• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    一种程控复合电压电流源电路，包括并行设置的多条VI驱动支路以及两条电压差分采样支路，每条VI驱动支路均包括电压档位切换开关与电流档位切换开关；每条VI驱动支路均能够构建为标准的VI源，电流采样通过电流档位切换开关实现，电压差分采样支路的电压采样对应采集的是每条VI驱动支路输出端电压与SGND两点之间的差分电压；通过调节电压档位切换开关与电流档位切换开关实现不同的参数测试回路。本实用新型能够构建出很多全新的测试回路，使用方便，同时能够使体积大幅度缩小，使测试半导体器件直流参数的功能模块集成在一张板卡上有了可行性，提高了集成度，可以并行测试更多器件。
    公开号:CN214335032U
    申请号:CN202120201579.3U
    申请日:2021-01-25
    公开日:2021-10-01
    发明作者:王煜
    申请人:Shaanxi Sanhai Test Technology Development Co ltd；
    IPC主号:G01R1-28
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型属于半导体器件测试领域，具体涉及一种程控复合电压电流源电路。
    [n0002] 程控电压电流源又名VI源，是指可以通过软件控制的多功能电源电路，该多功能电源电路可以输出正负电压、正负电流，也可以采样电压、电流，其特点是能够在四象限范围内自由输出。比如设置为正电压输出，在保证输出电压的前提下，可以作为电源输出电流，也可以电子负载输入电流。因此，VI源可以看做是一种趋于理想化的电源。
    [n0003] VI源一般有输出线HF，输出采样线HS；还有输出地LF和输出地采样线LS。当设置为电压源时，通过内部闭环电路，达到HS-LS与设定值等值。在半导体测试设备中，VI源是一种常用的配置，可以对被测器件各个引脚灵活的加载、采样。但是，在某些半导体器件参数的测试中，仅仅依靠标准的VI源，不足以搭建起完整的测试回路。比如MOSFET的gfs(GMP)参数测试，BJT的hfe测试等，都需要额外搭建测试回路。如图1中的GMP测试回路，LV2是电流源(标准VI)，LV3是变动的电流源(标准VI)，LV1是电压源(非标准VI)。其中LV1不能用标准VI实现，因为其LF、LS并未接到固定的电源地上，而是浮动的。因此，要完成GMP测试，要么在VI外部专门设计闭环回路，要么设计专用的LF/LS可浮动的VI源。这样就会造成测试回路的复杂化，还要兼顾测试其它参数，就会使回路更加复杂。
    [n0004] 本实用新型的目的在于针对上述现有技术中VI源测试不同参数时需要额外搭建测试回路的问题，提供一种程控复合电压电流源电路，集成度较高，能够同时满足多种参数的测试。
    [n0005] 为了实现上述目的，本实用新型有如下的技术方案：
    [n0006] 一种程控复合电压电流源电路，包括并行设置的多条VI驱动支路以及两条电压差分采样支路，每条VI驱动支路均包括电压档位切换开关与电流档位切换开关；每条VI驱动支路均能够构建为标准的VI源，电流采样通过电流档位切换开关实现，电压差分采样支路的电压采样对应采集的是每条VI驱动支路输出端电压与SGND两点之间的差分电压；通过调节电压档位切换开关与电流档位切换开关实现不同的参数测试回路。
    [n0007] 作为本实用新型的一种优选方案，所述的VI驱动支路并行设置A、B、C三条，能够同时并联对同一个或不同半导体器件的三个管脚进行测量。
    [n0008] 作为本实用新型的一种优选方案，所述的电压档位切换开关与电流档位切换开关之间通过功能选择开关选择连接。
    [n0009] 作为本实用新型的一种优选方案，所述的电压档位切换开关包括多个相并联的开关，其数量与VI驱动支路对应，以及一个连接SGND的接地开关。
    [n0010] 作为本实用新型的一种优选方案，VI驱动支路均包括SENSE端和FORCE端，电流档位切换开关包括相并联的两个开关，其中一个连接到FORCE端，另一个连接至SENSE端。
    [n0011] 作为本实用新型的一种优选方案，所述的每条VI驱动支路的电压档位切换开关与电流档位切换开关通过计算机进行设置。
    [n0012] 相较于现有技术，本实用新型具有如下的有益效果：现有技术中的单独VI源对被测单元(DUT)进行参数测试时，对同一被测单元要根据实际测量参数项目搭建不同的测试回路，同时单独VI源只能对被测单元的一个管脚进行测量，多个管脚测量步骤复杂繁琐。本实用新型能够构建出很多全新的测试回路，每条VI驱动支路均能够构建为标准的VI源，通过这一种电路就能够完成诸如hfe、gfs等参数的测试，外部回路简单，使用方便。同时能够使整体体积可以大幅度缩小，测试半导体器件直流参数的功能模块集成在一张板卡上就有了可行性，这样也使得测试设备里就能够插入更多板卡，提高了集成度，可以并行测试更多器件。
    [n0013] 进一步的，鉴于一般半导体器件最多3个有效引脚，本实用新型专门设计3路集成在一起的浮动VI源，通过开关切换，使每个VI源的LF/LS均可以灵活切换到各个引脚上。这样就可以通过软件搭建起各种特殊的测试回路，完成标准VI源无法独立完成的特殊项目测试。
    [n0014] 图1传统GMP测试回路结构示意图；
    [n0015] 图2本实用新型的电路结构示意图；
