Способ контроля параметров аналоговых интегральных микросхем

Авторы патента:

САМАРЦЕВ ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

ТУЗ ЮЛИАН МИХАЙЛОВИЧ

G01R31/316 - испытание аналоговых схем

Союз Советскмк

Социапистнческик

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()980029 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву(22)Заявлено 17.06.81 (21) 3302430/18-21 с присоединением заявки РЙвЂ” (23) ПриоритетвЂ”

Опубликовано 07.12.82. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 07.12 82 (51 ) М. Кл.

5 01 R 31/28

9кударстеепвй кекитет

СССР ао делам кэа4ретевкй и открытий (53) УДК621.31.8.

° 7 99(088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю. Н, Самарцев и Ю. N Туз t .-,, 1 !

Киевский ордена Ленина политехничес титут.... им. 50-летия Великой Октябрьской социалистическои "рйъолющщ 3 (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ АНАЛОГОВЫХ

ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ

Изобретение относится к контрольноизмерич вльной технике и может быть использовано при контроле параметров аналоговых интегральных микросхем и микросборок.

Известен способ контроля параметров линейных интегральных микросхем, заключаквцийся в подаче ка вход испытуемой микросхемы стимулирующего воздействия и измерений параметра. При этом о годности интегральной схемы по контролируемому параметру судят по измерен. ному значению последнего t 1) .

Этот способ имеет низкое быстродействие из-за большого времени контроля интегральных микросхем, имекецих большое число параметров.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ проверки выходного параметра электронных схем, заключакмцийся в том, что на вход контролируемой и эталонной микросхем подают стимулирукицее воздействие и сравнивают выходные сигналы контролируемой и эталонной микросхем в заданные интервалы времени P2) .

Однако согласно, известному способу контролируется количество значений выходного сигнала контролируемых интеграль5 ных схем, лежащих за пределами допуска на параметр и не учитывается величина отклонения значений параметра от эталонных или допустимых значений.

1о

9 . Допустим исследуемые выходные сигналы двух контролируемых интегральных схем превышают верхнюю возможную границу параметра в заданный интервал времени, но один из них лишь незначительно отличается (О, 1-0,2%) от допустимых значений, а другой имеет значительные отклонения (5-10%) при наличии во втором высших гармоник, сильно искажакецих

2о форму сигнала. При контроле по известному способу различий между исследуемыми схемами выявлено не будет, и информация об ксцтичественном значении отклонения испытуемых сигналов от эта980029 лонного между этими двумя моментами времени будет отсутствовать.

Кроме того, данный способ имеет низкую помехозащищенность от действия случайной помехи и возможных колебаний значений контролируемых сигналов относительно опредцтенного уровня. В результате этого достоверность контроля по такому способу будет низкая.

?1ель изобретения вЂ” повышение досто- 10 верности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля параметров аналоговых интегральных микросхем, по которому на вход контролируемой и эта- 15 лонной микросхем подают стимулирующее воздействие и сравнивают выходные сигналы контролируемой и эталонной микросхем в заданные интервалы времени, задают равномерно распределнный в интер0 вале от нулевого до заданного1(о знамаКс чения случайный сигнал, модулируют его выходным сигналом эталонной микросхемы, в каждом интервале времени сравнивают между собой раз значения выходного сигнала контролируемой интегральной схемы и промодулированного случайного сигнала и регистрируют число сигналов l4 о превышении мгновенными значениями промодулированного случайного сигнала мгно- о венных значений выходного сигнала контролируемой интегральной схемы, определяют значение величины Р по формуле Ч

P=-3 o +

35 маКС сравнивают значения Р в каждом интервале времени с заданными, соответствующими и нижнему и верхнему допустимым значениям отклоненмя мгновенного значе- 4О ния выходного сигнала контролируемой интегральной схемы от эталонного и считают контролируемую интегральную схему годной, если веЛичина Р находится в заданных пределах. 45

На фиг. 1 приведено устройство контроля параметров интегральных микросхем, реализующее предлагаемый способ, структурная схема, на фиг. 2 вЂ” графики, иллюстрируюшие сущность данного способа.

Способ осуществляется следующим образом.

