測試集成電路電流的電路及方法
【專利摘要】一種測試集成電路電流的電路及方法，所述測試集成電路電流的電路包括運(yùn)算放大器、采樣電阻和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述運(yùn)算放大器的第一輸入端適于連接所述集成電路的待測電流輸出端，所述運(yùn)算放大器的第二輸入端適于輸入驅(qū)動電壓，所述驅(qū)動電壓與所述待測電流輸出端的電壓相等；所述采樣電阻的一端連接所述運(yùn)算放大器的第一輸入端和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一輸入端，所述采樣電阻的另一端連接所述運(yùn)算放大器的輸出端和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二輸入端。本發(fā)明技術(shù)方案提供的測試集成電路電流的電路及方法，能夠降低測試集成電路電流的成本。
【專利說明】測試集成電路電流的電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種測試集成電路電流的電路及方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]集成電路是將晶體管、二極管等有源元件和電阻器、電容器等無源元件，按照一定的電路互聯(lián)集成在一塊半導(dǎo)體單晶片上，從而完成特定功能的電路或者系統(tǒng)。隨著半導(dǎo)體制造工藝的快速發(fā)展，芯片的特征尺寸不斷縮小，集成電路已經(jīng)成為電子制造業(yè)的基礎(chǔ)和核心，支持并推動著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的繁榮與發(fā)展。
[0003]在集成電路的制造和使用過程中，通常需要對流過集成電路中某一線路的電流(以下簡稱集成電路電流)進(jìn)行測試?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常采用精密測量單元(PMU，PrecisionMeasurement Unit)測試集成電路電流。精密測量單元用于精確的直流參數(shù)測量,它能驅(qū)動電流進(jìn)入集成電路測試電壓，或者提供電壓至集成電路測試電流。
[0004]圖1是采用精密測量單元測試集成電路電流的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1，精密測量單元11包括驅(qū)動單元13和測量單元14。所述驅(qū)動單元13適于向集成電路12提供電流或電壓；所述測量單元14適于測試所述集成電路12的電壓或電流。
[0005]具體地，測試所述集成電路12的電流時(shí)，由所述驅(qū)動單元13施加電壓至所述集成電路12，施加電壓后，所述集成電路12電流輸入所述測量單元14，由所述測量單元14測量所述集成電路12的電流。
[0006]然而，由于所述精密測量單元11價(jià)格較貴，因此，使用所述精密測量單元11測試所述集成電路12的電流成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決的是測試集成電路電流成本高的問題。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種測試集成電路電流的電路，包括運(yùn)算放大器、采樣電阻和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，
[0009]所述運(yùn)算放大器的第一輸入端適于連接所述集成電路的待測電流輸出端，所述運(yùn)算放大器的第二輸入端適于輸入驅(qū)動電壓，所述驅(qū)動電壓與所述待測電流輸出端的電壓相等;
[0010]所述采樣電阻的一端連接所述運(yùn)算放大器的第一輸入端和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一輸入端，所述采樣電阻的另一端連接所述運(yùn)算放大器的輸出端和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二輸入端。
[0011]可選的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器適于將所述采樣電阻兩端的電壓差轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓。
[0012]可選的，所述驅(qū)動電壓的電壓值低于所述運(yùn)算放大器的電源電壓的電壓值。
[0013]可選的，所述采樣電阻兩端的電壓差低于所述運(yùn)算放大器的電源電壓與所述驅(qū)動電壓的電壓差。
[0014]基于上述測試集成電路電流的電路，本發(fā)明還提供一種測試集成電路電流的方法，包括:
[0015]施加驅(qū)動電壓至所述運(yùn)算放大器的第二輸入端，所述驅(qū)動電壓與所述集成電路的待測電流輸出端的電壓相等；
[0016]所述施加驅(qū)動電壓至所述運(yùn)算放大器的第二輸入端后，獲得所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字電壓；
[0017]根據(jù)所述數(shù)字電壓獲得流過所述采樣電阻的電流，所述流過所述采樣電阻的電流即為所述待測電流。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]利用運(yùn)算放大器的虛斷特性，將對待測電流的測試轉(zhuǎn)換為對采樣電阻兩端的電壓差進(jìn)行測試，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述采樣電阻兩端的電壓差轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，所述采樣電阻兩端的電壓差與所述采樣電阻的比值即為所述待測電流。本發(fā)明技術(shù)方案的測試集成電路電流的電路，僅包括一個(gè)運(yùn)算放大器、一個(gè)采樣電阻和一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電路結(jié)構(gòu)簡單，降低了測試集成電路電流的成本。
