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Hintergrund der Technik
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pinelektronik, die zur
Verwendung in einer automatischen Testausrüstung zum Testen integrierter
Schaltungen angepasst ist.
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Eine
automatische Testausrüstung
(ATE; automatic test equipment) wird zum Testen elektronischer Komponenten
verwendet, wie z. B. integrierter Schaltungen (ICs; integrated circuits).
Eine IC-ATE weist üblicherweise
mehrere Kanäle
auf, die entsprechenden Pins (Stiften) eines zu testenden Bauelements
(Testobjekts) (DUT; device under test) zugeordnet sind. Ein Kanal
umfasst eine Pinelektronik zum Erzeugen und Messen von Signalen
an dem zugeordneten Pin des DUT. Für die Signalerzeugung weist
jede Pinelektronik eine Treiberschaltung auf, die in der Lage ist,
einen digitalen Datenstrom zu erzeugen, wie durch einen Testprozessor
bestimmt wird, der mit der Pinelektronik verbunden ist. Mehrere Kanäle sind üblicherweise
in einem so genannten Kanalmodul kombiniert, das an einer Wärmesenke befestigt
sein kann oder durch Luft gekühlt
sein kann, um die Wärme
aufgrund des Leistungsverbrauchs weg zu transportieren. Jedes Kanalmodul
ist über eine
Schnittstellenschaltung angeschlossen, um eine Kommunikation zwischen
einem oder mehreren Testprozessoren und einem Computer zu ermöglichen, der
die ATE steuert.
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Zum
Ausführen
verschiedener Messungen von Parametern des DUT, wie z. B. des Eingangsleckstroms
eines Eingangspins des DUT, kann die ATE ferner eine oder mehrere
Parametermesseinheiten (PMU; parametric measurement units) aufweisen.
Während
einer parametrischen Messung ist die Pinelektronik in einen Mess-
oder PMU-Modus geschaltet. In dem PMU-Modus ist die Treiberschaltung der Pinelektronik
deaktiviert und von dem Testeingangspin des DUT abgetrennt. Dann wird
die PMU eingeschaltet und mit dem Testeingangspin verbunden, um
eine konstante Spannung an demselben einzustellen oder zum Treiben
eines konstanten Stroms. Die PMU misst den Strom, der in den Testeingangspin
fließt,
der durch die konstante Spannung getrieben wird, oder die Spannung
an dem Eingangspin, die durch den konstanten Strom erzeugt wird.
Der gemessene Strom bzw. die Spannung ist ein Parameter für das Eingangslecken
oder die Spannungsstabilität des
Testeingangspins. Parametrische Messungen erfordern einen hohen
Grad an Genauigkeit der Spannung oder des Stroms an einem Eingangspin des
DUT. Daher wird jede PMU durch eine elektrische Leistungsversorgung
beliefert, die von der Leistungsversorgung für die Treiberschaltung getrennt ist,
zum Erzeugen im Wesentlichen konstanter Spannungen und Ströme.
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Die
US-A-5,059,889 offenbart
eine parametrische Messeinheit und eine Vorrichtungsleistungsversorgung
für Halbleitertestsysteme
zum Liefern programmierter Spannungen zu einem Testobjekt für ein Strombereichsschalten,
ohne die Ausgangsspannung der Vorrichtungsleistungsversorgung zu
beeinträchtigen.
Die Vorrichtungsleistungsversorgung umfasst eine Spannungsrückkopplungsschaltung
mit geschlossener Schleife, eine Stromrückkopplungsschleife mit geschlossener
Schleife und Schaltstrombereichschalter zum Einstellen eines Strombereichs basierend
auf einem Maximalstrom des Testobjekts.
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Die
US-A-5,773,990 offenbart
eine Leistungsversorgungsschaltung zum Testen integrierter Schaltungen.
Die Leistungsversorgungsschaltung umfasst einen Operationsverstärker, der
mit einem Eingangsanschluss gekoppelt ist und konfiguriert ist, um
einen Strom ansprechend auf ein Rückkopplungssignal zu erzeugen,
einen Nebenschlusswiderstand, der mit dem Operationsverstärker gekoppelt ist,
eine Diode, die parallel zu dem Nebenschlusswiderstand geschaltet
ist und einen Stromsensor, der in Reihe mit dem Nebenschlusswiderstand
gekoppelt ist.