На вход испытуемой и эталонной схем подают стимулируюшее воздействие в виде испытательного сигнала. При этом. на вы- 55 ходе эталонной и контролируемой схем формируются соответствуюшие выходные сигналы Х ® и X Я), форма которых определяется внутренними параметрами эталонной и контролируемой схем. О качестве контролируемой схемы можно судить по тому, насколько близки мгновенные значения выходного сигнала контролируемой схемы к эталонному сигналу, формируемому на выходе эталонной схемы.

Причем достаточно определить близость этих сигналов на отрезке, на котором бы определились необходимые параметры контролируемой схемы (например, при гармоническом выходном сигнале таким отрезком может служить период гармонического колебания), Для контроля схемы формируют равномерно распределенный в интервале от нулевого до заданного значения, к слуо чайный сигнал Х . Случайный сигнал модулируют выходным сигналом эталонной схемы. При этом в каждый момент времени <- случайный сигнал )(>, про1 модулированный выходным напряжением

®эталонной схемы носит также слуЭ чайный характер, а его закон распределения плотности вероятности равномерный о в интервале tO; O «Xý („Ö . При этом максимально возможное значение превышения выходным сигналом контролируемой схемы выходного сигнала эталонной схемы

Время контроля делят на ряд временных интервалов достаточно коротких, чтобы значения выходных сигналов эталонной и контролируемой схем изменялись бы мало. Тогда можно принять их постоянными и равными одному из значений

$>($>)a )((4.) внутри этого интервала. В каждом временном интервале производят ц выборок мгновенных значений выходного сигнала Х контролируемой схемы и промодулированного случайного сигнала о сравнивают между собой выбранные в совпадающие моменты времени значения выходного сигнала контролируемой схемы и промодулированного случайного сигнала и подсчитывают число случаев t4, когда мгновенное значение промодулированного случайного сигнала 9 больше мгновенного значения выходного сигнала Х контролируемой схемы. Затем определяют значения величины Р по формуле сравнивают значение Р с наперед заданными значениями Р, и Р10 соответствую5 980029 4 шими нижнему и верхнему допустимым в зоне определяемой верхними р,(4) и значениям отклонения мгновенного зна- нижними Q(g) допустимыми отклонениями чения выходного сигнала контролируемой от эталонного сигнала, формируемого схемы от эталонного, формируемого эта- эталонной схемой, причем лонной схемой в данном временном интер- вапе b.t.t H равнымИ соответственно й) (,â€” X9(), а дпя i -ro интервала

),(g.)

Х („)

W g H;) аХ Ъ„)=Х(<,)-X („.) tO

Р„= РЕХ хэ > (<) /Хэ ® с Xv (+к) х мськс 1 о

xQ(t к)х Окс х(к) е

- Р„(Х) о и равна 0, если X (4) > X z (t z) - Х

Если ХИ) =Х в рассматриваемом ин56 тервале времени, например для интервала и „, то вероятность где Р„- значение величины. Р дпя

1 -го интервала.!

-1- вЂ” вЂ” -const= P -Р, ()(). мС кс где дХ (g . ) вЂ” нижнее допустимое значеН 1 ние отклонения выходного сигнала контролируемой схемы от эталонного в

1-м интервале (Ы„- );

М (t. ) вЂ” верхнее допустнмое значе1 нне отклонения выходного сигнала контролируемой 20 схемы от эталонного в

1-м интервале (М„); (.) вЂ” мгновенное значение эта1 лонного сигнала в 1 -м интервале (Ь|„) (выход- ного сигнала эталонной схемы),, вЂ” значение относительного

X (t,. ) отклонения выходного сиг нала контропируемой схе- 3О мы от эталонного в 1-м интервале (Ь4 );

a1(t; ) вЂ” значение отклонения выходного сигнапа контролИруемой схемы от эталон- у ного в 1 -м интервале (ь|„-).

Если окажется, что

1И 11@

40 для всех временных интервалов, в течение времени контроля, то схема признается годной, в противном случае схема признается не годной, а значение относительного отклонения (И1) мгновенного значения выходного сигнала контролируемой схемы от эталонного для j го интервала Дф „. равняется б И.,) =Р„X „„,„„, На фиг. 2 приведены графики, поясняющие сушность предлагаемого способа. вЂ” И

Необходимо, чтобы внутренние параметры схемы были такими, что выходной сигнал контропируемой схемы находИлся

Т.е. дпя каждого временного интервала ЬТ„допжно выполняться неравенство

Ь Х (1 „) с Д Х („. ) С Д Х („).

