第07讲——故障模拟 超大规模集成电路测试技术课件
集成电路的认识与检测PPT课件
集成电路直接代换时,集成电路的功能、性能指标、封装形式、引脚用途、引脚序号和间隔等几 方面均相同。其中应该注意逻辑极性相同,即输出输入电平极性、电压、电流幅度必须相同。代换时 若输出不同极性AFT电压或者输出不同极性的同步脉冲的集成电路都不能直接代换,即使是同一公司 或厂家的产品,都应注意区分。性能指标是指集成电路的主要电参数、最大耗散功率、最高工作电压、 频率范围及各信号输入、输出阻抗等参数要与原集成电路相近。
集成电路的认识与检测
精选ppt课件2021
1
什么是集成电路
集成电路是将一个单元电路或者是多个单元电路的主要元器件或者全部的元器件 集成在一个单晶硅片上,并封装在特制的外壳中,具备一定功能的电路,其在结构上 已经组成了一个整体。
精选ppt课件2021
2
集成电路的分类
1、按功能结构分类
集成电路按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/ 模混合集成电路三大类。
安装集成电路时,要注意方向不要搞错,否则,通电时集成电路很可能被烧毁。而且要注意,有 的单列直插式功放集成电路,虽型号、功能、特性相同,但引脚排列顺序的方向是有所不同的。
不同型号的集成电路,若型号前缀字母相同、数字不同集成电路的代换,只要相互间的引脚功能 完全相同,其内部电路和电参数稍有差异,也可相互直接代换;若型号前缀字母不同、数字相同的集 成电路,一般情况下,前缀字母是表示生产厂家及电路的类别,前缀字母后面的数字相同,大多数可 以直接代换。但也有少数,虽数字相同,但功能却完全不同,这样的不能代换。
模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号,其输入信号 和输出信号成比例关系。目前,在家电维修中或一般性电子制作中,所遇到的主要是 模拟信号。而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号。
超大规模集成电路技术基础课件
Part
03
超大规模集成电路制造工艺
制造流程
制造流程概述
超大规模集成电路的制造流程包 括晶圆制备、外延层生长、光刻 、刻蚀、离子注入、化学机械抛
光、检测与封装等步骤。
晶圆制备
晶圆制备是超大规模集成电路制造 的第一步,涉及到单晶硅锭的切割 和研磨,以获得所需厚度的晶圆。
外延层生长
外延层生长是指在单晶衬底上通过 化学气相沉积等方法生长出与衬底 晶体结构相同或相似的单晶层。
解决方案3
加强环保监管和提高环保意识:通过加强环保监管和提 高环保意识,推动超大规模集成电路制造行业的可持续 发展。
Part
04
超大规模集成电路封装与测试
封装技术
芯片封装
将集成电路芯片封装在管 壳内,以保护芯片免受环 境影响和机械损伤。
封装材料
常用的封装材料包括陶瓷 、金属和塑料等,每种材 料都有其独特的优点和适 用范围。
制造设备
超大规模集成电路制造中需要使用到各种复杂的设备和工具,如光刻机、刻蚀机 、离子注入机、化学机械抛光机等。
制造中的挑战与解决方案
挑战1
高精度制造技术的挑战:随着集成电路规模的不断缩小 ,制造精度和工艺控制的要求也越来越高,需要不断改 进制造工艺和研发新的制造技术。
挑战2
制造成本的不断增加:随着技术不断进步,超大规模集 成电路的制造成本也在不断增加,需要寻求更经济、高 效的制造方法和工艺。
封装形式
根据集成电路的类型和应 用需求,有多种封装形式 可供选择,如DIP、SOP 、QFP等。
测试方法与设备
测试方法
包括功能测试、性能测试、可靠 性测试等,以确保集成电路的性
能和质量。
测试设备
《模拟集成电路》课件
,以便对设计的电路进行全面的测试和评估。
PART 05
模拟集成电路的制造工艺
REPORTING
半导体材料
硅材料
硅是最常用的半导体材料,具有 稳定的物理和化学性质,成熟的 制造工艺以及低成本等优点。
化合物半导体
如砷化镓、磷化铟等化合物半导 体材料,具有高电子迁移率、宽 禁带等特点,常用于高速、高频 和高温电子器件。
《模拟集成电路》课 件
REPORTING
• 模拟集成电路概述 • 模拟集成电路的基本元件 • 模拟集成电路的分析方法 • 模拟集成电路的设计流程 • 模拟集成电路的制造工艺 • 模拟集成电路的优化与改进
目录
PART 01
模拟集成电路概述
REPORTING
定义与特点
定义
模拟集成电路是指由电阻、电容、电 感、晶体管等电子元件按一定电路拓 扑连接在一起,实现模拟信号处理功 能的集成电路。
围和失真。
信号分析方法
01
02
03
04
频域分析
将时域信号转换为频域信号, 分析信号的频率成分和频谱特
