GB T 6798-1996 半导体集成电路 电压比较器测试方法的基本原理.pdf

1、中华人民共和国国家标准半导体集成电路电压比较器测试方法的基本原理代替国家技术监督局 批准 实施主题内容与适用范围本标准规定了半导体集成电路电压比较器以下简称器件 电特性测试方法的基本原理本标准适用于半导体集成电路电压比较器电特性的测试引用标准半导体集成电路文字符号电参数文字符号总的要求若无特殊说明测试期间环境或参考点温度偏离规定值的范围应符合器件详细规范的规定测试期间 应避免外界干扰对测试精度的影响 测试设备引起的测试误差应符合器件详细规范的规定测试期间施于被测器件的电源的内阻在信号频率下应基本为零 电源电压的偏差应在规定值的以内 施于被测器件的其他电参量的精度应符合器件详细规范的规定在被测器

2、件线性工作区测试时 交流小信号幅度的逐渐减小不应引起参数值的变化被测器件与测试系统连接或断开时不应超过器件的使用极限条件若有要求时应按器件详细规范规定的顺序接通电源测试期间 被测器件应连接详细规范规定的辅助电路和补偿网络测试期间 被测器件应避免出现自激现象若电特性值是由几步测试的结果经计算而确定时这些测试的时间间隔应尽可能短采用辅助放大器 与被测器件 构成闭合环路的方法测试时 基本测试原理图如图 所示图辅助放大器应满足下列要求开环增益大于输入失调电流和输入偏置电流应很小动态范围足够大环路元件应满足下列要求满足下列表达式式中 被测器件的输入偏置电流被测器件的输入失调电压被测器件的开环差模输入电阻

3、辅助放大器的开环单端输出电阻值决定了测试精度但须保证辅助放大器在线性区工作对 器件测试期间测试设备或操作者应避免因静电感应而引起器件失效本标准使用的电参数文字符号按 和附录 补充件 的规定电特性测试输入失调电压目的本方法用于测试使输出电压为规定值时两输入端间所加的直流补偿电压测试原理图的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压输出规定电压输出负载环路条件共模输入电压其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压 按规定的输出电压选择相应的测试程序开关 接通负

4、平衡电压 从辅助放大器 输出端测得 则对应输出规定电压的输入失调电压为开关 接通负输出高电平 时 测得 此时对应的输入失调电压为开关 接通负输出低电平 时测得 此时对应的输入失调电压为取 中大者为对应输出规定上下限电压的输入失调电压输入失调电压温度系数目的本方法用于测试输入失调电压随环境温度的变化率测试原理图的测试原理图同 的测试原理图如图 所示测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境温度范围电源电压输出规定电压输出负载环路条件共模输入电压其他引出端条件及辅助网络测试程序在环境温度 下 按本标准 的程序测得将环境温度调至规定的最低温度 按本标准 的程序测得 由下式计算求出将环

5、境温度调至规定的最高温度 按本标准 的程序测得由下式计算出总的输入失调电压温度系数可表述为输入失调电流目的本方法用于测试使输出电压为规定值时流入两输入端的电流之差测试原理图的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压输出规定电压输出负载输入端测试电阻环路条件共模输入电压其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压 按规定的输出电压选择相应的测试程序开关 接通规定电压开关 接点闭合 从辅助放大器 的输出端测得电压开关 接点断开 从辅助放大器 的输出端测得电压

6、由下式计算出对应输出规定电压 的输入失调电流 为开关 接通规定电压 重复 和 程序测得电压 由下式计算出对应输出规定电压 的输入失调电流 为开关 接通规定电压 重复 和 程序 测得电压 由下式计算出对应输出规定电压 的输入失调电流 为选取 与 中大者为对应输出上 下限电压的输入失调电流输入失调电流温度系数目的本方法用于测试输入失调电流随环境温度的变化率测试原理图的测试原理图同 的测试原理图如图 所示测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境温度范围电源电压输出规定电压输出负载输入测试电阻环路条件共模输入电压其他引出端条件及辅助网络测试程序在环境温度 下 按本标准 的程序测得将环

