专利名称：用于远程缓冲测试通道的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及通过隔离缓冲器将信号分配到多个线路以避免信号退化，本发 明尤其涉及用于通过诸缓冲器将晶片测试系统的单个测试信号通道连接到多个测试探针， 以使测试晶片上的集成电路(IC)得以测试。
背景技术：
如图1所示，将一信号扇出到多个传输线路在很多情况下需要信号以相等的相移 到达多个目的地。例如为了扇出一时钟信号，时钟树被用来分发时钟信号以使得到达多个 线路的诸信号是同步的，或者在线路目的地上无相位差地被分发。通常为了保证没有相位 差，多条传输线路被设置成具有相同长度。然而在一些情况中，路由多条线路以使得所有线 路都有相同长度是不可能的。进一步地，多条线路之一上可发生故障或线路退化，这可产生 引起其它线路上信号干扰和显著衰减的返回信号。如图2所示，可在多条传输线路的每一路径中设置隔离缓冲器以减少故障的影 响。不幸的是，隔离缓冲器电路不仅会将延迟加入信号，通常也会引入到达延迟不确定性， 或者实际上在多条传输线路的目的地产生相位差。电路结构变化和温度变化是从一个缓冲 电路到另一个缓冲电路的延迟变化的起因，这对同步电路来说是个问题。尽管时钟树提供了信号应当被同步分发的一个例子，但如果可以维持相等的相位 延迟则会便于在其它系统中提供这样的分发。图3示出这种系统——用于测试半导体晶片 上的IC的测试系统——的简化框图。该测试系统包括由测试控制器4构成的测试器2，其中 该测试控制器4由通信电缆6连接到测试头8。该测试系统进一步包括由用于安装被测试晶 片14的工作台12构成的探测器10，该工作台12移动成与探针卡18上的诸探针16接触， 其中这些探针16是，例如，弹性弹簧探针、弹簧引脚、眼镜蛇形探针(cobra type probe)、导 电突点、或用于接触集成电路的本领域所公知的其它形式探针。相机20和22被示为附加 到探测器10和测试头8，以使得诸探针16与晶片14上形成的IC的触点能精确对准。在测试系统中，测试数据由测试控制器4产生并通过通信电缆6传输到测试头8。 然后从晶片上的IC提供的测试结果被测试头8接收并且传输给测试控制器4。测试头8包 含一组测试器通道。通常从测试控制器4提供的测试数据被分到通过电缆6提供并在测试 头8中分开的各个测试器通道，从而每个通道都贯穿到诸探针16中的一个单独探针。来自 测试头8的诸通道通过电连接M被链接到诸探针16。在大部分情况下诸探针16的每一个都接触被测试晶片14的IC上的单个输入/ 输出(I/O)端子或焊盘。然后每个测试器通道可将测试信号传送到IC输入或者监视IC输 出信号，以确定IC是否响应其输入信号如所期望的那样运行。图4详细示出每个测试器通 道在何处被连接到单个探针。在图4中，两个信号通道传输线路31和32被示为设置成两 个单独的探针Iei和1 接触晶片14上两个单独的IC 37i和372上的焊盘。通道传输线路 31和32中的每一个由相应驱动器34和35驱动，该驱动器34和35通常位于测试控制器 4中。来自通道传输线路31和32的测试数据通过探针卡18被分发到单独的探针161和162。一旦测试完成，晶片就被分割成单独的1037^31。因为通常有比可用测试通道更多的I/O焊盘，所以测试器一次只可以测试晶片上 的一部分IC。因此，支承晶片的“探测器”必须多次将晶片重新定位到探针下面从而能测试 所有IC。如果不需要重新定位晶片就能同时接触并测试晶片上的所有IC，则由于节省了测 试时间并防止因多次与测试系统接触而可能引起的晶片损坏而是有利的。减少不需重新定位晶片就测试整个晶片所需要的测试通道数目的一种方法是将 单个测试通道分发或扇出到多条线路，如图1中一般性所示，从而可能允许同一测试器通 道将诸信号提供给晶片上大量IC的I/O焊盘。