關於DIY SMU電路


在搜索引擎里搜索 DIY SMU,就可以找到這個鏈接:Dave Erickson DIY SMU Source Measure Unit Project (djerickson.com)

里面有詳細的DIY SMU的資料,同時還有一個SMU的仿真電路。為了能夠與V/I源的基本原理講述的結構對應的上,左側是修改后的仿真電路布局。

網上可以搜索到Acco的ATE的應用文集,里面提到的V/I源的基本框架如下圖所示:

可以看到,SMU和V/I源是相同的原理。這里也提供一下這個原理框圖的可仿真電路,並演示一下仿真波形,可以和上圖對比一下。

SMU實際和V/I源還是有一些差別的,SMU的精度更高,通常是單個通道的,也就是只有一路輸出測量單元。而ATE的V/I源通常精度比SMU低一些,但是測試速度更快,且對各種不同負載的適應性更強,通常是多個通道的,也就是一個板上會有多個輸出測量單元。

DIY SMU的網站上提供了完整的資料,有興趣的讀者可以前去看看。如今集成電路已經成為一級學科,而SMU和V/I源是集成電路測試的重要電路單元結構,感興趣的讀者可以深入了解一下。

SMU通常用於WAT測試機,Wafer Acceptance Testing,是測試晶圓的,在晶圓經過一些列的光學、化學操作之后,上面就堆疊了集成電路。而WAT測試,就是測試各個測試點之間的電阻,電容,漏電流等參數,這樣,在不關心其內部原理的情況下,與正常的晶圓對比,判斷其內部的結構是否正常,也就是更多的關心的是物理結構的影響,用於檢驗生產工藝是否合格,並不關心集成電路是否可以正常工作,所以電流范圍和電壓范圍通常不大,從pA到幾A,從uV到幾十V。

而V/I源用於ATE測試機,Auto Test Equipment,則是用於測試集成電路的功能以及電參數是否正常,ATE也用於Wafer測試(通常晶圓直接切割應用),或者封裝之后測試,確保集成電路可以正常工作。所以V/I源的種類更多,電壓和電流的范圍更大,從nA到kA,電壓同樣從mV到kV。

從這些基本原理看來,SMU或者V/I源並沒有用到什么高深的內容,並沒有超出模擬電路的范圍,基本的誤差放大電路(偶爾包含微分積分電路),差分放大電路,精密鉗位電路,功率放大電路,加法或者減法電路。當然,實際上並沒有這么簡單,否則也不會在當前高端的WAT或者ATE都是進口設備了。

謹以此文,拋磚引玉,希望更多人能認識和了解集成電路測試設備,更多人參與到國產集成電路測試設備的應用和研發之中。


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