测试电路的制作方法

1.本技术涉及电路测试技术领域，特别是涉及一种测试电路。


背景技术：

2.在集成电路测试中，特别是半导体分立器件(比如mosfet、三极管、igbt等)的测试中，通常需要对被测试器件(后面称为dut，device under test)进行漏电流测试。由于在实际测试过程时，在同一夹具上会同时进行除了漏电流之外的其它参数测试，这就使得在测试电路设计时，需要增加切换电路，进行多个测试电路的切换和测试。
3.通常，测试电路的切换采用的方法是串联开关，通过开关的开通/关断实现测试电路的切换，但是由于开关线圈与触点之间无法避免存在漏电阻，在纳安级甚至皮安级的半导体分立器件漏电流测试中，由开关漏电阻导致的漏电流不可忽略。在大规模工业生产中，为了提高测试效率，测试设备(包括测试电源、测试仪表等)往往为成套设备，通过向外引出测试探头的方式进行测试试验，因此，在有开关的半导体微小电流测试电路中，测试设备不可避免会引入开关漏电流干扰，严重影响半导体测试的准确性，如何消除开关漏电流，成为集成电路测试中亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种测试电路，解决现有包含开关切换电路的半导体测试电路中，由开关漏电流而导致的被测试器件(dut)的漏电流测试不准确的问题。
5.本技术提供了一种测试电路，包括开关模块、测量装置及浮动控制电路，其中，所述开关模块用于根据动作信号控制待测器件接入对应的测试电路，以使所述测试电路达到对应的工作状态；测量装置，与所述开关模块均连接，用于测量所述待测器件的漏电流；浮动控制电路，与所述开关模块及所述测量装置均连接，用于根据接收的测试触发信号动作，为所述开关模块提供所述动作信号，以控制所述开关模块动作。
6.上述实施例中提供的测试电路中，通过设置浮动控制电路，对开关线圈进行独立控制，与正常的测试电路分隔开，能够最大限度的减小开关对测试电路的影响，而且通过在浮动控制电路中设置电压值远小于测试电源的隔离电源，为开关线圈提供工作电源，能够大幅减小开关漏电阻两端的电压，继而大幅减小开关漏电流对待测试器件漏电流的影响，此外，测试电路通过开关的通断能够灵活实现不同参数的测试电路的切换，提高测试的效率，满足大规模工业生产需求。
7.在其中一个实施例中，所述动作信号包括漏电流测试动作信号及其它测试动作信号，所述开关模块包括：
8.第一开关，被配置为：第一触点通过所述测量装置与第一电源连接，第二触点与所述待测器件连接，第一线圈端口与第二线圈端口均与所述浮动控制电路连接；
9.所述第一开关还被配置为：根据所述漏电流测试动作信号闭合，以控制所述待测
器件接入漏电流测试电路，或根据所述其它测试动作信号断开，以切断所述待测器件与所述漏电流测试电路的连接；
10.第二开关，被配置为：第一触点与所述第一开关的第二触点连接，第二触点与其它测试电路连接，第一线圈端口与第二线圈端口均与所述浮动控制电路连接；
11.所述第二开关还被配置为：根据所述漏电流测试动作信号断开，以切断所述待测器件与所述其它测试电路的连接，或根据所述其它测试动作信号闭合，以控制所述待测器件接入所述其它测试电路的测试回路；
12.第三开关，被配置为：第一触点与第一电源及所述浮动控制电路均连接，第二触点与所述第二开关的第二触点连接，第一线圈端口与第二电源连接，第二线圈端口与所述浮动控制电路连接；
13.所述第三开关还被配置为：根据所述漏电流测试动作信号闭合，以使所述第二开关的第一触点与所述第二开关的第二触点通过所述测量装置短接，或根据所述其它测试动作信号断开。
14.在其中一个实施例中，所述工作状态包括漏电流测试工作状态，所述开关模块被配置为：
15.所述第一开关闭合，所述第二开关断开，所述第三开关闭合，所述集成电路测试电路进入漏电流测试工作状态。
16.在其中一个实施例中，所述工作状态包括其它测试工作状态，所述开关模块被配置为：
17.所述第一开关断开，所述第二开关闭合，所述第三开关断开，所述集成电路测试电路进入其它测试工作状态。
18.在其中一个实施例中，所述浮动控制电路包括：
19.隔离电源，与第一电源、第二电源、所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关均连接，用于为所述第一开关及所述第二开关提供浮动电源；
20.隔离驱动电路，与第一电源、所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关及所述隔离电源均连接，用于动作后为所述第一开关的线圈及所述第二开关的线圈提供所述动作信号，使所述第一开关及所述第二开关动作；
21.开关控制电路，与所述隔离驱动电路及所述第三开关均连接，用于根据所述测试触发信号生成控制信号，控制所述隔离驱动电路动作，以生成所述动作信号，或控制所述第三开关动作。
