数模混合信号集成电路电流测试方法及关键技术研究

本项目针对数模混合信号集成电路测试这一国内外前沿性基础课题，结合集成电路的电流测试技术以及先进的信号分析、智能计算方法，研究数模混合信号集成电路电流测试方法及故障诊断关键技术。主要研究内容有：1）数模混合信号集成电路动态电流测试方法的研究，重点研究稳态电流测试和瞬态电流测试对各种故障的有效性以及混合信号电路动态电流测试方法。2）电流信号处理与故障特征提取技术的研究，重点研究综合运用小波包分析和主成分分析等多种信息处理技术来获得最佳故障特征。3）混合信号电路故障智能诊断技术的研究，重点研究基于改进马氏距离聚类和决策树支持向量机模式识别技术的故障诊断方法。4）电流信号测量方法的研究，重点研究基于分裂漏极场效应管的磁敏电流传感器的设计。研究内容瞄准学科发展的前沿，不仅在数模混合信号集成电路测试的新理论、新方法和新技术探索方面有所创新和突破，而且具有产业应用前景，对集成电路产业的发展具有重要意义。

项目组按照计划书展开相关研究工作，在以下几个方面取得了重要进展。.首先，展开了基于结构性测试技术的混合信号电路电流测试方法的研究，针对的CMOS射频集成电路的测试展开了具体研究。与物理缺陷相关的基于测试模型与电路结构的结构性测试更重视测试集成电路物理结构是否完善，是功能性测试的完善与补充，能够测试出多种可能影响产品使用寿命的弱故障，但还未大规模应用于射频集成电路测试。电流测试作为一种结构性测试技术已成功应用于数字集成电路的测试，并已经通过设计与改进开始应用于模拟电路测试，但是在射频电路中的应用还是很少见。因此，研究了电流测试在射频集成电路测试中的应用问题，提出了用于射频集成电路测试的动态电流测试方法以及基于小波神经网络的电路故障诊断方法。并对射频前端实例电路进行了电流测试及故障诊断仿真实验，仿真结果验证了所提测试方法的有效性。.其次，研究了用于电流测试的片上电流传感器的设计，提出了一种基于磁敏元件实现的内置电流传感器结构。电流测试中，电流信号的准确测量是关键。所提出的电流传感器结构采用分裂漏磁场效应晶体管通过电磁作用对被测器件的电流进行间接测量，能消除电源电压下降产生的不利影响。对分裂漏磁场效应晶体管灵敏度分析模型进行了全面的几何分析，包括器件的二次和寄生几何效应以及工作点的依赖关系以及各种结构和尺寸对器件灵敏度的影响，得到电流传感器灵敏度模型。对不同结构和尺寸的分裂漏磁场效应晶体管进行了三维仿真，验证器件相对灵敏度与几何形状、尺寸和偏置条件的关系。仿真结果表明了基于分裂漏磁场效应晶体管的电流传感器的有效性及其灵敏度模型的准确性。.然后，研究了基于振荡测试技术的OTA-C滤波器可测性设计。提出了基于振荡测试的OTA-C带通滤波器内建自测试方法，给出了完整实现电路，并对测试性能进行了仿真分析，仿真结果表明了所提方法的有效性。在此基础上，进一步提出了高阶OTA-C滤波器基于振荡测试的可测性设计方案，设计了内建自测试电路并进行了测试仿真，仿真结构表明了所提方法的有效性。.最后，针对混合信号电路性能测试问题，对射频集成电路功能性测试的方法展开研究。采用虚拟仪器技术和软件无线电技术，设计开发了RF系统性能测试平台。针对RFID技术实际应用问题，通过该测试平台进行了互耦效应、系统路径损耗等部分射频性能测试。