GB/T 14115-1993 半导体集成电路采样 保持放大器测试方法的基本原理

　　UDC 621.382:621.375 L 56

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 14115—93

　　半导体集成电路采样/保持放大器 测 试 方 法 的 基 本 原 理

　　General principles of measuring methods of Sample/Hold amplifiers for semiconductor integrated circuits

　　1993-01-21发布 1 9 9 3 - 0 8 - 0 1 实 施

　　国 家 技 术 监 督 局 发 布

　　1 主题内容与适用范围

　　本标准规定了半导体集成电路采样/保持放大器(以下简称器件)电参数测试方法的基本原理。

　　本标准适用于半导体集成电路采样/保持放大器的电参数测试。

　　2 引用标准

　　GB 3439 半导体集成电路 TTL 电路测试方法的基本原理

　　GB 3442 半导体集成电路运算(电压)放大器测试方法的基本原理

　　3 总的要求

　　3.1 若无特殊说明，测试期间，环境或参考点温度偏离规定值的范围应符合器件详细规范的规定。

　　3.2 测试期间，施于被测器件的电参量应符合器件详细规范的规定。

　　3.3 测试期间，应避免外界干扰对测试精度的影响，测试设备引起的测试误差应符合器件详细规范的 规 定 。

　　3.4 被测器件与测试系统连接或断开时，不应超过器件的使用极限条件。

　　3.5 若有要求时，应按器件详细规范规定的顺序接通电源。

　　3.6 测试期间，被测器件应按器件详细规范规定连接外围电路和补偿网络。

　　3.7 如需外接保持电容CH时，保持电容器应符合测试要求。在测试电路安排上应尽量减小外电路对 保持电容的馈通与泄漏。

　　3.8 若电参数值是由几步测试的结果经计算确定时，这些测试的时间间隔应尽可能短。

　　4 参数测试

　　4.1 线性误差 EL

　　4.1.1 目的

　　测试器件在采样状态时实际转移特性曲线与最佳拟合直线间的最大相对偏差。

　　4.1.2 测试原理图

　　测试原理图如图1所示。

　　国家技术监督局1993-01-21批准 1993-08-01实施

　　图 1

　　4.1.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定：

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 失调补偿网络;

　　d. 外接保持电容(适用时);

　　e. 控制信号电平;

　　f. 满量程输入电压和满量程输出电压;

　　g. 负载电阻。

　　4.1.4 测试程序

　　4.1.4.1 按规定的环境条件，将被测器件接入测试系统中。

　　4.1.4.2 接通规定的电源电压和直流信号源，施加控制信号，使器件处于采样状态。

　　4.1.4.3 调节直流信号源，使器件的输入电压为零，调节失调补偿网络，使器件输出电压为零。

　　4.1.4.4 在规定的满量程输入电压范围内，逐步调节器件的输入电压VG, 并测出相应于每一输入电 压的输出电压Vo()。

　　4.1.4.5 根据4.1.4.4测试结果，确定最佳拟合直线。

　　4.1.4.6 找出实际特性曲线与最佳拟合直线之间的最大偏差|△Voi |max。

　　4.1.4.7 按式(1)计算线性误差EL:

　　………………………

　　(1)

　　式中：VFso——满量程输出电压。

　　4.2 增益误差EG

　　4.2.1 目 的

　　测试器件在采样状态时实际满量程输出电压与规定的满量程输出电压的相对偏差。

　　4.2.2 测试原理图

　　测试原理图如图2所示。

　　图 2

　　4.2.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定：

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 失调补偿网络;

　　d. 外接保持电容(适用时);

　　e. 控制信号电平;

　　f. 满量程输入电压和满量程输出电压;

　　g. 负载电阻。

　　4.2.4 测试程序

　　4.2.4.1 按规定的环境条件，将被测器件接入测试系统中。

　　4.2.4.2 接通规定的电源电压和直流信号源，施加控制信号，使器件处于采样状态。

　　4.2.4.3 调节直流信号源，使器件的输入电压为零，调节失调补偿网络，使器件的输出电压为零。

　　4.2.4.4 调节直流信号源，使器件输入满量程电压VFSI。

　　4.2.4.5 在器件的输出端测出输出电压V'rs。

　　4.2.4.6 按式(2)计算增益误差EG:

　　…………………………

　　(2)

　　式中：Vso—— 满量程输出电压。

　　4.3 采集时间tag

　　4.3.1 目 的

　　测试器件从控制信号进入采样状态至输出电压最后一次进入误差带所需的时间。

　　4.3.2 测试原理图

　　测试原理图如图3所示，测试波形图如图4所示。

　　电源

　　控制信号

　　输入信号

　　被测器件

　　CH

　　图 3

　　Vi

　　Vcw/si

　　误差带

　　a9(L-H)

