MOS集成电路检测及其注意事项和特性详细分析

信息来源: 时间:2021-11-11

MOS集成电路检测及其注意事项及特性详细分析

(1)MOS集成电路检测的一般注意事项

以往在购进晶体管、二极管等元件时,要判断这些元件是否能用于相应的电路。同样,集成电路出现后,则应判断是否能用这些集成电路构成系统。因此,作为购物基准的检测规格,与分立元件的情形相比要重要得多。

使用集成电路的周围条件,例如电源电压、环境温度、负载条件等是变化的。这些条件之一或将这些条件组合起来处于最坏的状态,称为最坏条件。MOS集成电路检测。图3.146以电源电压为例,给出最坏条件。对标称电压为-24V的数字集成电路而言,当电源电压高于标称电压+10%达到-26.4V以上时,导通电压要降低;当低于标称电压-10%降至21.6V以下时,截止电压要降低。这两种状态都不能驱动次级,于是集成电路的工作停止。当电源电压在-30V以上时,将超过漏-衬底P-N结的耐压;电源为+0.3V以上的正电压时,P-N结处于正向,流过过量的正向电流。MOS集成电路注意事项。这两种情形均会使集成电路受到破坏。最好在将寿命终止点也考虑进去的最坏条件下进行检测,但一般多在初始值的最坏条件下进行检测。

MOS集成电路检测、MOS集成电路注意事项

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检测MOS数字集成电路时所用的主要术语如下。

真值表 数字集成电路用1和0表示脉冲信号的有无。用1和0两个数字表示输入和输出之间的关系叫做真值表(参见表3.22)。

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逻辑电平 一般用高电平为“1”,低电平为“0”的电压表示的逻辑,称为正逻辑;“1”和“0”对调一下的逻辑称为负逻辑。

逻辑摆幅 是“1”和“0”电平间的摆幅。MOS集成电路的摆幅很大。

阈值 对应于逻辑摆幅为10%和90%的点的输入电压,分别称为“1”和“0”阈值。

过渡幅度 阈值“0”和“1”的幅度电压。

简易噪声容限 即使在前级的输出与次级的输入之间因某些原因加进噪声,仍然能完全驱动次级输入的范围,称为噪声容限。阈值与典型值之差称为简易噪声容限。MOS集成电路检测。MOS集成电路的噪声容限很大。图3.147中给出“与”门电路HD3106P的电压传输特性。

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扇出 是指可能与集成电路的输出端连接的外部集成电路数目。MOS集成电路不受直流的限制,但由于后续集成电路的输入电容的关系,驱动集成电路的负载电容增加,开关速度,于是受到这方面的制约。

脉冲特性 图3.148给出脉冲宽度、逻辑电平、上升时间、下降时间、上升延时、下降延时等的定义。

检测MOS集成电路时,除测量端点外,必须接地或加一定的负偏压,不得开路。必须对全部端点进行直流测量,并且进行功能试验和检查其动态特性。

(2)MOS集成电路的检测

关于MOS集成电路的测量方法,门电路以HD3106P为例、程序电路以HD3101为例进行说明。表3.23给出电特性和电路功能。

直流特性(HD3106P)

全部端点的耐压:测量耐压的额定值。为防止测量时元件受到破坏,应如图3.149所示,加额定电压(-30V)测量漏泄电流。要对全部端点进行测量。

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测量电源端和输入端时,其它端点要接地。测量输出端时,在一个栅上加-14V电压,使输出截止而测量其耐压。除测量端点外,其它端点绝对不得开路。

全部端点漏泄电流:全部端点加最坏条件的电源电压,测量其漏泄电流。

传输特性:在电源电压、输入电平、环境温度、负载条件等的最坏条件的组合情况下,保证有足够的输出电平(参见图3.150)。

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功耗:全部输入端完全处于导通状态时,测量由电源流入的电流。

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开关特性(HD3106P)

输入电容:是在零偏压下测得的栅输入电容。前级的扇出与输入电容有关,受输入电容的制约。

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传输延时:负载电阻和负载电容对其有显著影响。若负载电阻和负载电容增加,负载的充电时间就加长,使上升延时显著增加。放电时间只与负载电容有关,仅稍有增加(参见图3.15)。

动态特性(HD3101)

时钟频率:对以时钟脉冲为定时脉冲的集成电路而言,时钟频率的工作范围变得极为重要。如时钟脉冲的重复频率降低,则保持于栅上的信号通过前级漏的漏泄电阻而放电。MOS集成电路注意事项。随着温度的升高,会显著提高最低工作频率。HD3101在75°C下,时钟2的最低工作频率为5kHz,时钟1从其电路结构来看可工作至直流。图3.152给出下限频率的测量方法和电路结构。

MOS集成电路检测、MOS集成电路注意事项

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工作状态的验证:对于门电路,只测量其直流传输特性和开关时间,即可验证大致的工作状态。但移位寄存器触发器等,则必须在最坏条件下动态地验证其移位特性和真值表等。

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