半导体测试基础 - DC参数测试

前言

在DC参数测试中，主要测试器件单个引脚的一些特性。对于大多数DC参数来说，实质上是在测量半导体的电阻特性，而电阻特性通常可以用欧姆定律来解释。

为了验证DC测试流程的可行性，可以借助电阻器来模拟DUT（Device Under Test），以排除除DUT之外的问题。这种方法可以帮助确认测试系统的正常运行，并确保测试结果的准确性。

比方说在芯片规格书中出现的参数 VOL：

Parameter	Description	Test Conditions	Min	Max	Units
VOL	Output LOW Voltage	VDD = Min, IOL = 8.0mA		0.4	0.4

我们可以看出，VOL 最大值为 0.4V，IOL 为 8mA，即当输出逻辑低电平的情况下，必须是在不大于 0.4V 的电压下产生 8mA 的电流，所以我们可以得出，这个器件的最大电阻不超过 50Ω。所以，可以借用不大于 50Ω 的电阻替代 DUT，以验证测试流程。我们的目的是把问题聚焦在 DUT 上，而非 DUT 以外的问题。

测试参数类别

IDD & Gross IDD

IDD代表CMOS电路中从漏极（D）到漏极（D）的电流（I），在TTL电路中称为ICC（从集电极到集电极的电流）。Gross IDD指的是流入VDD管脚的总电流，可在晶圆探针或成品阶段测试。IDD用于检查芯片的总电流是否超标，通常考虑最低功耗和最大工作频率下的电流。

Gross IDD测试用于确定是否可以继续测试DUT。通常在OS测试后立即进行，是DUT通电后的第一个测试。如果Gross IDD测试未通过（例如电流过大），则无法继续测试。

在进行Gross IDD测试阶段时，尚不清楚预处理是否正常运行，因此需要放宽IDD规范。只有通过Gross IDD测试并进行预处理程序后，才能准确定义IDD规范电流。

Gross IDD测试需要进行重置操作，将所有输入引脚设为低/高电平，通常将VIL设置为0V，VIH设置为VDD，所有输出引脚悬空（以防止漏电流产生，导致IDD增大）。

测试的示意图如下：

需要注意的事项：

• 需要设置电流钳，防止电流过大损坏测试设备。

• 如果出现负电流，也代表测试不通过。

• 如果测试发生错误，可以先排除是测试设备的问题。尝试空跑不加芯片的 Socket 座子上运行测试，如果测试电流不为 0 则说明 DUT 上有其它装置正在消耗电流，需要进行判断是否 DUT 存在故障。这种方法有助于确定问题是否源自测试设备或 DUT 。

IDD 测试 - 静态法

静态 IDD 测试，测量的是流入 VDD 引脚的总电流一般需要 DUT 运行在最低功耗的模式下。静态 IDD 与 Gross IDD 测试的区别是，Gross IDD 还没有预处理程序，只是一种粗测，而静态 IDD 测试是已有预处理模式，通过预处理后再进行的测试。

举个例子，下表是一个 IDD 参数样本：

Parameter	Description	Test Conditions	Min	Max	Units
IDD Static	Power Supply Current	VDD = 5.25V, inputs = VDD, Iout=0		+22	µA

IDD 静态测试的示意图如下：