　　Vo

　　taq(H-LI

　　误差带

　　图 4

　　4.3.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定：

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 输入信号和控制信号的波形和幅度;

　　d. 外接保持电容(适用时);

　　e. 输出电压及误差范围。

　　4.3.4 测试程序

　　4.3.4.1 按规定的环境条件，将被测器件接入测试系统中。

　　4.3.4.2 接通规定的电源电压、输入信号V₁ 和控制信号Vc。

　　4.3.4.3 按图4所示的波形图读取taq(L-H)和taq(H-L),取其中大的即为t 值。

　　4.4 孔径时间ta

　　4.4.1 目的

　　测试器件从控制信号进入保持状态至输出电压第一次达到保持电平所需的时间。

　　4.4.2 测试原理图

　　测试原理图如图5所示，测试波形图如图6所示。

　　图 5

　　Vem,5

　　【ap

　　Vo

　　图 6

　　4.4.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定：

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 输入信号和控制信号的波形和幅度;

　　d. 一外接保持电容(适用时)。

　　4.4.4 测试程序

　　4.4.4.1 按规定的环境条件，将被测器件接入测试系统中。

　　4.4.4.2 接通规定的电源电压、输入信号V₁ 和控制信号Vc。

　　4.4.4.3 适当调节控制信号波形与输入信号波形的延迟，适当调节输入信号波形的上升速率，以便能 清晰地观察到所测的孔径时间。

　　4.4.4.4 按图6所示的波形图读取tap值。

　　4.5 孔径不确定区taj

　　4.5.1 目 的

　　测试器件孔径时间的变化范围。

　　4.5.2 测试原理图

　　测试原理图如图7所示，测试波形图如图8所示。

　　图 8

　　4.5.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定：

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 输入信号和控制信号的波形和幅度;

　　d. 外接保持电容(适用时)。

　　4.5.4 测试程序

　　4.5.4.1 按4.4.4.1～4.4.4.4条的程序连续测试tap,读取tp的最大值tap(max)和最小值tap(min)。

　　4.5.4.2 按式(3)计算孔径不确定区tj:

　　taj=tap(max) 一tap(min) ……………………(3)

　　4.6 电压跌落率SvD

　　4.6.1 目 的

　　测试器件从采样进入保持状态后单位时间输出电压的变化。

　　4.6.2 测试原理图

　　测试原理图如图9所示，测试波形图如图10所示。

　　图 9

　　VI

　　VcH/s;

　　△t

　　+△V₀

　　△t

　　下跌落电压

　　4.6.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定：

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 输入信号和控制信号的波形和幅度;

　　d. 外接保持电容(适用时)。

　　4.6.4 测试程序

　　4.6.4.1 按规定的环境条件，将被测器件接入测试系统中。

　　4.6.4.2 接通规定的电源电压和输入信号V₁, 控制信号Vc。

　　4.6.4.3 适当调节控制信号和输入信号的频率，以便能清晰地分辨输出波形的跌落曲线。

　　4.6.4.4 按图10所示的波形图读取+△Vo 或一△V。及其对应的时间△t。

　　4.6.4.5 按式(4)计算电压跌落率Svd。

　　…………………………………

　　(4)

　　4.7 跌落电流IDR

　　4.7.1 目 的

　　对外接保持电容的器件，测试其从采样进入保持状态后流经保持电容的泄漏电流。

　　4.7.2 测试原理图

　　测试原理图如图11所示，测试波形图如图12所示。

　　图11

　　图 1 2

　　4.7.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定：

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 输入信号和控制信号的波形和幅度;

　　d. 外接保持电容。

　　4.7.4 测试程序

　　4.7.4.1 按规定的环境条件，将被测器件接入测试系统中。

　　4.7.4.2 接通规定的电源电压、输入信号V₁ 和控制信号Vc。

　　4.7.4.3 适当调节控制信号和输入信号的频率，以便能清晰地分辨输出波形的跌落曲线。

　　4.7.4.4 按图12所示的波形图读取+△V 。或一△V。及其对应的时间△t。

　　4.7.4.5 按式(5)计算跌落电流IDR:

　　式中：CH——外接保持电容。

　　…………………

　　(5)

　　4.8 采样一保持失调电压Voo(s-H)

　　4.8.1 目 的

　　测试器件从采样到保持状态时输出电压的跳动变化值。

　　4.8.2 测试原理图

　　测试原理图如图13所示，测试波形图如图14所示。

　　图13

　　Vc(H/S

　　Voo(5-H) 正失调电压

　　Vo

　　负失调电压

　　Voo(S-H

　　图14

　　4.8.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定：

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 输入直流信号电压及控制信号的波形和幅度;

　　d. 外接保持电容(适用时)。

　　4.8.4 测试程序

　　4.8.4.1 按规定的环境条件，将被测器件接入测试系统中。

　　4.8.4.2 接通规定的电源电压、输入直流信号V₁ 和控制信号 Vc。

　　4.8.4.3 适当调节控制信号频率，以便能清晰地分辨输出波形的跳变幅度。

　　4.8.4.4 按图14所示的波形图读取输出电压的跳动幅度即为Voo(s-H)。

　　4.9 馈通误差E

　　4.9.1 目 的

　　测试器件从采样进入到保持状态后由于输入信号满量程变化引起的输出电压的变化。

　　4.9.2 测试原理图

　　测试原理图如图15所示，测试波形图如图16所示。

　　图 1 5

　　图 1 6

　　4.9.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定：

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 输入直流信号及控制信号的波形和幅度;

　　d. 外接保持电容(适用时);

　　e. 输入满量程跳变电压。

　　4.9.4 测试程序

　　4.9.4.1 按规定的环境条件，将被测器件接入测试系统中。

　　4.9.4.2 接通规定的电源电压、输入信号V₁ 和控制信号Vc。

　　4.9.4.3 适当调整输入信号和控制信号频率，以便能清晰地分辨输出波形的跳变幅度。

　　4.9.4.4 按图16所示的波形图读取输出电压幅度的变化△V。即 为E。

　　附 录 A

　　电参数符号与名称对照表

　　(补充件)

　　表A1

　　附加说明：

　　本标准由全国集成电路标准化分技术委员会提出。 本标准由上海元件五厂负责起草。

　　主要起草人王庆光、高信龄。