性。
时域分析
研究信号的幅度、相位、频率 和时间变化特性,分析信号的
波形和特征参数。
调制解调分析
研究信号的调制与解调过程, 分析信号的调制特性、解调失
真等。
非线性分析
研究电路的非线性效应,分析 信号的非线性失真和互调失真
音频领域
模拟集成电路在音频领域中主要用于 音频信号的放大、滤波、音效处理等 功能,如音响设备、耳机等产品中的 模拟集成电路。
模拟集成电路的发展趋势
集成度不断提高
随着半导体工艺的不断发展,模 拟集成电路的集成度不断提高, 能够实现更加复杂的模拟信号处
集成电路故障在路检测.ppt
(7)替代法
• 替代法就是对于可疑的元器件、印刷电路板、 插入式单元部件等,通过试换来查找故障的方 法,又称试换法。
• 在检修电子产品时,通常先使用相同型号、 规格的元器件、印制电路板、插入式单元部件 等,暂时替代有疑问的部分。如故障现象消失, 说明被替代部分存在问题,然后再进一步检查 故障的原因。
7
(10)故障字典法
• 故障字典法故障诊断的基本思想是:首先提 取电子电路在各种故障状态下的特征(如各电 路节点电位等),然后将特征与故障一一对应 地建立一个故障字典,在实际诊断时,只要获 取电路的实时特征,就可以从故障字典中查出 与此对应的故障。
• 故障字典分为直流故障字典与交流故障字典 两大类。故障字典法的缺点是建立故障字典的 工作量是很大的,通常只能建立硬故障字典及 单故障字典。
用示波器测量集成块的输入和输出信号的波 形,并将此信号波形与正常波形相比较,以判断 不正常的部位。
14
2-4 检查集成块的外围元器件
在采用上述三种方法均无法找到不正常部位时, 就应逐一检查其外围元件了或更换集成块。检查 外围元器件时,应将元器件的一端脱开电路来测 试,这样就不会受其它元器件的影响。
17
3-5 多脚元器件的拆装方法
• 3-5-2:用注射器针头拆装多脚元件。当 电烙铁熔化引脚上的焊锡后,迅速将注 射器针头套入元件引脚中并转动,使元 件引脚与印刷板焊孔隔离。注射器针头 应磨平,粗细适当,针孔能套入元件引 脚,针头能穿入到印刷板焊孔中。
18
3-5 多脚元器件的拆装方法
3-5-3:用金属网带拆装多脚元 器件。还有一种毛细管吸锡的方 法,就是将易吃锡的金属网带置 于待拆焊的接点上,将电烙铁放 在金属网带上面,当焊锡熔化时 即被金属网带吸收,元件脚自然 脱开印制电路板。
《模拟集成电路系统》课件
滤波器电路
总结词
详细描述
滤波器电路用于提取特定频率范围的信号 ,实现信号的选择性传输。
滤波器电路由电阻、电容、电感等元件组 成,通过调整元件参数,实现对特定频率 信号的选择性传输或抑制。
滤波器电路的分类
滤波器电路的应用
根据工作原理和应用场景,滤波器电路可 分为低通、高通、带通、带阻等类型,每 种类型具有不同的性能特点。
正确性和可制造性。
制程加工
将版图转化为实际电路 ,进行制程加工和封装
测试。
制程优化
根据制程结果,对制程 进行优化,提高电路性
能和成品率。
模拟集成电路系统
05
应用
通信系统应用
01
02
03
信号放大和处理
模拟集成电路系统在通信 系统中主要用于信号的放 大和处理,以确保信号的 稳定传输。
调制与解调
在通信系统中,模拟集成 电路系统还用于信号的调 制和解调,实现信号的转 换和还原。
详细描述
稳压电源电路由电源变压器、整 流器、滤波器和稳压器组成,通 过调整元件参数,实现输出电压 或电流的稳定。
稳压电源电路的分类
根据工作原理和应用场景,稳压 电源电路可分为线性稳压电源和 开关稳压电源等类型,每种类型 具有不同的性能特点。
模拟集成电路系统
04
设计
设计流程与方法
确定设计目标
明确电路的功能、性能指标和 限制条件,为后续设计提供指
滤波器设计
模拟集成电路系统能够实 现各种滤波器设计,用于 信号的选择和处理,提高 通信质量。
音频系统应用
音频信号处理
模拟集成电路系统在音频 系统中主要用于音频信号 的处理,如音频放大、音 效处理等。
集成电路的检测与识别ppt课件
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
载能力。 偏置电路:为上述各级电路提供稳定和合适的偏置电流,决定各级静态
工作点。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
(3)常用运放 单运放:μA741,NE5534,TL081, LM833 双运放:μA747,LM358,NE5532,TL072,TL082 四运放:LM324,TL084 双运放(四运放):除电源外,两组(四组)运放相互独立。 运算放大器有两个输入端,一个输出端。同相输入端“+”表示,反向 输入端“-”表示。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
