GBT 4377-2018 半导体集成电路 电压调整器测试方法

ICS31.200GB/T4377—2018代替GB/T4377—1996半导体集成电路电压调整器测试方法中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 I 2术语和定义 3 3.2测试注意事项 33.3测试仪器和设备 34参数测试 34.1电压调整率(Sv) 54.3电源纹波抑制比(Sri) 4.4输出电压温度系数(Sr) 4.5输出电压长期稳定性(S₁) 84.6输出噪声电压(VNo) 9 4.8短路电流(Ios) 4.9输出阻抗(Zo) 4.11启动时间(ts) 4.12最小输入输出电压差(VDrop) 4.13输入电压变化瞬态响应时间(t₁)和输入电压变化瞬态过冲电压[VoM(vp] 4.14负载电流变化瞬态响应时间(t₂)和负载电流变化瞬态过冲电压[VoM(1o] GB/T4377—2018本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。——修改了电源纹波抑制比Srip、输出噪声电压Vno、耗散电流Ip和耗散电流变化△Ip、热调整率 增加了启动时间ts、输出电流限制Iim、热关断温度Tsumn和滞回温度△Tsun及输出电压V。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口。IGB/T4377—2018半导体集成电路电压调整器测试方法1范围本标准规定了电压调整器(以下称为器件)参数测试方法。本标准适用于半导体集成电路领域中电压调整器参数的测试。2术语和定义输出电压随输入电压变化而发生的变化率，通常通过改变直流输入电压并测量相应的输出电压变化来确定电压调整率。输出电压随输出电流变化而发生的变化率，通常通过改变直流输出电流并测量相应的直流输出电压变化来确定电流调整率。输入电源变化量与输出电压变化量的比值。输出电压随环境温度变化而发生的变化率，通常通过改变环境温度和记录相应的输出电压变化来确定输出电压的温度系数。输出噪声电压outputvoltagenoisel2GB/T4377—2018在基准端处，测量器件在规定输入电压及输出条件下的电压。本测试项仅适用于具有基准端口的电源或使能信号的上升沿到输出电压接近其标称值的90%时的时间。有使能端的器件按使能启保持电压稳定所需的输入电压和输出电压之间的最小差值，通常通过改变直流输入电压和记录相应的输出电压来确定最小输入输出电压差。测量对于输入电压阶跃变化的输出电压值与输出电压稳定在该变化的规定百分数内所需要的测量对于输入电压阶跃变化的输出电压变化值与终值稳定输出电压之差。测量对于负载电流阶跃变化的输出电压偏差变化值与输出电压稳定在该变化的规定百分数内所需测量对于负载电流阶跃变化的输出电压偏差变化值与最终稳态输出电压之差。输出电压下降到规定值时的负载电流。测量器件由于温度升高而导致关断时的温度。输出电压随功率变化而发生的变化率，通常在规定时间测量被测器件由于所施加功率引起输出电压的变化来确定热调整率。3GB/T4377—20183总则——环境温度：15℃~35℃;a)环境或参考点温度偏离规定值的范围应符合相关文件的规定。b)施于被测器件的电源电压应在规定值的±1%以内，施于被测器件的其他电参量的准确度应符d)应避免不希望有的瞬态输入电压和电流。g)测试期间，被测器件应连接详细规范所规定的附加网络。详细规范是指针对该被测器件的测测试所使用的仪器和设备应满足下列要求：b)测试仪器的频率范围和量程应满足测试要求；4参数测试4.1电压调整率(Sy)测试器件输出电压对输入电压变化的抑制能力。Sy的测试原理图及波形图如图1和图2所示。4GB/T4377—2018V被测器件负载负载直流输入直流输入电压输入电压t₃VVo₁a)环境或参考点温度；b)输入电压及其变化量；d)t₁,t₂,t₃的选取；e)负载的选取；f)其他外部网络(适用时)。a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V;d)在规定的输入电压Vn下，t5GB/T4377—2018e)调整输入电压至Vn十△V后，t₃时测试输出电压Vo₂;f)按式(1)计算电压调整率Sy:…………4.2电流调整率(S₁)测试器件输出电压对输出负载电流变化的抑制能力。4.2.2测试原理图S₁的测试原理图及波形图如图3和图4所示。VV被测器件负载V负载V图3电流调整率的测试原理图t1t1△o输出电流I3l2输出电压图4电流调整率的测试波形图6GB/T4377—20184.2.3测试条件相关文件应规定下列条件：a)环境或参考点温度；b)输入电压；c)输出电压；e)负载的选取；f)其他外部网络(适用时)。4.2.4测试程序测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V₁;c)测试输出电压，并确认达到规定值Vo;d)在规定的输出电流Io时，t₂时测试输出电压Vo1;e)调整输出电流至Io+△Io后，t₃时测试输出电压Vo₂;f)按式(2)计算出电流调整率S₁:…………(2)4.3电源纹波抑制比(Sip)测试器件抑制交流电压的能力。4.3.2测试原理图Srip的测试原理图如图5所示。