JPH0964278A - Semiconductor integrated circuit and its test method - Google Patents
Semiconductor integrated circuit and its test methodInfo
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- JPH0964278A JPH0964278A JP7215750A JP21575095A JPH0964278A JP H0964278 A JPH0964278 A JP H0964278A JP 7215750 A JP7215750 A JP 7215750A JP 21575095 A JP21575095 A JP 21575095A JP H0964278 A JPH0964278 A JP H0964278A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路(以下
LSIという)及びその試験方法に関するものであり、
特に、バイポーラトランジスタによって構成された高周
波用のアナログLSI内の試験回路及びAC試験に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit (hereinafter referred to as LSI) and its test method,
In particular, the present invention relates to a test circuit and an AC test in a high frequency analog LSI composed of bipolar transistors.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、光通信システムの開発に伴い光送
信器や光受信器において、数百MHz〜数GHz単位の
超高周波数で動作するアナログLSIが開発されてい
る。このLSIの動作評価には周波数特性試験(以下A
C試験という)が必要である。しかし、超高周波数の波
形を観測するためには入力インピーダンスが数pF以下
の専用テスタが必要となる。そこで、試験用の発振器を
LSIに搭載し、入力インピーダンスが10〜100p
F程度、動作周波数10MHz程度の汎用テスタを用い
て、LSIの動作を間接的に評価する方法が考えられて
いる。2. Description of the Related Art In recent years, along with the development of optical communication systems, analog LSIs have been developed in optical transmitters and receivers that operate at ultra-high frequencies of several hundred MHz to several GHz. A frequency characteristic test (hereinafter referred to as A
C test) is required. However, a dedicated tester having an input impedance of a few pF or less is required to observe an ultrahigh frequency waveform. Therefore, a test oscillator is mounted on the LSI and the input impedance is 10 to 100p.
A method of indirectly evaluating the operation of an LSI by using a general-purpose tester with an F of about 10 MHz is considered.
【0003】図7は、リングオシレータを搭載したデジ
タルLSIの動作試験を行う場合の構成図を示してい
る。図7において、300 は被試験LSIであり、同一基
板内に、数十〜百MHz単位の超高周波数で動作する内
部回路301 と、リングオシレータ1及び分周回路2から
成るLSI試験回路302 とを備えている。リングオシレ
ータ1はn段のインバータがカスケード接続されて成
り、その発振周波数foは、ゲート1段に係る遅延時間
をtpdとすると、fo=1/(2ntpd)である。ま
た、分周回路2はm段のT型フリップ・フロップ回路が
直列に接続されて成り、ここで分周された周波数f1は
fo/2m である。デジタルLSIでは、リングオシレ
ータ1や分周回路2が電界効果トランジスタによって構
成されている。FIG. 7 is a block diagram showing an operation test of a digital LSI equipped with a ring oscillator. In FIG. 7, reference numeral 300 denotes an LSI to be tested, and an internal circuit 301 operating at an ultrahigh frequency of several tens to hundreds of MHz and an LSI test circuit 302 including a ring oscillator 1 and a frequency dividing circuit 2 on the same substrate. Is equipped with. The ring oscillator 1 is formed by cascade-connecting n stages of inverters, and its oscillation frequency fo is fo = 1 / (2ntpd), where tpd is the delay time related to the first stage of the gate. The frequency dividing circuit 2 is composed of m stages of T-type flip-flop circuits connected in series, and the frequency f1 divided here is fo / 2 m . In the digital LSI, the ring oscillator 1 and the frequency dividing circuit 2 are composed of field effect transistors.
【0004】400 は汎用テスタであり、被試験LSI30
0 に接続されている。テスタ400 はLSI試験回路302
に電源VCCを供給し、分周回路2からの分周信号Sinを
入力してリングオシレータ1の発振周波数foを測定す
る。このようなLSI試験回路302 を搭載した被試験L
SI300 の動作試験では、内部回路301 は動作を停止し
た状態で、LSI試験回路302 を動作させ、リングオシ
レータ1の発振周波数を測定することにより、内部回路
301 が正常に動作しているか否かを間接的に評価するこ
とになる。[0004] 400 is a general-purpose tester
Connected to 0. Tester 400 is LSI test circuit 302
Is supplied with a power source Vcc, and the divided signal Sin from the frequency dividing circuit 2 is input to measure the oscillation frequency fo of the ring oscillator 1. An L to be tested equipped with such an LSI test circuit 302
In the operation test of SI300, the LSI test circuit 302 is operated while the operation of the internal circuit 301 is stopped, and the oscillation frequency of the ring oscillator 1 is measured.
It will indirectly evaluate whether the 301 is operating normally.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、数百MHz
〜数GHz単位の超高周波数で動作するアナログLSI
の試験回路として、デジタルLSIの試験回路302 を搭
載する方法が考えられている。しかし、デジタルLSI
の試験回路302 ではリングオシレータの発振周波数を正
確に知ることができるが、n段のインバータやT型フリ
ップ・フロップ回路をAC試験のために、高周波用アナ
ログLSIに作り込むことになり、これらがチップ面積
を多く占有することになる。By the way, several hundred MHz
-Analog LSI that operates at ultra-high frequencies of several GHz
As a test circuit of the above, a method of mounting a test circuit 302 of a digital LSI is considered. However, digital LSI
Although the test circuit 302 can accurately know the oscillation frequency of the ring oscillator, the n-stage inverter and the T-type flip-flop circuit are built in the high frequency analog LSI for the AC test. It occupies a large chip area.