2、集成稳压器
集成稳压器又称稳压电源,有多端可调式、三端可调式、三端固定式及单片 开关式集成稳压。最常用的是三端集成稳压器。 (1)三端集成稳压器 ①三端固定稳压器 集成稳压器的输出电压为固定值,不能调节。常用产品为78XX和79XX系列, 78XX输出正电压,79XX输出负电压,有5V、6V、9V、12V、15V、18V、 24V七种不同的输出电压档次,输出电流分1.5A(78XX)、0.5A (78MXX)、0.1A(78LXX)三种档次
超大规模集成电路的测试技术
集成电路测试技术的发展与现状集成电路的复杂性在日益增加,自从芯片系统(SOC)实现之后,各种知识产权(IP)模块大量集成在同一芯片内,包括逻辑电路、存储器、模/数和数/模转换器、射频前端等等。
它们的功能互不相同,测量用的算法、定时周期、时序、供电电压都有很大差异,给自动测试系统带来新的挑战。
集成度增加和功能多样的SOC在消费量最大的产品中,如移动通信手机、微控制器、监视器、游戏机等中广泛使用,销售量攀升的同时价格不断地下降,但测试费用却居高不下。
超大规模集成电路不但构造精细、集成度高,而且是经过许多道工序流程制作而成的,难免存在着缺陷导致其不能正常工作。
因此,超大规模集成电路的测试对生产厂商和用户都具有重要意义。
目前的测试方法种类很多,各种测试方法均针对一定特性的故障。
研究发现,要证明所设计的芯片的正确性,在不同设计和生产阶段中才去的不同测试所花费的代价有非常大的差别,甚至可以达到几个数量级的差距,其示意图如图1。
从测试增长代价图可以看出,如果在设计阶段就多体现些主动性,就会极大的降低测试的难度和工作量,并能最大程度的改变测试仅仅将作为附属过程的被动性。
测试的基本原理是:将被测试的电路放在测试仪器上,测试设备根据需要产生一系列测试矢量信号,加到输入端,将得到的测试输出与预期输出进行比较,如果两者相等,表明测试通过。
反之,则不通过.在芯片设计及流片生产的各个阶段,经常需要测试来对得到的阶段性结果进行校验。
在芯片设计过程中,需要进行针对电路设计的测试,及模拟各种输入激励情况下电路的输出响应情况,还有各种参数值的范围,设计过程所依据的是迷你软件及工艺厂家后,厂家在流片的各个主要步骤完成后也会进行测试,其目的除了进一步验证设计的正确性,还要测试生产过程中出现的各种不确定因素带来的影响。
而生产阶段又包括样片和大批量生产两种,每种生产阶段都需要具备这些测试环节。
测试结果的可靠性取决于测试信号的正确性和完整性。
大规模集成电路测试
测 被测电路 试
响 应
ATE 比较
合格/ 不合格
BIST
理想结果
Rev.9
西安交通大学微电子系雷绍充
18
测试分类
验证测试、特性测试或设计诊断(Verification testing, characterization testing, or design debug)
一般用于检查设计和制造过程的正确性;
根据ITIS调查, 2009台湾IC制造制造业产值5766亿 元新台币,封装业产值1996亿元新台币,测试业产 值876亿元新台币,总产值达新台币1.249兆元。
全球半导体市场全年总销售值达2,263亿美元。
二、测试技术的发展
Eldred在1959年发表了第一篇关于组合电路的测试报告,应用于第一 代电子管计算机Datamatic-1000的诊断中 1966年,D..B.Armstrong根据Eldred的思想提出了一维通路敏化法 1966年,Roth提出了著名的D算法,并加以证明,其思想为最高点 1968年,Sellers提出了布尔差分法 1981年,Goel给出了改进D算法的PODEM程序 1983年, Fujiwara发表了FAN算法 1984年,Archambeau提出伪穷举法,为解决大型组合电路开辟新的途 径
29
功能测试
对建立的每一类故障模型,生成故障覆盖率高的 测试图形,然后测试CUT中每一个晶体管和每 一根连线。功能测试是非常耗时和开支大的, 是本书研究的主要内容。
Rev.9
西安交通大学微电子系雷绍充
30
错误和故障
错误
*被测电路不能正常工作
*原因:设计、映射、制造 和工作条件等方面的不 正确或不正常
34
测试方法分类标准 测试实施时间
模拟集成电路ppt课件
T1、T2、T3的基极并联。
电路用一个基准电流IREF获得了多个电流输出。
IC1IE1IRREe1RFe
IC2IE最2新版整I理RRpEpet 2RFe
IC3IE3IRREe3RFe
10
6.1.1.4 电流源作用
镜像电流源
提供直流偏置 作为有源负载 例电流源作为有源负载: 例P315 6.6.1