7、境温度调至规定最低温度 按本标准 的程序测得 由下式计算求出将环境温度调至规定最高温度 按本标准 的程序测得 由下式计算求出总的输入失调电流温度系数可表述为输入偏置电流目的本方法用于测试使输出电压为规定值时的两输入端流入电流的平均值测试原理图的测试原理图与 的测试原理图相同如图 所示测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压输出规定电压输出负载输入测试电阻环路条件共模输入电压其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压 按规定的输出电压选择相应的测试程序开关 接通开关 接点断开

8、接点闭合 从辅助放大器 输出端测得电压开关 接点闭合 接点断开从辅助放大器 输出端测得电压 由下式计算出对应输出规定电压 的输入偏置电流开关 接通规定电压 重复 和 程序测得电压 由下式计算出对应输出规定电压 的输入偏置电流开关 接通规定电压 重复 和 程序测得电压 由下式计算出对应输出规定电压 的输入偏置电流选取 与 中大者为对应输出上下限电压的输入偏置电流输入偏置电流温度系数目的本方法用于测试输入偏置电流随环境温度的变化率测试原理图的测试原理图同 的测试原理图 如图 所示测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境温度范围电源电压输出规定电压输出负载输入测试电阻环路条件共模输

9、入电压其他引出端条件及辅助网络测试程序在环境温度 下 按本标准 的程序测得将环境温度调至规定最低温度 按本标准 的程序测得 由下式计算求出将环境温度调至规定最高温度 按本标准 的程序测得 由下式计算求出总的输入偏置电流温度系数可表述为静态功耗目的本方法用于测试没有负载的情况下使输出电压为规定值时器件所消耗的电源功率测试原理图的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压输出规定电压 或输入规定电压环路条件其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压接通规定的电

10、压 接通电流表 测得正电源电流接通规定的电压 接通电流表 测得负电源电流 由下式计算求出静态功耗开环电压增益目的本方法用于测试器件开环时 在线性区内输出电压变化与差模输入电压变化之比测试原理图的测试原理图如图 所示图注 为低于输出高电平下限值的一个电压为高于输出低电平上限值的一个电压为其幅度与 相当 频率为规定值的正弦信号电压测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压输出规定电压及交流信号幅度和频率输出负载环路条件其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压直流测试法开关 接通

11、电压 从辅助放大器 输出端测得电压开关 接通 电压从辅助放大器 输出端测得电压由下式计算求出直流增益或交流测试法当开关 接通 从辅助放大器 输出端测得电压 由下式计算求出交流增益或共模抑制比目的本方法用于测试差模电压增益与共模电压增益之比测试原理图的测试原理图共模输入法如图 所示图的测示原理图变电源法如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压共模输入电压输出规定电压输出负载环路条件其他引出端条件及辅助网络测试程序共模输入法按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压接通规定输出电压的相应电压直流测试

12、方法接通 从辅助放大器 输出端测得电压 由下式计算求出或接通 从辅助放大器 输出端测得电压 由下式计算求出或总的 表述为交流测试方法接通 从辅助放大器 输出端测得电压 由下式计算求出或变电源法按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定输出电压的相应电压直流测试方法接通 接通 接通 从辅助放大器 输出端测得电压 由下式计算求出或接通 接通 接通 从辅助放大器 输出端测得电压 由下式计算求出或总的 表述为交流测试方法接通 接通 接通 从辅助放大器 输出端测得电压 由下式计算求出交流或最大共模输入电压目的本方法用于测试使比规定的共模输入电压下共模抑制比下降 的

