6000字集成电路毕业论文

6000字集成电路 毕业论文 毕业论文答辩ppt模板下载毕业论文ppt模板下载毕业论文ppt下载关于药学专业毕业论文临床本科毕业论文下载 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 6000字集成电路毕业 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 我爱我的学校Guangdong ji dian 简述 目前，世界各国生产的模拟与数字集成电路有数万种之多。集成 电路种类越来越多，人们需要的集成电路功能更全，更稳定。集成电 路中系统变得庞大和复杂，为确保数字电路和系统的性能和可靠性， 人们对电路和系统中的数据信息进行测量。在这众多的集成电路生产 过程中，检测集成电路是必不可少的一部分。集成电路的检测存在产 品的各个阶段，如 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 验证、产品检测、故障诊断等。不同的电路有 对应不同的方法，本课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 主要是对一些测试方法作简单的介绍和归纳。 同时，针对现在集成电路的一些问题，如大规模集成测试费用高，测 试难度大，社会的各种解决方法，未来集成电路测试方法的发展方向。 1 我爱我的学校Guangdong ji dian 目录 简 述............................................................................................................. 1 1、集成电路的发展历 程 .......................................................................... 3 1.01第一次变 革 ............................................................................................................... —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ ........ 3 1.02第二次变 革 ....................................................................................................................... 3 1.03第三次变 革 ....................................................................................................................... 3 2、集成电路的分 类 .................................................................................. 4 2.01按功能结构分 类 ............................................................................................................... 5 2.02按制作工艺分 类 ............................................................................................................... 5 2.03按集成度高低分 类 ........................................................................................................... 5 2.04按导电类型不同分 类 ....................................................................................................... 6 2.05按用途分 类 ....................................................................................................................... 6 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 3、集成电路的测试方法和归 纳 .............................................................. 6 3.01集成电路测 试 ................................................................................................................... 