尽管可扇出一个通道，但在扇出时从一 DUT(测试中设备)提供的测试结果中所识别的故障可能会错误地出现在另一DUT的测试结 果中。例如，被短路到地的一 DUT上的接触焊盘中的故障会把第二个DUT上的接触焊盘短 路到地，从而导致该另一个DUT被错误地测试为损坏。此外，线路之一上的开路电路故障会 致使连接到这一线路的晶片无法测试。线路上的开路或短路都会严重衰减从同一通道提供 给供其它DUT使用的其它线路的测试信号。防止位于或靠近任何I/O焊盘的故障严重衰减经过互连系统的测试信号的一 种方法是在诸探针和通道线路分支点之间放置隔离电阻器。隔离电阻器防止在一个DUT 上的短路到地将另一 DUT拉到地，并同样显著减小因线路上的开路所引起的衰减。题为 "Closed-Grid Bus Architecture For Wafer Interconnect Structure (用于晶片互连结 构的闭合网格总线架构)”的美国专利No. 6，603，323的图7描述了这类隔离电阻器的使用。 尽管减轻了故障的影响，但是隔离电阻器并不能完全消除因故障引起的衰减。此外，和线路 上的寄生电容一起，添加隔离电阻器引入会对测试信号的上升和下降时间产生不良影响的 RC延迟，从而可能产生错误的测试结果。不引入电阻器衰减而隔离故障的另一种方法是在每个通道分支点和探针之间包 含隔离缓冲器，如图2中一般性所示，并如图5中对测试系统地更详细例示。在图5中，来自 测试器的驱动器40的一个传输线路通道42被扇出到探针卡18中的两总线线5(^和502，以 将通道信号提供给单独的探针42i和422，其中探针42i和4 用于接触两个IC37i和372 (每 个都标注为测试中设备“DUT”)上的焊盘。当然，同样可通过多条总线线路将一个通道扇出 到同一 IC上的多个焊盘。如前所述，隔离缓冲器的一个缺陷是它们将不确定延迟引入到了从测试器到晶片 上诸DUT的测试信号的传输。该延迟是不确定的，因为经过缓冲器的延迟会随温度和电源 电压的改变而改变。从测试器到晶片上诸DUT的信号延迟会在针对晶片的诸DUT的一系列 测试的执行过程中改变，从而产生错误的测试结果。在测试系统中使用的隔离缓冲器的另一个缺陷是，缓冲器妨碍测试器能够使得 DUT输入引脚开路、短路以及进行有时统称为参数测试的泄漏测试。如上所述，引入到通道 中的缓冲器会阻止一条线路上的短路或开路影响另一线路。尽管这提供了隔离所支路的好 处，但会妨碍有意使用短路或开路状态进行测试。同样，来自DUT的泄漏电流将通过缓冲器 阻隔其它线路，这是一种妨碍测量来自DUT的泄漏的状态。需要将信号分发到多条传输线路并利用缓冲器提供故障隔离，且既不引入不相等 的延迟，也不妨碍测试器执行对晶片的诸DUT的参数测试。
发明内容
根据本发明，提供电路以使用缓冲器来隔离故障而不妨碍测试器对晶片的诸DUT 执行泄漏和参数测试。此外，提供保持经过多个隔离缓冲器的延迟恒定的电路。使用具有根据本发明组件的晶片测试系统中的隔离缓冲器，简单地将探针卡更换 为具有通过隔离缓冲器进行分支的通道的探针卡提供了更有效和更节省成本的系统。借助 于这样的分支，探测器不需要重新定位以多次接触晶片来测试更多的DUT，而在探针卡中没 有使用支路时就需要这样做。简单地用隔离缓冲器替换探针卡也会提供一种比购买新测试 器便宜得多的替代。为了使用包含在通道线路路径中的缓冲器提供参数或其它泄漏测试，在通道线路 中的缓冲器的输入和输出之间设置允许泄漏电流通过的缓冲器旁路元件。在泄漏或参数测 试测量过程中，可禁用正在测试线路中的缓冲器，从而只允许测量经过缓冲器旁路元件的 泄漏电流。在一个实施例中，缓冲器旁路元件是设置在每个缓冲器的输入和输出之间的已 知电阻值的电阻器。