集成电路测试基础

目 录
第1章 关于集成电路测试 1
1．1 集成电路测试相关书籍和标准推荐 1
1．2 准备工作 2
1．3 一些小约定 3
1．4 英文缩写 3
第2章 从理想电路到实际电路 7
2．1 实际的导线 7
2．1．1 开尔文连接 7
2．1．2 屏蔽与驱动保护 11
2．1．3 磁环与磁珠 13
2．2 实际的电阻 13
2．2．1 电阻的作用 13
2．2．2 实际电阻的分压电路 14
2．3 实际的电容 15
2．3．1 电容的参数以及影响 15
2．3．2 实际电路中的电容 15
2．3．3 电压驱动电阻电容（RC）电路的一阶系统响应 18
2．4 实际的电感 19
2．4．1 电感的作用 19
2．4．2 实际电路中的电感 20
2．5 驱动与负载 20
2．5．1 驱动能力的限制 20
2．5．2 负载效应的影响 22
2．6 继电器和电子开关 23
第3章 电源与测量的基本电路 26
3．1 V/I源的基本结构 26
3．1．1 整体结构 26
3．1．2 电压输出模式 27
3．1．3 电流输出模式 30
3．1．4 波形发生器模式 32
3．1．5 V/I源的测量 35
3．2 V/I源的限制 35
3．2．1 输出稳定时间 35
3．2．2 反馈响应时间 35
3．2．3 高度模型化的V/I源 36
3．3 ATE的测量电路 39
3．3．1 电压测量 39
3．3．2 时间测量 40
3．3．3 扫描测量 40
3．4 数字测试源 40
3．4．1 电源供电电路 40
3．4．2 直流参数测量电路 41
3．4．3 驱动输出电路 41
3．4．4 比较输入电路 42
3．4．5 有源负载电路 43
第4章 测试程序设计要求 45
4．1 测试程序的特殊要求 45
4．2 程序设计的风格 46
4．3 程序设计的防误方法 46
第5章 误差与校准 48
5．1 基于误差的计算 48
5．1．1 基于已有的元件参数计算电路误差 48
5．1．2 基于规格允许的误差选择元件参数 49
5．2 线性校准的原理与方法 49
5．3 非线性校准与数据拟合 53
第6章 模拟信号调理基础 57
6．1 电压放大与衰减电路 57
6．1．1 电压放大电路 57
6．1．2 电压衰减电路 58
6．2 电压与电流转换电路 58
6．2．1 电流电压转换 58
6．2．2 电压电流转换 59
6．2．3 测试三极管的VBE 60
6．3 比较电路 63
6．3．1 单限比较器 63
6．3．2 窗口比较器 63
6．3．3 滞回比较器 63
6．4 特性提取电路 65
6．4．1 峰值提取 65
6．4．2 滤波电路 66
6．4．3 采样保持 67
6．4．4 边沿检测 67
6．4．5 脉宽检测 68
6．5 信号修调电路 70
6．5．1 钳位限幅 70
6．5．2 电平调整 70
6．5．3 隔离转换 72
6．5．4 分频电路 73
6．6 相位补偿基础 73
6．6．1 极点和零点 73
6．6．2 相位补偿理论基础 79
6．6．3 运放环路增益精确测量的两种方法 86
6．6．4 相位补偿的灵活运用 93
第7章 数字信号处理基础 97
7．1 移动平均滤波 97
7．2 卷积与FIR滤波器 100
7．2．1 卷积 100
7．2．2 FIR滤波器 103
7．3 傅里叶变换 115
7．3．1 离散傅里叶变换和窗函数滤波器的频谱 115
7．3．2 窗函数解决频谱泄漏的应用 120
7．3．3 快速傅里叶变换 120
7．3．4 THD和SNR等频域参数的计算 126
7．3．5 FFT计算的注意事项 130
第8章 测试方法基础 133
8．1 开短路（Open-Short）测试 133
8．2 接触（Contact）测试/开尔文（Kelvin）测试 134
8．3 LDO的测试 135
8．3．1 参考电压 136
8．3．2 线性调整率 137
8．3．3 负载调整率 138
8．3．4 输出电流（Iadj）测试 138
8．3．5 *小负载电流 139
8．3．6 纹波抑制比 140
8．3．7 输出短路电流 141
8．4 运算放大器测试 142
8．4．1 运放的测试电路 142
8．4．2 运放VIO参数的测试 143
8．4．3 运放的CMRR参数测试 145
8．4．4 运放的输入偏置电流测试 148
8．4．5 运放的其他参数 151
8．5 数字通信测试 151
8．5．1 数字芯片的文档 151
8．5．2 数字IO口的DC参数 152
8．5．3 数字IO口的AC参数 152
8．5．4 I2C通信的存储器 153
8．5．5 SPI通信的存储器 158
第9章 测试数据分析 164
9．1 基本概念 164
9．1．1 测试结果（Test Result） 164
9．1．2 接受参照值（Accepted Reference Value） 164
9．1．3 准确度（Accuracy） 164
9．1．4 正确度（Trueness） 165
9．1．5 偏倚（Bias） 165
9．1．6 精密度（Precision） 165
9．1．7 重复性（Repeatability） 165
9．1．8 再现性（Reproducibility） 165
9．1．9 常用数据分析方法 165
9．2 相关性验证（CORR） 166
9．3 重复性与再现性（GRR） 166
9．3．1 不同配置之间的GRR计算 167