分析仪被测器件负载直流负载直流图5电源纹波抑制比的测试原理图4.3.3测试条件相关文件应规定下列条件：7GB/T4377—2018a)环境或参考点温度；b)交流输入电压为正弦波(波谷电压应大于电压调整器最小输入电压、波峰电压应小于电压调整器最大输入电压);c)直流输入电压；e)不局限于频谱分析仪，其他类似功能仪器也可(网络分析仪或示波器等);f)滤波电容和补偿电容；h)负载的选取；i)其他外部网络(适用时)。测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压和交流输入电压；c)给定交流输入电压峰-峰值Vipp,频谱分析仪测试并计算交流输出电压峰-峰值Vopp;d)按式(3)计算出电源纹波抑制比Srip:…………(3)4.4输出电压温度系数(Sr)测试器件输出电压对温度变化的抑制能力。VV被测器件直流输入恒温箱负载V图6输出电压温度系数的测试原理图4.4.3测试条件相关文件应规定下列条件：8GB/T4377—2018a)环境或参考点温度；b)输入电压；c)输出电压；d)负载的选取；e)其他外部网络(适用时)。4.4.4测试程序测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V₁;c)测试输出电压，并确认达到规定值Vo;d)将被测器件置于恒温箱中，在较低的恒定温度T₁下，测试输出电压为Vo;e)调节恒温箱内温度至较高的温度T₂并稳定后，测试输出电压为Vo₂;f)按式(4)计算出输出电压温度系数ST:4.4.5注意事项注意事项如下：a)当被测器件为可调电压调整器时，应避免外接负载的功率对测试结果的影响；b)在整个测试过程中，应防止超过温度和功率的极限值。4.5输出电压长期稳定性(S₁)测试器件输出电压随时间的变化。4.5.2测试原理图S.的测试原理图如图7所示。VVo被测器件负载直流负载图7输出电压长期稳定性的测试原理图4.5.3测试条件相关文件应规定下列条件：9GB/T4377—2018a)环境或参考点温度；b)输入电压；c)输出电压；d)稳定时间；e)负载的选取；f)其他外部网络(适用时)。4.5.4测试程序测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件的输入端加上规定的直流输入电压V₁;c)测试输出电压，并确认达到规定值Vo;d)在规定的输出电流I。时，测试输出电压为Vo₁;e)保持输出电流不变，在规定的时间范围△t内，测试输出电压为Vo₂;f)按式(5)计算出输出电压长期稳定性S: (5)g)当需要时，可按式(6)计算出时间漂移△V₀(S,):△V₀(S₁)=Vo₂—Vo₁ (6)4.5.5注意事项当被测器件为可调电压调整器时，应避免外接负载网络的功率对测试结果的影响。4.6输出噪声电压(VNo)测试器件内部电路对输出电压的干扰。4.6.2测试原理图Vno的测试原理图如图8所示。VV被测器件负载直流负载图8输出噪声电压的测试原理图GB/T4377—2018a)环境或参考点温度；b)输入电压(应排除外部噪声的影响);c)输出电压；f)输出端电容及补偿电容；i)其他外部网络(适用时)。测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V₁;d)测试输出电压噪声带宽内频谱密度曲线，通过计算曲线上噪声幅值对频率点的积分即求得输Ip和△Ip的测试原理图如图9所示。直流输入A负载VGB/T4377—2018d)输出端加上规定的直流输出电流Io,测试地端电流值为耗散电流Ip;e)输出端加上直流输出电流Io₁,测试地端电流值为Ipn;f)输出端加上直流输出电流Io₂,测试地端电流值为Ipi₂;△Ip=|Ip—Ipi₂|…………(7)h)输入端加上直流输入电压Vn,测试地端电流值为Ipv1;i)输入端加上直流输入电压V₁,测试地端电流值为Ipv₂;△Ipy=|Idvi—Ipv₂|…………(8)Ios的测试原理图如图10所示。GB/T4377—2018a)环境或参考点温度；b)输入电压；d)输出端短路持续时间；f)其他外部网络(适用时)。测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V;Z。的测试原理图如图11所示。AA〈SVS002直流直流输入电压Ga)环境或参考点温度；b)输入电压；c)输出电压；GB/T4377—2018f)负载的选取；g)其他外部网络(适用时)。4.9.4测试程序测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V₁;c)将开关S置于位置“2”,测试输出电压，并确认达到规定值Vo;d)将开关S置于位置“1”,交流电流源的频率调至规定值，测出交流电流I和交流电压V;e)按式(9)计算出输出阻抗Zo:4.9.5注意事项a)交流电流源输出阻抗Zm≥100Z。;b)应防止寄生阻抗和接线阻抗对测试的影响。4.10基准电压(VREF)测试器件基准电压的精度。4.10.2测试原理图VREF的测试原理图如图12所示。基准端被测器件负载V图12基准电压的测试原理图4.10.3测试条件相关文件应规定下列条件：a)环境或参考点温度；b)输入电压；c)输出电压；d)负载的选取；GB/T4377—2018e)其他外部网络(适用时)。