在另一个实施例中，在每个缓冲器的输入和输出之间设置传输门。三 态缓冲器可用来在泄漏或参数测试期间禁用缓冲器，作为将电源和接地从缓冲器切断的一 种替代。进一步根据本发明，提供用于校准远程缓冲器以有效地校准消除测试测量中的缓 冲器延迟的方法。第一校准方法使用与参数测试的测试模式相似的泄漏测试模式以及有源 缓冲器，并进一步使用时域反射仪(TDR)测量。由缓冲器延迟引入的不连续性在泄漏电流 的TDR测量中被检测到，从而允许测试器补偿该缓冲器延迟。第二校准方法使用没有缓冲 器延迟的单独的测试器通道，并与缓冲器延迟通道进行对比以消除缓冲器延迟。假设所有 的缓冲器都在同一晶片上，第二方法可将相同的测得延迟应用到所有缓冲通道。第三方法 使用具有已知延迟的晶片或DUT，诸如使用非缓冲探针卡测得的延迟。然后将缓冲探针卡计 时调整成缓冲探针卡计时测试结果指示已知设备的延迟。为了保证隔离缓冲器延迟是均勻的，缓冲器延迟由中央延迟控制电路控制，该中 央延迟控制电路控制提供给每个隔离缓冲器的电源电压或电流。延迟控制电路包括一振荡 器，该振荡器将信号提供给参考延迟线和参考缓冲器的输入。然后参考延迟线和参考缓冲 器向相位比较器提供输入。选择参考延迟线的长度以设置隔离缓冲器延迟。通过环路滤波 器提供相位比较器的输出以驱动参考缓冲器以及支路中所设置的隔离缓冲器。正如所配置 的那样，延迟控制电路有效地形成一个延迟-闭锁环路，其中参考缓冲器将提供与参考延 迟线相等的延迟，正如系统中的每一隔离缓冲器所将提供的那样。由于改变隔离缓冲器的延迟也会导致改变每个隔离缓冲器的输出电压，所以在又 一个实施例中在每个通道分支点和探针中串联使用两个缓冲器。第一缓冲器应用可变延迟 控制，而第二缓冲器没有延迟控制并可在其未经改变的输出处提供系统电压。
本发明的更多细节借助附图来说明，在附图中图1示出被扇出到多条信号线路的单条传输线路；图2示出被扇出到多条信号线路的单条传输线路，其中隔离缓冲器设置在所述多 个信号线路中；
图3示出用于测试半导体晶片上的IC的传统测试系统的简化框图；图4示出常规的测试系统配置，其中每个通道都被链接到单个探针；图5示出晶片测试器的单个通道如何被扇出到带有诸隔离缓冲器的多个探针，用 于使用单个通道同时测试多个IC ；图6示出隔离缓冲器的一个实施例，其中延迟通过改变提供给缓冲器的电源偏置 来控制；图7示出由两个串联逆变器构成的隔离缓冲器，其中只有第一个逆变器具有可变 的电源偏置电压；图8示出用于控制多个隔离缓冲器的延迟的延迟控制电路的细节；图9示出图8的环路滤波器的一个实施例的细节；图10示出例示从图9电路输出的Vh和\信号的工作范围的图表；图11示出图8电路的一种替代，其中可变电源电压隔离缓冲器放置在通道分支点 之前，而固定电压缓冲器设置在每个支路中；图12示出用于图7的由串联CMOS逆变器构成的隔离缓冲器的一个实施例，第一 个串联CMOS逆变器具有由单个延迟控制电路控制的延迟；图13示出用带有配置为差分放大器的隔离缓冲器的一个实施例，该差分放大器 的延迟通过改变流经该差分放大器的电流来控制；图14示出在通道的诸支路中设置的隔离缓冲器，该通道带有由电阻器提供的缓 冲器旁路元件以使得能够进行泄漏电流测量；图15示出图14电路的变体，以设置跨接多个缓冲器的缓冲器旁路元件；图16示出设置在通道的诸支路中的隔离缓冲器，该通道带有使用传输门设置的 缓冲器旁路元件以便泄漏测试；图17示出图16电路的变体，以设置跨接多缓冲器的缓冲器旁路元件；以及图18-19是示出使用时域反射仪(TDR)测量来确定缓冲器延迟的时序图。