【0006】また、バイポーラトランジスタで構成され
ている高周波用アナログLSIでは、インバータやT型
フリップ・フロップ回路が少ないので、それを兼用して
LSI試験回路302 を構成することもできない。敢え
て、n段のインバータやT型フリップ・フロップ回路を
バイポーラトランジスタによって構成すると、動作周波
数が数百MHz〜数GHz単位になるアナログLSIで
は、リングオシレータのインバータの段数が数百段にも
及ぶ。また、発振周波数を分周するT型フリップ・フロ
ップ回路のトランジスタ数も多くなり、これら試験回路
が内部回路に比べてチップ面積を多く占めるようになる
という問題がある。Further, in a high-frequency analog LSI composed of bipolar transistors, since the number of inverters and T-type flip-flop circuits is small, it is not possible to configure the LSI test circuit 302 by using them as well. If the n-stage inverter or the T-type flip-flop circuit is intentionally constructed by bipolar transistors, the number of inverters of the ring oscillator reaches hundreds in an analog LSI whose operating frequency is several hundred MHz to several GHz. In addition, the number of transistors of the T-type flip-flop circuit that divides the oscillation frequency also increases, and these test circuits occupy a larger chip area than internal circuits.
【0007】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、動作評価のための試験回路を小規
模にしてチップ面積の縮小化を図ること、及び、発振周
波数を他の電気量に変えて測定することが可能となる半
導体集積回路及びその試験方法の提供を目的とする。The present invention was created in view of the problems of the conventional example, and aims to reduce the chip area by reducing the size of the test circuit for operation evaluation, and to reduce the oscillation frequency to other values. It is an object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit that can be measured by changing it into an electric quantity and a test method thereof.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の半導体集
積回路は、その実施例を図1に示すように、内部回路
と、前記内部回路と同じプロセス条件の回路素子によっ
て形成された試験用の発振回路と、前記発振回路の発振
周波数を測定可能な電気量に変換する変換回路とを備え
ていることを特徴とする。As shown in FIG. 1, a first semiconductor integrated circuit of the present invention is a test formed by an internal circuit and a circuit element under the same process condition as the internal circuit. And a conversion circuit for converting the oscillation frequency of the oscillation circuit into a measurable quantity of electricity.
【0009】本発明の第1の半導体集積回路において、
好ましくは、前記変換回路が前記発振回路の出力信号を
一定期間サンプリングして直流電圧を出力することを特
徴とする。本発明の第2の半導体集積回路は、前記変換
回路が前記発振周波数をアナログ的に分周して前記発振
周波数よりも低い周波数を出力することを特徴とする。In the first semiconductor integrated circuit of the present invention,
Preferably, the conversion circuit samples the output signal of the oscillation circuit for a certain period and outputs a DC voltage. The second semiconductor integrated circuit of the present invention is characterized in that the conversion circuit analog-divides the oscillation frequency and outputs a frequency lower than the oscillation frequency.
【0010】本発明の第2の半導体集積回路において、
好ましくは、前記変換回路が前記発振回路の出力信号を
サンプリングする積分器と、前記積分器の出力電圧を放
電するリセット回路から成ることを特徴とする。本発明
の第2の半導体集積回路において、好ましくは、前記積
分器は、前記発振回路の出力信号を入力して一定幅のパ
ルスを出力する微分回路と、前記微分回路の出力信号を
整流する整流回路から成ることを特徴とする。In the second semiconductor integrated circuit of the present invention,
Preferably, the conversion circuit comprises an integrator for sampling the output signal of the oscillation circuit and a reset circuit for discharging the output voltage of the integrator. In the second semiconductor integrated circuit of the present invention, preferably, the integrator is a differentiation circuit that inputs the output signal of the oscillation circuit and outputs a pulse of a constant width, and a rectifier that rectifies the output signal of the differentiation circuit. It is characterized by comprising a circuit.
【0011】本発明の第3の半導体集積回路は、好まし
くは、前記変換回路がワンショット回路あるいはディレ
イ回路から成ることを特徴とする。本発明の半導体集積
回路の試験方法は、試験装置で直接測定が困難な高い周
波数で動作させる半導体集積回路と同じプロセス条件の
回路素子によって試験用の発振回路と、前記発振回路の
発振周波数を測定可能な電気量に変換する変換回路とを
予め同一基板内に形成して置き、前記半導体集積回路の
試験時には、前記同一基板内に形成された試験用の発振
回路を発振させ、該発振回路の発振周波数を測定可能な
電気量に変換し、該電気量から半導体集積回路の動作周
波数を推定することを特徴とする。The third semiconductor integrated circuit of the present invention is preferably characterized in that the conversion circuit comprises a one-shot circuit or a delay circuit. A semiconductor integrated circuit testing method according to the present invention measures a test oscillation circuit and an oscillation frequency of the oscillation circuit with a circuit element having the same process condition as that of a semiconductor integrated circuit operated at a high frequency that is difficult to measure directly by a test apparatus. A conversion circuit for converting into a possible quantity of electricity is previously formed and placed in the same substrate, and at the time of testing the semiconductor integrated circuit, the test oscillation circuit formed in the same substrate is oscillated and the oscillation circuit of the oscillation circuit The oscillation frequency is converted into a measurable quantity of electricity, and the operating frequency of the semiconductor integrated circuit is estimated from the quantity of electricity.
【0012】本発明の試験方法において、好ましくは、
前記測定可能な電気量は、発振回路の出力信号によって
電流をスイッチングする積分法により得ることを特徴と
し、上記目的を達成する。In the test method of the present invention, preferably,
The measurable quantity of electricity is obtained by an integration method in which a current is switched by an output signal of an oscillating circuit to achieve the above object.
【0013】[0013]
【作 用】本発明の半導体集積回路によれば、試験用の
発振回路や変換回路が内部回路と同じプロセス条件の回
路素子によって形成されているので、発振回路の発振周
波数を変換回路によって、試験装置で測定可能なDC電
圧又は低い周波数等の電気量に変換し、この電気量をモ
ニタすることで、直接、試験装置で測定が困難な高い周
波数で動作させる内部回路の動作周波数が推定できるよ
うになる。[Operation] According to the semiconductor integrated circuit of the present invention, since the test oscillation circuit and the conversion circuit are formed by the circuit elements under the same process conditions as the internal circuit, the oscillation frequency of the oscillation circuit is tested by the conversion circuit. It is possible to estimate the operating frequency of the internal circuit that operates at a high frequency, which is difficult to measure with the test equipment, by converting the electrical quantity such as DC voltage or low frequency that can be measured by the device and monitoring this electrical quantity. become.
