模拟集成电路测试系统的优化方法

模拟集成电路包括运算放大器、稳压器、比较器、滤波器及各种专用模拟电路等。模拟集成电路测试包括直流参数测试和交流参数测试。

1.模拟直流参数测量仪

为了能快速测定模拟集成电路的性能，模拟DC测试仪应满足下列要求：①能在宽范围、高精度下进行电压和电流的测量；②能测试多引脚IC，并具有引脚扩充功能；③测试速度快。

图11-34表示模拟DC测试仪的组成。各部分功能如下：

图11-34 模拟集成电路DC测试仪原理框图

（1）精密测量单元PMU

此模块能够在DUT的任意引脚上施加电压或电流，并能精确地测量电压或电流值。

（2）器件电源

器件程控电源（Device Power Supplies，DPS）能对DUT的任意引脚施加电压，其电压范围比较宽，如±100V、1A。该电源一般不具备测量功能。

（3）阻抗源（电阻箱）

模拟IC必须有外接阻抗，因而模拟IC测试仪必须具有可程控的阻抗源，其阻值一般为10Ω～几兆欧，且可与DUT的任意引脚相连接。

（4）引脚矩阵与多路转换器

在DUT的各引脚与测试电源及器件电源之间设置有引脚继电器矩阵和多路转换器。在测试时，由控制电路驱动继电器选择指定的DUT引脚进行测试或施加测试条件。

（5）运放测试环模块

为实现运算放大器更高效、准确的测量，在模拟信号测试仪中将运算放大器测量环路集成为一个单元和模块，实现对运算放大器参数的准确测量，并可简化相应的控制电路。

（6）测试台

大型测试仪一般都带有多个测试台，在测试台之间实行串行控制。测试台与测试插座、测试探针等都是配套的。

（7）测试控制计算机

该计算机不仅对测试仪进行控制，还能对测试的结果和数据进行分析处理。(www.xing528.com)

2.模拟交流参数测试仪

（1）对模拟AC测试仪的要求

对模拟AC测试仪的要求如下：

1）要有较强的通用性和扩展性。模拟IC的种类繁多，因而要求模拟AC测试仪能测试尽可能多的模拟IC。

2）应有足够宽的频率范围。交流信号的频率范围包括超低频、低频、音频、高频、射频，能覆盖几十赫兹到几百兆赫兹甚至到几千兆赫兹的频率范围。

3）应有足够宽的电压测量范围。要求电压测量仪器有尽可能高的灵敏度，同时要求有尽可能高的电压测量范围，通常待测电压的最小值可以是几十微伏或几毫伏，最高值可以是几百伏或几千伏甚至几十千伏。

4）应有足够高的测量准确度。数字电压表直流电压测量的误差达10^-6，交流电压的测量只能达到10^-2～10^-4，因此必须关注交流电压测量准确度。

（2）测试仪各部分功能

图11-35表示模拟AC测试仪的典型组成。各部分功能如下：

图11-35 模拟集成电路AC测试仪原理框图

1）测试控制计算机，它将由高级语言编写的程序编译为测试执行程序，进行参数的测试及结果的处理。

2）直流测试单元，这是AC测试仪的基础部分，包括测试电源、器件电源及继电器矩阵等部件，其功能与DC测试仪中的测试电源和器件电源的功能基本相同，为DUT提供标准电压U_s及偏压，并测定DUT各主要引脚在实际工作状态下的直流电压和电流（U/I）。

3）模拟测试仪组件，模拟测试仪组件亦称测试模块，包括：音频信号源及音频信号测试模块；视频信号源及视频信号测试模块；高频信号源及高频信号测试模拟；时间及频率测试模块；其他任意信号源及测试模块等。用户可根据DUT要求进行选择和组装。

4）数字信号处理部分，这一部分能对随时间变化的模拟量和数字量进行采样、检测和处理，可对D-A、A-D转换器、函数发生器及其他调制与解调用的LSI电路进行测试。

5）高速数字驱动接口，该部件实现数字信号的高速传送、驱动。

6）位控制器，对DUT的引脚及测试条件的设置进行控制。

7）精密测量单元（Precision Measurement Unit，PMU），在集成电路测试系统中的作用极其重要，它将激励源和测量仪有机结合在一起，为一个程控的精密电压/电流的施加/测量部件。在程序控制下，通过继电器将PMU依次切换到所要测量的各个DUT引脚上，进行各种直流参数的电压/电流测量。

PMU的数量与测试系统的规模有关，低端的测试系统往往只有一个PMU，通过共享的方式让多个测试通道（test channel）逐次使用；中端的则一个通道组内有一个PMU，通常为8个或16个通道构成一组，这样可以在一个组内分时共用；而高端的测试系统内则会采用per pin分配的结构，每个通道配置一个PMU。