    [n0016] 图3本实用新型进行参数设置的计算机界面示意图。
    [n0017] 下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
    [n0018] 参见图2，本实用新型包括并行设置的多条VI驱动支路以及两条电压差分采样支路，每条VI驱动支路均包括电压档位切换开关与电流档位切换开关；电压档位切换开关与电流档位切换开关之间通过功能选择开关选择连接。每条VI驱动支路均能够构建为标准的VI源，电流采样通过电流档位切换开关实现，VI驱动支路均包括SENSE端和FORCE端，电流档位切换开关包括相并联的两个开关，其中一个连接到FORCE端，另一个连接至SENSE端。电压差分采样支路的电压采样对应采集的是每条VI驱动支路输出端电压与SGND两点之间的差分电压；通过调节电压档位切换开关与电流档位切换开关实现不同的参数测试回路。电压档位切换开关包括多个相并联的开关，其数量与VI驱动支路对应，以及一个连接SGND的接地开关。所述的每条VI驱动支路的电压档位切换开关与电流档位切换开关通过计算机进行设置。鉴于一般半导体器件最多3个有效引脚，本实用新型一种实施例的VI驱动支路并行设置A、B、C三条，能够同时并联对同一个或不同半导体器件的三个管脚进行测量。
    [n0019] 本实用新型的电路包括3组VI源输出电路，每组的电压反馈回路的同相、反相端都可以来自3组输出的sense线。合体匹配电压反馈开关，可以实现各种不同组合的闭环回路。
    [n0020] 本实用新型的电压采样独立于3组VI源。
    [n0021] 本实用新型的电流加载与采样与标准VI源回路相同。
    [n0022] 图2给出的电路结构中有A、B、C三路VI驱动回路，还有2路电压差分采样回路。
    [n0023] 以A路举例来说明，SETA为设置，R2A切换到VSHIFT；K1A与K8A闭合；K9A与K12A闭合；此时构成了一个标准的VI源的输出电压回路。VSHIFT为电压档位切换，ISHIFT为电流档位切换，SENSE_A为输出端电压采样，FORCE_A为输出端。同上，将R2A切换到ISHIFT；K9A与K12A闭合；此时构成了一个标准的VI源的输出电流回路。
    [n0024] A、B、C三路均可构建为标准的VI源。其电流MI_A、MI_B、MI_C采样来自各自的ISHIFT。电压采样MV_1和MV_2对应的是SENSE_A、SENSE_B、SENSE_C、SGND任意两点之间的差分电压。在一般使用要求下，A、B、C三路都可配置为标准VI源使用。
    [n0025] 本实用新型所能够实现的一种特殊功能，以A路举例：SETA为设置电流，R2A切换到ISHIFT；K10A与K12A闭合；K14A闭合。此时构成了一个接触自检测试回路。可以通过闭合K1D、K8D在MV_1测试到SENSE_A到FORCE_A的压降，算出接触电阻。
    [n0026] 本实用新型所能够实现的另一种特殊功能，测试N_MOSFET的GMP参数：A路接MOSFET的GATE，标准VI回路，加载0V电压。C路接MOSFET的SOURCE，标准VI回路，加载负向电流。B路接MOSFET的DRAIN，为特殊VI回路，电压模式，闭合K2B和K7B，以SENSE_B和SENSE_C之间的压降作为电压反馈。闭合K1D和K7D，MV_1采样Vgs电压。变化C路电流正负5％，采样Vgs的变化，就能够算出GMP(gfs)。
    [n0027] 上述电路结构中，A、B、C三路通过各种组合，可以测试各种复杂的回路。
    [n0028] 参见图3，是3组低压VI源和1组高压VI源的参数配置界面，配置图中除左下角为高压VI源及相关回路，图中左上角方框是参数设置界面，使用时新建参数项目，可在各个测试参数项目中通过开关切换设置测试回路，右侧三个三角形为电压电流源(VI源)，可在VSHIFT中进行电压档位设置，在测试回路中作为量程使用，ISHFT同理。VI源可对回路供电压、电流，也可测量回路中的电压、电流，但同一VI源在加电压的同时不能进行电压的测量，加压和测压分开更加精确。即加压测流，加流测压。在参数测试的回路里压降较低的那端进行加压加流，压降较高的那端进行测流测压，可保证回路的稳定性，阻抗较小，不易造成干扰。
    [n0029] 电流测量：如果测试30nA级别漏电需要把电流档位放成0.2uA或者2uA。如果是4uA级别漏电级别可能要放大到20uA或者0.2mA。电压加载：如果加载-20V，电压档位需要大于-20V，选择26.4V档位。电流档位选择2mA或者20mA都可以。
    [n0030] SET1为通过UNIT的档位选择加载电压电流，UNIT有MA、V两档，MA为加载电流，V为加载电压，PRE_SET为预值，即预先给定的在开始测量前要达到的值，若要测量瞬态变化的参数，如击穿电压，放大系数(hfe)等，则预值为0，在1ST_SET中设值。通过开关K控制电路的通断，构成测试回路，AS、AF端接被测器件的sence和force端。
    [n0031] 现有技术中的单独VI源对被测单元(DUT)进行参数测试时，对同一被测单元要根据实际测量参数项目搭建不同的测试回路，同时单独VI源只能对被测单元的一个管脚进行测量，多个管脚测量步骤复杂繁琐，而本实用新型将3组VI源并联可对3个管脚进行测量，同时可通过测量参数的计算公式来推算3个管脚之间测试回路的搭建方式，反之亦然。3组VI源自身相互独立，其搭建的测试回路也可通过开关电路实现互不干扰。也可推理，设计多组VI源并联对同一器件的多个管脚进行测量，或对多个器件(管脚少)并行测量。