具体实施例方式图6示出隔离缓冲器50的一个实施例，该隔离缓冲区50具有可改变提供给缓冲 器50的偏置电压的延迟控制。在图6中，缓冲器50包括具有信号输入55和输出56的逆 变器51。系统电源电压轨57和58传送高电压V+和低电压V-。对于CMOS元件，偏置电压 或电源电压通常被称为Vdd和Vss。通常，轨电压V+和V-被直接供应给缓冲器。电压V+， 例如，可以是5伏，而V-可以是接地或0伏。然而，图6中延迟控制电路被设置为通过改变 电源电压来控制延迟，电压轨V+和V-通过相应的延迟控制电路60和61提供，作为逆变器 51的高、低电源电压。尽管在图5和图6中被示出为两个单独的延迟控制电路60和61，但 也可使用单个组合电路。另外，尽管两个电路60和61被描述为改变V+和V-电压，但电压 V+和V-中的任一个都可被单独改变以获得所需要的延迟。尽管已经描述通过改变提供给缓冲器的电压来控制缓冲器延迟，但这样做的一个 问题是改变提供给诸如逆变器51的缓冲器的电压会改变在其输出56处提供的高、低电压。 根据本发明，通过将每个隔离缓冲器实现为一对逆变器(例如CMOS逆变器)来解决这一问 题，如图7所示。6
图7示出这样的一个实现通过修改图6以添加与逆变器51串联的逆变器52来 构成缓冲器。当通过改变电源偏置电压来控制延迟时，只改变提供给第一逆变器51的电压 以控制其延迟。第二逆变器52的电源偏置电压仍固定为V+和V-轨。由于第二逆变器52 的输出是总缓冲器50的输出56，因此总缓冲器50的高、低输出电压被固定为V+和V-轨。 因为在一些情况下隔离缓冲器输出必须保持固定在V+和V-轨，所以图7的电路使用具有 固定电源电压的第二逆变器52。对于为每个隔离缓冲器设置的不同的延迟控制电路，温度和器件特性可改变隔离 缓冲器之间的延迟。因而，控制由每个隔离缓冲器提供的延迟的单个延迟控制电路是较佳 的。相对于多个延迟控制电路，使用用于多个隔离缓冲器的单个延迟控制电路也可显著减 少测试系统所需要的整个电路。用于控制多个缓冲器的延迟的单个延迟控制电路的细节在图8中示出。类似于图 5，延迟电路70被示为连接到晶片测试器配置的两个隔离缓冲器501和502。然而，延迟控 制电路70同样可被设置成两个以上的隔离缓冲器，或被设置在除了诸如时钟树的晶片测 试器之外的其它类型电路的支路中。此外，本领域普通技术人员会理解，所示出的延迟控制 电路70可被配置成用作图5和图6中所示出的延迟控制电路60和61的组合，或者是作为 延迟控制电路60和61的单独电路。延迟控制电路70包括用于产生提供给参考延迟线74和参考缓冲器76的输入的 周期性信号的振荡器或时钟发生器72。振荡器可由串联的逆变器形成、或者由逆变器与诸 如电阻器的延迟元件串联形成。振荡器信号频率和占空系数并不重要，因为误差信号只来 源于振荡器的相同周期或循环的上升沿和下降沿，该误差信号同时被输入到参考延迟线74 和参考缓冲器76。参考延迟线74被构建为其延迟等于通过隔离缓冲器SO1和502的期望延迟。本领 域普通技术人员会理解，参考延迟线74的尺寸可被设置成通过延迟线74来控制延迟。参 考延迟线74可被构建在包含隔离缓冲器SO1和502、参考缓冲器76、相位比较器78等的集 成电路上，或者可被设置在这样的集成电路外部。由于集成电路上组件的实际尺寸可通过 光刻控制，因此能将各部分之间的差异减到最小。在需要更精确的绝对或相对延迟控制的 高要求应用中，可应用激光微调来调节延迟线74。如果不用激光微调的话，可能会由于用来 构造传输线路的材料或基片的热膨胀系数(Tce)而引入传输线路延迟的轻微差异。在这些 情况下，可通过调整延迟锁定环路来稳定传输线路的相对较小的延迟差异。相位比较器78测量来自参考延迟线74和参考缓冲器76的输出的相位差异。相 位比较器78的输出驱动低通滤波器或环路滤波器电路80。滤波器80过滤相位比较器信号 以生成与相位误差成比例的控制电压。然后这一相位误差控制电压被用来调整参考缓冲器 76的延迟。