13、共模输入电压测试原理图的测试原理图同 的测试原理图 如图 图 所示测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压共模输入电压输出规定电压输出负载环路条件其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中按本标准 测试程序测出规定共模输入电压下的共模抑制比增加共模输入电压 测得 值对应 比 小 的共模输入电压即为最大共模输入电压电源电压抑制比目的本方法用于测试输入失调电压随电源电压的变化率测试原理图的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压及其变化量

14、输出规定电压输出负载环路条件共模输入电压其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定电压 按电源电压变化状况选择相应的测试程序接通 接通 从辅助放大器 输出端测得电压接通 接通 从辅助放大器 输出端测得电压接通 接通 从辅助放大器 输出端测得电压接通 接通 从辅助放大器 输出端测得电压接通 接通 从辅助放大器 输出端测得电压接通 接通 从辅助放大器 输出端测得电压接通 接通 从辅助放大器 输出端测得电压计算各种情况下的 值正电源电压增加 负电源电压不变则有或称正电源电压抑制比正电源电压不变负电源电压增加 则有或称负电源电压抑

15、制比两个电源同时正移 则有或两个电源同时负移 则有或两个电源电压的绝对值同时加大 则有或两个电源电压的绝对值同时减小 则有或两个电源电压从减小 到增大 的电源电压抑制比为或最大差模输入电压目的本方法用于测试差分输入两输入端间所能承受的反向输入电压值测试原理图的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压及输入电压恒流源电流其他引出端条件共模输入电压测试程序按器件详细规范规定的环境条件将被测器件接入测试系统中接通电源电压及输入电压 其它引出端接成规定的状态 开路 接地短接开关 置 在规定的恒流源电流 下 从输入端测得电压开关 置 在规定的恒

16、流源电流 下 从输入端测得电压 及 两者中较小者即为输出高电平电压目的本方法用于测试差分输入端施加规定正差分电压下其输出端为高电平时的电压值测试原理图的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境及参考点温度电源电压输出负载差模输入电压及输入电阻共模输入电压其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压调节电压 使输入端为规定的差模输入电压 使输出端为高电平接通其他引出端的规定条件 使输出端保持输出高电平电压在输出端接入规定负载电阻使拉出电流为 值从输出端测得电压 即为输出高电平电

17、压输出低电平电压目的本方法用于测试差分输入端施加规定负差分电压下其输出端为低电平时的电压值测试原理图的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压输出负载差模输入电压 及输入电阻共模输入电压其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压调节电压 使输入端为规定的差模输入电压 使输出端为低电平接通其他引出端的规定条件 使输出端保持输出低电平电压在输出端接入规定负载电阻使吸入电流为 值 从输出端测得电压 即为输出低电平电压高电平输出电流目的本方法用来测试被测器件输出

18、为高电平时流经负载的拉出电流测试原理图的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压输出高电平电压及输出负载差模输入电压及输入电阻共模输入电压其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压调节电压 满足规定的差分输入电压 值 使输出端为高电平电压接通其他引出端规定条件 使输出端保持原输出高电平电压在输出端接入负载使被测器件输出电平为规定的高电平电压值此时测得流经该负载的电流 即为输出高电平电流低电平输出电流目的本方法用于测试被测器件输出端为低电平时 输出端经负载

19、电阻从规定电源电压如正电源电压吸入的电流测试原理图的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压输出低电平电压及输出负载差模输入电压及输入电阻共模输入电压其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压调节电压 满足规定的差分输入电压 值使输出达到低电平电压接通其他引出端规定条件 使输出端保持原输出低电平电压在输出端与规定电压如电源电压 之间接入负载被测器件输出低电平为规定低电平电压值 此时测得流经该负载的电流即为输出低电平电流开环差模输入电阻目的本方法用于测试器