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Die
US-A-6,750,797 offenbart
eine programmierbare Präzisionsstromsteuerungsvorrichtung,
die einen Digital-zu-Analog-Wandler,
eine Referenzquelle, die die mit dem Digital-Analog-Wandler gekoppelt ist, eine Widerstandslast,
die mit dem Ausgang des Digital-zu-Analog-Wandlers gekoppelt ist,
und eine Erfassungsvorrichtung, die mit dem Ausgang und mit einem
zweiten Anschluss des Digital-zu-Analog-Wandlers gekoppelt ist.
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Die
JP-A-2003185716 offenbart
eine Halbleitertestvorrichtung, die eine Schaltung zum Steuern der
Spannung, die zu einem Testobjekt geliefert wird, oder des Stroms,
der zu dem Testobjekt geliefert wird, umfasst, um eine Beschädigung durch
eine Überspannung
oder einen Überstrom
zu verhindern.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Pinelektronik
zu schaffen, die zur Verwendung in einer automatischen Testausrüstung zum
Testen integrierter Schaltungen angepasst ist. Diese Aufgabe wird
durch den unabhängigen
Anspruch gelöst.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden
durch die abhängigen
Ansprüche
gezeigt.
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Eine
grundlegende Idee der Erfindung ist es, eine im Wesentlichen konstante
Spannung oder einen Strom an einem Eingangspin eines DUT durch Verwenden
einer Rückkopplungsschaltung
und einer Treiberschaltung einer Pinelektronik zu erzwingen. Die
Rückkopplungsschaltung
liefert eine Spannung, die durch die Treiberschaltung verstärkt wird
und dann zu dem Eingangspin des DUT zugeführt wird. Im Gegensatz zu einer
Spannung, die durch eine PMU erzeugt wird, ist keine separate Leistungsversorgung
erforderlich. Daher kann der maximale Leistungsverbrauch der Pinelektronik
reduziert und auf einem niedrigen Pegel gehalten werden.
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Somit
bleiben Leistungsabweichungen niedrig, was die Temperaturstabilität erhöht. Dies
kann zu einer besseren Messgenauigkeit führen.
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Gemäß Ausführungsbeispielen
der Erfindung wird eine Pinelektronik geschaffen, die zur Verwendung
in einer automatischen Testausrüstung – ATE – zum Testen
integrierter Schaltungen – ICs – angepasst
ist, die folgende Merkmale aufweist: eine Treiberschaltung mit einem
Eingang zum Empfangen eines Eingangssignals von einer Datenquelle
und mit einem Ausgang, der mit einem Eingangspin eines zu testenden
Bauelements – DUT – verbunden
ist, eine Rückkopplungsschaltung
mit zumindest einem Eingang, der eine Eingangsspannung oder einen
Strom an dem Eingangspin des DUT empfängt, und einem Ausgang, wobei
die Rückkopplungsschaltung
angepasst ist, um eine Spannung zu liefern, um eine im Wesentlichen
konstante Spannung oder einen Strom an dem Eingangspin des DUT zu
erzwingen, und eine Schalteinrichtung zum alternativen Verbinden des
Eingangs der Treiberschaltung mit der Datenquelle oder dem Ausgang
der Rückkopplungsschaltung.
Zum Beispiel kann die Schalteinrichtung durch Transistoren implementiert
sein, z. B. MOS-FETs oder Bipolartransistoren, um die Zuverlässigkeit
der Pinelektronik (Stiftelektronik) zu verbessern und eine Implementierung
als integrierte Schaltung zu ermöglichen.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
weist die Treiberschaltung einen ersten Eingang zum Empfangen einer
ersten Spannung V1, einen zweiten Eingang zum Empfangen einer zweiten
Spannung V2 und einen Dateneingang zum Empfangen eines digitalen
Datenstroms von einem Prozessor auf, zum Umschalten des Ausgangs
der Treiberschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Eingang.