受电压控制的参考缓冲器76、相位比较器78和低通滤波器80的组合通常被称 为“延迟锁定环路”。因此，延迟控制电路70向参考缓冲器76提供时间进程和温度无关参 考，并进一步将控制电压应用到多个隔离缓冲器，诸如SO1和502。图8的延迟控制电路70迫使经过参考缓冲器76的延迟与经过参考延迟线74的 延迟相匹配。因为经过参考延迟线74的延迟通常不为环境条件(例如，温度或电源电压) 所改变，因此尽管环境温度或其电源电压发生了改变，延迟控制电路70仍使经过参考缓冲 器76的延迟保持恒定。
图8的延迟控制电路70进一步控制隔离缓冲器SO1和512的偏置电压，其中隔离 缓冲器50!和512被设置在单个通道42与DUT37i和372之间的支路4 和4 中。因此，延 迟控制电路70易于使经过参考缓冲器76和隔离缓冲器SO1和502的延迟保持恒定。尽管 示出了两个隔离缓冲器SO1和502，但是如图所示，其它设置到其它支路的缓冲器也可由电 路70控制延迟。可连接延迟控制电路70以控制提供给参考缓冲器76和隔离缓冲器SO1和502的 电压V+和V-中的二者之一或全部以设置缓冲器延迟。因此，来自环路滤波器80的连接可 以是提供由V-或V+之一改变而来的电压的单条线路，也可以是提供由V+和V-之一改变 而来的电压的带有两条线路的总线。为保证缓冲器之间的延迟实质上相同，参考缓冲器76和隔离缓冲器5(^5 等应 该尽可能相似，或至少像将经过隔离缓冲器SO1和502的延迟保持在可接受差异内所需的那 样相似。较佳地，参考缓冲器76与隔离缓冲器SO1和502在同一晶片上制造，并可能被设置 在同一 IC芯片上，以保证具有相似的器件和温度特性。参考缓冲器76和隔离缓冲器SO1和502可以是图6中所示出的单个逆变器配置或 者是图7中所示出的串联逆变器。对于图6的单个逆变器配置，延迟控制电路70控制提供 给所有缓冲逆变器的电源电压的二者之一或全部。对于图7的串联逆变器配置，延迟电路 70控制串联的第一个逆变器的电源偏置电压，而对于第二个串联逆变器电源电压保持固定 为V+和V-。对于图7的隔离缓冲器配置，参考缓冲器76和隔离缓冲器SO1和502较佳地 包括串联逆变器以使得参考和隔离缓冲器之间的相似性最大，从而使得每个缓冲器的延迟 可被精确控制为基本相等的值。图9示出低通滤波器的一个实施例或环路滤波器80的细节。环路滤波器80用来 集成相位比较器78的输出，如图8所示，并将两个集中延迟控制电压Vh和\提供给置于V+ 和V-系统电压轨中间的参考缓冲器76与隔离缓冲器SO1和502。图9中所示的电路提供 环路滤波器80的一个实施例，但滤波器设计并不重要，可由本领域普通技术人员所理解的 另一低通滤波器电路配置来代替。例如，使用电容器和电阻器的无源低通滤波器可以代替 图9中所示出的包括有源元件放大器90和92的环路滤波器80。图9的环路滤波器电路80接收电源轨电压V+和V-以及相位比较器78的输出作 为输入。根据这些输入，图9的电路生成控制电压V1^PVp电压Vh被作为高电源输入(即 CMOS逆变器的Vdd输入)提供给参考缓冲器76和隔离缓冲器，Vl被作为低电源输入(即 CMOS逆变器的Vss输入)提供给参考缓冲器76和隔离缓冲器。环路滤波器80包括两个差分放大器90和92。放大器90的输出提供控制电压VH， 而放大器92的输出提供控制电压Nl。电阻器94将轨电压V+连接到放大器90的同相⑴ 输入端，而电阻器96将轨电压V-连接到放大器92的同相(+)输入端。来自相位比较器78 的输出通过电阻器98连接到放大器90的同相(+)输入端，并通过电阻器99连接到到放大 器92的反相(-)输入端。放大器90中反馈由将其输出连接到其反相(_)输入端的电阻器 100和电容器103以及将反相(_)输入端连接到地的电阻器101提供。放大器92中反馈 由将其输出连接到其反相㈠输入端的电阻器102和电容器104提供。反馈电容器103和 104使得放大器90和92能用作积分器以减少噪声。电阻器94、96、98和99用来保证电压 Vh和八被置于V+和V-中间。
