張鵬輝，周冬雁

（中國電子科技集團(tuán)公司第58研究所，江蘇 無錫 214035）

1 引言

并行LED驅(qū)動電路有數(shù)字控制部分和模擬輸出部分。測試時，既要輸入測試向量，又要測試16路輸出的電流線性度和一致性，對測試機(jī)資源的數(shù)量、精度、速度都有較高要求。隨著該類電路的出貨量日益增長，對測試成本和測試效率也提出了更高要求，采用多SITE測試方法，可以有效提高測試效率，降低測試成本，是未來該類電路測試技術(shù)發(fā)展的一個重要趨勢。

2 LED驅(qū)動電路介紹

2.1 電路基本功能介紹

某并行LED驅(qū)動電路內(nèi)建位移寄存器和鎖存功能，可以將串行的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行的輸出數(shù)據(jù)格式，工作電壓3.3～5 V，內(nèi)建16個輸出電流源，可以在每個輸出端口提供3～45 mA的恒定電流，且單顆芯片各通道之間的輸出差異小于3%。其內(nèi)部框圖如圖1所示。

電路工作時，通過R-EXT腳的外接電阻，控制OUT0～OUT15這16個恒流輸出腳的輸出電流，從CLK腳輸入外部時鐘信號，SDI端口輸入串行數(shù)據(jù)，LE為數(shù)據(jù)鎖存控制端口，OE為輸出使能控制端口。具體的管腳定義見表1。

圖1 并行LED驅(qū)動電路內(nèi)部功能框圖

表1 并行LED驅(qū)動電路管腳定義

電路的詳細(xì)工作時序見圖2。

圖2 并行LED驅(qū)動電路的工作時序圖

2.2 通過R-ext電阻調(diào)節(jié)輸出電流的方式

在R-ext端口與GND之間接一個電阻（Rext），可以調(diào)節(jié)OUT0～OUT15這16個恒流輸出端口的輸出電流（Iout），公式（1）是其計(jì)算方法。

公式中的VR-ext指的是R-ext端口的電壓值，Rext指的是接到R-ext端口與GND之間的電阻值。例如當(dāng)電阻值是700 Ω，通過公式計(jì)算可得輸出電流值27.21 mA；當(dāng)電阻值是1 000 Ω時，輸出的電流則為19.05 mA。

3 典型參數(shù)及測試方法

3.1 并行LED驅(qū)動電路常見測試參數(shù)

通常情況下，需要測試電路的工作電流（IDD）、靜態(tài)電流（ISD）、輸出電流（IOUT）、輸出電流誤差（DIOUT）等直流參數(shù)，如有必要，還需測試動態(tài)參數(shù)，如各輸入端口到輸出端口的延遲時間（Tplh，Tphl），高-低電平轉(zhuǎn)換時的上升時間（Tr）和下降時間（Tf）等等。功能測試通過測試機(jī)輸入測試向量，讀取輸出端口狀態(tài)來完成。

3.2 常見參數(shù)測試方法

按照圖3所示，連接好測試機(jī)和被測電路，從VDD端口加工作電壓，R-ext端口接外接電阻到地，由SDI、OE、LE、CLK等端口輸入測試向量，測試VDD上的工作電流，以及16個恒流輸出端口OUT0～OUT15的輸出高低電平狀態(tài)和輸出電流。

圖3 直流參數(shù)測試示意圖

4 多SITE測試與測試速度

4.1 多SITE測試的難點(diǎn)

由于并行LED驅(qū)動電路本身有16個恒流輸出端口，這些端口都需要測試輸出電流，同時，還必須測試這些端口間的輸出電流一致性，因此要求測試機(jī)有較多的電壓電流源（VI源）可供使用，這些VI源對電壓電流的測試應(yīng)該一致性很高，保證測試精度和準(zhǔn)確性。在測試過程中，需要輸入輸出測試向量，又要求測試系統(tǒng)包括數(shù)字模塊，必須用數(shù)?；旌蠝y試系統(tǒng)。而且由于電路本身的市場價格不高，出貨量很大，既要求測試速度盡可能快，又要求測試成本盡可能低，勢必不能選擇過于高檔的測試系統(tǒng)。

綜合以上要求，以4 SITE測試為例，如果按照普通的測試方法對并行LED驅(qū)動電路進(jìn)行4 SITE測試，就需要一種含有數(shù)字模塊的模擬測試系統(tǒng)，每個SITE需要16個VI源測試恒流輸出端口，還需要至少1個VI源連接VDD，這樣它必須擁有至少68個高精度VI源，這些VI源之間一致性要很好，同時其測試速度也要很快，最關(guān)鍵是價格也要低。符合以上要求的測試系統(tǒng)在市場上是找不到的，性能符合的價格不菲，達(dá)不到降低測試成本的目的；而價格可以接受的性能又達(dá)不到要求。

4.2 在普通測試機(jī)上進(jìn)行多SITE測試

4.2.1 測試系統(tǒng)選擇和測試方案設(shè)計(jì)