[0020]進(jìn)一步，所述運(yùn)算放大器的第一輸入端連接集成電路的待測電流輸出端，所述運(yùn)算放大器的第二輸入端輸入與所述待測電流輸出端的電壓相等的驅(qū)動電壓，根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短特性，所述運(yùn)算放大器的第一輸入端的電壓等于所述驅(qū)動電壓，即與所述待測電流輸出端的電壓相等。因此，在測試所述待測電流時(shí)，本發(fā)明技術(shù)方案的測試集成電路電流的電路不會改變所述待測電流輸出端的電壓，測試得到的電流準(zhǔn)確度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是采用精密測量單元測試集成電路電流的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的測試集成電路電流的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式的測試集成電路電流的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]正如【背景技術(shù)】中所描述的，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用精密測量單元測試集成電路電流。精密測量單元用于精確的直流參數(shù)測量，但是價(jià)格較貴，使用精密測量單元測試集成電路的電流成本較高。
[0025]本發(fā)明技術(shù)方案提供一種結(jié)構(gòu)簡單的測試集成電路電流的電路，能夠降低測試集成電路電流的成本。
[0026]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0027]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的測試集成電路電流的電路，所述集成電路為能夠完成特定功能的電路或者系統(tǒng)，所述集成電路電流為流過所述集成電路中某一線路的電流，即待測電流。
[0028]參考圖2，所述測試集成電路電流的電路包括運(yùn)算放大器0ΡΑ、采樣電阻Rs和模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD。
[0029]所述運(yùn)算放大器OPA的第一輸入端適于輸入待測電流Im，即測試所述待測電流Im時(shí)，所述運(yùn)算放大器OPA的第一輸入端連接所述集成電路的待測電流輸出端。所述待測電流輸出端可以為所述集成電路的輸出引腳，也可以為位于所述集成電路中的測試焊盤。例如，在集成電路封裝前測試所述待測電流，所述待測電流輸出端為位于所述集成電路中的測試焊盤；在集成電路封裝后測試所述待測電流，所述待測電流輸出端為所述集成電路的輸出引腳。
[0030]所述運(yùn)算放大器OPA的第二輸入端適于輸入驅(qū)動電壓Vf，所述驅(qū)動電壓Vf與所述待測電流輸出端的電壓相等。所述待測電流輸出端的電壓為已知量，具體電壓值在電路設(shè)計(jì)時(shí)已確定，因此，根據(jù)所述電流輸出端的電壓可以確定所述驅(qū)動電壓Vf的電壓值。
[0031]為保證所述運(yùn)算放大器OPA的正常工作，所述驅(qū)動電壓Vf的電壓值應(yīng)當(dāng)?shù)陀谒鲞\(yùn)算放大器OPA的電源電壓的電壓值，因此，根據(jù)所述驅(qū)動電壓Vf的電壓值，可以確定所述運(yùn)算放大器OPA的電源電壓的電壓值。
[0032]需要說明的是，所述運(yùn)算放大器OPA的第一輸入端可以為同相輸入端，也可以為反相輸入端；相應(yīng)地，所述運(yùn)算放大器OPA的第二輸入端可以為反相輸入端，也可以為同相輸入端。
[0033]所述采樣電阻Rs的一端連接所述運(yùn)算放大器OPA的第一輸入端和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD的第一輸入端，所述采樣電阻Rs的另一端連接所述運(yùn)算放大器OPA的輸出端Vol和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD的第二輸入端。
[0034]所述采樣電阻Rs的電阻值與所述運(yùn)算放大器OPA的電源電壓和所述待測電流Im的大小相關(guān)。具體地，所述采樣電阻Rs與所述待測電流Im的乘積低于所述運(yùn)算放大器OPA的電源電壓與所述驅(qū)動電壓Vf的電壓差，即所述采樣電阻Rs兩端的電壓差低于所述運(yùn)算放大器OPA的電源電壓與所述驅(qū)動電壓Vf的電壓差。通常，所述待測電流Im的電流值范圍是確定的，因此，可以確定所述采樣電阻Rs的電阻值。
[0035]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD適于將其第二輸入端和第一輸入端接收的電壓的電壓差轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，即將所述采樣電阻Rs兩端的電壓差轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，所述數(shù)字電壓由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD的輸出端Vo2輸出。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD可以為積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器、逐次比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器、并行比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及串行比較型模數(shù)轉(zhuǎn)換器等其他形式的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，本發(fā)明對此不作限定。