测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V₁;4.11启动时间(ts)测试器件的启动速度，有使能端的器件按使能启动时间，没有使能端的器件按电源启动时间。ts的测试原理图及波形图如图13和图14所示。Sy负载AB负载VV图13启动时间的测试原理图VⅢIV图14启动时间的测试波形图相关文件应规定下列条件：GB/T4377—2018b)输入电压；c)开关S的开关时间；d)读取上升沿时间；e)负载的选取；f)其他外部网络(适用时)。测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V₁;c)确定开关S的闭合时间及其上升沿时间；d)读取输出电压到达标准输出的90%所用的时间，即得启动时间ts如图14。测试器件保持电压稳定所需的输入电压和输出电压之间的最小值。被测器件负载V直流输入电压负载V图15最小输入输出电压差的测试原理图a)环境和参考点温度；b)输入电压；c)输出电压及输出电压变化量；测试程序如下：GB/T4377—2018b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V₁。d)在规定的输出电流Io时，调节输入电压V₁,使输出电压变化满足规定值。此时输入电压记为V,输出电压记为Vo₁。VDROP=|V₁—Vo|min=|Vn—Voil…………(10)测试器件输出电压对输入电压瞬间变化时的反应速度和抑制能力。t₁和VoM(yi的测试原理图及波形图如图16和图17所示。VoViVo被测器件AB负载V双踪示波器负载V双踪示波器图16输入电压变化瞬态响应时间和输入电压变化瞬态过冲电压的测试原理图pVo图17输入电压变化瞬态响应时间和输入电压变化瞬态过冲电压的波形图GB/T4377—2018a)环境和参考点温度；b)输入电压；c)输出电压；e)输入电压发生变化的时间点；f)输出电压变化的百分数；g)负载的选取；h)其他外部网络(适用时)。测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件的输入端加上规定的脉冲输入电压；d)测试输出电压的变化量△V₀,同时测试输出电压从输入电压发生变化时刻起，至恢复到△V的规定百分数e内为止的时间，即得输入电压瞬态变化响应时间t₁如图17;e)按图17测得输入电压变化瞬态过冲电压VoM(VI。4.14负载电流变化瞬态响应时间(t₂)和负载电流变化瞬态过冲电压[VoM(Io]测试器件输出电压对输出负载瞬间变化时的反应速度和抑制能力。t₂和VoM(Io)的测试原理图及波形图如图18和图19所示。VV电压言双踪脉冲电流源图18负载电流变化瞬态响应时间和负载电流变化瞬态过冲电压的测试原理图GB/T4377—2018△Yoc△Vo2图19负载电流变化瞬态响应时间和负载电流变化瞬态过冲电压的波形图4.14.3测试条件相关文件应规定下列条件：a)环境和参考点温度；c)输出电压：d)输入脉冲状态(振幅、上升时间和下降时间、脉冲持续时间、脉冲频率);e)负载电流发生变化时刻；f)输出电压变化的百分数；g)负载的选取；h)其他外部网络(适用时)。4.14.4测试程序测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中；b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V;c)测试输出电压，并确认达到规定值Vo;d)将脉冲电流源状态调节至规定值，测量输出电压变化量△V₀,同时测出输出电压从负载电流发生变化时刻起，至恢复到△V。的规定百分数ε内为止的时间，即得负载电流变化瞬态响应e)按图19测得负载电流变化瞬态过冲电压VoM(IO)。4.15输出电流限制(ILimit)测试器件输出电压下降到规定值时的负载电流。GB/T4377—2018VV直流输入电压直流V直流输入电压图20输出电流限制的测试原理图b)输入电压；d)输出电流变化量；e)其他外部网络(适用时)。测试程序如下：b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V;d)在被测器件的输出端加上直流电压V₂,调节此直流电压到规定值，测得电流即为此器件测试器件由于温度升高而导致关断时的温度。的测试原理图如图21所示。GB/T4377—2018被测器件恒温箱直流V图21热关断温度和滞回温度的测试原理图4.16.3测试条件相关文件应规定下列条件：a)环境和参考点温度；c)输出电压及输出电压变化量；d)负载的选取；e)其他外部网络(适用时)。4.16.4测试程序测试程序如下：a)将被测器件接入测试系统中。b)在被测器件输入端加上规定的直流输入电压V。c)测试输出电压，并确认达到规定值Vo。d)按规定步骤调节温度控制系统，同时测得器件输出值，当达到规定的关断值时记录此时温度即TsHDN,按式(11)计算出滞回温度△TsHDN:△TsHDN=TsHDNTsHDNI…………(11)4.17输出电压(Vo)和输出电压偏差(△Vo)测试器件输出电压的精度。4.17.2测试原理图V。和△V。的测试原理图如图22所示。GB/T4377—2018