選用某集成電路測試系統(tǒng)，系統(tǒng)配置有16路直流電壓電流單元（OVC），最大輸出/測量電壓12 V，最大輸出/測量電流300 mA；4路大功率直流電壓電流單元（PVC），最大輸出/測量電流為1 A，最大輸出/測量電壓為32 V；一塊32路數(shù)字信號輸出/測量資源板（AC32），最大測試頻率20 MHz；一塊時間測量單元板（TMU），內(nèi)置4路時間測量單元，可以測試各種時間參數(shù)，同時該板還帶有32路繼電器控制位；另外該系統(tǒng)還有5 V、24 V固定電源等資源。

該測試系統(tǒng)屬于常見的主流測試系統(tǒng)，其VI源數(shù)目偏少，不同VI源之間有一定誤差，為了解決這一問題，對VI源采用復(fù)用方式設(shè)計(jì)測試方案，即同一SITE的16路恒流輸出端口采用同一個VI源進(jìn)行測試，既減少了資源占用，也避免了不同VI源之間的特性偏差造成測量誤差。電路的直流參數(shù)采用OVC資源測試，需要跑測試向量的部分使用AC32資源。方案示意圖如圖4所示。其中VDD連接PVC板1A通道，R-ext通過繼電器K1和K2切換不同的電阻以配置輸出電流，SDI、CLK等端口連接AC32數(shù)字資源板的不同通道AC1～AC5，用來輸入測試向量，OUT0～OUT15這16個輸出端口通過繼電器切換連接到OVC板2A通道上。測試時，IDD、ISD等電流參數(shù)通過PVC1A直接進(jìn)行測試，關(guān)鍵參數(shù)Iout和Iout的一致性由同一個OVC資源2A通道進(jìn)行測試，在程序中，通過閉合K3到K18不同的開關(guān)，控制具體測試哪一路輸出。

圖4 采用資源復(fù)用的測試方案示意圖

4.2.2 VI資源復(fù)用的優(yōu)化

VI資源的復(fù)用，實(shí)質(zhì)上是把16路輸出端口的測試從并行變成串行，通過犧牲一定的測試時間，減少VI資源的占用。這種復(fù)用在測試時必須要進(jìn)行切換，如果使用普通的機(jī)械繼電器，每個SITE的一個參數(shù)測試就要切換16次，繼電器動作時間大概在5 ms左右，僅僅2個線性度參數(shù)測試，就會浪費(fèi)近400 ms的時間，大大降低了測試效率。并且機(jī)械繼電器壽命有限，易出故障。因此，本方案采用電子開關(guān)進(jìn)行切換，經(jīng)過多方面比對，最終選定Analog Device公司的ADG408芯片。

ADG408是Analog Device公司推出的單芯片CMOS模擬多路復(fù)用器，內(nèi)置8個單通道，它根據(jù)3位二進(jìn)制地址線A0、A1和A2所確定的地址，將8路輸入之一切換至公共輸出。ADG408采用增強(qiáng)型LC2MOS工藝設(shè)計(jì)，具有低功耗、高開關(guān)速度和低導(dǎo)通電阻等特性。本方案主要利用其高速和低導(dǎo)通電阻特性，更高的開關(guān)速度帶來更高的測試效率，而低導(dǎo)通電阻則保證了測試準(zhǔn)確性。

利用ADG408進(jìn)行輸出端口切換的示意圖如圖5，每個SITE采用2塊ADG408芯片，被測電路16個輸出端口OUT0～OUT15分別接到ADG408的16個輸入通道上，ADG408的3位地址總線和2個EN使能端口則接到AC32數(shù)字資源板的不同通道AC6～AC10上，測試時，通過AC32板輸出測試向量，控制ADG408進(jìn)行不同輸出端口到測量通道的切換。

圖5 利用ADG408進(jìn)行輸出端口切換

4.3 多SITE測試的其他注意事項(xiàng)

多SITE測試時，首先要保證針卡平整度，尤其是驅(qū)動電流參數(shù)的測試，要求所有輸出端口的探針接觸電阻有較高一致性，否則會帶來測試誤差。另外，在進(jìn)行針卡PCB布線時，盡量使多個SITE的GND分別引到測試系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端共地，可以有效減少各SITE之間的互相干擾問題。

4.4 測試結(jié)果與效率

通過采用OVC資源復(fù)用的方式對關(guān)鍵參數(shù)Iout進(jìn)行測試，有效地避免了測試機(jī)不同通道的誤差對測試結(jié)果的影響。采用ADG408進(jìn)行輸出端口的切換，有效地提高了測試效率。最終，4 SITE總測試時間為600 ms，加上探針臺INDEX時間，每秒可以完成4顆管芯的測試，相比單SITE測試，每片可提高測試效率300%。

5 結(jié)束語

在本文的測試方案設(shè)計(jì)中，通過VI資源復(fù)用，降低了對測試機(jī)的成本需求，同時采用最新的電子開關(guān)技術(shù)，減少了測試時間損失。最終實(shí)現(xiàn)并行LED驅(qū)動電路的多SITE測試，可以提高測試效率，降低測試成本。

[1] Alan Hastings. The Art of Analog Layout[M]. Pearson Education,Inc. Prentice Hall,Inc. 2001.

[2] Behzad Razavi. Design of Analog CMOS Integrated Circuits[M]. 西安交通大學(xué)出版社，2003.

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