【0014】[0014]
【実施例】次に、図を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明をする。図1〜6は、本発明の実施例に係る半
導体集積回路及びその試験方法の説明図である。 (1)第1の実施例の説明 図1は、本発明の第1の実施例に係る高周波用アナログ
IC及びそのLSI試験回路の構成図をそれぞれ示して
いる。図1(A)において、100 は被試験LSIであ
り、同一基板内に、数百MHz〜数GHz単位の超高周
波で動作する内部回路11と、この内部回路11の評価
用の電気量を出力するLSI試験回路12とを備えてい
る。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. 1 to 6 are explanatory views of a semiconductor integrated circuit and a test method thereof according to an embodiment of the present invention. (1) Description of First Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a high frequency analog IC and its LSI test circuit according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1 (A), 100 is an LSI to be tested, which outputs an internal circuit 11 operating at an ultrahigh frequency of several hundred MHz to several GHz and an electric quantity for evaluation of this internal circuit 11 on the same substrate. And an LSI test circuit 12 that operates.
【0015】200 は汎用テスタであり、被試験LSI10
0 に接続して用いる。テスタ200 はLSI試験回路12
に電源VCC、リセット信号(以下RST信号という)及
びクロック信号(以下CLK信号という)を供給し、L
SI試験回路12からのDC電圧を測定してLSI試験
回路12で発振している周波数を計算するものである。Reference numeral 200 denotes a general-purpose tester, which is used to test the LSI 10 to be tested.
Connect to 0 to use. The tester 200 is an LSI test circuit 12
Supply a power supply VCC, a reset signal (hereinafter referred to as RST signal) and a clock signal (hereinafter referred to as CLK signal) to L
The frequency of oscillation in the LSI test circuit 12 is calculated by measuring the DC voltage from the SI test circuit 12.
【0016】図1(B)において、LSI試験回路12
は試験用の発振回路21と、この発振回路21の発振周
波数を測定可能なDC電圧(電気量)に変換する周波数
−電圧変換回路22とを備えている。試験用の発振器2
1については図2において説明する。周波数−電圧変換
回路22は、サンプリング用のスイッチSW1、パルス
数を積分する積分回路(以下パルス数積分器ともいう)
23及びリセット用のスイッチSW2から成る。スイッ
チSW1は汎用テスタ200 からのCLK信号に基づいて
発振器21の出力信号Vfをパルス数積分器23に出力
するものである。パルス数積分器23は発振器21の発
振電圧(周波数f0)Vfを微分して、その微分パルス
を一定時間サンプリングしてDC電圧を出力するもので
ある。積分器23は微分パルスを出力する容量C1及び
抵抗R1と、整流回路を構成するダイオードD1,D2
及び容量C2から成る。スイッチSW2はリセット信号
に基づいて整流回路のDC電圧をリセットするものであ
る。容量C1及び抵抗R1は微分回路を構成する。In FIG. 1B, the LSI test circuit 12
Includes a test oscillation circuit 21 and a frequency-voltage conversion circuit 22 that converts the oscillation frequency of the oscillation circuit 21 into a measurable DC voltage (electric quantity). Test oscillator 2
1 will be described with reference to FIG. The frequency-voltage conversion circuit 22 includes a switch SW1 for sampling, an integration circuit that integrates the number of pulses (hereinafter also referred to as a pulse number integrator).
23 and a reset switch SW2. The switch SW1 outputs the output signal Vf of the oscillator 21 to the pulse number integrator 23 based on the CLK signal from the general-purpose tester 200. The pulse number integrator 23 differentiates the oscillation voltage (frequency f0) Vf of the oscillator 21, samples the differentiated pulse for a certain period of time, and outputs a DC voltage. The integrator 23 includes a capacitor C1 and a resistor R1 that output a differential pulse, and diodes D1 and D2 that form a rectifier circuit.
And a capacitor C2. The switch SW2 resets the DC voltage of the rectifier circuit based on the reset signal. The capacitor C1 and the resistor R1 form a differentiating circuit.
【0017】試験用の発振器21は図2において、シン
プルなアナログアンプ201 と、負帰還用の抵抗RFと、
発振用の容量CFから成る。アンプ201 は、内部回路1
1と同じプロセス条件によって形成されたnpn型のバ
イポーラトランジスタQ1,Q2と、抵抗R11〜R13か
ら構成されている。トランジスタQ1のコレクタは抵抗
R11を介在して電源線VCCに接続され、そのベースは入
力に接続されており、そのエミッタは接地線GNDにそれ
ぞれ接続されている。トランジスタQ2のコレクタは抵
抗R12を介在して電源線VCCに接続されており、そのベ
ースはトランジスタQ1のコレクタに接続され、そのエ
ミッタは抵抗R13の一端に接続されている。抵抗R13の
他端は接地線GNDに接続されている。発振信号Vfはト
ランジスタQ2のコレクタから出力されている。The test oscillator 21 is shown in FIG. 2 as a simple analog amplifier 201, a negative feedback resistor RF,
It consists of a capacitor CF for oscillation. Amplifier 201 has internal circuit 1
1 and npn-type bipolar transistors Q1 and Q2 formed under the same process conditions and resistors R11 to R13. The collector of transistor Q1 is connected to power supply line Vcc through resistor R11, its base is connected to the input, and its emitter is connected to ground line GND. The collector of transistor Q2 is connected to power supply line Vcc through resistor R12, its base is connected to the collector of transistor Q1, and its emitter is connected to one end of resistor R13. The other end of the resistor R13 is connected to the ground line GND. The oscillation signal Vf is output from the collector of the transistor Q2.
