MOS集成電路的檢測(cè)注意事項(xiàng)
(1)MOS集成電路檢測(cè)的一般注意事項(xiàng)以往在購(gòu)進(jìn)晶體管，二極管等元件時(shí)，要判斷這些元件是否能用于相應(yīng)的電路。同樣,集成電路出現(xiàn)后，則應(yīng)判斷是否能用這些集成電路構(gòu)成系統(tǒng)。因此，作為購(gòu)物基準(zhǔn)的檢測(cè)規(guī)格，與分立元件的情形相比要重要得多。
MOS集成電路檢測(cè)，使用集成電路的周圍條件，例如電源電壓、環(huán)境溫度、負(fù)載條件等是變化的。這些條件之一或?qū)⑦@些條件組合起來(lái)處于最壞的狀態(tài)，稱為最壞條件。
圖3.146以電源電壓為例，給出最壞條件。對(duì)標(biāo)稱電壓為-24V的數(shù)字集成電路而言,當(dāng)電源電壓高于標(biāo)稱電壓+10%達(dá)到-26.4V以上時(shí)，導(dǎo)通電壓要降低;當(dāng)?shù)陀跇?biāo)稱電壓-10%降至21.6V以下時(shí)，截止電壓要降低。這兩種狀態(tài)都不能驅(qū)動(dòng)次級(jí)，于是集成電路的工作停止。
當(dāng)電源電壓在-30V以上時(shí)，將超過(guò)漏-襯底P-N結(jié)的耐壓;電源為+0.3V以上的正電壓時(shí)，P-N結(jié)處于正向，流過(guò)過(guò)量的正向電流。這兩種情形均會(huì)使集成電路受到破壞。最好在將壽命終止點(diǎn)也考慮進(jìn)去的最壞條件下進(jìn)行檢測(cè)，但一般多在初始值的最壞條件下進(jìn)行檢測(cè)。
檢測(cè)MOS數(shù)字集成電路時(shí)所用的主要術(shù)語(yǔ)如下。
真值表
數(shù)字集成電路用1和0表示脈沖信號(hào)的有無(wú)。用1和0兩個(gè)數(shù)字表示輸入和輸出之間的關(guān)系叫做真值表。（參見(jiàn)表3.22）
邏輯電平
一般用高電平為“1”，低電平為“0”的電壓表示的邏輯，稱為正邏輯;“ 1”和“0”對(duì)調(diào)一下的邏輯稱為負(fù)邏輯。
邏輯擺幅
是“1”和“0”電平間的擺幅。MOS集成電路的擺幅很大。
閾值
對(duì)應(yīng)于邏輯擺幅為10%和90%的點(diǎn)的輸入電壓，分別稱為“1”和“0”閾值。
過(guò)渡幅度
閾值 “0”和“1”的幅度電壓。簡(jiǎn)易噪聲容限即使在前級(jí)的輸出與次級(jí)的輸入之間因某些原因加進(jìn)噪聲，仍然能完全驅(qū)動(dòng)次級(jí)輸入的范圍，稱為噪聲容限。闞值與典型值之差稱為簡(jiǎn)易噪聲容限。MOS集成電路的噪聲容限很大。圖3.147中給出“ 與”門(mén)電路HD3106P的電壓傳輸特性。
扇出
是指可能與集成電路的輸出端連接的外部集成電路數(shù)目。MOS集成電路不受直流的限制，但由于后續(xù)集成電路的輸入電容的關(guān)系，驅(qū)動(dòng)集成電路的負(fù)載電容增加，開(kāi)關(guān)速度,于是受到這方面的制約。
脈沖特性
圖3.148給出脈沖寬度、邏輯電平、上升時(shí)間、下降時(shí)間、上升延時(shí)、下降延時(shí)等的定義。
檢測(cè)MOS集成電路時(shí)，除測(cè)量端點(diǎn)外，必須接地或加一定的負(fù)偏壓，不得開(kāi)路。必須對(duì)全部端點(diǎn)進(jìn)行直流測(cè)量，并且進(jìn)行功能試驗(yàn)和檢查其動(dòng)態(tài)特性。
(2)MOS集成電路的檢測(cè)
關(guān)于MOS集成電路的測(cè)量方法，門(mén)電路以HD3106P為例、程序電路以HD3101為例進(jìn)行說(shuō)明。表3.23給出電特性和電路功能。
直流特性( HD3106P )
全部端點(diǎn)的耐壓:測(cè)量耐壓的額定值。為防止測(cè)量時(shí)元件受到破壞，應(yīng)如圖3.149所示，加額定電壓( -30V )測(cè)量漏泄電流。要對(duì)全部端點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量電源端和輸入端時(shí)，其它端點(diǎn)要接地。測(cè)量輸出端時(shí)，在一個(gè)柵上加一14V電壓，使輸出截止而測(cè)量其耐壓。除測(cè)量端點(diǎn)外，其它端點(diǎn)絕對(duì)不得開(kāi)路。全部端點(diǎn)漏泄電流:全部端點(diǎn)加最壞條件的電源電壓，測(cè)量其漏泄電流。
傳輸特性:在電源電壓、輸入電平、環(huán)境溫度、負(fù)載條件等的最壞條件的組合情況下，保證有足夠的輸出電平(參見(jiàn)圖3.150)。
功耗:全部輸入端完全處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，測(cè)量由電源流入的電流。
開(kāi)關(guān)特性(HD3106P)
輸入電容:是在零偏壓下測(cè)得的柵輸入電容。前級(jí)的扇出與輸入電容有關(guān)，受輸入電容的制約。
傳輸延時(shí):負(fù)載電阻和負(fù)載電容對(duì)其有顯著影響。若負(fù)載電阻和負(fù)載電容增加，負(fù)載的充電時(shí)間就加長(zhǎng)，使上升延時(shí)顯著增加。放電時(shí)間只與負(fù)載電容有關(guān)，僅稍有增加。（參見(jiàn)圖3.151）
動(dòng)態(tài)特性( HD3101)
時(shí)鐘頻率:對(duì)以時(shí)鐘脈沖為定時(shí)脈沖的集成電路而言,時(shí)鐘頻率的工作范圍變得極為重要。如時(shí)鐘脈沖的重復(fù)頻率降低,則保持于柵上的信號(hào)通過(guò)前級(jí)漏的漏泄電阻而放電。隨著溫度的升高，會(huì)顯著提高最低工作頻率。HD3101在75℃下時(shí)鐘2的最低工作頻率為5kHz，時(shí)鐘1從其電路結(jié)構(gòu)來(lái)看可工作至直流。
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