7 3.02各种集成电路类型的测试方 法 ....................................................................................... 8 3.03常用的检测方 法 ............................................................................................................. 10 3.04常用集成电路的检 测 ..................................................................................................... 10 3.05数字集成电路测 试 ......................................................................................................... 11 3.06模拟集成电路测 试 ......................................................................................................... 12 3.07静态电源电流测试、扫描路径 法 ................................................................................. 14 3.08集成电路测试 仪 ............................................................................................................. 15 3.09大规模数字集成电路的JTAG测 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 试 ............................................................................. 15 4、集成电路测试方法的展 望 ................................................................ 16 4.01智 能 集 成 电 路 测 试 仪 ..................................................................................... 16 4.02,,,技 术 ............................................................................................................... ....... 16 4.03 ,,,测 试 ............................................................................................................... ..... 17 2 我爱我的学校Guangdong ji dian 1、集成电路的发展历程 集成电路(IC)的诞生，使电子技术出现了划时代的革命，它是 现代电子技术和计算机发展的基础。 1958年美国德克萨斯仪器公 司(TI)发明集成电路(IC)后 ，随着硅平面技术的发展，二十世纪六 十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路，它标志着 由电子管和晶体管制造电子整机的时代发生了量和质的飞跃，创造了 一个前所未有的具有极强渗透力和旺盛生命力的新兴产业集成电路 产业 。 自从发明集成电路到现在的40多年来，集成电路产业为适应自 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 身的技术发展和世界市场的需求，其产业一共发生了三次变革。 1.01第一次变革:以加工制造为主导的IC产业发展的初级阶段 20世纪70年代，世界集成电路的主流产品是微处理器、存储器以及标准通用逻辑电路。 这一时期的集成电路设计主要以人工为主，CAD系统仅作为数据处理和图形编程之用。IC产业仅处在生产为导向的初级阶段。 1.02第二次变革:Foundry公司与IC设计公司的崛起 20世纪80年代，集成电路的主流产品为微处理器(MPU)、微控制器(MCU)及专用IC(ASIC)。 随着科学技术的发展，微处理器和PC机在通信、工业控制、消费电子等领域 得到广泛的应用和普及。IC产业已开始进入以客户为导向的阶段 。客户开始要求集成电路公司不断增加IC的集成度，提高保密性，减小芯片面积使系统的体积缩小，降低成本，提高产品的 性能价格比。集成电路公司得到市场份额和更丰厚的利润 。IC微细加工技术的进步，软件的硬件化已成为可能 。EDA工具(电子设计自动化工具)的发展 PCB设计方法引入IC设计之中 ，厂商和创业者看到ASIC的市场和发展前景 ，纷纷开始成立专业设计公司和 IC设计部门，一种无生产线的集成电路设 。计公司(Fabless)或设计部门纷纷建立起来 并得到迅速的发展。 