I11と、コレクタ
抵抗R11,R12と、エミッタフォロワトランジスタ
Q14とからなる周知の回路である。そして、差動トラ
ンジスタQ12のベースに基準電圧Vref が印加され、
他の差動トランジスタQ11,13の各ベースに内部論
理回路109の出力信号120,121が供給されてい
る。
【0005】これにより、内部論理回路109の各出力
電圧の基準電圧Vref に対する大小に応じてトランジス
タQ14のエミッタ(すなわち出力端子102)から論
理“1”(高)又は“0”(低)の出力信号が得られる
ものである。
【0006】図5はECL回路を用いない半導体集積回
路の出力レベルテスト方法を説明するための図であり、
図4と同等部分は同一符号にて示している。
【0007】図5では、内部論理回路109の各出力信
号120〜123と出力ゲート501との間にセレクタ
530を夫々設け、外部からテスト制御信号及びテスト
データ531を各出力ゲート501へ印加し、各出力端
子102の出力レベルを制御する構成となっている。
尚、この様な回路構成は特開昭63−164613号公
報等に開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この様な半導体集積回
路のウエハ及び製品状態でのLSIテストにおける出力
ゲートのハイ,ロー出力レベルテストにおいて、各出力
ゲートの出力レベルをハイ及びローに制御するために
は、図4の回路構成ではLSI内部の組合せ回路、順序
回路等の論理回路を、入力端子からの入力信号で回路動
作させることを、各々の出力ゲートの各々の出力期待値
に対して行うことにより可能となる。
【0009】しかし、近年のLSIの高集積化によって
内部論理回路は複雑化し、また一般的に知られている様
に、論理回路にフリップ・フロップ等の順序回路が多用
されていると、フリップ・フロップ以降の論理出力を決
定するための入力パターン数は膨大な数となる。
【0010】実際のLSIテストでは、各々の出力ゲー
トをハイ及びローレベルに制御するためには、各々の出
力ゲートに対してハイ/ローそれぞれ1〜数万パターン
以上の入力パターンを、LSIテスタ等で外部から入力
することが必要となり、テスト時間の増大が問題となっ
ている。
【0011】さらにまた、LSIの入出力ピン数も年々
増加する傾向にあり、問題はより顕在化してきている。
【0012】また上記課題を解決するために、図5の様
に出力ゲートの出力を外部より制御信号で直接制御する
回路構成等も提案されているが、この様な回路構成を全
出力ゲートに適用すると、出力ゲートを構成する回路素
子数の増加により、セル面積が増大し、チップ面積の増
大につながり、また全出力ゲートに対して制御信号を分
配するためのレイアウト配線の複雑化等の欠点がある。
【0013】本発明の目的は、極めて簡単な構成でハイ
/ローの出力レベルテストを行うことが可能な半導体集
積回路を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、内部論
理回路の各出力電圧の基準電圧に対する大小を判定して
この判定結果に応じた論理レベルの出力を生成する出力
ゲートを有する半導体集積回路であって、前記基準電圧
を、外部制御に応じて前記内部論理回路の各出力電圧の
高レベルよりも高い電位に、またその低レベルよりも低
い電位に、夫々設定する基準電圧設定手段を有すること
を特徴とする半導体集積回路が得られる。
【0015】
【作 用】図2(a)に示す如く標準的なECL回路構
成の出力ゲートにおいては、(b)に示す様に、出力ゲ
ートへのハイ側入力信号レベルViHと、ロー側入力信号
レベルViLとの中間に、ゲートの基準電圧Vref を設定
することで、差動増幅器の原理により、論理ゲートとし
て(c)に示す様な入出力伝達特性306が得られるこ
とは広く知られている。
【0016】尚、図2(B)や(C)の中の各レベルの
電圧値は、ある設計条件での代表的な数値例を示すもの
である。
【0017】この基準電圧Vref をゲートの入力信号の
ロー側レベルViLよりも低いレベルVrefLに設定する
と、入力信号がハイでもローでも、常に入力信号ViL,
ViHは基準電圧よりも高くなるために、ゲートの入力信
号側スイッチングトランジスタQ12が常時オンとな
り、基準電圧側スイッチングトランジスタQ11は常に
オフとなる。
【0018】従って、抵抗R11に流れる電流はゼロと
なるので、抵抗R11により電圧降下は起らず、エミッ
タフォロワトランジスタQ14のエミッタ出力レベルV
o は常にハイレベル、すなわち(C)の307に示す入
出力伝達特性となる。
【0019】逆に、基準電圧Vref をゲートの入力信号