为了驱动大量的缓冲器，可添加功率放大器以放大Vh和\输出。也可期望在Vh和 八输出与隔离缓冲器的相应输入之间放置电容器。这样的电容器从电源中滤除高频噪声。图9的电路被设计为防止隔离缓冲器输出端的数字信号改变其电源输入，而是使 其位于V+和V-电源电平中间。通过这样做，后续电路的转换将会在大约与信号的上升沿 或下降沿相等的时刻发生，正如在V+和V-电平保持不变时将会发生的那样。通过不将隔 离缓冲器的输出置于V+和V-中间，一个边沿会比正常状态更快地触发后续电路转换，从而 可能导致发生错误的测试结果。对于在图9中所示的电路，从相位比较器78输出的相位差越大，V1^P \之间的差 也越大。当应用于隔离缓冲器时，来自缓冲器延迟控制电路70的V1^P八之间的差越大，隔 离缓冲器所提供的延迟就越小。图10示出例示从图9电路输出的V1^P八信号的工作范围的图表。Vh和八的范围 取决于于电阻器94、96、98和99所选择的电阻值。电阻器94、96、98和99较佳地被选择为 使得在相位差变化Vh和\发生同样的变化，以保证Vh和\之间的中间电压保持相同。电 阻器的电阻值进一步被选择为使得在来自相位比较器78的相位差输出信号为0时Vh在其 整个范围的中间且\在其整个范围的中间。取决于所实现的特定电路的需要，V1^nt的具 体范围将会改变。图11示出图8的隔离缓冲器和延迟控制电路的一种替代，它被配置为减少所需的 全部电路。在图11中，单个可变延迟隔离缓冲器110被放置在分支点之前的通道或传输线 路42内。被示为逆变器的隔离缓冲器110，接收来自延迟控制电路70的可变电源偏置电 压信号\和Vh来设置其延迟。然后固定延迟缓冲器11 和11 被包含在扇出点后的支路 4 和4 中。也被示为逆变器的缓冲器11 和11 ，从系统电源轨接收固定电源输入V+ 和V-。尽管示出两个缓冲器11 和11 ，但可以扇出到超过两个的缓冲器。图11中的串联逆变器114和116代替图8的参考缓冲器76。逆变器114接收来 自环路滤波器80的可变电源偏置电压信号\和VH。逆变器116接收固定电源轨V+和V-。 所有逆变器较佳地做得尽可能相似，包括制作在同一半导体晶片上以产生相似的器件和温 度变化特性。这样，图11的电路提供从公共通道的扇出，其中该公共通道带有产生相同延 迟的诸延迟隔离缓冲器。由于在每个分支点中只需要单个缓冲器，因此图11的电路有优于 使用图7中所示的缓冲器的图8电路的好处。图12示出由串联CMOS逆变器构成的图7的隔离缓冲器的一个实施例，其中逆变 器51的延迟由单个延迟控制电路160控制，而逆变器52具有固定的延迟。延迟控制电路 160结合了图7的电路60和61的功能，类似于图11的延迟控制电路70。CMOS逆变器51包 括接收从与图11电路70相类似的延迟控制电路160产生的延迟控制电压Vh和\的PMOS 晶体管121和NMOS晶体管120。CMOS逆变器52同样包括PMOS和NMOS晶体管，诸晶体管 由固定的V+和V-电压轨驱动。与图12中的改变电压形成对比，图13示出一种通过改变电流来控制延迟的隔离 缓冲器配置。与CMOS逆变器形成对比，图13进一步示出缓冲器可采取其它配置，例如使用 双极结晶体管(BJT)制成的差分放大器。如图所示，图13中的缓冲器51是带有电流吸收 器130的差分放大器，该电流吸收器具有由延迟控制电路161控制的电流。在一个实施例 中，延迟控制电路161可被配置为图8的电路70。