1.03第三次变革:“四业分离”的IC产业 20世纪90年代， 随着互联网的技术兴起，以DRAM为中心来扩大设备投资的竞争方式 3 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 我爱我的学校Guangdong ji dian 已成为过去。 IC产业跨入以竞争为导向的高级阶段，国际竞争由原来的资源竞争、价格竞 争转向人才知识竞争、密集资本竞争。IC产业结构向高度专业化转化成为一种趋势，开始 形成了设计业、制造业、封装业、测试业独立成行的局面。 IC设计企业更接近市场和了解市场，通过创新开发出高附加值的产品，直接推动着电子系统的更新换代 。 同时，在创新中获取利润，在快速、协调发展的基础上积累资本，带动半导体设备的更新和新的投入;IC设计业作为集成电路产业的"龙头"，为整个集成电路产业的增长注入了新的动力和活力。 图1-1:集成电路的三次历史变革 2、集成电路的分类 集成电路经历了几个阶段的发展，品种已经变得多种多样。 不同集成块有着不同的功能， 4 我爱我的学校Guangdong ji dian 其种类可以按不同的标准划为不同的类别。其可以按功能结构、制作工艺 、集成度高低、 导电类型 、用途 等分类。 2.01按功能结构分类 : 按其功能结构的不同，可以分模拟集成电路为和数字集成电路两大类 。 图2-1 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 2.02按制作工艺分类: 按制作工艺的不同，可分为半导体集成电路和薄膜集成电路 。 2.03按集成度高低分类 : 图2-2 按集成度高低的不同 ，可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。 5 我爱我的学校Guangdong ji dian 图2-3 2.04按导电类型不同分类 : 按导电类型 不同，可分为双极型集成电路和单极型集成电路。 图2-4 2.05按用途分类 : 按用途不同，可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、电脑 (微机)用集成电路、通信用集成电路等 。 图2-5 3、集成电路的测试方法和归纳 随着集成电 路技术的飞速发展，集成电路块的种类越来越多，功能越来越齐全，集成 6 我爱我的学校Guangdong ji dian 电路的设计和制造要求越来越高，集成电路的测试也越来越复杂 。 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 测试在集成电路生产成本中占有很大比例。并且集成电路测试检查生产中起着不可忽视的作用。 因此，集成电路的型号、品种繁多决定了其各自的检测方法的差异。 常见集成电路的外形结构 图3-1 3.01集成电路测试 根据集成电路产品生产所处的不同阶段与不同目的，测试大致可以分为3种类型: (1)、在产品的研发阶段，为了检测设计错误而进行的测试(设计错误测试); (2)、在芯片生产阶段，为了检测产品是否具有正确的逻辑操作和正确的功能而进行的测试(功能测试) (3)、在产品出厂前，为了保证产品的质量与可靠比，需要进行的各种测试(产品测试)。 3.011设计错误测试 设计错误测试的主要目的是发现并定位设计错误，从而达到修改设计，最终消除设计错 误的目的。 设计错误的主要特点是同一设计在制造后的所有芯片中都存在同样的错误，这是区分设计错误与制造缺陷的主要依据。 3.012功能测试 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 7 我爱我的学校Guangdong ji dian 功能测试主要是针对制造过程中可能引起电路功能 不正确进行的测试，与设计错误相比，这种错误的出现具有随机性，测试的主要目的不是定位和分析错误(而是判断芯片上是否存在错误，即区分合格的芯片与不合格的芯片。 功能测试的困难源于以下两个方面: (1)一个集成电路具有复杂的功能，含有大量的品体管; (2)电路中的内部信号不可能引出到芯片的外面，而测试信号和测试结果只能从外部的少数管脚施加并从外部管脚进行观测。 3.013产品测试 产品测试是为了保证产品的质量与可靠，在产品出产之前，对其进行各种各样的测试，对产品有可能存在的各种故障进行排除。 除了以上根据集成电路产品生产所处的不同阶段与不同目的的测试方法，集成电路测试方法还根据功能结构有数字IC测试、模拟IC测试和数模混合IC测试;根据集成度高低 有中小规模集成电路测试、大规模集成电路测试等，它们有着密切的联系。有时，相互参透采用各自的测试方法。 3.02各种集成电路类型的测试方法 首先，在测试开始之前，人们需要了解一些关于集成电路检测的基本知识。 3.021集成电路的常用参数 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 集成电路的常用参数有电参数和极限参数两大类。电参数为集成电路的基本参数，就是能正常工作、安全、稳定工作的参数。极限参数则为集成电路最大工作数据。 (1)电参数 电参数通常包含电源电压、静态工作电流、增益、最大输出功率、耗散功率。 1、电源电压 电源电压是指集成电路正常工作时所需的电源电压。在模拟电路中，常用“Vcc”表示。在数字电路中，常用”Vdd”表示。 2、静态工作电流 8 我爱我的学校Guangdong ji dian 静态工作电流是指集成电路信号输入引脚不加入信号的情况下，电源引脚回路中的直流电流。该参数对认定集成电路故障非常重要。 3、增益 增益是指集成电路内部放大器的放大能力。通常含开环增益和闭环增益两种。 4、最大输出功率 最大输出功率是指输出信号为额定值时，(通常为10%)集成电路的输出引脚所输出的电信号功率。通常也分别给出最小值、典型值、和最大值三项指标。 5、耗散功率 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 耗散功率是指集成电路在标称工作电源电压及允许工作环境围内正常工作时能输出最 大功率。 (2)极限参数 极限参数包括最大电源电压、允许功耗、工作环境温度、储藏温度。 1、最大电源电压 最大电源电压是指可以在集成电路电源输入引脚与接地之间直流工作电压的极限值。实际使用时，不允许超过该电压值，否则会导致电路烧毁。 2、允许功耗 允许功耗是指集成电路所能承受的最大耗散功率。该参数主要用于各种大功率集成电 路。 3、工作环境温度 工作环境温度是指集成电路能维持正常工作的最低和最高环境温度。 4、储存温度 储存温度是指集成电路在储存状态的最高和最低环境温度。 3.022检测集成电路应注意的问题 要准确、安全地检测集成电路，通常应该注意以下几方面的问题: 1、检测之前要了解集成电路及相关电路的工作原理。 2、检测中不要使引脚间短路 9 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 我爱我的学校Guangdong ji dian 3、用带电底板测试IC应加隔离变压器 4、要注意电烙铁的绝缘性能 5、不要轻易判断集成电路的损坏 6、检测用仪表内阻要大 3.03常用的检测方法 集成电路常用的检测方法有在线测量法、非在线测量法和代换法。 3.031非在线测量 非在线测量潮在集成电路未焊入电路时，通过测量其各引脚之间的直流电阻值与已知正常同型号集成电路各引脚之间的直流电阻值进行对比，以确定其是否正常。 3.032在线测量 在线测量法是利用电压测量法、电阻测量法及电流测量法等，通过在电路上测量集成电路的各引脚电压值、电阻值和电流值是否正常，来判断该集成电路是否损坏。 3.033代换法 代换法是用已知完好的同型号、同规格集成电路来代换被测集成电路，可以判断出该集成电路是否损坏。 图3-2 3.04常用集成电路的检测 3.041微处理器集成电路的检测 10 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 我爱我的学校Guangdong ji dian 微处理器集成电路的关键测试引脚是VDD电源端RESET复位端、XIN晶振信号输入端、XOUT晶振信号输出端及其他各线输入、输出端。 在路测量这些关键脚对地的电阻值和电压值，看是否与正常值(可从产品电路图或有关维修资料中查出)相同 。 3.042开关电源集成电路的检测 开关电源集成电路的关键脚电压是电源端(VCC)、激励脉冲输出端、电压检测输入端、电流检测输入端。测量各引脚对地的电压值和电阻值，若与正常值相差较大，在其外围元器件正常的情况下，可以确定是该集成电路已损坏。 内置大功率开关管的厚膜集成电路，还可通过测量开关管C、B、E极之间的正、反向电阻值，来判断开关管是否正常。 3.043运算放大器集成电路的检测 用万用表直流电压档，测量运算放大器输出端与负电源端之间的电压值(在静态时电压值较高)。用手持金属镊子依次点触运算放大器的两个输入端(加入干扰信号)，若万用表表针有较大幅度的摆动 ，则说明该运算放大器完好;若万用表表针不动，则说明运算 放大器已损坏。 3.044时基集成电路的检测 时基集成电路内含数字电路和模拟电路，用万用表很难直接测出其好坏。可以用如图 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 9-13所示的测试电路来检测时基集成电路的好坏。测试电路由阻容元件、发光二极管LED、6V直流电源、电源开关S和8脚IC插座组成。将时基集成电路(例如NE555)插 信IC插座后，按下电源开关S，若被测时基集成电路正常，则发光二极管LED将闪烁发光;若LED不亮或一直亮，则说明被测时基集成电路性能不良。 3.05数字集成电路测试 数字集成电路处理的都是以0、1为特征的数字电压。数字集成电路的电特性主要是数字电路的电特性，最主要的有输入电平、输出电平、输入电流、输出电流、转换时间、延迟时间、功率消耗等等 11 我爱我的学校Guangdong ji dian 图3-3 3.06模拟集成电路测试 3.061线性芯片测试 掌握对运算放大器的特性的测量原理与方法，也即掌握了对一般线性集成电路的测试方法。理想的运算放大器如图3-4所示，具有如下特性: ? 输入阻抗Rin=?; ? 输出阻抗Ro=0; ? 电压增益 Av=?; ? 带宽为?; ? 当Uin--Uin+=0时，Uo=0。 图3-4 in —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ o (1)运算放大器开环输入阻抗的测量 运算放大器的输入阻抗由两输入端之间和每个输入端与地之间的阻抗组成，如图3-5所示: 反相输入 同相输入 我爱我的学校Guangdong ji dian 图3-5 上图中， Rin称为差分输入阻抗，Rc称为共模输入阻抗。当作为反相放大器使用时， 同相输入端接地，RcRin，可以近似认为差分输入阻抗即为其输入阻抗。测量运算放大器开环输入阻抗的电路如图3-6所示: Rw50 k? 图3-6 (2)运算放大器开环增益Av的测量 Av的测量方法仍采用如图3-5所示测量运算放大器的输入阻抗的方法。因为Av=Uo/Ui，且 所以 Ui?Us?100US?100?100?103103Av?1000U?US (3) 运算放大器转换速率( Sr )的测量 运算放大器能够将正弦信号转化为矩形波，这种大信号工作特性一般用Sr来表征，可以用示波器来测量。具体测量电路如图3-7 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ RU(t(a)(b) 图3-7 运算放大器转换速率的测量 13 我爱我的学校Guangdong ji dian (a) 测量运算放大器转换速率电路; (b)所示电路的输入和输出电压 3.062一般模拟集成芯片的测试 (1)性能指标测量 图3-8是单片集成锁相环CD4046的测试电路: ，5 VU(t) 图3-8 (2)集成芯片的在线测试 在调试和维修工作中，常常对已焊接在电子线路板上的集成芯片是否正常产生疑问。这时采用在线测试的方法，可以解决大多数问题。在线测试一般有以下几种方法: 图3-9 3.07静态电源电流测试、扫描路径法 14 我爱我的学校Guangdong ji dian 3.071静态电流测试 测试时使电流越小越好。一般设置:没有三态、内部RAM关闭、上下拉电阻设置为合适电平。 3.072扫描路径法 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 扫描路径法是一种规则的可测试性设计方法，适用于时序电路。其设计思想是把电路中的关键节点连接到一个移位寄存器上，当作为扫描路径的移位寄存器处于串入/并出状态时， 可以用来预置电路的状态。当作为扫描路径的移位寄存器处于并入/串出状态时，可以把内部节点的状态依次移出寄存器链。 3.08集成电路测试仪 集成电路测试仪(或测试系统)是用于集成电路设计、验证、生产测试的专用仪器(系统)，按测试门类可分为数字集成电路测试仪、存储器测试仪、模拟与混合信号电路测试仪、在线测试系统和验证系统等。由于这些测试仪的测试对象、测试方法以及测试内容都存在差 异，因此各系统的结构、配置和技术性能差别较大。 3.09大规模数字集成电路的JTAG测试 目前，中大规模集成电路的应用已十分普遍，由于专用的集成电路测试仪价格昂贵，利用它来解决这些集成电路在产品研发、生产、维修中的测试问题，对于广大普通用户来说是不现实的。 IEEE1149.1标准支持以下3种测试功能: 3.091内部测试——IC内部的逻辑测试; 3.092 外部测试——IC间相互连接的测试; 3.093 取样测试——IC正常运行时的数据取样测试。 BSC起着把输入输出信号与内部逻辑隔离或连通的作用，所有的BSC在IC内部构成JTAG串联回路，如图5.0所示: 输入输出TDI —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 我爱我的学校Guangdong ji dian 图3-91 集成电路还有众多不同测试方法，它们根据电路的类型不同而对应。除了以上的测试方法，还有,，,测试 、,,测试、并发测试等等。 4、集成电路测试方法的展望 随着社会的进步和人们的需求，集成电路发展规模越来越大。测试难度越来越难。测试集成电路成本高，测量时间旧。人们正在努力寻找新的省时省物的方法。其中，集成电路的测试方法走向自动化、智能化。以下是一些相关的情况: 4.01智 能 集 成 电 路 测 试 仪 智能化集成电路测试仪的基本原理是将被测集成电路器件的逻辑 功能与储存在,,,,,中的标准逻辑功能表 相 比较 ，两者一致证明被测器件是好的， 不 一致 证 明是坏的。测试结果清楚地显示在数码管上。 4.02,,,技术 ,,, 主要技术和方法是:转变测试思想，将输入信号的枚举与排列的测试方法，转变为对电路内各个节点的测试，即直接对电路硬件组成单元进行测试;降低测试的复杂 性，即将复杂的逻辑分块，使模块易于测试。 16 我爱我的学校Guangdong ji dian —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 4.03 ,,,测试 ,,,公司新应对集成电路测试难题，高端的信号分析仪,,, ,,？、 上基带分 析仪,,,, ,,,、组成了一个全系列的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 在基带芯片和射频芯片测量方面，,,,,推出了用于数实现的特点，广泛应用于射频微波的芯片,集成电路以往字，,,信号转换的硬件工具,,,,,,，,,,,广泛应用于测试这些器件通常采用传统的“虚拟”差分方法:网络分析不同数字，,,标准的转换，是连接矢量信号源(如,,,、 仪用单端(,,,,,,,,,,,,)信号激励被测件，测出其不平衡,,,、,?、,,,,、,,,、,,，,)。 集成电路的测试方法日新月异，越来越多的方法得到发掘和运用。将来集成电路的测试更加完善，检测更加容易省时省力，集成电路产业将更加兴盛～ 资料来源:百度文库、万方数据库、《集成电路检测、选用、代换手册》、21ic.com 集成电路的发展及对社会推动作用研究 2009~2010学年第二学期 学生签名: 17 我爱我的学校Guangdong ji dian 18 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————