【0018】なお、帰還抵抗RFは内部回路11と同じ
プロセス条件によって形成された抵抗から成り、RFは
抵抗R13の他端とトランジスタQ1のベースとの間に接
続する。容量CFは内部回路11と同じプロセス条件に
よって形成されたnpn型のバイポーラトランジスタか
ら成り、そのジャンクション容量を利用している。CF
はエミッタとコレクタとをショートしたものをトランジ
スタQ2のコレクタとトランジスタQ1のベースとの間
に接続している。この発振器21はRC発振回路を構成
する。この回路の発振周波数foは帰還抵抗RFと容量
CFとに最も依存するが、充放電時の電流パスが1つで
ないこと、及び、トランジスタのパラメータが発振周波
数に影響を与えることにより、単純な数式fo=1/
(2πR・C)にならない。The feedback resistor RF is a resistor formed under the same process conditions as the internal circuit 11, and RF is connected between the other end of the resistor R13 and the base of the transistor Q1. The capacitance CF is composed of an npn-type bipolar transistor formed under the same process conditions as the internal circuit 11, and uses its junction capacitance. CF
Has a short-circuited emitter and collector connected between the collector of the transistor Q2 and the base of the transistor Q1. This oscillator 21 constitutes an RC oscillation circuit. The oscillation frequency fo of this circuit is most dependent on the feedback resistance RF and the capacitance CF, but the number of current paths during charging / discharging is not one, and the parameter of the transistor affects the oscillation frequency. fo = 1 /
Does not become (2πR ・ C).
【0019】次に、本実施例のLSI試験方法について
説明をする。この試験は、内部回路11及びLSI試験
回路12の動作周波数を直接、テスタ200 で測定するこ
とができない数百MHz〜数GHz単位の周波数で動作
するような高周波用アナログIC(被試験LSI100 )
が対象である。このようなアナログICでは、発振周波
数foがLSIの周波数特性(AC特性)と相関を持っ
ていることが前提であるため、予め、内部回路11と同
じプロセス条件のバイポーラトランジスタやジャンクシ
ョン容量等のアナログ回路素子によって試験用の発振回
路21と、この回路21の発振周波数を測定可能なDC
電圧に変換する周波数−電圧変換回路22とを同一基板
内に形成して置く必要がある。Next, the LSI test method of this embodiment will be described. In this test, the operating frequencies of the internal circuit 11 and the LSI test circuit 12 cannot be directly measured by the tester 200, and a high-frequency analog IC (test LSI 100) that operates at a frequency of several hundred MHz to several GHz is used.
Is the target. In such an analog IC, it is premised that the oscillation frequency fo has a correlation with the frequency characteristic (AC characteristic) of the LSI. Therefore, in advance, analog circuits such as bipolar transistors and junction capacitors under the same process conditions as the internal circuit 11 are used. Oscillation circuit 21 for test by circuit element and DC that can measure oscillation frequency of this circuit 21
It is necessary to form and place the frequency-voltage conversion circuit 22 for converting the voltage in the same substrate.
【0020】そして、被試験LSI100 の試験時には、
同一基板内に形成された試験用の発振回路21を発振さ
せる。これに先立ち、図1(A)に示したように、テス
タ200 と被試験LSI100 とを接続して置く。テスタ20
0 からLSI試験回路12へは電源VCC、RST信号及
びCLK信号を供給し、被試験LSI100 の内部回路1
1には電源供給をしない。これにより、内部回路11は
動作を停止した状態になる。When testing the LSI under test 100,
The test oscillation circuit 21 formed in the same substrate is oscillated. Prior to this, as shown in FIG. 1A, the tester 200 and the LSI under test 100 are connected and placed. Tester 20
The power supply Vcc, the RST signal and the CLK signal are supplied from 0 to the LSI test circuit 12, and the internal circuit 1 of the LSI under test 1 is tested.
No power is supplied to 1. This causes the internal circuit 11 to stop operating.
【0021】この結果、発振器21は図3に示すような
数百MHz単位の周波数の信号を発振する。この発振電
圧Vfは周波数−電圧変換回路22に出力されるので、
回路22では、CLK信号及びRST信号に基づいてS
W1及びSW2がスイッチ制御される。すなわち、CL
K信号が「H」(ハイ)レベルで、RST信号が「L」
レベルになるサンプル期間では、SW1がオンされ、S
W2がオフされるので、発振電圧Vfがパル数積分回路
23の抵抗R1,容量C1によって微分される。このサ
ンプル期間の微分信号Sdは、ダイオードD1,D2に
よって整流され、ここで整流されたサンプル期間の電圧
は容量C2に充電される。As a result, the oscillator 21 oscillates a signal having a frequency of several hundred MHz as shown in FIG. Since the oscillation voltage Vf is output to the frequency-voltage conversion circuit 22,
In the circuit 22, S based on the CLK signal and the RST signal
W1 and SW2 are switch-controlled. That is, CL
K signal is "H" (high) level, RST signal is "L"
During the sampling period when the level is reached, SW1 is turned on and S
Since W2 is turned off, the oscillation voltage Vf is differentiated by the resistance R1 and the capacitance C1 of the Pal number integration circuit 23. The differential signal Sd in the sample period is rectified by the diodes D1 and D2, and the rectified voltage in the sample period is charged in the capacitor C2.
【0022】そして、CLK信号が「L」レベルになる
ホールド期間には、SW1がオフされ、RST信号=
「H」レベルによってSW2がオンされるので、C2に
蓄積されたDC電圧Vxが放電され、DC電圧Vxがリ
セットされる。このようなサンプル期間からホールド期
間に切り換わる直前には、該発振回路21の発振周波数
foに比例するDC電圧Vxがテスタ200 で測定可能と
なる。Then, during the hold period in which the CLK signal is at "L" level, SW1 is turned off and the RST signal =
Since the SW2 is turned on by the "H" level, the DC voltage Vx stored in C2 is discharged and the DC voltage Vx is reset. Immediately before switching from the sample period to the hold period, the tester 200 can measure the DC voltage Vx proportional to the oscillation frequency fo of the oscillation circuit 21.