Die Schalteinrichtung kann alternativ entweder den ersten oder zweiten
Eingang der Treiberschaltung mit der ersten oder zweiten Spannung
V1 bzw. V2 oder mit dem Ausgang der Rückkopplungsschaltung verbinden.
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Die
Rückkopplungsschaltung
kann angepasst sein, um entweder in einem Zwangsspannungsmodus,
in dem die Rückkopplungsschaltung die
Spannung an dem Eingangspin des DUT auf eine im Wesentlichen konstante
Spannung regelt, zum Messen eines Eingangsstroms in den Eingangspin des
DUT, oder in einem Zwangsstrommodus zu arbeiten, in dem die Rückkopplungsschaltung
den Strom, der in den Eingangspin des DUT fließt, auf einen im Wesentlichen
konstanten Strom regelt, zum Messen einer Spannung an dem Eingangspin
des DUT.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist
die Rückkopplungsschaltung
eine zweite Schalteinrichtung und eine Reglerschaltung auf, deren
Ausgang mit dem Ausgang der Rückkopplungsschaltung
verbunden ist und deren Eingang entweder mit einem ersten Steuereingang
oder einem zweiten Steuereingang der Rückkopplungsschaltung durch
die zweite Schalteinrichtung verbunden sein kann. Die Reglerschaltung
ermöglicht,
die Ausgangsspannung der Rückkopplungsschaltung
im Wesentlichen konstant zu halten.
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Genauer
gesagt kann die Reglerschaltung einen ersten Verstärker zum
Vergleichen einer Spannung, die über
die zweite Schalteinrichtung empfangen wird, entweder von dem ersten
oder zweiten Steuereingang, mit einer vordefinierten Spannung VSET
und Erzeugen einer Steuerspannung oder eines -Stroms an dem Ausgang
der Rückkopplungsschaltung
aufweisen.
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Wenn
die Rückkopplungsschaltung
in dem Zwangsstromodus betrieben wird, kann die Reglerschaltung
programmierbar sein, um eine maximale und minimale Ausgangsspannung
der Rückkopplungsschaltung
in Bezug auf eine Spannung an dem Eingangspin des DUT einzustellen,
um den Ausgangsspannungsbereich der Rückkopplungsschaltung einzuschränken. Somit
kann die Rückkopplungsschaltung
an DUTs mit unterschiedlichen Eingangsspannungsanforderungen angepasst
sein.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann
ein Widerstand zwischen den Ausgang der Treiberschaltung und den
Eingangspin des DUT geschaltet sein, und ein zweiter Verstärker zum
Verstärken
des Spannungsabfalls über
den Widerstand kann vorgesehen sein; der Ausgang des zweiten Verstärkers ist
mit dem ersten Steuereingang der Rückkopplungsschaltung verbunden.
Der Widerstand bildet den Strom, der in den Eingangspin des DUT fließt, in eine
Spannung ab, die verstärkt
wird und als Eingangsspannung für
die Reglerschaltung der Rückkopplungsschaltung
verwendet werden kann, um den Strom auf einem im Wesentlichen konstanten Wert
zu halten.
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Die
Rückkopplungsschaltung
kann zumindest zwei Ausgangsstrombereiche aufweisen, und die Treiberschaltung
wird als ein Puffer für
die Rückkopplungsschaltung
in dem Bereich mit dem höchsten
Ausgangsstrom verwendet.
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Die
Erfindung bezieht sich gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel
auf eine Kanalplatine, die zur Verwendung in einer automatischen
Testausrüstung – ATE – zum Testen
integrierter Schaltungen – ICs – angepasst
ist, die für
zumindest einen Kanal eine Pinelektronik für jedes der Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung
aufweist.