20、件差分输入端间的电阻值测试原理图测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压及输出电压测试电阻 取值范围差模输入信号幅度 频率及信号源内阻负载电阻及环路条件其他引出端条件及辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压及与输出电压相应的规定电压接通其它引出端规定条件及交流信号源开关 闭合使 短接 从辅助放大器 输出端测得电压开关 断开 使 串接在差分输入端从辅助放大器 输出端测得电压由下式计算求得开环单端输出电阻目的本方法用于测试器件输出端对地的电阻测试原理图的测试原理图如图

21、所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压及输出电压测试用负载电阻 取值范围差模输入信号幅度 频率及信号源内阻环路条件及其他引出端条件测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压及与输出电压相应的规定电压接通其他引出端规定条件及交流信号源开关 断开 器件没接负载电阻 从辅助放大器 输出端测得电压开关 闭合 器件输出端接上负载电阻 从辅助放大器 输出端测得电压由下式计算求出低电平选通电流目的本方法用于测试比较器输入端为规定电压 选通端为低电平 时流出选通端的电流测试原理图的测试原理图如图 所示图测试

22、条件测试期间 下列测试条间应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压输入电压选通端低电平电压辅助网络测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压输入端接通规定的差分输入电压 使输出端达到规定输出电平状态接通规定的低电平选通电压测试经选通端流出的电流即为低电平选通电流高电平选通电流目的本方法用于测试比较器输入端为规定电压 选通端为高电平 时流经 入或出 选通端的电流测试原理图的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压输入电压选通端高电平电压辅助网络测试程序按器件详细规范规定的

23、环境条件及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压输入端接通规定的差分输入电压 使输出达到规定的输出电平状态接通规定的高电平选通电压测试流经选通端的电流此电流即为高电平选通电流响应时间目的本方法用来测试从器件输入脉冲至输出规定电平 高或低电平 变为阀值电平 时所需的时间同时可测试延迟时间 上升时间 下降时间测试原理图的测试原理图及波形图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境及参考点温度电源电压输出规定电压及输出阈值电压负载条件及辅助网络输入脉冲信号电压幅度 频率斜率时间过冲量输入信号基准电平测试程序按器件详细规范规定的环境条件及应接的输入

24、输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压调节输入电压 使器件输出为规定电平状态接通规定的输入脉冲信号 按波形图测出响应时间其中 高电平向低电平转换的响应时间低电平向高电平转换的响应时间输出脉冲的上升时间输出脉冲的下降时间输出脉冲下降过程的延迟时间输出脉冲上升过程的延迟时间选通延迟时间目的本方法用于测试选通脉冲到器件输出达到阈值电平时所需的时间测试原理图的测试原理图及波形图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合器件详细规范的规定环境或参考点温度电源电压负载条件及辅助网络输出规定电压及输出阈值电平输入脉冲信号电压幅度 频率斜率时间及信号源电阻测试程序按器件详细规范规定的环境条件

25、及应接的输入 输出网络将被测器件接入测试系统中接通规定的电源电压调节直流输入电压 使输出电平处于规定电平状态接通规定的输入脉冲信号 按波形图测出选通延迟时间附录电参数符号补充件根据 半导体集成电路文字符号电参数文字符号 规定及 推荐的有关内容本标准采用了如下电参数文字符号符号电特性参数开环差模电压增益正电源电流负电源电流输入失调电流输入偏置电流高电平输出电流低电平输出电流选通电流共模抑制比电源电压抑制比静态功耗开环差模输入电阻开环单端输出电阻工作环境温度延迟时间下降时间上升时间响应时间选通延迟时间正电源电压负电源电压共模输入电压差模输入电压输入失调电压最大共模输入电压最大差模输入电压输出过渡平衡电压输出高电平电压输出低电平电压选通电压续表符号电特性参数输入失调电压温度系数输入失调电流温度系数输入偏置电流温度系数附加说明本标准由中华人民共和国电子部提出本标准由全国集成电路标准化技术委员会归口本标准由北京市半导体器件研究所 国营四四三五厂电子部标准化研究所起草本标准主要起草人崔忠勤本标准于 年 月次发布 年 月第一次修订