一种精确测试IC基准电压的测试系统及测试方法与流程

本发明涉及一种精确测试IC基准电压的测试系统及测试方法，属于集成电路测试领域。

背景技术：

在集成电路中，芯片内部都产生恒定的基准电压，为内部的数字电路、模拟电路提供精确稳定的参考电压值，即电压基准是模拟电路和数字电路中不可或缺的一部分。在生产过程中，通常由于基准电压的失调、温漂、工艺偏差等不确定性因素，芯片的基准电压的精度往往较预设值有偏差，需通过电压修调技术对基准电压进行修调，例如采用电流熔丝修复技术对IC基准电压进行修正。

在IC基准电压修调前需精确的测试出IC基准电压，目前是通过ATE测试系统直接对IC基准电压进行测试。由于所涉及基准电压修调的集成电路品种繁多，ATE测试系统也五花八门，随着测试系统使用时间的增长，其测试系统的精度也随之降低，因此不断发生误测或测试结果差异较大的情况。现有对IC基准电压测试方式完全取决于测试系统的精度，使得IC基准电压一致性难以保证且总体成本偏高。由于测试系统和IC具有一定距离，空间噪声也会对测试结果产生干扰，造成IC基准电压测试值的不稳定。

虽然为了尽可能降低测试系统带来的测试误差，现有做法在测试前对测试系统用6位半的电压表进行校验，每种产品品种固定使用同一个测试系统，但这种做法总是治标不治本。

技术实现要素：

鉴于上述原因，本发明提供一种精确测试IC基准电压的测试系统及测试方法，可抑制空间噪声及降低测试系统误差对测试结果的影响，从而获得精确的基准电压测试结果。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种精确测试IC基准电压的测试系统，包括IC器件、信号处理电路和V/I测试源，信号处理电路的信号输入端与IC器件的基准电压测试端子相连，信号处理电路的信号输出端与V/I测试源相连；所述信号处理电路包括低噪声放大器A1、A2和A3以及电阻R1至R7，放大器A1的反相输入端与IC基准电压测试端子相连，放大器A1的输出端分别与电阻R1和R4相连，电阻R1的另一端分别连接放大器A1的同相输入端和可调电阻R2；放大器A2的同相输入端与稳压管的阴极相连，稳压管的阳极接地，放大器A2的输出端分别与电阻R3和电阻R6相连，可调电阻R2的另外一端分别连接电阻R3和放大器A2的反相输入端；放大器A3的反相输入端分别与电阻R5和电阻R4的另外一端相连，放大器A3的同相输入端分别与电阻R7和电阻R6的另外一端相连，电阻R7的另外一端接地，电阻R5的另外一端与放大器A3的输出端相连；放大器A3的输出端与V/I测试源相连。

所述电阻R1阻值与电阻R3相同，电阻R4阻值与电阻R6相同，电阻R5阻值与电阻R7相同。

所述电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7均采用阻值为0.25W的金属膜电阻。

所述放大器A1、A2和A3分别接15V电源。

基于上述测试系统精确测试IC基准电压的测试方法为：

在V/I测试源与IC器件的基准电压测试端子之间增设结构对称的信号处理电路，信号处理电路分别将输入电压Vin和稳压管电压Vz缓冲放大后进行比较，并将比较后的信号通过减法放大后输出电压Vout给V/I测试源，其中Vout=K*（Vin-Vz），K=（1+2R1/R2）*（R5/R4），K数值通过调节电阻R2来改变，其取值为K=10～1000之间。

本发明在IC基准电压测试端子与测试系统之间专设IC基准电压测试信号处理电路，通过对IC基准电压Vref进行信号处理，消除了测试设备地线以及测试环境中的空间噪声的共模干扰，令被测电压值更加稳定；IC基准电压Vref经过信号处理后，可呈几何倍数的降低测试系统因测试误差造成的影响，从而获得更高精度的测试结果，降低了对测试系统的高要求。

以下通过附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述。

附图说明：

图1为本发明测试系统原理图；

图2为本发明中信号处理电路的电路图。

具体实施方式：

如图1和图2所示，一种精确测试IC基准电压的测试系统，包括IC器件、信号处理电路和V/I测试源，信号处理电路的信号输入端与IC器件的基准电压测试端子相连，信号处理电路的信号输出端与V/I测试源相连。其中，信号处理电路包括低噪声放大器A1、A2和A3以及电阻R1至R7，放大器A1的反相输入端与IC基准电压测试端子相连，放大器A1的输出端分别与电阻R1和R4相连，电阻R1的另一端分别连接放大器A1的同相输入端和可调电阻R2；放大器A2的同相输入端与稳压管的阴极相连，稳压管的阳极接地，放大器A2的输出端分别与电阻R3和电阻R6相连，可调电阻R2的另外一端分别连接电阻R3和放大器A2的反相输入端；放大器A3的反相输入端分别与电阻R5和电阻R4的另外一端相连，放大器A3的同相输入端分别与电阻R7和电阻R6的另外一端相连，电阻R7的另外一端接地，电阻R5的另外一端与放大器A3的输出端相连；放大器A3的输出端与V/I测试源相连。

上述信号处理电路中要求电阻R1阻值与电阻R3相同，电阻R4阻值与电阻R6相同，电阻R5阻值与电阻R7相同，其主要是利用差分放大原理，消除测试系统的地线以及测试空间噪声的共模干扰，使IC基准电压测试值更加稳定。其中，电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7优选为阻值0.25W的金属膜电阻。

上述信号处理电路中的放大器A1的反相输入端与IC基准电压测试端子相连，由于放大器A1的反相输入端为高阻抗，因此对被测IC的基准电压影响很小。

利用上述测试系统精确测试IC基准电压的测试方法为：IC基准电压Vref等同于信号处理电路的输入电压Vin，Vin电压信号经过放大器A1缓冲放大，稳压管电压Vz经过放大器A2缓冲放大，Vin与Vz比较后经过放大器A3减法放大后输出电压Vout，V/I测试源对输出电压Vout进行测试；输出电压Vout=K*（Vin-Vz），其中K=（1+2R1/R2）*（R5/R4），K可通过调节电阻R2来改变，一般取K=10～1000之间。

由于信号处理电路结构上的对称，使得输入放大器A1和A2的共模误差及各种噪声被输出级放大器A3的减法器消除，从而降低了上述信号的干扰，也降低了对测试系统精度的高要求。

由输出电压Vout关系式可知，Vin电压经过测试电路信号处理后，其绝对误差可呈几何倍数的减小，例如：测试系统的误差为5mV，那么采用上述测试系统获得的IC基准电压Vref（=Vin）误差将在0.5mV～0.005mV之间。由此可见，与现有测试方式相比，采用本发明提供的测试系统及测试方法可获得更高精度和准确度的IC基准电压，不再使测试精度受制于测试系统误差的困扰。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。