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Die
Erfindung bezieht sich gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel
auf eine automatisierte Testausrüstung – ATE – mit einer
Mehrzahl von Kanälen,
die jeweiligen Pins eines Testobjekts – DUT – zugeordnet sind, wobei jeder
Kanal eine Pinelektronik von einem der Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung
umfasst.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, ein Verfahren zum Durchführen einer Parametermessung
an einem Eingangspin (Eingangsstift) eines zu testenden Bauelements – DUT – mit einer Pinelektronik,
die zur Verwendung in einer automatischen Testausrüstung – ATE – die integrierte
Schaltungen – ICs – testet,
angepasst ist, die folgende Merkmale aufweist: eine Treiberschaltung
mit einem Eingang zum Empfangen eines Eingangssignals von einer
Datenquelle und mit einem Ausgang, der mit einem Eingangspin eines
zu testenden Bauelements – DUT – verbunden
ist, eine Rückkopplungsschaltung mit
zumindest einem Eingang, der eine Eingangsspannung oder einen Strom
an dem Eingangspin des DUT empfängt,
und einem Ausgang, wobei die Rückkopplungsschaltung
angepasst ist, um eine Spannung zu liefern, um eine im Wesentlichen
konstante Spannung oder einen Strom an dem Eingangspin des DUT zu
erzwingen, und eine Schalteinrichtung zum alternativen Verbinden
des Eingangs der Treiberschaltung mit der Datenquelle oder dem Ausgang der
Rückkopplungsschaltung,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Verbinden des
Eingangs der Treiberschaltung mit dem Ausgang der Rückkopplungsschaltung
zum Empfangen der durch die Rückkopplungsschaltung
bereitgestellten Spannung, Verbinden des Ausgangs der Treiberschaltung mit
dem Eingangsstift des DUT zum Erzwingen einer Spannung oder eines
Stroms an dem Eingangspin des DUT, und Messen der Spannung an dem
Eingangspin des DUT oder des Stroms, der in den Eingangspin des
DUT fließt.
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Das
Ausführungsbeispiel
des Verfahrens kann ferner den Schritt des Empfangens der Spannung
an dem Eingangspin des DUT oder des Stroms, der in den Eingangspin
des DUT fließt,
durch die Rückkopplungsschaltung,
und des Regelns der Ausgangsspannung der Rückkopplungsschaltung abhängig von
der empfangenen Spannung an dem Eingangspin des DUT oder dem empfangenen
Strom, der in den Eingangspin des DUT fließt, aufweisen, um eine im Wesentlichen
konstante Spannung an dem Eingangspin des DUT oder einen im Wesentlichen
konstanten Strom, der in den Eingangspin des DUT fließt, zu erzwingen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung können teilweise
oder vollständig
durch ein oder mehrere geeignete Softwareprogramme verkörpert oder
gestützt sein,
die auf einer beliebigen Art eines Datenträgers gespeichert oder anderweitig durch
einen solchen bereitgestellt sein können, und die in einer oder
durch eine geeignete Datenverarbeitungseinheit ausgeführt werden
können.
Software-Programme oder -Routinen werden vorzugsweise an einen Computer angewendet,
der die Pinelektronik gemäß Ausführungsbeispielen
der Erfindung steuert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Andere
Ziele und viele der dazu gehörigen Vorteile
der Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind ohne weiteres ersichtlich und werden besser
verständlich
durch Bezugnahme auf die nachfolgende, detailliertere Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnung(en). Merkmale, die
im Wesentlichen oder funktional gleich oder ähnlich sind, werden durch die gleichen
(das gleiche) Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Pinelektronik gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei die Pinelektronik in einem Hochgeschwindigkeitstestmodus
betrieben wird;
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2 zeigt
die Pinelektronik aus 1, wie sie in einem Zwangsspannungsmodus
betrieben wird;
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3 zeigt
die Pinelektronik aus 1, wie sie in einem Zwangsstrommodus
betrieben wird; und
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer ATE gemäß der vorliegenden
Erfindung, die ein Ausführungsbeispiel
der Pinelektronik gemäß der Erfindung
aufweist.
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1 zeigt
die Schaltungsanordnung einer Pinelektronik 10, die eine
Treiberschaltung 12 mit einem ersten, zweiten, dritten
Eingang 14, 16 bzw. 18 und einem Ausgang 24 auf weist.