のハイ側レベルViHよりも高いレベルVrefHに設定する
と、VrefLの場合とは反対に、常に抵抗R11に電流が
流れ、抵抗R11の電圧降下により、トランジスタQ1
4のエミッタ出力レベルVoはローレベル、すなわち
(C)の308に示す入出力伝達特性となる。
【0020】以上の事実に基づき、ハイ/ロー出力レベ
ルテストの際には、外部指令により出力ゲートの基準電
圧Vref を、VrefL若しくはVrefHとなる様一斉に制御
して、全ての出力レベルをハイもしくはローレベルに強
制的になすものである。
【0021】
【実施例】図1は本発明の一実施例の回路図である。1
01はECL回路で構成される一般的な2入力ANDの
出力ゲートであり、NPN型バイポーラトランジスタQ
11,Q12,Q13、抵抗R11,R12、定電流回
路I11およびエミッタフォロワ用トランジスタQ14
によって構成される。
【0022】出力ゲート101からの出力は、出力端子
102に接続され、チップの内部論理回路109からの
入力信号120,121が出力ゲート101に接続され
る。
【0023】また、出力ゲート101へ供給されるリフ
ァレンス電圧Vref は、出力ゲート数に応じた適当な数
のリファレンス電圧発生回路104からVref 電源バス
105を介して各出力ゲートに接続されており、このV
ref 電源バス105からチップのテスト用端子106に
直接接続し、チップの通常使用時にはこのテスト用端子
106は未接続とする。
【0024】チップの出力レベルテスト時には、このテ
スト用端子にスイッチ107を介して電圧源等108を
接続し、この電圧源108によって出力ゲートのリファ
レンス電圧Vref をチップ外部からの制御で、図2
(b),(c)に示すように出力ゲートへの入力信号1
20,121のロー側レベルViLよりも低いレベルVre
fLに設定すると、入力信号120,121がいかなるハ
イ,ローの組合せとなった場合でも、常に入力信号12
0,121のViL,ViHがリファレンス電圧VrefLより
も高くなる。
【0025】従って、出力ゲートの入力信号側スイッチ
ングトランジスタQ12,Q13が常にオンとなり、リ
ファレンス側スイッチングトランジスタQ11は常にオ
フとなる。よって抵抗R11に流れる電流はゼロとなる
ため、抵抗R11による電圧降下は起こらず、出力レベ
ルVo は常にハイレベルとなる。
【0026】逆に、リファレンス電圧Vref を出力ゲー
トの入力信号120,121のハイ側レベルViHよりも
高いレベルVrefHに設定すると、VefL の場合とは逆に
常に抵抗R11に電流が流れ、R11の電位降下によっ
て出力レベルVo は常にローレベルとなる。
【0027】以上説明したように、テスト用端子106
へチップ外部から制御電圧を与えることで、チップ内部
論理回路109の状態によらず各々の出力ゲートの出力
レベルをハイレベルもしくはローレベルに制御すること
が可能となる。
【0028】なお、本実施例ではECLゲートのTru
e(真)側のエミッタフォロワ出力を例に挙げて説明を
行っているが、入力信号数の増減やその他の出力回路構
成、例えばComp.(逆)側出力やエミッタフォロワ
無しの出力等について同様の動作を行うことは説明する
までもない。
【0029】次に本発明の第2の実施例について、図面
を参照して説明する。図3は本発明第2の実施例の回路
図であり、図1と同等部分は同一符号により示してい
る。出力ゲート101、内部論理回路109、出力ゲー
トのリファレンス電圧用電源バス105等の構成は、基
本的に図1の実施例と同じであるので、説明を省略す
る。
【0030】104は出力ゲートのリファレンス電圧V
ref 発生回路であり、NPN型バイポーラトランジスタ
Q1,Q2,Q3、抵抗R1,R2,R3、GND、電
源VEE、VT 、基準電圧Vcsを図3に示す様に接続し、
トランジスタQ3のエミッタ出力を出力ゲートのリファ
レンス電圧Vref とする。
【0031】また基準電圧Vcsは、基準電圧発生回路2
12からVcs電源バス213によって各リファレンス電
圧発生回路104に分配される。このVcs電源バス21
3から、テスト用端子206に直接接続し、チップの通
常使用時にはこのテスト用端子206は未接続とする。
【0032】チップの出力レベルテスト時においては、
第1の実施例と同様にテスト用端子206に外部から制
御電圧108を与えることで、基準電圧Vcsレベルを変
化させることによって行う。Vcsを回路定数によって設
定された電圧よりも高いレベルにすると、リファレンス
電圧発生回路104のトランジスタQ2のベースーエミ
ッタ間電圧VBEが大きくなって、トランジスタQ2のエ
