第四章.DC参数测试（3） DC测试与隐藏电阻 许多DC测试或验证都是通过驱动电流测量电压或者驱动电压测量电流实现的，其实质是测量电路中硅介质产生的电阻值。当测试模式为驱动电流时，测量到的电压为这部分电阻上产生的电压；与之相似，驱动电压时，测量到的电流为这部分电阻消耗的电流。 我们按照器件规格书来设计半导体电路，基本上每条半导体通路的导通电压、电路电阻等详细的参数都已规定；整体传导率也可能随着器件不同的功能状态而改变，而处于全导通、半导通和不导通的状态。 在DC参数测试中欧姆定律用于计算所测试的电阻值，验证或调试DC测试时，我们可以将待测的电路看作电阻来排除可能存在的缺陷，通过驱动和测量得到的电压和电流值可以计算出这个假设电阻的阻抗。 Parameter VOL Description Output Low Voltage Test Conditions VDD=Min, IOL=8.0mA Min Max 0.4 Unit V 我们可以用VOL这个参数来举例说明：VOL=0.4V，IOL=8.0mA，这个参数陈述了输出门电路驱动逻辑0时在输出8mA电流情况下其上的电压不能高于0.4V这样一个规则。了解了这个信息，我们可以通过欧姆定律去计算器件管脚上拥有的输出电阻，看它是否满足设计要求。通过定律公式R=V/I我们可以知道，器件设计时，其输出电阻不能高于50ohm，但是我们在规格书上看不到“输出电阻”字样，取而代之的是VOL和IOL这些信息。
注：很多情况下我们可以用电阻代替待测器件去验证整个测试相关环节的正确性，它能排除DUT以外的错误，如程序的错误或负载板的问题，是非常有效的调试手段。 第四章.DC参数测试（4）-VOH/IOH VOH/IOH VOH指器件输出逻辑1时输出管脚上需要保证的最低电压（输出电平的最小值）；IOH指器件输出逻辑1时输出管脚上的负载电流（为拉电流）。下表是256 x 4静态RAM的VOH/IOH参数说明： Parameter VOH Description Test Conditions Min 2.4 Max Unit V Output High Voltage VDD=4.75V, IOH= -5.2mA 测试目的 VOH/IOH测试实际上测量的是输出管脚在输出逻辑1时的电阻，此测试确保输出阻抗满足设计要求，并保证在严格的VOH条件下提供所定义的IOH电流。 测试方法 VOH/IOH测试可以通过静态或动态方式实现，这里我们先说说静态方法。如图4-3，静态测试时，器件的所有输出管脚被预置到输出逻辑1状态，测试机的PMU单元通过内部继电器的切换连接到待测的输出管脚，接着驱动（拉出）IOH电流，测量此时管脚上的电压值并与定义的VOH相比较，如果测量值低于VOH，则判不合格。对于单个PMU的测试机来说，这个过程不断地被重复直到所有的输出管脚都经过测试，而PPPMU结构的测试机则可以一次完成。 注：1）使用VDDmin作为此测试最差情形； 2）IOH是拉出的电流，对测试机来说它是负电流； 3）测试时需要设置电压钳制。 图4-3.VOH测试 阻抗计算
VOH测试检验了器件当输出逻辑1时输出管脚输送电流的能力，另一种检验这种能力的途径则是测量逻辑1状态时输出端口的阻抗。如图4-4，施加在等效电路中电阻上的压降为E=4.75-2.4=2.35V，I=5.2mA，则R=E/I=452ohm，那么此输出端口的阻抗低于452ohm时，器件合格。在调试、分析过程中将管脚电路合理替换为等效电路可以帮助我们简化思路，是个不错的方法。
图4-4.等效电路