9．3．2 仪器验收的GRR计算 170
9．4 测试能力研究（TCS） 174
9．5 多Sites并行测试的数据验证 176
9．6 测试数据统计分析图 177
9．7 多Sites并行测试的效率以及UPH计算 177
第10章 信号和电源完整性的简介 179
10．1 方波的傅里叶级数 179
10．2 使用一阶RC电路仿真上升沿时间与带宽的关系 184
10．3 时域反射计（TDR）与线长校准 185
10．4 测试电路的地 188
第11章 实训平台介绍 192
11．1 QT-8100测试系统功能概述 192
11．1．1 QT-8100测试系统可测试的器件类型 192
11．1．2 QT-8100测试系统适用的测试过程 193
11．1．3 QT-8100测试系统的基础配置 193
11．2 QT-8100测试系统硬件系统组成 194
11．2．1 QT-8100测试系统的整体结构 194
11．2．2 QT-8100测试系统的硬件系统框图 194
11．2．3 QT-8100测试系统的主要模块和板卡 195
11．2．4 QT-8100测试系统的机架结构组成 204
11．2．5 QT-8100测试系统的通道资源简介 205
11．2．6 QT-8100测试系统的背板简介 207
11．2．7 QT-8100测试系统的培训板简介 208
11．3 QT-8100测试系统软件系统组成 209
第12章 测试方案开发简介 211
12．1 测试程序开发流程 211
12．2 测试程序的执行过程 211
12．3 测试函数的完整结构 213
12．4 测试方案开发流程 214
第13章 LDO的测试 216
13．1 Datasheet与Testplan的分析 216
13．1．1 Datasheet里的总体性能描述 216
13．1．2 Datasheet里的电气特性 217
13．1．3 Testplan里的测试规格 218
13．1．4 Testplan里的测试方法 218
13．2 测试方案的设计与调试 222
13．2．1 Open-Short测试 222
13．2．2 线性调整率 225
13．2．3 负载调整率 227
13．2．4 参考电压 230
13．2．5 调整脚电流 234
13．2．6 *小负载电流 236
13．2．7 *大负载电流 239
13．2．8 电源纹波抑制比 241
第14章 集成运算放大器的测试 246
14．1 集成运算放大器的基本特性 246
14．1．1 特征 246
14．1．2 工作模式 246
14．2 Datasheet的分析 247
14．2．1 重要特性 247
14．2．2 引脚定义与封装 247
14．2．3 功能原理框图 248
14．2．4 电气特性 249
14．3 集成运算放大器的测试方法 250
14．3．1 运放的VIO（VOS）参数测试 250
14．3．2 运放的CMRR参数测试 250
14．3．3 运放的IB（IIB）参数测试 250
14．3．4 运放的VOH＆VOL参数测试 251
14．3．5 运放的IQ（ICC）参数测试 251
14．3．6 运放的PSRR参数测试 251
14．3．7 运放的开环电压增益AVO（AVOL）参数测试 252
14．3．8 运放的压摆率（Slew Rate，SR）参数测试 253
14．4 Test plan的分析 254
14．5 测试方案的设计 255
14．5．1 连续性（Continuity） 255
14．5．2 静态电流IQ 256
14．5．3 输出高电平VOH，输出低电平VOL 257
14．5．4 输入失调电压（VOS） 257
14．5．5 输入偏置电流（IB），输入失调电流（IOS） 258
14．5．6 电源抑制比（PSRR） 259
14．5．7 共模抑制比（CMRR） 259
14．5．8 开环放大倍数AVOL 259
14．5．9 压摆率（SR） 260
14．5．10 ATE的资源分配 261
14．6 测试函数的编写 261
14．6．1 测试工程的新建 261
14．6．2 测试程序的PIN MAP设置 262
14．6．3 测试程序的Datasheet与Bin设置 262
14．6．4 测试函数的编写 263
14．7 测试程序的调试 275
14．7．1 测试项目的启动 275
14．7．2 测试项目的调试 275
14．7．3 测试结果 276
第15章 I2C接口的EEPROM存储器测试 277
15．1 Datasheet与Testplan的分析 277
15．1．1 Datasheet里的总体性能描述 277
15．1．2 Datasheet里的存储空间介绍 278
15．1．3 Datasheet里的物理连接介绍 280
15．1．4 Datasheet里的I2C总线介绍 282
15．1．5 Datasheet里的直流参数含义 285
15．1．6 Testplan的分析 286
15．2 测试方案的设计与调试 287
15．2．1 测试电路的设计 287
15．2．2 测试工程的新建 287
15．2．3 测试程序的PIN MAP设置 288
15．2．4 测试程序的Datasheet与Bin设置 289
15．2．5 连续性测试 289
15．2．6 IIL/IIH/ISB的测试 292
15．2．7 Func_AA的测试 295
附录 采样定理以及ADC的量化噪声 305
参考文献 319