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阻Rid是基本放大电路的两倍。
Rid 2 rbe
单端输出时, Ro Rc
双端输出时, Ro 2Rc
(5)共模抑制比
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36
讨论:
双端输出: KCMR 共模抑制能力最强;
单端输出:
R C /R / L
K CM =R A A V VD C R C /R / L rb e2 1 rb e2 ro
双端输出时:
Avd
(Rc
//
RL 2
Rb rbe
)
(2)单共端模输电出压时放:大倍数Avd2R Rbc //rRbLe
与单端输入还是双端输入无关,只与输出方式有关:
双端输出时:
Avc 0
单端输出时:
Avc
R'L 2Re
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35
6.2.1 基本差分式放大电路
(3)差模输入电阻 不论是单端输入还是双端输入,差模输入电
C1
双端输入、单端输出;
单端输入、单端输出;
单端输入、双端输出;
恒流源的作用 相当于阻值很大的电阻。
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C2
20
6.2.1 基本差分式放大电路
1. 电路组成 差模信号:vi d=vi 1vi 2
共模信号:vic
模拟集成电路教学课件PPT
26
例 T1、T2、T3均为硅管,
β1 β2 50,β3 80, 求: 当ui 0时,uO 0V。
(1)I C3、I C2、I E、U CE3、U CE2 及Re2的值;
(2)Au Aud2 Au2 ; (3)当ui 5mV时,uO ? (4)当输出接一个12k负载
=
uoc
uo2 =Auc2uic
+
Aud2uid 2
=
uoc
uO uo uo1 uo2 Aud1uid uod
uO ≠0 ——有输出!
uo uo1 uo2 0
uO = 0 ——没有输出!
输入有差别,放大器才有输出 ——差分式放大器
uo uod
17
18
温度变化 和电源电 压波动
651实际集成运放的主要参数大信号动态特性放大电路在闭环状态下输入为大信号例如阶跃信号时输出电压对时间的最大变化速率即maximsin2ftom651实际集成运放的主要参数大信号动态特性不要求指运放输出最大峰值电压时允许的最高频率即3500vsom电源电压抑制比ksvr不要求衡量电源电压波动对输出电压的影响不要求651实际集成运放的主要参数参看p291表651典型集成运算放大器参数集成运放的选用根据技术要求应首选通用型运放当通用型运放难以满足要求时才考虑专用型运放这是因为通用型器件的各项参数比较均衡做到技术性与经济性的统一
rbe (1 3 )Re3
3.9(无RL )
Av Avd2 Av2 195
(3) 差分电路的共模增益
Avc2
第07讲——故障模拟 超大规模集成电路测试技术课件
2021/4/26
VLSI Test: Lecture 7
13
2.4 Concurrent Fault Simulation 并发故障模拟
Event-driven simulation of fault-free circuit and only those parts of the faulty circuit that differ in signal states from the fault-free circuit.
Test vectors
Fault-free circuit
Comparator
Circuit with fault f1 Circuit with fault f2
Comparator
Circuit with fault fn
Comparator
2021/4/26
VLSI Test: Lecture 7
4
1.2 Fault Simulation Scenario 故障模拟假定
Circuit model: mixed-level
➢Mostly logic with some switch-level for high-impedance
(Z) and bidirectional signals
➢High-level models (memory, etc.) with pin faults
Test vectors
Modeled Remove fault list tested faults
Test
Delete
compactor vectors
Fault Low
coverage ?
