[发明专利]一种手持设备的COMS集成电路故障检测设备

说明书

技术领域

本发明属于电力电子检测应用技术领域，尤其涉及一种手持设备的COMS集成电路故障检测设备，该故障检测电可有效检测CMOS电路中的静态电流，大幅度提高CMOS集成电路的筛选效率，提高集成电路的可靠性。

背景技术

CMOS集成电路具有功耗低、抗干扰性能好、电源电压范围宽等优点，因而在计算机、通信、航空航天、遥测遥控及工业自动化控制等各个领域里获得越来越广泛的应用。由于CMOS电路在结构上具有互补对称的特点，当电路发生故障时也有其特殊性，有时用经典的逻辑方法难以检测。掌握正确而有效的检测方法，特别实在没有COMS电路专用检测设备的情况下，对于缩短采用CMOS器件的新产品的开发周期，提高科研工作的效率，确保各种设备的正常运行具有十分重要的意义。利用CMOS电路正常时静态耗电小。而电路发生故障时耗电迅速增大的特点，以耗电测量法来检测CMOS电路的故障可达到事半功倍的效果。

测试CMOS 电路的方法有很多种，测试逻辑故障的一般方法是采用逻辑响应测试, 即通常所说的功能测试。功能测试可诊断出逻辑错误, 但不能检查出晶体管常开故障、晶体管常闭故障、晶体管栅氧化层短路, 互连桥短路等物理缺陷引发的故障, 这些缺陷并不会立即影响电路的逻辑功能, 通常要在器件工作一段时间后才会影响其逻辑功能。功能测试是基于逻辑电平的故障检测, 通过测量原始输出的电压来确定逻辑电平, 因此功能测试实际上是电压测试。电压测试对于检测固定型故障, 特别是双极型工艺中的固定型故障是有效的, 但对于检测CMOS工艺中的其他类型故障则显得有些不足, 而这些故障类型在CMOS 电路测试中却是常见的。对于较大规模电路, 电压测试测试集的生成相当复杂且较长, 需要大量的实验数据样本。

在CMOS电路中，由于MOS管短路、断路等造成的某些故事，难以用逻辑测试法来检测，而采用漏电测量法可对这些故障进行有效的测试。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于，提供一种手持设备的COMS集成电路故障检测设备，本发明的故障检测电路通过测试静态电流I_DDQ 可检测出电路中的物理缺陷所引发的故障，同时也可以检测出那些尚未引起逻辑错误，通过观察测试电路输出的电压的数值可知被测电路是否有物理缺陷。

为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案：

一种手持设备的COMS集成电路故障检测设备，包括被测电路、参考电路、使能电路、镜像电路、差分放大电路、图腾柱电路、反相电路；所述的被测电路与电源+V、差分放大电路、镜像电路和使能电路相连，所述的参考电路与电源+V和镜像电路相连，所述的使能电路连接在被测电路与地之间，所述的镜像电路与参考电路、被测电路以及差分放大电路相连，所述的差分放大电路与被测电路、镜像电路和图腾柱电路相连，所述的反相电路连接在图腾柱电路与微处理器I/O端口之间；所述的被测电路由P沟道的场效应管或者N沟道的场效应管组成，该电路用于产生被测静态漏电流信号I_DDQ，并将该信号作为输入信号输送到镜像电路和差分放大电路；所述的参考电路由标准场效应管组成，该电路用于产生参考电流信号I_REF，并将该信号作为输入信号输送到镜像电路；所述的镜像电路由基本镜像电流源或由放大器构成的镜像电流源组成，通过对内部电阻的匹配可以产生差分放大电路所需的比较电流信号；所述的差分放大电路由2个高精度电阻以及2个NPN型三极管组成；所述的图腾柱电路由NPN型三极管与PNP型三极管组成，所述的反相电路由N沟道增强型MOS管和P沟道增强型MOS管组成。

本发明的有益效果是：

电流I_DDQ 是指当CMOS 集成电路中的所有管子都处于静止状态时的电源总电流。对于中小规模集成电路, 正常状态时无故障的电源总电流为微安数量级; 当电路出现桥接或栅源短接等故障时, 会在静态CMOS电路中形成一条从正电源到地的低阻通路, 会导致电源总电流超过毫安数量级。所以静态电源电流I_DDQ 测试原理是：无故障CMOS 电路在静态条件下的漏电流非常小，而故障条件下漏电流变得非常大, 可以设定一个阈值作为电路有无故障的判据。

测试设备工作于两种模式: 正常工作模式和测试模式。电路使能端E 作为管子T0 的输入，用来控制测试电路与被测电路的连接和断开, 即测试电路的工作模式。