【0023】このサンプル期間に容量C2に充電された
DC電圧Vxは微分信号Sdの数に比例し、この微分信
号Sdの数は発振周波数foに比例する。したがって、
テスタ200 では、このDC電圧Vxから発振回路21の
発振周波数foを計算することができ、この結果、被試
験LSI100 の動作周波数を推定することができる。例
えば、予め、シミレーションによって、被試験LSI10
0 の動作周波数を推定するための期待値として、サンプ
ル期間を任意に設定したときの微分信号Sdの数と、テ
スタ200 で測定が期待されるDC電圧Vxの値を求めて
置き、この期待値と実際値とのずれ量から、LSI試験
回路12の発振周波数を推定する。The DC voltage Vx charged in the capacitor C2 during this sampling period is proportional to the number of differential signals Sd, and the number of differential signals Sd is proportional to the oscillation frequency fo. Therefore,
The tester 200 can calculate the oscillation frequency fo of the oscillation circuit 21 from the DC voltage Vx, and as a result, can estimate the operating frequency of the LSI under test 100. For example, the LSI 10 to be tested is previously simulated by simulation.
As an expected value for estimating the operating frequency of 0, the number of the differential signal Sd when the sampling period is arbitrarily set and the value of the DC voltage Vx expected to be measured by the tester 200 are calculated and set. The oscillation frequency of the LSI test circuit 12 is estimated from the amount of deviation between the actual value and the actual value.
【0024】このようにして、本発明の第1の実施例に
係る被試験LSI100 によれば、図1に示すように、試
験用の発振回路21が内部回路11と同じプロセス条件
のバイポーラトランジスタやジャンクション容量等によ
って形成されているので、発振回路21の発振電圧Vf
を周波数−電圧変換回路22によって、テスタ200 で測
定可能なDC電圧に変換し、このDC電圧Vxをモニタ
することで、直接、テスタ200 で測定が困難な数百MH
z〜数GHz単位の超高周波で動作させる内部回路11
の動作周波数が推定できる。In this way, according to the LSI under test 100 of the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the test oscillator circuit 21 is a bipolar transistor under the same process conditions as the internal circuit 11, Since it is formed by a junction capacitance or the like, the oscillation voltage Vf of the oscillation circuit 21
Is converted into a DC voltage that can be measured by the tester 200 by the frequency-voltage conversion circuit 22, and this DC voltage Vx is monitored to directly measure several hundred MH, which is difficult for the tester 200 to measure.
Internal circuit 11 operated at a super high frequency of z to several GHz.
The operating frequency of can be estimated.
【0025】これにより、AC試験のためだけに、n段
のインバータやT型フリップ・フロップ回路等をバイポ
ーラトランジスタで構成しなくても済むので、これらL
SI試験回路12が内部回路11に比べて小規模にな
り、動作評価のためのLSI試験回路12がチップ面積
を占める割合が少なくなる。この試験では、発振周波数
foを直接知る必要が無く、従来例に比べて測定精度は
劣るものの、内部回路11の動作周波数が許容範囲に入
っているか否かが簡単に評価できる点に特徴がある。す
なわち、本実施例では正常なLSIに対して、大幅な動
作周波数のずれか無いか否かをチェックできれば良いの
である。As a result, it is not necessary to form an n-stage inverter or a T-type flip-flop circuit with bipolar transistors just for the AC test.
The SI test circuit 12 is smaller than the internal circuit 11, and the ratio of the LSI test circuit 12 for operation evaluation to the chip area is small. In this test, it is not necessary to directly know the oscillation frequency fo, and the measurement accuracy is inferior to that of the conventional example, but it is characterized in that it can be easily evaluated whether or not the operating frequency of the internal circuit 11 is within the allowable range. . That is, in this embodiment, it is sufficient to check whether or not there is a large shift in the operating frequency for a normal LSI.
【0026】(2)第2の実施例の説明 図4(A),(B)は、本発明の第2の実施例に係るL
SI試験回路の構成図及びその分周回路の動作波形図を
示している。第2の実施例では第1の実施例と異なり、
発振周波数foを分周して低い周波数に変換し、この低
い周波数を汎用のテスタで測定するものである。(2) Description of Second Embodiment FIGS. 4A and 4B show L according to the second embodiment of the present invention.
The block diagram of the SI test circuit and the operation waveform diagram of the frequency divider circuit are shown. In the second embodiment, unlike the first embodiment,
The oscillation frequency fo is divided and converted into a low frequency, and this low frequency is measured by a general-purpose tester.
【0027】図4(A)において、32は分周回路であ
り、試験用の発振回路21の発振周波数foをアナログ
的に分周し、不図示の汎用テスタに低い周波数の信号を
出力するものである。分周回路32はパルス数積分器2
3及びリセット回路24から成る。リセット回路24は
パルス数積分器23の出力電圧Vout と基準電圧VR±
αとを比較するヒステリシスコンパレータ401 と、VR
±αを発生する基準電源402 と、コンパレータ401 のゲ
インを決める帰還抵抗R1と、VR±αを決定する基準
抵抗R2と、出力電圧Vout を放電するリセットスイッ
チSWから成る。その他の構成及び第1の実施例と同じ
名称のものは、同じ機能を有するため、その説明を省略
する。In FIG. 4A, reference numeral 32 is a frequency dividing circuit, which divides the oscillation frequency fo of the test oscillation circuit 21 in an analog manner and outputs a low frequency signal to a general-purpose tester (not shown). Is. The frequency dividing circuit 32 is a pulse number integrator 2
3 and a reset circuit 24. The reset circuit 24 outputs the output voltage Vout of the pulse number integrator 23 and the reference voltage VR ±
a hysteresis comparator 401 that compares α with VR
It comprises a reference power supply 402 that generates ± α, a feedback resistor R1 that determines the gain of the comparator 401, a reference resistor R2 that determines VR ± α, and a reset switch SW that discharges the output voltage Vout. Other configurations and those having the same names as those in the first embodiment have the same functions, and therefore their explanations are omitted.