Adequate
【精品课件教案ppt】 超大规模集成电路PPT33页
•
46、寓形宇内复几时,曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下,悠然见南山。
•
பைடு நூலகம்
48、啸傲东轩下,聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗,不见其增,日 有所长 。
•
50、环堵萧然,不蔽风日;短褐穿结 ,箪瓢 屡空, 晏如也 。
16、业余生活要有意义,不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人,而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着,就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书,莫被书掌握;要为生而读,莫为读而生。——布尔沃
END
第05讲——故障模型 超大规模集成电路测试技术课件
Example: XOR circuit has 12 fault sites ( ) and 24
single stuck-at faults
Faulty circuit value Good circuit value
c ad
1
0b e
s-a-0
gh
1i
j
0(1) 1
1(0)
z
f
k
Test vector for h s-a-0 fault
identified by fault simulators:
➢Detectable fault ➢Potentially-detectable fault -- Test produces an
unknown (X) state at primary output (PO); detection is
Single stuck-at faults Transistor open and short faults Memory faults PLA faults (stuck-at, cross-point, bridging) Functional faults (processors) Delay faults (transition, path) Analog faults For more examples, see Section 4.4 (p. 60-70) of
▪ ▪
Oxide ...
breakdown
/
氧化物损坏
▪ Material defects / 材料
▪ Bulk defects (cracks裂缝, crystal imperfections晶体瑕疵)
▪ ▪
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➢Zero-delay for combinational and synchronous circuits ➢Mostly unit-delay for circuits with feedback
2020/7/4
VLSI Test: Lecture 7
5
1.2 Fault Simulation Scenario (continued)
Test vectors
Fault-free circuit
Comparator
Circuit with fault f1 Circuit with fault f2
Comparator
Circuit with fault fn
Comparator
2020/7/4
VLSI Test: Lecture 7
➢Equivalence fault collapsing of single stuck-at
faults
➢Fault-dropping -- a fault once detected is dropped
from consideration as more vectors are simulated; fault-dropping may be suppressed for diagnosis
2020/7/4
VLSI Test: Lecture 7
8
2.1 Serial Algorithm (Cont.) 串行算法(续)
Disadvantage:
➢Much repeated computation; ➢CPU time prohibitive for VLSI circuits
Alternative: Simulate many faults together
Lecture 7 Fault Simulation 第七讲:故障模拟
2020/7/4
VLSI Test: Lecture 7
1
1.1 Fault simulator in a VLSI Design Process
VLSI设计过程中的故障模拟器
Verified design netlist
Verification input stimuliBiblioteka Fault simulator
Test vectors
Modeled Remove fault list tested faults
Test
Delete
compactor vectors
Fault Low
coverage ?
Adequate
Stop
Test generator
Add vectors
2020/7/4
➢Modify netlist by injecting one fault ➢Simulate modified netlist, vector by vector, comparing
responses with saved responses
➢If response differs, report fault detection and suspend
VLSI Test: Lecture 7
4
1.2 Fault Simulation Scenario 故障模拟假定
Circuit model: mixed-level
➢Mostly logic with some switch-level for high-impedance
(Z) and bidirectional signals
➢High-level models (memory, etc.) with pin faults
Signal states: logic
➢Two (0, 1) or three (0, 1, X) states for purely Boolean
logic circuits
➢Four states (0, 1, X, Z) for sequential MOS circuits
故障模拟假定(续)
Faults:
➢Mostly single stuck-at faults ➢Sometimes stuck-open, transition, and path-delay
faults; analog circuit fault simulators are not yet in common use
simulation of remaining vectors
Advantages:
➢Easy to implement; needs only a true-value simulator,
less memory
➢Most faults, including analog faults, can be simulated
f1 detected? f2 detected? fn detected?
9
2.2 Parallel Fault Simulation 并行故障模拟
Compiled-code method; best with two-states (0,1) Exploits inherent bit-parallelism of logic operations
➢Fault sampling -- a random sample of faults is
simulated when the circuit is large
2020/7/4
VLSI Test: Lecture 7
6
2 Fault Simulation Algorithms 故障模拟算法
Serial / 串行算法 Parallel / 并行算法 Deductive / 演绎算法 Concurrent / 并发算法 Differential / 差分算法
2020/7/4
VLSI Test: Lecture 7
7
2.1 Serial Algorithm 串行算法
Algorithm: Simulate fault-free circuit and save responses. Repeat following steps for each fault in the fault list: