從研發(fā)到生產(chǎn)——準(zhǔn)確測試的解決之道
本文介紹了使用集成信號源的測試設(shè)備構(gòu)建從研發(fā)到生產(chǎn)過程的測試方案,不僅降低成本,而且具有較高的精度、速度和靈活性
新產(chǎn)品從研發(fā)到生產(chǎn)都需要通過測試過程。如果研發(fā)與生產(chǎn)時所用的測試設(shè)備相同,那么測試工作就比較容易完成,但是這要求測試儀器在進(jìn)行這兩個階段的測試工作時都具有較高的精度、速度和靈活性。
從研發(fā)到生產(chǎn)
盡管產(chǎn)品在研發(fā)和生產(chǎn)過程中的很多電氣測試程序都是相同的,但是它們通常具有不同的優(yōu)先級。在研發(fā)階段,可以詳細(xì)地繪出I-V（電流-電壓）數(shù)據(jù)曲線,并仔細(xì)進(jìn)行分析,而在生產(chǎn)階段,就需要快速地反復(fù)測量I-V值,并與若干個標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比,以判斷該產(chǎn)品是否合格或者該批器件是否可以裝箱。
需要搞清楚研發(fā)與生產(chǎn)兩個階段I-V測試數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系,以確保產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)滿足性能和可靠性要求。在生產(chǎn)階段重復(fù)使用研發(fā)時使用的測試儀器在理論上是可行的,但是如果在選擇設(shè)備時沒有考慮到這一點(diǎn),那么這種方案可能就不現(xiàn)實(shí)了。
為了保證測試設(shè)備在研發(fā)和生產(chǎn)階段都能夠發(fā)揮良好的性能,必須考慮幾個因素,其中包括（待測試件）所需測試點(diǎn)的數(shù)量、靈敏度、復(fù)現(xiàn)性、可編程特性以及數(shù)據(jù)處理能力。
I-V數(shù)據(jù)采集
在研發(fā)與生產(chǎn)階段,通過內(nèi)置直流源的測試儀的測試,可以利用I-V曲線來分析器件和材料的特性。其中可能還需要計(jì)算電阻和其他一些由I-V測量結(jié)果派生出的參數(shù)。例如,可以使用I-V數(shù)據(jù)分析異常情況、局部的最大（或最�。┣�斜率,或者進(jìn)行可靠性分析。典型的一種應(yīng)用就是測試半導(dǎo)體二極管的反偏漏流,進(jìn)行正偏和反偏電壓掃描,測量電流,從而得到其I-V曲線。
過去,這些測試工作常常由專門的波形記錄儀來完成（波形記錄儀的本質(zhì)是一種示波器,其內(nèi)置的直流源能夠?yàn)镈UT提供電壓或電流）。現(xiàn)在,很多波形記錄儀都已經(jīng)被淘汰,還有一些可以買到,價格在15000～30 000美元之間,甚至更貴。大部分波形記錄儀都無法兼容現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的通信總線,因此必須進(jìn)行手工操作,甚至只能將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到軟盤上。
圖1 1-V數(shù)據(jù)圖,用于繪制晶體管曲線簇的數(shù)據(jù)是很多研發(fā)與生產(chǎn)過程中的主要測量目標(biāo)
另外一種辦法就是組合使用各種儀器與PC相連,例如電壓/電流源、DMM（數(shù)字萬用表）或者皮可安培計(jì)。但是這種辦法需要費(fèi)很大的精力去調(diào)試各個儀器、正確連接信號和觸發(fā)電纜以及解決時序問題。
使用集成信號源的測試設(shè)備可以降低設(shè)備成本,更方便地生成I-V曲線。這些高精度的儀器既可以用作帶寬掃描、脈沖發(fā)生和鉗位限制（compliance limit）等功能的電壓源或電流源,同時也能夠以很高的精度測量電流和電壓。
數(shù)據(jù)相關(guān)性問題
當(dāng)某種新產(chǎn)品投入生產(chǎn)時,在研發(fā)階段進(jìn)行的一些測量工作也會帶入生產(chǎn)階段,以確保產(chǎn)品滿足性能和可靠性要求。如果研發(fā)測試與生產(chǎn)測試之間缺乏協(xié)調(diào)一致,那么常常會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。缺乏相關(guān)性是由于多種原因?qū)е碌臏y量不確定性而造成的。一般而言,任何測量數(shù)據(jù)不確定性中的一半都是由測試儀器造成的。另外一半是由于外部測試環(huán)境、輔助硬件和測量技術(shù)造成的。如果測量數(shù)據(jù)來源于不同的測試儀器,那么其測量不確定性將會超過測試環(huán)境造成的不確定性。另外,生產(chǎn)環(huán)境可能不如研發(fā)環(huán)境那樣容易控制,從而給測試儀器的測量數(shù)據(jù)帶來更多的不確定性。