22.在其中一个实施例中，所述隔离电源被配置为：
23.第一端与所述隔离驱动电路连接，第二端与所述第一开关的第一线圈端口、所述第二开关的第一线圈端口、所述第三开关的第一触点及第一电源均连接，第三端接地，第四端与第二电源连接。
24.在其中一个实施例中，所述隔离驱动电路被配置为：
25.第一端与所述隔离电源的第一端连接，第二端与所述第二开关的第二线圈端口连接，第三端与所述第一开关的第二线圈端口连接，第四端、第五端及第六端均与所述开关控制电路均连接。
26.在其中一个实施例中，所述开关控制电路被配置为：
27.第一端与所述第三开关的第二线圈端口连接，第二端与所述隔离驱动电路的第六端连接，第三端与所述隔离驱动电路的第五端连接，第四端与所述隔离驱动电路的第四端连接，第五端接地。
28.在其中一个实施例中，所述开关隔离控制电路包括第一可控开关单元、第二可控开关单元、第三可控开关单元及限流电阻；
29.所述第一可控开关单元被配置为：第一极与所述隔离驱动电路的第四端连接，第二极接地；
30.所述第二可控开关单元被配置为：第一极与所述隔离驱动电路的第五端连接，第二极接地；
31.所述第三可控开关单元被配置为：第一极与所述第三开关的第二线圈端口连接，第二极接地；
32.所述限流电阻串联于第三电源与所述隔离驱动电路的第六端之间。
33.在其中一个实施例中，还包括：
34.等电势电路单元，用于屏蔽所述集成电路测试电路的对外泄露电流。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
36.图1为本技术一个实施例中测试电路的结构示意图；
37.图2为本技术一个实施例中测试电路的结构原理图；
38.图3为本技术一个实施例中测试电路的工作原理图；
39.图4为本技术又一实施例中测试电路的工作原理图；
40.图5为本技术一个实施例中浮动控制电路的结构原理图；
41.图6为本技术又一实施例中测试电路的结构原理图；
42.图7为本技术一个实施例中三引脚半导体分立器件的测试电路的结构原理图。
具体实施方式
43.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
44.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
45.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
46.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连
接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
47.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
48.在半导体器件生产过程中，由于制程因素限制，在半导体分立器件内部会产生一定的缺陷，这些缺陷会在半导体分立器件工作时产生寄生效应，形成寄生器件。此寄生器件会造成器件漏电流增加，进而导致半导体分立器件静态功率损耗，影响器件的性能，严重时，甚至会导致电路失效。因此，对半导体分立器件的产品测试中，漏电流测试是必不可少的环节，通常情况下，被测试器件(dut)的漏电流大小在na甚至是pa级别。
49.在半导体测试环节，除了管脚漏电流测试，往往还包括其它参数的测试，在现代大规模工业化生产中，为了提高测试效率，通常采用开关切换电路来满足不同参数测试时的电路切换需求，在开关的不同工作状态下，进行对应的dut参数测试。但是，开关本身由于寄生效应的影响，线圈与触点之间存在漏电阻，大小通常在10gω到10tω之间，由此导致的开关漏电流数量级在na到pa级别，如图1所示为开关测试漏电流电路的等效电阻电路图，开关的漏电阻r1在开关吸合后并入了测试电路，测试仪表实际测量所得的电流值为im＝i
t
+i1，其中，i
t
为dut漏电流，i1为开关漏电流，由于两者数量级相同，因此，开关漏电流i1会严重影响dut漏电流i
t
测试的准确性，如何将的影响降至最低甚至消除，是半导体器件测试中采取开关切换电路需要解决的重要问题。
50.为了解决上述问题，本技术提供了一种测试电路及装置，下面将通过具体的实施例来进行说明。
51.在本技术的一个实施例中，请参考图1，提供了一种测试电路，包括开关模块300、测量装置100及浮动控制电路200，其中，开关模块300用于根据动作信号控制待测器件接入对应的测试电路，以使测试电路达到对应的工作状态；测量装置100与开关模块300连接，用于测量所述待测器件的漏电流；浮动控制电路200与开关模块300及测量装置100均连接，用于根据接收的测试触发信号动作，为开关模块300的线圈提供动作信号，以控制开关模块300动作。
