[發明專利]一種半導體測試系統的開關切換電路及方法

有效

• 申請號: 202110689258.7
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113252950B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 邵凌明;毛國梁
• 申請（專利權）人: 南京宏泰半導體科技有限公司
• 主分類號: G01R1/20
• 分類號: G01R1/20;G01R31/28;H03K19/20;H01H9/54;H03K17/687
• 代理公司: 南京新眾合專利代理事務所(普通合伙) 32534
• 代理人: 彭雄

本發明涉及了一種半導體測試系統的開關切換電路及方法，包括源表模塊、控制模塊、開關模塊，所述源表模塊用于設置電流檔位與輸出狀態，所述控制模塊根據電流檔位與輸出狀態產生相應電平的使能信號En和控制信號Con；根據使能信號En和控制信號Con產生相應電平的控制信號一Rc1和控制信號二Rc2；開關模塊用于根據控制信號一Rc1、控制信號二Rc2的電平高低，執行開關操作，使得源板能夠無任何電壓電流輸出、允許1A以下的電流輸出或者允許1A以上的電流輸出。本發明不僅規避了單一類型開關的缺點，而且提升了系統測試精度、測試穩定性與開關電路的使用壽命，同時降低了使用成本。

技術領域

本發明涉及一種半導體測試技術領域，具體涉及一種半導體測試系統的開關切換電路。

背景技術

在半導體行業集成電路測試過程中需要采用開關切換電路，來切換不同大小量程的電流檔位，完成特定電氣參數的規格測試。

傳統的開關切換電路通常使用機械繼電器、磁簧繼電器等電磁開關以及固態繼電器、光電繼電器等電子開關來實現，電磁開關是由機械觸點通斷，需要驅動電磁線圈來控制，具有低電容(低于5pF)，低漏電流(為nA級別)的優點，但由于其存在開關速度慢（通常需要1-2mS），機械觸點壽命短及功率做不大等問題，不適合用在大功率應用電路中，相比較而言磁簧繼電器的壽命更長一些，可以達到千萬次級別；電子開關通常由可控硅或場效應管通斷，通過電子電路來控制，其驅動電流小控制速度較快(動作時間在0.5mS以內)。這兩類繼電器開關功率較大，但存在較大的漏電流（通常在uA級別）與寄生電容（幾十到幾百pF）等問題不適合用在小電流應用電路中。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種提高小電流測試精度與穩定性、提升開關電路使用壽命的半導體測試系統的開關切換電路，本發明不僅提高小電流測試精度，而且提升了電路壽命。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種半導體測試系統的開關切換電路，包括源表模塊、控制模塊、開關模塊，其中：

所述源表模塊用于設置電流檔位與輸出狀態，并將設置的電流檔位與輸出狀態發送給控制模塊。

所述控制模塊根據電流檔位與輸出狀態產生相應電平的使能信號En，根據電流檔位與輸出狀態產生相應電平的控制信號Con。然后根據使能信號En與控制信號Con產生相應電平的控制信號一Rc1，根據使能信號En與控制信號Con產生相應電平的控制信號二Rc2。

所述開關模塊用于根據控制信號一Rc1、控制信號二Rc2的電平高低，執行開關操作，使得源板能夠無任何電壓電流輸出、允許1A以下的電流輸出或者允許1A以上的電流輸出。

通過以上對不同電流檔位與輸出狀態的控制，使得輸出切換電路在不同的電流量程范圍選擇最合適的開關類型來工作。

優選的：所述控制模塊用于對電流檔位和輸出狀態進行判斷，如果設置的電流檔位小于1A，輸出狀態為閉合狀態時，則FPGA芯片輸出5V高電平的使能信號En和5V高電平控制信號Con。將5V高電平的使能信號En和5V高電平控制信號Con進行鎖存。鎖存維持此輸出狀態直到下一個檔位數據到來才改變。其后，將信號分成兩路：其中一路5V高電平的使能信號En和5V高電平控制信號Con通過與門計算組合產生5V高電平控制信號一Rc1。另一路5V高電平控制信號Con通過反相操作轉換為0V低電平控制信號Con，0V低電平控制信號Con和5V高電平的使能信號En通過與門計算組合產生0V低電平控制信號二Rc2。