【0028】本実施例の動作を説明する。まず、第1の
実施例と同様に、予め、内部回路11と同じプロセス条
件のバイポーラトランジスタやジャンクション容量等の
アナログ回路素子によって試験用の発振回路21と、こ
の回路21の発振周波数を測定可能な低い周波数に変換
する分周回路32とを同一基板内に形成して置く。そし
て、被試験LSIの試験時には、第1の実施例と同様
に、同一基板内に形成された試験用の発振回路21を発
振させる。発振器21は図4(B)に示すような数百M
Hz単位の周波数の信号を発振する。この発振電圧Vf
が分周回路32に出力されると、回路32ではパルス数
積分器23の出力電圧Vout と基準電圧VR±αとがヒ
ステリシスコンパレータ401 によって比較される。コン
パレータ401 は出力電圧Vout が基準電圧VR+αより
も小さいときには、スイッチSWに「L」レベルのRS
T信号を出力するので、SWはRST信号=「L」レベ
ルを受けてオフする。この結果、パルス数積分器23の
出力電圧Vout は逐次増加する。また、コンパレータ40
1 は出力電圧Vout が基準電圧VR+αを越えるときに
は、スイッチSWに「H」レベルのRST信号を出力す
るので、SWはRST信号=「H」レベルを受けてオン
する。この結果、パルス数積分器23の出力電圧Vout
は放電する。ここで、出力電圧Vout は基準電圧VR+
αで放電(サンプリングリセット)し、基準電圧VR−
αで充電(開始)になるので、鋸歯状の電圧波形にな
る。このような基準電圧VR±αを閾値とするサンプル
期間にパルス数積分器23の出力電圧Vout を測定する
ことで、発振回路21の発振周波数foを分周すること
ができ、低い周波数の信号が不図示の汎用テスタで測定
可能になる。The operation of this embodiment will be described. First, similarly to the first embodiment, the test oscillation circuit 21 and the oscillation frequency of this circuit 21 can be measured in advance by analog circuit elements such as bipolar transistors and junction capacitors under the same process conditions as the internal circuit 11. The frequency dividing circuit 32 for converting to a low frequency is formed and placed in the same substrate. Then, when the LSI under test is tested, the test oscillation circuit 21 formed in the same substrate is oscillated as in the first embodiment. The oscillator 21 is several hundreds M as shown in FIG.
It oscillates a signal with a frequency of Hz. This oscillation voltage Vf
Is output to the frequency dividing circuit 32, the output voltage Vout of the pulse number integrator 23 and the reference voltage VR ± α are compared by the hysteresis comparator 401 in the circuit 32. When the output voltage Vout is smaller than the reference voltage VR + α, the comparator 401 switches the switch SW to the RS of the “L” level.
Since the T signal is output, the SW is turned off in response to the RST signal = “L” level. As a result, the output voltage Vout of the pulse number integrator 23 sequentially increases. In addition, the comparator 40
1 outputs the "H" level RST signal to the switch SW when the output voltage Vout exceeds the reference voltage VR + α, so that the SW receives the RST signal = "H" level and turns on. As a result, the output voltage Vout of the pulse number integrator 23
Discharges. Here, the output voltage Vout is the reference voltage VR +
Discharge at α (sampling reset), reference voltage VR-
Since charging (starting) occurs at α, a sawtooth voltage waveform is obtained. By measuring the output voltage Vout of the pulse number integrator 23 during the sampling period in which the reference voltage VR ± α is used as a threshold value, the oscillation frequency fo of the oscillation circuit 21 can be divided, and a low frequency signal can be generated. It becomes possible to measure with a general-purpose tester (not shown).
【0029】このサンプル期間が例えば発振周波数fo
の一周期(数ns)の100倍になったものとすると、
発振周波数foを1/100分周した信号が汎用テスタ
によって繰り返し測定されることになる。従って、この
分周信号から試験用の発振器21の発振周波数foが逆
算できるので、第1の実施例と同様に、LSI試験回路
と同じプロセス条件によって形成された内部回路の動作
周波数が推定できる。This sample period is, for example, the oscillation frequency fo
Assuming that it is 100 times the one cycle (several ns),
A signal obtained by dividing the oscillation frequency fo by 1/100 is repeatedly measured by the general-purpose tester. Therefore, since the oscillation frequency fo of the test oscillator 21 can be calculated back from this frequency-divided signal, the operating frequency of the internal circuit formed under the same process conditions as the LSI test circuit can be estimated, as in the first embodiment.
【0030】このようにして、本発明の第2の実施例に
係るLSI試験回路によれば、予め、内部回路と同じプ
ロセス条件のバイポーラトランジスタやジャンクション
容量等のアナログ回路素子によって試験用の発振回路2
1と、この回路21の発振周波数を測定可能な低い周波
数に変換する分周回路32とを同一基板内に形成してい
るので、分周回路32によって発振周波数foを分周し
て低い周波数に変換し、この低い周波数を汎用のテスタ
で測定することで、直接、汎用テスタで測定が困難な数
百MHz〜数GHz単位の超高周波で動作させる内部回
路の動作周波数が推定できる。As described above, according to the LSI test circuit of the second embodiment of the present invention, the oscillation circuit for the test is previously prepared by using the analog circuit element such as the bipolar transistor and the junction capacitance under the same process condition as the internal circuit. Two
Since 1 and the frequency dividing circuit 32 for converting the oscillation frequency of the circuit 21 into a measurable low frequency are formed in the same substrate, the frequency dividing circuit 32 divides the oscillation frequency fo into a low frequency. By converting and measuring this low frequency with a general-purpose tester, it is possible to directly estimate the operating frequency of the internal circuit operated at an ultrahigh frequency of several hundred MHz to several GHz, which is difficult to measure with a general-purpose tester.
【0031】これにより、第1の実施例と同様にAC試
験のためだけに、n段のインバータやT型フリップ・フ
ロップ回路等をバイポーラトランジスタで構成しなくて
も済むので、これらLSI試験回路が内部回路に比べて
小規模になり、これらがチップ面積を占める割合が少な
くなる。この試験では第1の実施例と同様に測定精度は
劣るものの、内部回路の動作周波数が許容範囲に入って
いるか否かが簡易に評価できる。As a result, as in the first embodiment, the n-stage inverter, the T-type flip-flop circuit, etc. do not have to be formed of bipolar transistors just for the AC test, and these LSI test circuits can be used. The size is smaller than that of the internal circuit, and the ratio of these to the chip area is small. In this test, although the measurement accuracy is inferior as in the first embodiment, it can be easily evaluated whether or not the operating frequency of the internal circuit is within the allowable range.