ミッタ電流、コレクタ電流の増加により抵抗R1を流れ
る電流も増え、抵抗R1による電圧降下が大きくなり、
リファレンス電圧Vref は低下し、VrefLの電圧を設定
できる。
【0033】逆に、Vcsを回路定数によって設定された
電圧よりも低いレベルにすると、リファレンス電圧発生
回路104のトランジスタQ2のベースーエミッタ間電
圧VBEが小さくなり、トランジスタQ2のエミッタ電
流、コレクタ電流の減少により抵抗R1を流れる電流も
減少し、抵抗R1による電圧降下が小さくなり、リファ
レンス電圧Vref は上昇し、VrefHの電圧を設定でき
る。
【0034】本実施例では第1の実施例の様に、出力ゲ
ートのリファレンス電圧Vref を直接外部より駆動する
ときの負荷電流、すなわち全出力ゲート101のトラン
ジスタQ11のベース電流よりも、リファレンス電圧発
生回路104に与える基準電圧Vcsを外部から駆動する
ときの負荷電流、すなわち全リファレンス電圧発生回路
104のトランジスタQ2のベース電流の方が小さいた
め、チップ内の負荷電流による電圧降下による各出力ゲ
ート間のリファレンス電圧の差を小さく抑えることがで
き、VrefH、VrefLの範囲を広く設定することが可能と
なる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、チップ外
部からECL回路構成の出力ゲートのリファレンス電圧
を制御する手段を設けることによって、出力ゲートに特
別な回路を付加することなく、かつ内部論理回路の状態
によらずらに出力ゲートの出力レベルをハイレベルもし
くはローレベルに制御することができるため、チップの
ウエハテスト、製品テストにおいて、出力端子毎のテス
トパターン入力が不要となり、出力レベルテストのテス
ト時間を短縮することが可能となる。よって、今後さら
にチップの出力端子数が増えていってもチップ・テスト
時間の大幅な増加を防ぎ、テストコストの上昇、チップ
コストの上昇を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図2】(A)はECL回路の例を示す図、(B)はE
CL回路の動作波形図、(C)はECL回路の入出力伝
達特性図である。
【図3】本発明の他の実施例の構成を示す図である。
【図4】従来の半導体集積回路の一例を示すブロック図
である。
【図5】従来の半導体集積回路の他の例を示すブロック
図である。
【符号の説明】
101 出力ゲート 102 出力端子 104 基準電圧発生回路 106 テスト用端子 107 スイッチ 108 電圧源 109 内部論理回路 110 入力端子 212 Vcs発生回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部論理回路の各出力電圧の基準電圧に
    対する大小を判定してこの判定結果に応じた論理レベル
    の出力を生成する出力ゲートを有する半導体集積回路で
    あって、前記基準電圧を、外部制御に応じて前記内部論
    理回路の各出力電圧の高レベルよりも高い電位に、また
    その低レベルよりも低い電位に、夫々設定する基準電圧
    設定手段を有することを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記出力ゲートはエミッタ結合型論理
    (ECL)回路構成であり、このECL回路を構成する
    トランジスタの一方のベースに前記内部論理回路の出力
    電圧が印加され、他方のベースに前記基準電圧が印加さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
    路装置。
  3. 【請求項3】 半導体チップ出力テスト指令に応答し
    て、全ての出力ゲートへの基準電圧を一斉に前記高い電
    位もしくは前記低い電位に設定するようにしたことを特
    徴とする請求項1または2記載の半導体集積回路。
JP5201009A 1993-07-21 1993-07-21 半導体集積回路 Pending JPH0735819A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60154637A (ja) * 1984-01-25 1985-08-14 Nec Corp 集積回路装置
JPS6281119A (ja) * 1985-10-03 1987-04-14 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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