На временном отрезке1 „; 4 у)(фщ-,2), равном времени контроля и на котором определены параметры контролируемой схемы, рассмотрим достаточно малые интервалы времени Ь.Е1, соответствуюшие 1 -му моменту времени „, в течение которых изменение значенйй выходных сигнапов эталонной и контропируемой схем незначительны, или можно пренебречь и принять значения выходных сигналов постоянными и равными соответсто Х (+„)и Х(+„).

Как видно из графиков на фиг. 2 дпя интервалов Я„., в которых мгновенные значения выходного сигнала f(4) контролируемой схемы превышают мгновенные значения выходного сигнала Хр(1) эталонной схемы, т.е. Х(+) 7 Хэ (+) (например, для j=k, т.е. g<<) вероятность Р превышения случайным сигналом Х Х () значения Х (4:) = Х (4 ),ðàâíorî значению выходного сигнала контролируемой схемы в интервале Д в момент выборки рав иа величине

7 980029

Если Х® «:Хэ Ь) дпя рассматриваемого интервала (например, для 1= j, т.е.

Ь 1 ., то вероятность Р 1 т

-Р„(Х) р, э() Х макс

1О

) э(1) макс

ЬХ(. )

Х„„акс I (1) 15

Р Р Р ), 1+ вокс

ЬХ н(+1) 111 Х И () „®® Х, (+1) для произвсцтьного интервала Ь |1 ь хэ(1)хмакс ХИ q) х,%>т;; о

» (. „) « -СХ Ж>+ЬХ(1)1

Для величины P= Pp-Д„можно записать

Ь) И. )

1 х макс (") J (мокс Xg(<„.) З0 ро дх(1) .прямо пропорциональна величине относительного отннонеэня ° - д (Э; ) ьх ; | ss яЭФ значени% выходного сигнапа контропируемой схемы от эталонного Хч(4) в расматриваемом интервале. Для предельных значений отклонения выходного сигнала 40 контролируемой схемы в 1.-м интервале е

Прн условИи, что Х (4.)< н

Таким образом, если Р.

18 50 в рассматриваемом интервале д - зна1 чение выходного сигнала Х(6) лежит в зоне определяемой нижним д,(„(„-)и верх.иимЬ)((t.)допустимым отклойенйем, значения выходного сигнала контролируемой

55 схемы от эталонного, причем, если P =0 то Х(;) = Х. („-) . При этом дх„(,) м(.;) дХ (Ь„.>.

Если неравенство Р „с p < p- выпол1Н 18 няется для всех временных интервалов, о это значит, что дпя всех временных интервалов Ь.1. „выполняется неравенство

ЬХ „(t-..)< Ь X1(t „) <àX („-) т.е. схема годна.

В предпагаемом способе осуществляется статистическое определение величины

Р1путем 11 -кратного сравнения между собой в совпадающие моменты значений выходного сигнала )(контрсцтируемой схемы и промодулированного случайного сиго нала у и подсчета числа случаев М, когда значения промодулированной случайной величины )(превышают значение

1Р выходного сигнала Х контролируемой схемы, при этом ее 1 и

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим обра1зом (фиг. 2).

С генераторов 1 и 2 сигналы поступают на смеситель 3, с выхода которого сигнал разностной частоты поступает на формирователь 4. Сформированный по амплитуде и длительности (частоте, фазе) сигнал через согласующие устройства 5 и 6 поступает на интегральные схемы

7 и 8. С контролируемой схемы 7 выходной сигнал поступает на первый вход компаратора 9, на второй вход которого с выхода умножителя 10 поступает случайный сигнал с выхода генератора l l случайных сигналов, промодулированный выходным сигналом этапонной схемы 8.

Импульсы с формирователя 12, запускаемые с выхода генератора 2, поступают на стробирующий вход компаратора 9 и счетный вход счетчика 13. По команде с блока управления 14 в счетчик 13. заносится предустановка в виде числа р статистических испытаний. Это же число 11 заносится в операционные регистры вычислителя 15. В вычислитель 15 заносятся также числа р„п и Р;, для перо вого интеРвала (1 =1) и значениеХ,акс.