52.具体地，开关动作信号包括漏电流测试动作信号及其它测试动作信号，对应的测试电路包括漏电流测试电路及其它测试电路，开关模块300根据不同的开关动作信号，控制待测器件dut接入对应的测试电路中，从而实现高效测试切换，在一些实施例中，开关可以选用干簧继电器、电磁继电器及固态继电器的其中一种。
53.进一步地，在一些实施例中，测试装置100为与测试电源串联的纳安表或皮安表，具体可以根据漏电流的量级进行选取。
54.上述实施例中提供的测试电路中，通过设置浮动控制电路，对开关线圈进行独立控制，与正常的测试电路分隔开，能够最大限度的减小开关对测试电路的影响，而且通过在浮动控制电路中设置电压值远小于测试电源的隔离电源，为开关线圈提供工作电源，能够大幅减小开关漏电阻两端的电压，继而大幅减小开关漏电流对待测试器件漏电流的影响，此外，测试电路通过开关的通断能够灵活实现不同参数的测试电路的切换，提高测试的效率，满足大规模工业生产需求。
55.在本技术的一个实施例中，请参考图2，开关模块300包括：
56.第一开关310，被配置为：第一触点通过测量装置100与第一电源v1连接，第二触点与待测器件dut连接，第一线圈端口与第二线圈端口均与浮动控制电路200连接；
57.具体地，第一开关310根据漏电流测试动作信号闭合，以控制待测器件dut接入漏电流测试电路，或根据其它测试动作信号断开，以切断待测器件dut与漏电流测试电路的连接。
58.第二开关320，被配置为：第一触点与第一开关310的第二触点连接，第二触点与其它测试电路连接，第一线圈端口与第二线圈端口均与浮动控制电路200连接；
59.具体地，第二开关320根据漏电流测试动作信号断开，以切断待测器件dut与其它测试电路的连接，或根据其它测试动作信号闭合，以控制待测器件dut接入其它测试电路的测试回路。
60.第三开关330，被配置为：第一触点与第一电源v1及浮动控制电路200均连接，第二触点与第二开关320的第二触点连接，第一线圈端口与第二电源v2连接，第二线圈端口与浮动控制电路200连接。
61.具体地，第三开关330根据漏电流测试动作信号闭合，以短接第二开关320的第一触点与第二开关320的第二触点，或根据其它测试动作信号断开。
62.在本技术的一个实施例中，请继续参考图2，浮动控制电路200包括：
63.隔离电源210，与第一电源v1、第二电源v2、第一开关310、第二开关320及第三开关330均连接，用于为第一开关310及第二开关320提供浮动电源；
64.具体地，隔离电源210被配置为：第二端与第一开关310的第一线圈端口、第二开关320的第一线圈端口、第三开关330的第一触点及第一电源v1均连接，第三端接地，第四端与第二电源v2连接。
65.隔离驱动电路220，与第一电源v1、第一开关310、第二开关320、第三开关330及隔离电源210均连接，用于动作后为第一开关310的线圈及第二开关320的线圈提供动作信号，使第一开关310及第二开关320动作；
66.具体地，隔离驱动电路220被配置为：第一端与隔离电源210的第一端连接，第二端与第二开关320的第二线圈端口连接，第三端与第一开关310的第二线圈端口连接。
67.开关控制电路230，与隔离驱动电路220及第三开关330均连接，用于根据测试触发信号生成控制信号，控制隔离驱动电路220动作，以生成动作信号，或控制第三开关330动作。
68.具体地，开关控制电路230被配置为：第一端与第三开关330的第二线圈端口连接，第二端与隔离驱动电路220的第六端连接，第三端与隔离驱动电路220的第五端连接，第四端与隔离驱动电路220的第四端连接，第五端接地。
69.进一步的，测试人员根据测试需要，向开关控制电路230发送测试触发信号，开关控制电路230根据测试触发信号判断进行何种测试，进而生成对应的控制信号，分别向第三开关330及隔离驱动电路220发送对应的动作信号，进而控制开关模块300内部的开关完成对应的开合动作，以控制待测器件dut接入对应的测试电路。
70.在本技术的一个实施例中，请参考图3，电路工作在漏电流测试状态，其中，电阻r1为第一开关310的线圈与触点间等效漏电阻，电阻r2为第二开关320的线圈与触点间等效漏
电阻，r3为第二开关320的触点间等效漏电阻。此时，开关控制电路230通过控制隔离驱动电路220，使第一开关310导通和第二开关320断开，同时控制第三开关330导通，使待测器件dut接入漏电流测试回路，且与其它测试电路通过第二开关320隔离。