故障寻找 开始Trouble Shooting前，打开dataloger纪录测量结果，如果待测器件有自己的标准，测试并纪录测量结果后，所得结果不外乎以下三种情况： 1． VOH电压正常，测试通过； 2． 在正确输出逻辑1条件下，VOH电压测量值低于最小限定，测试不通过； 3． 在错误的输出条件下，如逻辑0，VOH电压测量值远低于最小限定，测试不通过。这种情况下，测试机依然试图驱动反向电流到输出管脚，而管脚因为状态不对会表现出很高的阻抗，这样会在PMU上引起一个负压，这时保护二极管会起作用，将电压限制在-0.7V左右。 当故障（failure）发生时，我们需要观察datalog中的电压测量值以确定故障类型，是上述的第2种情况？还是第3种？ Datalog of: VOH/IOH Serial/Static test using the PMU Pin Force/rng Meas/rng Min Max Result PIN1 -5.2mA/ 10mA 4.30V/8V 2.40 V PASS PIN2 -2.0mA/ 10mA 2.34V/8V 2.40 V FAIL PIN3 -5.2mA/ 10mA 3.96V/8V 2.40 V PASS PIN4 -5.2mA/ 10mA 3.95V/8V 2.40 V PASS PIN5 -8.0mA/ 10mA 3.85V/8V 2.40 V PASS PIN6 -8.0mA/ 10mA -.782V/8V 2.40 V FAIL 如果只是测量值低于最小限定，则很可能是器件自身的缺陷，如上面datalog中pin2的失效，从中我们可以看到测试发生时预处理成功实现，器件处于正确的逻辑状态，而输出端的阻抗很大。这有可能是测试硬件上的阻抗附加到了其中，因此对测试机及测试配件的校验工作就显得很重要了。 故障也可能是因为器件没有正确地进行预处理而导致逻辑状态不对引起的，上面datalog中pin6的失效就是这种情况。 在进行DC测试之前，应该保证进行预处理的向量正确无误，这就要将预处理工作当作一项功能测试来进行。在测试流程中，代表预处理功能的测试项应该放到相应的DC测试项之前。只有它通过了保证了预处理已经正确实施，我们才去做DC测量；否则我们就要花时间去解决预处理功能的测试问题。只有输出被设定为正确地状态，VOH/IOH测试才有意义。 VOL/IOL VOL指器件输出逻辑0时输出管脚上需要压制的最高电压（输出电平的最大值）；IOL指器件输出逻辑0时输出管脚上的负载电流（为灌电流）。下表是256 x 4静态RAM的VOL/IOL参数说明： Parameter VOL Description Test Conditions Min Max 0.4 Unit V Output Low Voltage VDD=4.75V, IOL= 8.0mA 测试目的 VOL/IOL测试实际上测量的是输出管脚在输出逻辑0时的电阻，此测试确保输出阻抗满足设计要求，并保证在严格的VOL条件下吸收所定义的IOL电流。换句话说，器件的输出管脚必须吃进规格书定义的最小电流而保持正确的逻辑状态。
测试方法
与VOH/IOH一样，VOL/IOL测试也可以通过静态或动态方式实现，这里我们还是先说说静态方法。如图4-5，静态测试时，器件的所有输出管脚被预置到输出逻辑0状态，测试机的PMU单元通过内部继电器的切换连接到待测的输出管脚，接着驱动（灌入）IOL电流，测量此时管脚上的电压值并与定义的VOL相比较，如果测量值高于VOL，则判不合格。对于单个PMU的测试机来说，这个过程不断地被重复直到所有的输出管脚都经过测试，而PPPMU结构的测试机则可以一次完成。
注：1）使用VDDmin作为此测试最差情形；
2）IOL是灌入的电流，对测试机来说它是正电流； 3）测试时需要设置电压钳制。
图4-5.VOL测
试
阻抗计算
VOL测试检验了器件当输出逻辑0时输出管脚吸收电流的能力，另一种检验这种能力的途径则是测量逻辑0状态时输出端口的阻抗。如图4-6，施加在等效电路中电阻上的压降为E=VOL-VSS=0.4V，I=8mA，则R=E/I=50ohm，那么此输出端口的阻抗低于50ohm时，器件合格。