    [n0032] 以上所述的仅仅是本实用新型的较佳实施例，并不用以对本实用新型进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本实用新型精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。
    权利要求:
    Claims (6)
    [0001] 1.一种程控复合电压电流源电路，其特征在于：包括并行设置的多条VI驱动支路以及两条电压差分采样支路，每条VI驱动支路均包括电压档位切换开关与电流档位切换开关；每条VI驱动支路均能够构建为标准的VI源，电流采样通过电流档位切换开关实现，电压差分采样支路的电压采样对应采集的是每条VI驱动支路输出端电压与SGND两点之间的差分电压；通过调节电压档位切换开关与电流档位切换开关实现不同的参数测试回路。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的程控复合电压电流源电路，其特征在于：所述的VI驱动支路并行设置A、B、C三条，能够同时并联对同一个或不同半导体器件的三个管脚进行测量。
    [0003] 3.根据权利要求1所述的程控复合电压电流源电路，其特征在于：所述的电压档位切换开关与电流档位切换开关之间通过功能选择开关选择连接。
    [0004] 4.根据权利要求1所述的程控复合电压电流源电路，其特征在于：所述的电压档位切换开关包括多个相并联的开关，其数量与VI驱动支路对应，以及一个连接SGND的接地开关。
    [0005] 5.根据权利要求1所述的程控复合电压电流源电路，其特征在于：所述的VI驱动支路均包括SENSE端和FORCE端，电流档位切换开关包括相并联的两个开关，其中一个连接到FORCE端，另一个连接至SENSE端。
    [0006] 6.根据权利要求1所述的程控复合电压电流源电路，其特征在于：所述的每条VI驱动支路的电压档位切换开关与电流档位切换开关通过计算机进行设置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    CN101256204B|2013-03-20|电流检测装置及其校准方法
    CN206583938U|2017-10-24|用于化成分容设备的测试切换电路
    CN103063975A|2013-04-24|一种开/短路测试系统及方法
    CN214335032U|2021-10-01|一种程控复合电压电流源电路
    EP2093580B1|2012-08-15|Supply current based testing of CMOS output stages
    CN201014993Y|2008-01-30|Pcb板测试仪的测试电路改良
    CN209447392U|2019-09-27|一种教学用实验电路装置
    CN105208730B|2018-04-13|电流匹配的led驱动电路
    CN105891732A|2016-08-24|一种电源转换效率的测试装置、方法和系统
    CN202119878U|2012-01-18|用于模拟集成电路测试系统的高压测试电源专用电路
    CN210534216U|2020-05-15|一种微小电流测试电路及微小电流测试装置
    RU182112U1|2018-08-03|Прибор-тестер электронных компонентов
    CN205643625U|2016-10-12|主板测试组件
    CN102721835B|2014-06-04|测试适配器
    CN214671360U|2021-11-09|一种多功能电学实验仪
    CN214335133U|2021-10-01|一种测试半导体器件的全集成板卡
    CN1982897A|2007-06-20|一种微电流测试装置
    CN207133372U|2018-03-23|一种电气参数测试电路及测试系统
    US3370233A|1968-02-20|Test apparatus for determining beta and leakage current of an in-circuit or out-of-circuit transistor
    CN210489253U|2020-05-08|一种整合usb2.0和usb3.0通讯芯片的测试电路以及测试架
    CN209895333U|2020-01-03|服务器硬盘背板电源测试装置
    CN208060682U|2018-11-06|一种电源效率测试系统
    CN211928867U|2020-11-13|一种中学磁生电物理实验装置
    CN203535195U|2014-04-09|基于pxi总线技术的电池测试系统
    CN113296025B|2021-10-22|一种用于ate测试的精密高压微小漏电流测量模块
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    CN202120201579.3U|CN214335032U|2021-01-25|2021-01-25|一种程控复合电压电流源电路|CN202120201579.3U| CN214335032U|2021-01-25|2021-01-25|一种程控复合电压电流源电路|
    [返回顶部]