楊瀚森+嚴(yán)軍政

摘 要 通過對半導(dǎo)體測試系統(tǒng)構(gòu)成及測量過程的分析，指出對其校準(zhǔn)應(yīng)采取軟件的方法?；谧顑?yōu)化理論提出了校準(zhǔn)方法并驗(yàn)證了方法的有效性。

【關(guān)鍵詞】最優(yōu)化 半導(dǎo)體測試 校準(zhǔn)

1 半導(dǎo)體分立器件測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體分立器件測試系統(tǒng)由控制計(jì)算機(jī)、應(yīng)用程序、總線、板卡、信號調(diào)理電路、傳感器、電壓源、電流源、標(biāo)準(zhǔn)電阻等部分構(gòu)成。其基本原理通過對被測器件提供輸入電壓/電流，測量相應(yīng)的輸出電流/電壓，以達(dá)到測試的目的。測試結(jié)果是器件合格與否的重要判據(jù)之一，測試系統(tǒng)的精度又決定了被測量的可信程度，所以對測試系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)是十分必要的。其內(nèi)部的電壓源、電流源、傳感器、信號調(diào)理電路、A/D、D/A轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)均可對測量精度造成影響，而在實(shí)際操作中對每個(gè)硬件環(huán)節(jié)進(jìn)行校準(zhǔn)、維修或更換是不切實(shí)際的。

但在信號傳輸?shù)倪^程中每個(gè)環(huán)節(jié)的輸入輸出都滿足線性關(guān)系，所以，從信號的產(chǎn)生到測量，其關(guān)系可統(tǒng)一簡化為：Y=AX+B，其中X為被測量，Y為顯示值。

輸入和輸出之間形成一條直線，求解直線方程可以用兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，但由于兩點(diǎn)法實(shí)際上是對輸入輸出直線的估計(jì)，當(dāng)測量點(diǎn)過少時(shí)該估計(jì)的偏差會較大，因此應(yīng)使用多組測量結(jié)果對系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。對某個(gè)特定的源按其量程選取多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測試，這些點(diǎn)應(yīng)該在輸入輸出的直線附近，在工程上，通常以平方誤差的最小作為最優(yōu)準(zhǔn)則進(jìn)行擬合，由此可得到以下問題，即：

校準(zhǔn)前的標(biāo)準(zhǔn)值（用可溯源的高精度數(shù)字多用表測量，其測量值為“測量值2”）及測量值如表1所示。

校準(zhǔn)后的標(biāo)準(zhǔn)值及測量值如表2所示。

2 結(jié)果

經(jīng)過校準(zhǔn)，可以看出，測量單元的誤差變小，該方法是有效的。

對于其他模塊（內(nèi)置電壓源、電流源）的校準(zhǔn)方法同上。

作者單位

中國電子科技集團(tuán)公司第二十研究所 陜西省西安市 710068