Die Treiberschaltung 12 ist eine Art Puffer zum Isolieren
ihrer Eingangsseite von ihrer Ausgangsseite, um eine unerwünschte Wechselwirkung
zwischen den zwei Seiten zu verhindern. Sie ist angepasst, um eine
Last zu treiben, wie z. B. einen Eingangspin 20 eines DUT 22, wie
in 1 gezeigt ist. Genauer gesagt verstärkt die Treiberschaltung 12 Signale
an ihren Eingängen.
Um für
eine Anwendung in einer ATE-Umgebung geeignet zu sein, weist die
Treiberschaltung 12 einen Ausgangs-Spannungs- und -Strom-Bereich
auf, der zum Stimulieren der Eingangspins unterschiedlicher DUTs
und zum Umgang mit den unterschiedlichen Eingangscharakteristika
erforderlich ist. Die Treiberschaltung kann insbesondere eine hohe
Ausgangsstromfähigkeit
aufweisen, um in der Lage zu sein, Hochgeschwindigkeitssignale auf
gesteuerten Impedanzübertragungsleitungen
mit einer 50-Ohm-Charakteristikimpedanz
zu treiben. Deshalb kann die Treiberschaltung 12 ferner
als ein Puffer für
eine Ausgangs-Spannung
oder einen -Strom verwendet werden, die/der zum Ausführen von
Parametermessungen von Eingangspins eines DUT verwendet wird, wie
nachfolgend detailliert beschrieben wird. In 1 wird der
Schalter der Treiberschaltung 12 als ein Pufferschalter
verstanden, d. h. ein Schalter zum Verbinden von jedem einzelnen
der Eingänge 16 und 18 mit dem
Ausgang 24 unter der Steuerung eines Signals an dem Eingangspin 14,
und zum Puffern der Eingangssignale an den Eingangspins 16 und 18,
um den Ausgang 24 von den Eingängen 16 und 18 zu isolieren.
Zum Beispiel wird eine Spannungsquelle mit einer schwachen Stromansteuerungsfähigkeit
in eine Spannungsquelle mit einer starken Stromansteuerungsfähigkeit
durch die Treiberschaltung 12 umgewandelt. Somit ist es
möglich,
Parametermessungen von Eingangspins eines DUT mit einer PMU auszuführen, die
nicht in der Lage ist, einen hohen Ausgangsstrom zu treiben, und
eine konstante Ausgangsspannung an einem Eingangspin mit niedriger Impedanz
eines DUT zu erzeugen.
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Der
zweite Eingang 16 kann durch die erste Schalteinrichtung 28 mit
einer ersten Spannungsquelle verbunden sein, die einen ersten Spannungspegel
V1 erzeugt. Der dritte Eingang 18 ist mit einer zweiten
Spannungsquelle 48 verbunden, die einen zweiten Spannungspegel
V2 erzeugt, der größer ist als
der erste Spannungspegel V1. Beide Spannungspegel V1 und V2 stellen
Spannungspegel dar, die unterschiedliche Pegel eines Stimulationssignals
für den
Eingangspin 20 des DUT 22 darstellen.
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Der
erste Eingang 14 kann durch die dritte Schalteinrichtung 29 entweder
mit einem digitalen Signal, z. B. einem Datenstrom, der von einem
Testprozessor empfangen wird und ein Stimulationsmuster zum Stimulieren
des Eingangspins 20 des DUT 22 darstellt, oder
mit einer dritten Spannungsquelle 50, die einem Schaltsignal
zum Umschalten des Schalters der Treiberschaltung 12 entspricht,
verbunden sein, so dass der zweite Eingang 16 mit dem Ausgang 24 verbunden
ist, um jegliches Signal an dem zweiten Eingang 16 zu dem
Ausgang 24 zu leiten.
