在如今的半導(dǎo)體領(lǐng)域，要確定集成電路器件的功能性是否滿足要求，往往需要對其進(jìn)行多種電測試。其中一項(xiàng)就是測量器件的時(shí)序，這時(shí)必須用到測時(shí)儀(TMU)。
什么是測時(shí)儀？
測時(shí)儀是一種半導(dǎo)體自動(dòng)測試設(shè)備(ATE)，負(fù)責(zé)測量兩次事件之間間隔的時(shí)間或計(jì)算事件的個(gè)數(shù)。由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中測試的復(fù)雜度日益增大，而且IC設(shè)計(jì)師希望保證他們所設(shè)計(jì)的IC在速度和響應(yīng)上能夠滿足設(shè)計(jì)要求，因此大多數(shù)測時(shí)儀在出售時(shí)內(nèi)部都自帶一臺(tái)TMU。不論測試設(shè)備是用于測試模擬IC、數(shù)字IC還是混合信號IC，TMU都是必需的。
通常，TMU用于測量頻率/周期、傳輸延遲、建立和保持時(shí)間、上升/下降沿、占空比和信號斜率等交流參數(shù)。
TMU主要由兩部分組成(見圖1)：
1． 信號檢測器
此部分用于在輸入信號出現(xiàn)后檢測一次事件的發(fā)生。通過設(shè)置感興趣的參數(shù)閾值(通常是電壓參數(shù))和信號共模電感變化的斜率(正或者負(fù))，檢測器可以在輸入信號到達(dá)預(yù)先設(shè)置的閾值時(shí)觸發(fā)計(jì)數(shù)器模塊，使其開始計(jì)數(shù)或停止計(jì)數(shù)。開始計(jì)數(shù)和停止計(jì)數(shù)的觸發(fā)信號可以由一個(gè)檢測器產(chǎn)生，但如今大多數(shù)TMU制造商都會(huì)集成至少兩個(gè)檢測器，因?yàn)閮蓚€(gè)檢測器能夠檢測到低于1mV的信號電壓變化，并且無延遲地將觸發(fā)信號送至計(jì)數(shù)器模塊。
2． 計(jì)數(shù)器
在TMU中，計(jì)算事件發(fā)生次數(shù)或時(shí)間間隔的核心是開始和停止觸發(fā)器。對此部分而言，為了得到更精確的結(jié)果，分辨率和精度是最重要的因素。如今，TMU制造商可以輕易造出分辨率達(dá)到皮秒(pico-second)或飛秒(fe功率電感器mto-second)級的高速TMU，同時(shí)，計(jì)數(shù)器的最大可計(jì)算時(shí)間仍保持在幾秒。
TMU應(yīng)用舉例：
例1 中在TMU輸入端口送入一個(gè)幅度為1V的正弦波。
檢測器設(shè)置：
感興趣的閾值電壓= 0.5V
感興趣的信號變化斜率符號=正( positive，由低至高變化)
圖1 ：TMU模塊框圖
從圖2 中可以看出，A點(diǎn)將被檢測到兩次，而B點(diǎn)則會(huì)被忽略，因?yàn)锽點(diǎn)的信號變化斜率為負(fù)(由高變低)。
圖2 ：將正弦波送入TMU
第一次和第二次檢測到A點(diǎn)的時(shí)間差就是輸入信號的周期。
例2中 數(shù)字IC的輸入和輸出管腳被送至TMU的輸入端口。
根據(jù)圖3，設(shè)電壓輸入和輸出的低電平(VIL和VOL)為0V，高電平((VIH和VOH)為5V，則表1給出了相應(yīng)的TMU設(shè)置和待測參數(shù)。
圖3 ：邏輯波形時(shí)序的例子
RF測試儀和RF器件
為了節(jié)約成本，半導(dǎo)體測試服務(wù)提供商在購買測試儀時(shí)很少會(huì)將可選配置全部配齊。通常他們只會(huì)根據(jù)測試需求考慮選擇哪些配置，然后將測試儀中的可用資源與待測產(chǎn)品配對。以RF測試儀為例，此類測試儀僅用于測試RF器件，因此只包含RF資源和一些外圍支持資源，例如DC源、精密測量單元(PM插件電感器U)、TMU和很少幾個(gè)電感計(jì)算數(shù)字管腳通道。
而另一方面，為了滿足現(xiàn)代RF應(yīng)用的需求，RF器件的性能在不斷提高。如今的RF器件已經(jīng)不只工作在RF頻段，還可以產(chǎn)生和/或捕獲中/低頻信號。因此，測試工程師在決定升級測試儀之前一定要仔細(xì)消化和理解器件的測試要求。例如，我們現(xiàn)在有一只待測的RF器件，需要測量其DC偏移，測量參數(shù)如下：頻率10 MHz、幅度300-600mV、輸出阻抗~300?、最大DC偏移1.5V ± 10%(見圖4)。
圖4 ：帶DC偏移的AC信號及其測量參數(shù)限制
表1 ：圖4所示的TMU設(shè)置和待測參數(shù)
當(dāng)然，對此例，最理想的測量方案是將測試儀升級為具備數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號處理(DSP)能力，但這樣會(huì)使測試成本變得非常高。于是我們會(huì)想到，如果RF測試儀本身就具備有限的一些資源能夠滿足以上要求呢？對此，我們做如下說明： 大功率電感廠家 |大電流電感工廠