【0032】(3)第3の実施例の説明 図5(A),(B)は、本発明の第3の実施例に係るL
SI内の試験回路の構成図及びその積分回路の波形図を
示している。第3の実施例では第1の実施例と異なりパ
ルス数積分器を簡略化したものである。図5(A)にお
いて、33は電流スイッチング積分回路であり、試験用
の発振回路21の発振電圧Vfによってオン・オフする
スイッチSWと、電流iを供給する電流源34と、電流
iを受けて電荷を充電する容量Cから成る。その他の構
成及び第1及び第2の実施例と同じ名称のものは、同じ
機能を有するため、その説明を省略する。(3) Description of Third Embodiment FIGS. 5A and 5B show L according to the third embodiment of the present invention.
The block diagram of the test circuit in SI and the waveform diagram of the integrating circuit are shown. The third embodiment differs from the first embodiment in that the pulse number integrator is simplified. In FIG. 5 (A), 33 is a current switching integration circuit, which receives a switch SW that is turned on / off by an oscillation voltage Vf of a test oscillation circuit 21, a current source 34 that supplies a current i, and a current i. It consists of a capacitor C that charges electric charges. The other configurations and those having the same names as those of the first and second embodiments have the same functions, and thus the description thereof will be omitted.
【0033】この積分回路33では、発振回路21の発
振電圧VfによってスイッチSWをオン・オフすると、
図4(B)のVOUT =(1/C)・∫idtで示される
出力電圧が得られる。この電圧は発振周波数foによっ
て電流iを積分したものである(積分法)。したがっ
て、テスタでは、この出力電圧VOUT から発振回路21
の発振周波数foを計算することができ、被試験LSI
の動作周波数を推定することができる。In the integration circuit 33, when the switch SW is turned on / off by the oscillation voltage Vf of the oscillation circuit 21,
The output voltage indicated by VOUT = (1 / C) idt in FIG. 4B is obtained. This voltage is obtained by integrating the current i with the oscillation frequency fo (integration method). Therefore, in the tester, the output voltage VOUT from the oscillation circuit 21
Oscillation frequency fo can be calculated, and the LSI under test can be calculated.
The operating frequency of can be estimated.
【0034】(4)第4の実施例の説明 図6(A),(B)は、本発明の第4の実施例に係るL
SI試験回路の構成図及びそのワンショット回路の動作
波形図を示している。第4の実施例では、第1〜第3の
実施例と異なり、変換回路がワンショット回路又はディ
レイ回路から成るものである。(4) Description of Fourth Embodiment FIGS. 6 (A) and 6 (B) show L according to the fourth embodiment of the present invention.
The block diagram of SI test circuit and the operation | movement waveform diagram of the one-shot circuit are shown. In the fourth embodiment, unlike the first to third embodiments, the conversion circuit is composed of a one-shot circuit or a delay circuit.
【0035】図6(A)において、40はワンショット
回路(単安定マルチバイブレータ)であり、発振回路2
1の発振電圧Vfを反転遅延するインバータ41と、イ
ンバータ41の出力信号を微分する抵抗R及び容量C
と、微分信号Xと発振電圧VfとのAND論理を採る二
入力AND回路42から成る。その他の構成及び第1の
実施例と同じ名称のものは、同じ機能を有するため、そ
の説明を省略する。In FIG. 6A, reference numeral 40 is a one-shot circuit (monostable multivibrator), which is an oscillation circuit 2.
Inverter 41 for inverting and delaying oscillation voltage Vf of No. 1 and resistor R and capacitance C for differentiating the output signal of inverter 41
And a two-input AND circuit 42 that takes the AND logic of the differential signal X and the oscillation voltage Vf. Other configurations and those having the same names as those in the first embodiment have the same functions, and therefore their explanations are omitted.
【0036】このようにして、本発明の第4の実施例に
係るLSI試験回路の変換回路がワンショット回路又は
ディレイ回路から構成されているので、インバータ41
によって、図6(B)に示すように、発振電圧Vfが反
転遅延され、この電圧が抵抗R及び容量Cによって微分
されると、微分信号Xと発振電圧Vfとが二入力AND
回路42によってAND論理が採られる。In this way, since the conversion circuit of the LSI test circuit according to the fourth embodiment of the present invention is composed of the one-shot circuit or the delay circuit, the inverter 41 is used.
As shown in FIG. 6B, the oscillation voltage Vf is inverted and delayed, and when this voltage is differentiated by the resistor R and the capacitance C, the differential signal X and the oscillation voltage Vf are two-input AND.
The circuit 42 takes AND logic.
【0037】これにより、微分パルスを後段の整流回路
に出力でき、DC電圧Vxの測定精度が向上する。な
お、変換回路はディレイ回路でも良い。As a result, the differential pulse can be output to the rectifier circuit in the subsequent stage, and the measurement accuracy of the DC voltage Vx is improved. The conversion circuit may be a delay circuit.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体集
積回路によれば、試験用の発振回路や変換回路が内部回
路と同じプロセス条件の回路素子によって形成されてい
るので、発振回路の発振周波数をDC電圧及び低い周波
数等の電気量に変換し、この電気量を測定可能な試験装
置でモニタすることで、直接、測定が困難な高い周波数
で動作させる内部回路の動作周波数が推定できる。As described above, according to the semiconductor integrated circuit of the present invention, since the test oscillation circuit and the conversion circuit are formed by the circuit elements having the same process conditions as the internal circuit, the oscillation of the oscillation circuit is generated. By converting the frequency into an electric quantity such as a DC voltage and a low frequency and monitoring the electric quantity with a test device capable of measuring the electric quantity, the operating frequency of the internal circuit operated at a high frequency, which is difficult to measure, can be estimated directly.
【0039】これにより、従来例に比べて測定精度は劣
るものの、AC試験のためだけに、n段のインバータや
T型フリップ・フロップ回路等を被試験LSIに形成し
なくても済むので、LSI試験回路の縮小化が図れる。As a result, although the measurement accuracy is lower than that of the conventional example, it is not necessary to form an n-stage inverter, a T-type flip-flop circuit, or the like on the LSI under test just for the AC test. The test circuit can be downsized.