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Der
zweite Eingang 16 kann durch die erste Schalteinrichtung 28 mit
einem Ausgang 30 einer Rückkopplungsschaltung 26 verbunden
sein, die in der Pinelektronik 10 enthalten ist. Es sollte
darauf hingewiesen werden, dass anstatt des zweiten Eingangs 16 auch
der erste Eingang 18 durch die erste Schalteinrichtung 28 mit
dem Ausgang 30 der Rückkopplungsschaltung 26 verbunden
sein kann. Somit ist es nicht verbindlich, den Ausgang 30 der
Rückkopplungsschaltung 26 mit
dem Niedrigpegeleingang der Treiberschaltung 12 zu verbinden.
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Die
Rückkopplungsschaltung 26 weist
eine Reglerschaltung 32 auf, die einen ersten Verstärker 38 und
eine vierte Spannungsquelle 52 enthält, die einen vordefinierten
Spannungspegel VSET erzeugt und mit dem positiven Eingang des ersten
Verstärkers 38 zum
Regeln der Spannung oder des Stroms an dem Ausgang 30 der
Rückkopplungsschaltung 26 verbunden
ist. Der Spannungspegel VSET definiert eine Spannung (in einem Zwangsspannungsmodus, siehe
nachfolgende Beschreibung) oder einen Strom (in einem Zwangsstrommodus,
siehe folgende Beschreibung), die durch die Rückkopplungsschaltung 26 erzwungen
werden. Der negative Eingang des ersten Verstärkers 38 kann durch
die zweite Schalteinrichtung 42 entweder mit einem ersten
Steuereingang 34 oder einem zweiten Steuereingang 40 der Rückkopplungsschaltung 26 verbunden
sein. Der erste Steuereingang 34 ist mit dem Ausgang eines zweiten
Verstärkers 44 verbunden,
der auch Teil einer PMU sein kann, und der einen Spannungsabfall über einen
Widerstand 36 verstärkt,
der zwischen den Ausgang 24 der Treiberschaltung 12 und
den Eingangspin 20 des DUT 22 geschaltet ist.
Der zweite Steuereingang 40 ist direkt mit dem Eingangspin 20 des
DUT 22 verbunden. Die zweite Schalteinrichtung 42 ist
angepasst, um in einer ersten Position den zweiten Steuereingang 40 mit
dem negativen Eingang des ersten Verstärkers 38 zu verbinden
und den ersten Steuereingang 34 mit einem Messausgang 31 der
Rückkopplungsschaltung 26 zu
verbinden, der mit einer Ausrüstung
zum Messen einer Spannung (nicht gezeigt) an dem Ausgang 31 verbindbar
ist. Die gemessene Spannung ist entweder die Spannung an dem Eingangspin 20 des
DUT 22 oder der verstärkte
Spannungsabfall über
den Widerstand 36. In dem letzteren Fall entspricht die
Messspannung an dem Ausgang 31 einem Strom, der in den
Eingangspin 20 des DUT 22 fließt. In einer zweiten Schaltposition
verbindet die zweite Schalteinrichtung 42 den zweiten Steuereingang 40 mit
dem Messausgang 31 und den ersten Steuereingang 34 mit
dem negativen Eingang des ersten Verstärkers 38.
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Nachfolgend
wird die Funktionalität
der Pinelektronik 10 aus 1 detailliert
beschrieben.
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Die
Pinelektronik 10 kann in drei unterschiedlichen Modi betrieben
werden. In einem ersten oder Hochgeschwindigkeitsmodus empfängt die Pinelektronik 10 ein
Eingangssignal in der Form eines Datenstroms von einem Testprozessor
(in 1 nicht gezeigt) zum Stimulieren des Eingangspins 20 eines
DUT 22. Dies ist der Testmodus, in dem ein digitaler Eingangspin
des DUT 22 durch ein bestimmtes Muster stimuliert wird,
das durch den Testprozessor erzeugt wird. In diesem Modus werden
Werte, die an bestimmten Ausgangs- oder Eingangs-/Ausgangs-Pins
des DUT 22 empfangen werden, durch die ATE mit erwarteten
Werten verglichen, um das DUT 22 im Hinblick auf ein korrektes
funktionales Verhalten zu testen. In dem Hochgeschwindigkeits- oder
Testmodus ist die Rückkopplungsschaltung 26 inaktiv
und daher verbindet die erste Schalteinrichtung 28 den
zweiten Eingang 16 der Treiberschaltung 12 mit
der ersten Spannungsquelle. Ferner ist der erste Eingang 14 der
Treiberschaltung 12 durch die dritte Schalteinrichtung 29 mit
dem Stimulisignal bzw. Datenstrom von dem Testprozessor verbunden.
