摘要：模仿IC自动测验体系首要针对模仿IC的直流参数和沟通参数进行测验，其间直流参数的测验是整个测验进程的重要部分。直流参数测验单元可认为芯片供给安稳的、准确的电压或电流，首要完结两种功用：一种是对待测芯片施加电压然后丈量电流值，简称FVMI(加电压测电流)功用;另一种是对待测芯片施加电流然后丈量电压值，简称FIMV(加电流测电压)功用。
集成电路(Integrated Circuit，IC)测验技能是集成电路工业中不可或缺的重要组成部分，而测验设备是IC测验技能的一种重要东西。模仿IC自动测验体系是一款针对模仿IC直流参数和沟通参数进行测验的设备，首要用于IC晶圆的测验，以便验证芯片的性能参数是否契合标准要求。
1 模仿IC自动测验体系结构
模仿IC自动测验体系首要包含PC、PCI通讯板、操控板、母板、TMU板、OVC板、AWG板、DIG板和DUT板组成，体系结构框图如图1所示。
1. 1 PC模块
PC是整个模仿IC自动测验体系的主操控中心，类似于人类的“大脑”，首要担任向各个功用板发送功用指令使其完结相应的功用，并接纳、处理丈量得到的数据成果。
1.2 PCI通讯板模块
PCI通讯板首要担任对PC发送的功用指令进行译码，然后转换成测验数据总线传递给模仿IC自动测验体系，类似于PC与自动测验体系之间的“桥梁”。
1.3 操控板模块
操控板首要是将PCI传递的测验数据总线进行相应的数据处理，完结PCI和各功用板之间的通讯。
1. 4 母板模块
母板类似于操控板和各功用板之间的“桥梁”，首要完结测验数据总线的传递。
1.5 功用板模块
TMU(Time Measure Unit)，时刻丈量单元，首要功用是丈量信号的频率、周期、上升沿时刻、高脉冲时刻等时刻参数;AWG(Arbitrary Waveform Generator)，恣意波形发生器，首要功用是能够发生恣意的波形;DIG是数据收集卡，首要对波形的数据进行收集、处理、存储和传输;OVC(Octal Voltage/Current)，直流参数测验单元，首要功用对直流参数进行测验。
2 直流参数测验单元
模仿IC自动测验体系中直流参数测验单元的首要功用是为芯片供给安稳的电压值或许电流值，然后丈量其电流或许电压，然后判别芯片是否契合标准要求。本规划中的直流参数规划单元(OVC)可供给4个独立的PMU(Precision Measure Unit，精细丈量单元)，最大输出电压可抵达+20 V，差错为0.5%，最大输出电流可抵达±0.5 A，差错为0.1%，OVC的硬件结构如图2所示。
2.1 直流参数测验单元原理
OVC体系选用16位DAC7744、16位ADC974以及开尔文连接法来进步体系的精度。PMU能够完结两种功用：FVMI(加电压测电流)功用和FIMV(加电流测电压)功用。两种功用的原理框图如图3所示。
从PC端发送功用指令FV/FI，FPGA对功用指令进行解码，然后操控DAC、继电器开关和ADC，终究将丈量成果MI/MV上传到PC端。本规划中DAC选用16位的DAC7744，ADC选用16位的ADC974，它们都具有4个独立的通道，可供给4个独立的PMU通道，分辨率为305 μV，能够满意体系高精度的要求。
2.2 加电压测电流(FVMI)功用原理
加电压测电流功用首要是为待测器材施加一个安稳的电压值，然后丈量流经待测器材的电流。将图3中的开关S2、S3打到FV端，整个电路就能够完结加电压测电流(FVMI)的功用。
首要，为了进步体系的精度，图3中的Force端和Sense端选用开尔文连接法，终究连接到待测器材的同一端。
其次，FPGA接纳到PC的功用指令，当时体系完结加压测流的功用，FPGA操控DAC输出所施加的电压值，因为DAC7744输出电压范围在-10～+10 V之间，假如所施加的电压值在-10～+10 V之间，那么开关S1直接打到FV/FI端，假如所施加的电压值在+10～+20 V或许-20～-10 V之间，那么开关S1需求打到-2F V端，将DAC的输出电压通过OPA1反相扩大2倍后输出所要施加的电压值。
然后，DAC输出的电压值抵达功率扩大器OPA2，此刻挑选适宜采样电阻Rs，并将与其相连的继电器闭合。那么，OPA2、采样电阻、待测器材就形成了一个回路，如图4所示。
由图4可知，流经待测器材load的电流与流经采样电阻Rs的电流持平，而外表扩大器OPA3的输出电压VD是采样电阻Rs两头的压差，那么VD除以采样电阻阻值Rs得到的电流值I即为流经采样电阻Rs的电流值，也便是流经待测器材load的电流值。VD通过ADC转换成16位数字信号，上传到PC，PC端将数据进行处理，终究得到电流值MI。
2.3 加电流测电压(FIMV)功用原理
加电流测电压功用首要是为待测器材施加一个安稳的电流值，然后丈量待测器材的电压值。将图3中的开关S2、S3打到FI端，整个电路就能够完结加电流测电压(FIMV)的功用。
首要，为了进步体系的精度，图3中的Force端和Sense端选用开尔文连接法，终究连接到待测器材的同一端。
其次，FPGA接纳到PC的功用指令，当时体系完结加流测压的功用，此刻需求挑选适宜的采样电阻值Rs，由FPGA操控DAC输出必定的电压值，电压值等于所施加的电流值FI乘以采样电阻阻值Rs。
然后，DAC输出的电压值抵达功率扩大器OPA2，此刻与采样电阻Rs相连的继电器闭合。那么，OPA2、采样电阻、OPA3和待测器材就形成了一个回路，如图5所示。
由图5可知，流经采样电阻Rs的电流与流经待测器材load的电流持平，即PC所施加的电流值，那么此刻待测器材load的电压值便是Sense端的电压值VT，VT通过电压跟从器OPA4、缓冲器OPA5，终究由ADC转换成16位数字信号，上传到PC，PC端将数据进行处理，终究得到电压值MV。
2.4 丈量成果
本规划直流参数测验单元(OVC)包含4个独立的PMU，以其间一个PMU为例，选用精细电阻作为待测器材，表1是FVMI功用和FIMV功用的测验数据。
3 定论
依据文中的测验数据能够剖析得到：直流参数测验单元能够作为安稳的、准确的电压源或电流源。现在，OVC已进入硬件电路的老化性测验阶段，在不久的将来，将投入模仿%&&&&&%的测验使用。