[0036]需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施方式的測試集成電路電流的電路，可以與集成電路制作在一起，也可以設(shè)置在對集成電路進(jìn)行測試的測試機(jī)臺上，具體可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用確定。
[0037]為更好地說明本實(shí)施方式的測試集成電路電流的電路效果，下面結(jié)合附圖對所述測試集成電路電流的電路的工作原理進(jìn)行說明。
[0038]參考圖2，根據(jù)運(yùn)算放大器的虛斷特性，流過所述采樣電阻Rs的電流即為所述待測電流Im。所述采樣電阻Rs的電阻值確定，所述采樣電阻Rs兩端的電壓差為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD的輸出端Vo2輸出的數(shù)字電壓，因此，根據(jù)歐姆定律可以獲得流過所述采樣電阻Rs的電流:I=U/R，其中，I表示流過所述采樣電阻Rs的電流的電流值(即待測電流Im的電流值)，U表示所述采樣電阻Rs兩端的電壓差，R表示所述采樣電阻Rs的電阻值。
[0039]本發(fā)明技術(shù)方案的測試集成電路電流的電路，僅包括所述運(yùn)算放大器0ΡΑ、采樣電阻Rs和模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD，電路結(jié)構(gòu)簡單，降低了測試集成電路電流的成本。
[0040]進(jìn)一步，所述運(yùn)算放大器OPA的第一輸入端連接集成電路的待測電流輸出端，所述運(yùn)算放大器OPA的第二輸入端輸入與所述待測電流輸出端的電壓相等的驅(qū)動電壓Vf，根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短特性，所述運(yùn)算放大器OPA的第一輸入端的電壓等于所述驅(qū)動電壓Vf,即與所述待測電流輸出端的電壓相等。因此，在測試所述待測電流Im時(shí)，所述待測電流輸出端的電壓不會改變，測試得到的電流準(zhǔn)確度高。
[0041]基于上述測試集成電路電流的電路，本發(fā)明實(shí)施方式還提供一種測試集成電路電流的方法。圖3是本發(fā)明實(shí)施方式的測試集成電路電流的方法流程示意圖，參考圖3，所述測試集成電路電流的方法包括:
[0042]步驟S31:施加驅(qū)動電壓至所述運(yùn)算放大器的第二輸入端。所述驅(qū)動電壓與所述集成電路的待測電流輸出端的電壓相等，可以由帶隙基準(zhǔn)源提供，也可以由對集成電路進(jìn)行測試的測試機(jī)臺提供。
[0043]所述施加驅(qū)動電壓至所述運(yùn)算放大器的第二輸入端后，執(zhí)行步驟S32:獲得所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字電壓。
[0044]步驟S33:根據(jù)所述數(shù)字電壓獲得流過所述采樣電阻的電流。所述數(shù)字電壓對應(yīng)的模擬量即為所述采樣電阻兩端的電壓差，根據(jù)歐姆定律，流過所述采樣電阻的電流等于所述采樣電阻兩端的電壓差除以所述采樣電阻的電阻值，所述流過所述采樣電阻的電流即為所述待測電流。
[0045]綜上所述，本發(fā)明技術(shù)方案提供的測試集成電路電流的電路及方法，降低了測試集成電路電流的成本。
[0046]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種測試集成電路電流的電路，其特征在于，包括運(yùn)算放大器、采樣電阻和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，所述運(yùn)算放大器的第一輸入端適于連接所述集成電路的待測電流輸出端，所述運(yùn)算放大器的第二輸入端適于輸入驅(qū)動電壓，所述驅(qū)動電壓與所述待測電流輸出端的電壓相等；所述采樣電阻的一端連接所述運(yùn)算放大器的第一輸入端和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一輸入端，所述采樣電阻的另一端連接所述運(yùn)算放大器的輸出端和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的測試集成電路電流的電路，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器適于將所述采樣電阻兩端的電壓差轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的測試集成電路電流的電路，其特征在于，所述驅(qū)動電壓的電壓值低于所述運(yùn)算放大器的電源電壓的電壓值。
4.如權(quán)利要求1所述的測試集成電路電流的電路，其特征在于，所述采樣電阻兩端的電壓差低于所述運(yùn)算放大器的電源電壓與所述驅(qū)動電壓的電壓差。
5.一種采用如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的測試集成電路電流的電路測試集成電路電流的方法，其特征在于，包括: 施加驅(qū)動電壓至所述運(yùn)算放大器的第二輸入端，所述驅(qū)動電壓與所述集成電路的待測電流輸出端的電壓相等； 所述施加驅(qū)動電壓至所述運(yùn)算放大器的第二輸入端后，獲得所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字電壓； 根據(jù)所述數(shù)字電壓獲得流過所述采樣電阻的電流，所述流過所述采樣電阻的電流即為所述待測電流。
【文檔編號】G01R19/25GK103698595SQ201410006662
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】索鑫 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司