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In
einem zweiten Modus, genannt der Zwangsspannungsmodus, der in 2 gezeigt
ist, wird die Treiberschaltung 12 als Spannungspuffer für die Rückkopplungsschaltung 26 verwendet.
Dieser Modus ist ein Messmodus, in dem die Rückkopplungsschaltung 26 aktiv
ist. Die erste Schalteinrichtung 28 verbindet den Ausgang 30 der
PMU 26 mit dem zweiten Eingang 16 der Treiberschaltung 12. Der
erste Eingang 14 der Treiberschaltung 12 ist durch
die dritte Schalteinrichtung 29 mit der dritten Spannungsquelle 50 verbunden,
so dass die Treiberschaltung 12 die Spannung an dem zweiten
Eingang 16 puffert. Somit wird die Spannung an dem Ausgang 30 der
Rückkopplungsschaltung 26 zu
dem Eingangspin 20 der DUT 22 gepuffert. Über den
zweiten Steuereingang 40 und die zweite Schalteinrichtung 42 wird
die Spannung an dem Eingangspin 20 des DUT 22 zu
dem negativen Eingang des ersten Verstärkers 38 geführt, der
eine Rückkopplung
implementiert, um die Spannung an dem Eingangspin 20 des
DUT 22 auf einem annähernd
konstanten Wert zu halten. Die Spannung an dem Ausgang 30 der
Rückkopplungsschaltung 26 hängt von
dem Spannungsabfall über den
Widerstand 36 ab. Die Rückkopplungsschaltung, die
in diesem Modus implementiert ist, wird in 2 durch
die fette Linie betont. In diesem Modus zwingt die Reglerschaltung 32 die
Spannung an dem Eingangspin 20 des DUT 22 auf
eine im Wesentlichen konstante Span nung. Dies ermöglicht Messungen des
Eingangsstroms, insbesondere des Eingangsleckstroms in den Eingangpin 20 des
DUT 22. Dieser Eingangsstrom erzeugt einen Spannungsabfall über den
Widerstand 36. Der Spannungsabfall wird durch den zweiten
Verstärker 44 verstärkt und über die zweite
Schalteinrichtung 42 zu dem Messausgang 31 der
Rückkopplungsschaltung 26 zugeführt.
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Der
dritte Modus, der der Zwangsstrommodus der Pinelektronik 10 genannt
wird, wird nun Bezug nehmend auf 3 beschrieben.
Auch dieser Modus ist ein Messmodus, in dem die Rückkopplungsschaltung 26 aktiv
ist. In diesem Modus wird die zweite Schalteinrichtung 42 umgeschaltet,
im Gegensatz zu den Modi, die in 1 und 2 gezeigt sind,
so dass die Spannung an dem Ausgang des zweiten Verstärkers 44 zu
dem negativen Eingang des ersten Verstärkers 38 zugeführt wird,
was die Rückkopplungsschaltung 26 zwingt,
einen im Wesentlichen konstanten Strom zu erzeugen, der durch den
Widerstand 36 in den Eingangspin 20 des DUT 22 fließt. Wieder
betont die fette Linie die implementierte Rückkopplungsschleife. In diesem
Modus kann die Spannung an dem Eingangspin 20 des DUT 22 gemessen
werden. Daher wird die Spannung an dem Eingangspin 20 über die
zweite Schalteinrichtung 42 zu dem Messausgang 31 der
Rückkopplungsschaltung 26 zugeführt.
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Es
sollte darauf hingewiesen werden, dass in beiden Messmodi die Rückkopplungsschaltung
mehrere unterschiedliche Ausgangsstrombereiche aufweisen kann. Vorzugsweise
wird die Treiberschaltung 12 als ein Puffer in dem Bereich
der Rückkopplungsschaltung
mit dem höchsten
Ausgangsstrom verwendet. Dementsprechend ist der Leistungsverbrauch
der Rückkopplungsschaltung 26 niedriger
als ohne eine Verwendung der Treiberschaltung 12 als Puffer.