在延迟控制电路161的这种配置中，图8的环路滤波器80的输出会提供被配置为差分放大器的参考缓冲器76和差分放大器缓冲器 51的电流输入。图13的缓冲器51包括BJT晶体管132和134，具有构成+和-差分放大 器输入端的基极、连接到电流吸收器130的共发射极、以及设置成通过电阻器136和138到 达V+电源轨的集电极。差分放大器51可单独地使用，或者如果需要轨到轨(rail-to-rall)的单输出，也 可通过第二放大器52连接到输出端56。差分放大器51不会传递V+和V-电压，因为电阻 器136和138以及电流吸收器130限制了输出摆动。如果需要轨到轨输出，则被配置为比 较器的放大器52将提供所需要的轨到轨摆动，其中如图13所示出的那样控制电压VOH和 VOL被连接到V+和V-轨。图14示出设置在通道42的诸支路中的隔离缓冲器5(V3，其中缓冲器旁路元件通 过电阻器140"设置在隔离缓冲器50"的输入和输出之间，以使得用于参数测试的泄漏电 流测量能够进行。使用电阻器140"设置的旁路元件允许极弱电流泄漏测量。为了适应微 弱电流泄漏测量，已知电阻值的电阻140"被连接在每个缓冲器5(V3的输入和输出之间。 类似于图11的设置，图15示出图14电路的变体，以使用跨接多个缓冲器110和的 电阻器140"来设置缓冲器旁路元件。为了使用图14和15的配置测量泄漏电流，在泄漏测量期间，使用高阻抗晶体管开 关或继电器(未示出)断开到所有缓冲器和所有不是正在测量的DUT的电源和接地，其中 高阻抗晶体管开关或继电器被设置在电源和缓冲器之间以及在电源和诸DUT之间。于是电 压被强迫经过电阻器140"，由此引起的电流对保持连接到电源的所有DUT进行测量。缓冲 器和未使用的诸DUT同样被禁用参数测试。图16示出另一实施例，其中使用传输门145"设置缓冲器旁路元件以使得泄漏 和参数测试可使用通道中所设置的缓冲器150"进行。传输门145"被设置在每个缓冲器 150"的输入端和输出端之间。传输门145"可被形成为具有PMOS和NMOS晶体管的标准 CMOS器件，其源极-漏极通路并联连接且其栅极通过逆变器连接在一起以提供控制输入。 传输门145"同样可以由单个PMOS或NMOS晶体管和提供控制输入的门构成，其中PMOS或 NMOS晶体管带有跨接缓冲器的源极-漏极通路。同样可使用不同类型的晶体管来构成传输 门，例如使用BJT晶体管。图16示出图17的电路的变体，以在需要时使用传输门145"设 置跨接多个缓冲器110和112"的缓冲器旁路元件。为使用传输门145"提供参数测试，在一个实施例中，当连接到诸待测DUT的传输 门被启用时，缓冲器150"或112"被置于三态模式。为对此作出说明，输出启用信号OE被 示为以相反极性提供，以便在图16-17中的不同时刻启用三态缓冲器和传输门。这一实施 例适用于测量较大泄漏值，并且不需断开缓冲器设备的电源和接地。同样，电源可保持连接 到不作测试的诸DUT。对于图17的配置，缓冲器110不是三态缓冲器，因为其信号通路被缓 冲器112"所阻塞。然而，如果来自缓冲器110的泄漏会影响测试测量，则将缓冲器110作 为三态设备也是所期望的。如参考图11所述，图17的配置进一步使用更少来自延迟控制 电路的线路。本发明进一步提供使用具有根据本发明所述的缓冲器旁路元件的缓冲器来校准 系统的方法。校准提供经过缓冲器的延迟的指示，从而可根据使用包含该缓冲器的通道线 路得到的测试结果校准消除缓冲器延迟。校准过程可以使用图14-17所示的任一电路配置来执行。结合活动的一个或多个缓冲器，并进一步结合常规的时域反射仪(TDR)测量，第 一校准方法测试流经缓冲器旁路元件(在泄漏测试模式中被启用)的泄漏电流。使用TDR 比较器检出并测量由缓冲器延迟引入的不连续性，从而允许测试系统的测试器通过减去缓 冲器延迟来计算并补偿测试系统中的缓冲器。