Генератор случайных сигналов 11 генерирует равномерно распределенный в интервале от 0 до определенного „значения случайный сигнал g . В йсходном состоянии счетчик 16 обнулен, в счетчике

13 записано число 11. По команде с блока управления 14 запускается генератор

9 9800 случайных сигналов 11. Импульсы с формирователя 12 поступают на стробирующий вход компаратора 9, и одновременно списывают содержимое счетчика 13. Если в момент прихода импульса на стробирующий вход компаратора 9, случайный сигнал с выхода умножителя 10 больше выходного сигнала контролируемой схемы, на выходе компаратора 9 появляется импульс, увеличивающий содержимое счет- 10 чика 16. При прохождении 11 импульсов с формирователя 12 счетчик 13 обнуляется, а в счетчике 16 записывается число

H спучаев, когда в момент прихода импульса на стробирутощий вход комнаратора 15

9 значение случайного сигнапа с выхода умножителя 10 больше значения выходного сигнала контролируемой схемы 7. При этом на выходе переполнения счетчика 1 3 появляется командный импульс, по которо- 20 му код Низ счетчика 16 поступает в вычислитель 15, а сам счетчик 16 обнуляется. В вычислителе 15 происходит вычисление значения вепичины Р по формуле

Р < +! ,и сравнение значения величины Р с Р и р1>и, если Р„ „+ P P„p, то последний выдает команду блоку управления 14 на продолжение контроля в следующем временном интервале. Блок управления

14 заносит в счетчик 13 значение vl, а в вычислитель 15 значения Р„ни Р„ для следующего (второго) временного интервала и цикл контроля повторяется. Еспи после очередного цикла контроля в 1 -м" временном интервале величина P окажется равной значению, выходящему за пределы Р„,, Р„0 для данного интервала, то 0 вычислитель не дает команды в блок 14 для продолжения контроля, а выдает на регистрацию информацию о том, что контролируемая схема негодна. Если в течение времени контроля во всех временных интер 45 ,валах значение р лежит в пределах допустимых значений, то по окончании последн

ro временного интервала вычислитель 15 выдает на регистрацию сообщение о том, что контролируемая схема годна. 50

Таким образом, предлагаемый способ в отличие от известного позволяет фиксировать отклонение мгновенных значений выходных параметров интегральных микросхем за допустимые пределы и производить оценку этого отклонения по величине отклонения выходного сигнала контролируемой схемы от эталонного. Причем пре29 10 дельные отклонения выходного сигнапа могут задаваться как в абсолютных, так и в относительных значениях. Кроме того, предлагаемый способ обладает более высокой, чем известный, помехозапппценностью от воздействия случайной помехи, так как контропь в нем производится по среднестатистической оценке. В результате этого достоверность контроля по предлагаемому способу значительно повышается.

Таким образом, контропь параметров линейных интегральных микросхем по предлагаемому способу значительно повышает достоверность контроля за счет повышения помехозащишенности и определения оценки абсолютных и относительных отклонений параметров от эталонных по величине отклонения выходного сигнала контрслируемых схем" от эталонного.

Формула изобретения

Способ контроля параметров аналогвых интегральных микросхем, по которому на вход контролируемой и эталонной микросхем подают стимулирующее воздействие и сравнивают выходные сигналы контрсцтируемой и эталонной микросхем в заданные интервалы времени, о т л и ч а ю зц и и с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, задают равномерно распределенный в интервале о от нулевого до заданного Х1 т1хс значения спучайный сигнал, модулируют его выходным сигналом эталонной микросхемы, в каждом интервале времени сравнивают между собой и раз значения выходного сигнала контропируемой интегральной схемы и промодулированного случайного сигнала и регистрируют число сигналов Н о превышении мгновенными значениями промодулирова нного случайного сигнала мгновенных значений выходного сигнала контрсаируемой интегральной схемы, определяют значение величины Р по фор муле сравнивают значения Р в каждом интервале времени с заданными, соответствующими нижнему и верхнему допустимым значениям отклонения мгновенного значения выходного сигнала контрсцтируемой интегральной схемы от эталонного и считают контро1птруемую интегральную схему

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1l годной, если величина Д находится заданных предепах

980029 12

1. Авторское свидетельство СССР

% 661439, кп. 501 R 31/26, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

% 553553, кп. 501 Й 31/28, 1977

5 (про-"тотип) °

980029

E3(ty)x Хща

m>x

Редактор Е. Кинив