Genauer gesagt benötigt
die Rückkopplungsschaltung 26 keine
Ausgangstreiber, die in der Lage sind, hohe Ströme zu treiben, wie es für Parametermessungen
in dem höchsten
Strombereich erforderlich ist. Ferner kann durch Implementieren
einer Rück kopplung
in beiden Messmodi, der Leistungsverbrauch und die Leistungsabweichung,
die Temperaturschwankungen der Rückkopplungsschaltung verursachen,
wesentlich reduziert werden, durch Verwenden der Treiberschaltung
der Pinelektronik als Puffer in dem höchsten Ausgangsstrombereich. Dies
ermöglicht
eine Implementierung der Pinelektronik 10 oder zumindest
von Teilen derselben in einer integrierten Schaltung.
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4 zeigt
eine ATE mit mehreren Kanälen 104 zum
Testen mehrerer Pins 20 eines DUT 22. Die ATE 102 weist
eine oder mehrere Kanalplatinen 100 auf, die eine Mehrzahl
von Pinelektroniken 10 enthalten. Zum Beispiel kann die
Kanalplatine 64 digitale ATE-Kanäle aufweisen, die in acht Kanalmodule
partitioniert sind. Vier der Kanalmodule sind an jeder der zwei
gegenüberliegenden
Oberflächen
einer Wärmesenke
befestigt, um die Pinelektroniken effizient zu kühlen. Jedes Kanalmodul kann
eine Verbindung zu einem Schnittstellenmodul aufweisen, die die
Kommunikation zwischen Testprozessoren ermöglicht, die Teil der Kanalplatine
und des Computers sind, der die ATE steuert. Ein Relaismodul an
dem gegenüberliegenden
Ende des Kanalmoduls leitet Pipelines der ATE zu einer Kabelanordnung,
die in Federkontakten für
die DUT-Platine enden.
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Wie
in 4 gezeigt ist, ist eine Pinelektronik 10 für jeden
Pin 20 des DUT 22 vorgesehen, der getestet werden
soll. Die Pinelektronik 10 der Kanalplatine 100 empfängt Stimuli-
und Steuersignale über Kanalschnittstellen
von Testprozessoren, die durch eine Steuerung 108 gesteuert
werden, die eine Arbeitsstation sein kann, die Daten zu den Testprozessoren
sendet und Daten von denselben empfängt, über eine Schnittstellenkarte 106, die
die Steuerung 108 über
eine Verkabelung 104 mit der Pinelektronik 10 verbindet.
Die Steuerung 108 ist eine zentrale Datenverarbeitungseinheit
der ATE 102, die schnittstellenmäßig mit den Testprozessoren
verbunden ist, die die Erzeugung von Stimuli und Steuersignalen
steuern. Die Steuerung 108 kann durch eine GUI (graphische
Benutzerschnittstelle; graphical user interface) gesteuert werden,
die auf einer Anzeige 110 angezeigt ist, die mit der ATE 102 verbunden
ist.
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Die
Steuerung 108 enthält
ferner eine Software, die zum Steuern der unterschiedlichen Modi der
Pinelektronik 10 angepasst ist und oben beschrieben ist.
Genauer gesagt kann die Steuerung 108 durch die Software
programmiert sein, um Testsequenzen auszuführen, wie z. B. Schalten der
Pinelektronik 10 in dem Testmodus, Stimulieren der Eingangspins 20 des
DUT 22 und Empfangen der Signale an den Ausgangspins des
DUT 22, Vergleichen der empfangenen Signale mit erwarteten
Werten, um im Hinblick auf eine korrekte Funktionalität des DUT 22 zu
testen. Ferner kann der Testcomputer 108 die Pinelektronik 10 in
die Messmodi schalten, die oben beschrieben sind, und Parametermessungen
des DUT 22 ausführen.