在TDR测量中提供测试脉冲，并测量来自缓 冲器输入端和输出端的反射脉冲。接收到来自缓冲器的输入端和输出端的反射之间的时差 被用来确定经过缓冲器的延迟。如果在通道中设置串联的多个缓冲器，类似的计算也可用 于其它缓冲器。图18-19是示出使用具有提供不同长度延迟的缓冲器的TDR测量来确定缓冲器延 迟的时序图。图18示出从TDR测量设备提供的脉冲160，以及由此产生来自缓冲器的输入 和输出的返回反射162和164，其中该脉冲大约与该缓冲器延迟相等。如图18所示，通过测 量来自缓冲器的输入和输出的反射162和164的上升沿之间的时差来确定缓冲器延迟。图 19示出从TDR设备提供的脉冲170以及由此产生的返回反射172和174，其中该脉冲比缓 冲器延迟要小。尽管来自缓冲器的输入和输出的反射脉冲172和174是分开的，但缓冲器 延迟由两个反射脉冲172和174的上升沿之间的类似测量确定。在确定并消除缓冲器延迟的第二校准方法中，从包含缓冲器的通道使用独立的比 较测试通道。进行测量以确定连接到诸通道的公共设备的延迟，并对结果进行比较，其差异 指示缓冲器延迟。如果测试系统的所有缓冲器都在同一管芯上，或者都来自同一晶片并处 于相同温度，则这种方法允许对缓冲器的缓冲器延迟确定被用作所有缓冲通道的缓冲器延 迟。在确定并消除缓冲器延迟的第三校准方法中，使用具有已知或已校准延迟的晶片 或其它DUT。可使用非缓冲通道来确定测试设备的延迟。然后用缓冲通道进行测量，并且通 过减去除了已知设备的已校准延迟之外的延迟，调整经缓冲通道的测量以有效地校准消除 由缓冲器引起的任何延迟。尽管已经在上面专门描述了本发明，但这只是指导本领域内的普通技术人员如何 制造并使用本发明。许多其它变体都落在本发明范围之内，该范围由以下权利要求书限定。
权利要求
1.一种测量测试电路中的缓冲器的延迟的方法，其中所述缓冲器被设置在第一传输线 路中，所述方法包括测量所述第一传输线路和所述缓冲器的延迟；测量第二传输线路的延迟，其中所述第二传输线路没有缓冲器，基本上类似于所述第 一传输线路；以及通过确定经过带有所述缓冲器的所述第一传输线路的延迟和经过所述第二传输线路 的延迟之间的差，计算经过所述缓冲器的延迟。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，缓冲器旁路元件被设置在所述缓冲器的输 入和输出之间。
3.一种校准消除测试电路中的缓冲器的延迟的方法，所述方法包括使用带有所述缓冲器的所述测试设备来测量具有已知延迟的设备的延迟；以及 通过比较所述设备的实测延迟与所述已知延迟，校准消除所述缓冲器的延迟。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，缓冲器旁路元件被设置在所述缓冲器的输 入和输出之间。
全文摘要
提供了一种使得泄漏电流测量或参数测试可用设置在通道线路中的隔离缓冲器来执行的系统，多个这种隔离缓冲器被用来将单个信号通道连接到多个线路。通过设置在每一个缓冲器的输入和输出之间的缓冲器旁路元件，诸如电阻器或传输门，来提供泄流电流测量。通过使用TDR测量来基于通过缓冲器旁路元件的反射脉冲确定缓冲器延迟，缓冲器旁路元件可被用来校准消除测试系统中的缓冲器延迟。通过比较测量缓冲和非缓冲通道线路或者通过测量具有已知延迟的设备，同样可校准消除缓冲器延迟。
文档编号G01R31/28GK102053221SQ20101053627
公开日2011年5月11日 申请日期2005年9月8日 优先权日2004年9月9日
发明者C.A.米勒 申请人:佛姆法克特股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
