Способ измерения теплового сопротивления цифровых интегральных микросхем и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G01R31/317 

Изобретение относится к технике измерения параметров интегральных микросхем и может быть использовано для контроля качества цифровых интегральных микросхем на основе ТТЛ и ТТЛШ логических элементов (ЛЭ).

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет уменьшения НЛИЯ1ШЯ паразитного сопротивления в цепи питания микросхем на результат измерения„

На фиг о 1 приведена структурная схема устройства; на фиг„ 2 - эквивалентная схема ЛЭ при осуществлении способа; на фиг. 3 - схема базового ЛЭ..

Сущность способа пояснена на примере измерения теплового сопротивления микросхемы, содержащий два ЛЭ- И-НЕ и паразитные сопротивления, соответствующие сопротивлениям внутренних общих шин питания (фиг 2). В качестве напряжения термочувствительного параметра выбирается изменение напряжения ди, ЛЭ № 1 на сопротивлении нагрузки RH, которое фиксируется вольтметром PV. Разогрев микросхемы осуществляется при неизменном логическом состоянии грею- . щего ЛЭ № 2 за счет коммутации его выхода, имеющего низкий логический уровень, через ограничительное сопротивление Rjjrp с положительной шиной питания коммутатором S. Из схемы базового ЛЭ (фиг. 3) видно, что при уровне, логической единицы на выходе

СО

:о

00

ЛЭ № 1, ток потребления ij,,, развет вляется на переход база-эмиттер мно- гоэмиттерного транзистора - внешняя общая шина питания 1, в одном направ- лении и на эмиттерный повторитель выходного каскада - сопротивление нагрузки Кц - внешняя общая шина питания 14 в другом. Сопротивление исключено из цепи прохождения тока I noT поэтому оно полностью приведе- но к греющему ЛЭ № 2. Ток 1„ат ЛЭ № 2 при подаче греющей мощности изменится на величину изменения, базового тока выходного транзистора, находящегося в режиме насьш1ения. Изменится падение напряжения &U пар R р, которое из-за малой величины изменения тока базы будет незначительным и составляет не более 5 мВ при изменении напряжения полезного сигнала .л/200 мВ, что составляет менее 2,5% о

Устройство содержит источник питания 3, исследуемую микросхему 2, коммутаторы 3 и 4 установки напряжений логической единицы на выходе негреющего ЛЭ и логического нуля на выходе греющего ЛЭ, вольтметр постоянного напряжения 5 для измерения на пряжения термочувствительного параметра, вольтметр постоянного напряжения 6, миллиамперметр постоянного тока 7, коммутатор 8, ограничительное сопротивление 9 и сопротивление

нагрузки 10.

Устройство работает следуюпщм образом.„

При переключении коммута.торов J

и 4 фиксируют напряжение « выхо де негреющего ЛЭ и Ugw- на выходе греющего ЛЭ.

Вольтметр постоянного напряжения 5 измеряет напряжение Ugp,x холодной микросхемы. При замыкании контактов коммутатора 8 начинается разогрев микросхемы за счет протекания тока I от положительной шины питания через миллиамперметр постоянного тока Ограничительное сопротивление 9, коммутатор 8, на выходной транзисто ЛЭ фиксирукугся показания миллиамперметра постоянного тока 7 (1р) и вольтметра постоянного напряжения 6

I 1 л - -----

(и ). Вольтметром постоянного на- пр1жения 5 определяется приращение напряжения термочувствительного параметра. По полученным результатам

определяют тепловое сопротивление микросхемы R с помощью выражения

п ЛУва1-. г TKU-IpUlb,x

деЛи У - приращение напряжения термочувствительного

параметра;

тки - температурный коэффициент термочувствительного параметра;1 . ufu.v - приращение греющей мощо бЫл

TJnr« TtT

НОСТИ.

Формул

и

3 обретения

1. Способ измерения теплового со- дротивления цифровых интегральных микросхем, заключаюйрйся в том, что на контролируемую интегральную микросхему подают напряжения питания, устанавливают первьй логический элемент интегральной микросхемы в заданное состояние, задают величину разогревающей мощности, измеряют выходные термочуствитепьные параметры первого логического элемента, по результатам измерений определяют тепловое сопротивление интегральной микросхемы, -отличающийся тем,, что, с целью повьш1ения точности измерений, теплового сопротивления за счет исключения влияния паразитных сопротивлений интегральной микросхемы первый логический элемент интегральной микросхемы устанавливают в состояние логической единицы на выходе, в качестве выходного термочувствительного параметра принимают величину напряжения логической единицы, вторые логические элементы интегральной микросхемы устанавливают в состояние логического .нуля на выходе, а величину разогревающей мощности задают путем пропускания тока через выходы вторых логических элементов интегральной микросхемы.

.2, Устройство для измерения теплового сопротивления цифровых интегралных микросхем, содержащее источник питания, миллиамперметр постоянного тока, первый вывод которого соединен с источником питания, два .вольтметра постоянного напряжения, вход первого из которых соединен с шиной питания интегральной микросхемы, а вхо второго с выходом первого логического элемента интегральной микросхе5u.

мы, к которому подключен первый BI.I- вод резистора нагрузки, второй вывод которого соединен с общей тайной первого коммутатора, выход которого сое динен с входом второго логического элемента интегральной микросхемы, первый вход коммутатора соединен с общей шиной, отличаю щее- с я тем, что, с целью повышения точности измерений теплового сопротивления за счет исключения влияния паразитных сопротивлений интегральной микросхемы, в. него введены второй и

13478

третий коммутаторы н orpaFmMnre bHHM резистор , второй вывод милпиампермет- ра через ограничительный резистор и второй коммутатор соединен с выходом второго логического элемента, интегральной микросхемы, входы третьего коммутатора подключены к общей щине и пине питания

соответственно, а выход соединен с входом первого логического элемента интегральной микросхемы, второй вход первого коммутатора соединен с шиной питания.

Изобретение относится к технике измерения параметров интегральных микросхем и может быть использовано для контроля качества цифровых интегральных микросхем на основе ТТЛ и ТТЛШ логических элементов. Целью изобретения является повышение точности измерений путем уменьшения влияния паразитного сопротивления в цепи питания микросхем на результат измерения. Сущность способа поясняется на примере измерения теплового сопротивления микросхемы, содержащей два элемента И-НЕ и паразитные сопротивления, соответствующие сопротивлениям внутренних общих шин питания. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг.г

О 1

/

X

-й/г.З