71.具体地，由于等效漏电阻r1、r2及r3的存在，使测量装置100在测量待测器件dut的漏电流时，通过等效漏电阻r1、r2及r3的漏电流也会计入测量装置100，导致测量dut漏电流的巨大误差，也即im＝i
t
+i1+i2+i3，其中，i1为等效漏电阻r1的漏电流，i2为等效漏电阻r2的漏电流，i3为等效漏电阻r3的漏电流，如何减小i1+i2+i3的值，关系到最终漏电流测量结果的准确性。从图3电路结构可知，由于测量装置100为纳安表或皮安表，内阻忽略不计，因此，等效漏电阻r1两端电压值均为v1，压差δu1＝0v，故而i1＝0a，同理可得i2＝0a，i3＝0a，由此可知，通过浮动控制电路200为开关模块300提供浮动电源之后，能够使开关端产生的漏电流为0，则测量装置100读取的示数只剩下流过待测器件dut的漏电流，因此，测量装置100测量所得的电流值能够准确的反映dut的实际漏电流。
72.在本技术的一个实施例中，请参考图4，电路工作在其它测试状态，开关控制电路230通过控制隔离驱动电路220，使第一开关310断开和第二开关320导通，同时控制第三开关330断开，使待测器件dut接入其它测试电路，且与漏电流测试电路通过第一开关310及第三开关330隔离。
73.在本技术的一个实施例中，请参考图5，本技术提供的一种浮动控制电路的结构原理图，隔离驱动电路220为两个光电耦合器，开关控制电路230包括：第一可控开关单元k1、第二可控开关单元k2、第三可控开关单元k3及限流电阻r，其中，第一可控开关单元k1被配置为：第一极与隔离驱动电路220的第四端连接，第二极接地；第二可控开关单元k2被配置为：第一极与隔离驱动电路220的第五端连接，第二极接地；第三可控开关单元k3被配置为：第一极与第三开关330的第二线圈端口连接，第二极接地；限流电阻r串联于第三电源v3与隔离驱动电路220的第六端之间。
74.具体地，光电耦合器是常用的光电隔离器件，内含发光二极管，当光电耦合器工作时，发光二极管先导通并发出固定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出，常用于需要信号隔离的场合，在本实施例中，测试人员通过控制中心向开关控制电路230发送测试触发信号，分别控制第一可控开关单元k1、第二可控开关单元k2及第三可控开关单元k3正常工作，进而控制隔离驱动电路220与第三开关330正常工作，通过隔离驱动电路220内的光电耦合器进行电压隔离，使第一开关310及第二开关320的线圈驱动电压浮动到第一电源v1上而不受干扰。
75.在本技术的一个实施例中，如图6所示，本技术还提供了一种包括等电势电路单元400的测试电路，等电势电路单元400用于屏蔽测试电路对外的泄露电流，在本实施例中，等电势电路单元可以采用guard保护电路。
76.具体地，静电释放(esd，electro-static discharge)通常通过接触、摩擦、电器间感应等方式产生，其特点是长时间积聚、高电压(可以产生几千伏甚至上万伏的静电)、低电量、小电流和作用时间短的特点。对于电子产品来说，如果esd设计没有设计好，常常造成电子电器产品运行不稳定，甚至损坏。对此，可以在电路设计中采用guard保护电路来防止线路因静电堆积而通过寄生器件对地放电而产生一系列问题。
77.进一步地，guard保护电路从测量装置的靠近第一电源供电处的低阻抗端引出，形
成一个低阻抗的地连接，能够减少其他电源电路通过pcb的阻抗对漏电流测试电路的影响，以及屏蔽空间电磁辐射对漏电流测试电路的影响。在本实施例中，guard保护电路400的引出线从测量装置100的靠近第一电源v1供电处的低阻抗端引出，形成一个低阻抗的地连接，从而减少其他测试电路通过pcb的阻抗对漏电流测试电路的影响，以及屏蔽空间电磁辐射对漏电流测试电路的影响。
78.在本技术的一个实施例中，如图7所示，本技术提供了一种三引脚半导体分立器件的测试电路结构原理图，相比两引脚半导体分立器件，第一引脚至公共引脚的测试电路与第二引脚至公共引脚的测试电路相同，可以对称设置，而公共引脚的对地漏电流一方面通过设置第七开关直接与地短接来消除，第二方面通过设置guard保护电路，将公共引脚端的寄生漏电流泄放至地，使公共引脚端的漏电流不影响第一引脚与第二引脚对公共引脚的漏电流测试。
79.需要说明的是，在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
80.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
81.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现。
82.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。