【図1】本発明の第1の実施例に係る超高周波用のアナ
ログICの試験時の構成図及びLSI試験回路の構成図
である。FIG. 1 is a configuration diagram at the time of a test of an analog IC for super high frequency according to a first embodiment of the present invention and a configuration diagram of an LSI test circuit.
【図2】本発明の各実施例に係る発振器(OSC)の内
部構成図である。FIG. 2 is an internal configuration diagram of an oscillator (OSC) according to each embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例に係るLSI試験回路の
動作波形図である。FIG. 3 is an operation waveform diagram of the LSI test circuit according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施例に係るLSI試験回路の
構成図及びその分周回路の動作波形図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an LSI test circuit according to a second embodiment of the present invention and an operation waveform diagram of a frequency divider circuit thereof.
【図5】本発明の第3の実施例に係るLSI試験回路の
構成図及びその積分回路の動作波形図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an LSI test circuit according to a third embodiment of the present invention and an operation waveform diagram of its integrating circuit.
【図6】本発明の第4の実施例に係るLSI試験回路の
構成図及びそのワンショット回路の動作波形図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an LSI test circuit according to a fourth embodiment of the present invention and an operation waveform diagram of its one-shot circuit.
【図7】従来例に係るリングオシレータを応用したLS
I試験回路の説明図である。FIG. 7 is an LS to which a ring oscillator according to a conventional example is applied.
It is an explanatory view of an I test circuit.
1…リングオシレータ、2…TFF回路、11,301 …
内部回路、12,302…LSI試験回路、21…試験用
の発振器、22…周波数−電圧変換回路、23,33…
積分回路(パルス数積分器)、24…リセット回路、3
2…分周回路、40…ワンショット回路(単安定マルチ
バイブレータ)、41…インバータ、42…二入力AN
D回路、100 ,300 …半導体集積回路、200 ,400 …テ
スタ、201 …アナログアンプ、401 …ヒステリシスコン
パレータ、402 …基準電源。1 ... Ring oscillator, 2 ... TFF circuit, 11, 301 ...
Internal circuit, 12, 302 ... LSI test circuit, 21 ... Test oscillator, 22 ... Frequency-voltage conversion circuit, 23, 33 ...
Integrator circuit (pulse number integrator), 24 ... Reset circuit, 3
2 ... Frequency divider circuit, 40 ... One shot circuit (monostable multivibrator), 41 ... Inverter, 42 ... Two-input AN
D circuit, 100, 300 ... Semiconductor integrated circuit, 200, 400 ... Tester, 201 ... Analog amplifier, 401 ... Hysteresis comparator, 402 ... Reference power source.
Claims (8)
ス条件の回路素子によって形成された試験用の発振回路
と、前記発振回路の発振周波数を測定可能な電気量に変
換する変換回路とを備えていることを特徴とする半導体
集積回路。1. An internal circuit, an oscillating circuit for testing formed by a circuit element under the same process condition as that of the internal circuit, and a conversion circuit for converting an oscillating frequency of the oscillating circuit into a measurable quantity of electricity. A semiconductor integrated circuit characterized in that.
号を一定期間サンプリングして直流電圧を出力すること
を特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the conversion circuit samples the output signal of the oscillation circuit for a certain period and outputs a DC voltage.
して前記発振周波数よりも低い周波数を出力することを
特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the conversion circuit divides the oscillation frequency and outputs a frequency lower than the oscillation frequency.
号をサンプリングする積分器と、前記積分器の出力電圧
を放電するリセット回路から成ることを特徴とする請求
項1記載の半導体集積回路。4. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the conversion circuit includes an integrator that samples the output signal of the oscillation circuit and a reset circuit that discharges the output voltage of the integrator.
を一定幅のパルスにする微分回路と、前記微分回路の出
力信号を整流する整流回路から成ることを特徴とする請
求項4記載の半導体集積回路。5. The integrator according to claim 4, wherein the integrator comprises a differentiating circuit for making the output signal of the oscillating circuit a pulse of a constant width, and a rectifying circuit for rectifying the output signal of the differentiating circuit. Semiconductor integrated circuit.
はディレイ回路から成ることを特徴とする請求項1記載
の半導体集積回路。6. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the conversion circuit comprises a one-shot circuit or a delay circuit.
で動作させる半導体集積回路と同じプロセス条件の回路
素子によって試験用の発振回路と、前記発振回路の発振
周波数を測定可能な電気量に変換する変換回路とを予め
同一基板内に形成して置き、 前記半導体集積回路の試験時には、前記同一基板内に形
成された試験用の発振回路を発振させ、該発振回路の発
振周波数を測定可能な電気量に変換し、該電気量から半
導体集積回路の動作周波数を推定することを特徴とする
半導体集積回路の試験方法。7. An oscillation circuit for testing and an oscillation frequency of the oscillation circuit are converted into a measurable quantity of electricity by a circuit element under the same process condition as a semiconductor integrated circuit operated at a high frequency that is difficult to measure directly by a test apparatus. And a conversion circuit to be formed on the same substrate in advance, and when the semiconductor integrated circuit is tested, the test oscillation circuit formed on the same substrate is oscillated, and the oscillation frequency of the oscillation circuit can be measured. A method for testing a semiconductor integrated circuit, which comprises converting to an electric quantity and estimating the operating frequency of the semiconductor integrated circuit from the electric quantity.
力信号によって電流をスイッチングする積分法により得
ることを特徴とする請求項7記載の半導体集積回路の試
験方法。8. The method for testing a semiconductor integrated circuit according to claim 7, wherein the measurable quantity of electricity is obtained by an integration method in which a current is switched by an output signal of the oscillation circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7215750A JPH0964278A (en) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | Semiconductor integrated circuit and its test method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7215750A JPH0964278A (en) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | Semiconductor integrated circuit and its test method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0964278A true JPH0964278A (en) | 1997-03-07 |
Family
ID=16677605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP7215750A Withdrawn JPH0964278A (en) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | Semiconductor integrated circuit and its test method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0964278A (en) |
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1995
- 1995-08-24 JP JP7215750A patent/JPH0964278A/en not_active Withdrawn
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