芯片参数测试原理及方法说明(附基于爱德万93000的XD74LS145测试方案）

1 连接性测试和输入钳位二极管电压测试（CON)

1. 测试目的

连接性测试旨在验证被测器件管脚的电气连接是否正常，确保管脚与管脚之间、管脚与地、电源之间不存在开路或短路情况。这对于区分芯片缺陷和测试硬件连接缺陷至关重要。此外，该测试为后续的功能测试和其他参数测试奠定基础。

输入钳位二极管电压测试的目的是确保输入钳位二极管在正常工作条件下能够正常运作。当输入输出管脚接收到的电流超过电压限制值时，二极管应能将电流导入地或电源，从而保护电路。

2. 测试条件

环境温度：25℃
电源电压：5V
施加100uA的灌电流和-18mA的电流

3. 测试程序

V93k电源上电
将DUT正确放入DIB板中，并将DIB板放入V93000中，确保紧锁装置已拉好
将DUT所有管脚包括VDD电压置为0V（接地）
进行连接性测试时，使用V93000数字通道内部的PPMU单元向数字引脚施加一个100uA大小的灌电流，以测试芯片引脚二极管的压降。对于钳位电压测试，首先将电源电压设置为最小值，然后使用V93000内部的PPMU单元向数字输入引脚施加-18mA的电流，并测量此时的电压。测试时间需确保电路稳定，通常为数毫秒。
测量引脚电压是否在规定范围内。连接性测试的电压测量值若正常，应在0.2V至0.8V之间；0V表示短路，开路时则为Vclamp。钳位电压测量值应小于-1.5V。若测试结果在这个范围内，则测试通过，并将结果保存在测试结果分析表格中。

2 电源性测试(ICC/IDDQ)

1. 测试目的

电源性测试的主要目的是检测芯片运行中电源参数是否符合规范，同时确保被测芯片的稳定性和可靠性。功耗测试旨在验证芯片在动态工作状态下的功耗是否正常，以确保被测器件性能符合要求。

2. 测试条件

环境温度：25℃
电源电压：5V

3. 测试程序

V93k电源上电
将DUT正确放入DIB板中，并将DIB板放入V93000中，确保紧锁装置已拉好
使用V93000向芯片施加适当的信号和电压，以模拟动态工作状态。
测量并记录功耗值。与预设的功耗规格进行比较，以判断被测器件是否满足要求。
将测试结果保存在分析表格中，以便后续分析和评估。4. 测试程序

3 漏电流测试(II)

1. 测试目的

由于芯片内部晶体管不可能处于理想状态，因此存在一定的漏电流。本测试旨在确保漏电流在正常允许范围内，从而排除潜在缺陷。

2. 测试条件

环境温度：25℃
电源电压：5.25V

3. 测试程序

V93k电源上电
将DUT正确放入DIB板中，并将DIB板放入V93000中，确保紧锁装置已拉好
进行漏电流测试时，使用V93000测试被设定为VIH的intput pin到ground之间的漏电流。被测引脚用PMU施加高电平（VDDmax），其他引脚施加低电平（0V），所测电流为IIH（正值），应小于20uA。对于设定为VIL的引脚，测试方法相反，所测电流为负值，应小于-0.4mA。
测量引脚电流是否在规定范围内。正常情况下，漏电流应少于30nA。若测试结果在这个范围内，则测试通过，并将结果保存在测试结果分析表格中。

4 功能测试(FUN)

1.测试目的

功能性测试的目的是为了验证被测器件的各项逻辑功能以及芯片参数、指标等是否符合设计规范要求。

2.测试原理图

如图为功能性测试原理，检测A,B,C,D输出信号是否符合逻辑功能。

3.测试条件

环境温度：25℃
电源电压：5V

4.测试程序

对V93k电源进行上电操作。
将DUT正确地放入DIB板中，并将DIB板放入V93000中，确保紧锁装置已拉好。
将DUT的所有管脚包括VDD电压置为0V（接地）。
进行连接性测试时，使用V93000运行pat向输出引脚输入一个二进制的数字信号。测量输出引脚A，B，C，D的输出信号。
对比输出引脚A，B，C，D的输出信号是否符合逻辑功能设计规范。如果输入信号超过二进制1001，则视为无效。如果对比结果相同，则测试通过，测试结果将保存在测试结果分析表格中。

5 输入高低电平测试(VIHL)

1.测试目的

此项目的目的是测试高低电平判决，以确保芯片的逻辑功能输出正常。

2.测试原理图

如图为输入高低电平测试原理，采用施压测流进行。

3.测试条件

环境温度：25℃
电源电压：5V

4.测试程序

对V93k电源进行上电操作。
将DUT正确地放入DIB板中，并将DIB板放入V93000中，确保紧锁装置已拉好。
进行输入高低电平测试时，虽然无法直接测量输入电平，但可以通过功能测试来判断输入电平是否符合设计范围。
首次给DUT电源供电，然后设置VIL和VIH到极限值，即VIL为0.8V，VIH为2V。之后执行pattern。
测试所有输出是否满足输出高低电平规定范围内。如果符合标准，测试结果将保存在测试结果分析表格中。

6 输出高低电平测试(VOHL)

测试目的

此项目的目的是测试高低电平判决，验证芯片在不同输入电平下的功能和性能表现以确保芯片的逻辑功能输出正常。测试有助于工程师发现可能存在的设计缺陷、制造问题或环境适应性不足等问题。

测试条件

环境温度：25℃
电源电压：5V

测试程序

对V93k电源进行上电操作。
将DUT正确地放入DIB板中，并将DIB板放入V93000中，确保紧锁装置已拉好。
进行高低电平测试时，VOL表示当输出pin为状态low时的最大电压，IOL表示的是在此状态下输出pin的最大电流驱动能力。测试当此状态下的输出pin的最大电流驱动能力。VOH表示当输出pin为状态high时的最小电压，IOH表示的是在此状态下输出pin的最大电路驱动。测试当此状态下的芯片的VDD到这个输出pin的电阻大小。
测量低电平状态下引脚的电流和高电平状态下电阻的大小，确保它们都在规定范围内。如果符合标准，测试结果将保存在测试结果分析表格中。

7 传输延迟测试(DELAY)

1.测试目的

随着电路速度的不断提升，缺陷速度因特征尺寸的持续下降而剧增。因此，延迟超过给定时间范围的机率增大。对于高速芯片来说，延迟尤为重要。此项目的目的是测试芯片的延迟是否达到设计规范要求。

2.测试原理图

如图为传输延迟测试原理。

3.测试条件

环境温度：25℃
电源电压：5V

4.测试程序

1. V93k电源上电
2. 将DUT正确放入DIB板中，并将DIB板放入V93000中，拉好紧锁装置
3. 在进行延迟测试时，需要检测path内的delay是否超过一个clock的周期。若延迟未超过clock的周期，则可能会造成潜在的失效。在某些情况下，如硬件变化、外界温度变化等，延迟可能超过clock周期，从而导致缺陷。
4. 检测延迟是否超过clock周期，若符合标准，测试结果将保存在测试结果分析表格中。