本實(shí)用新型涉及電路設(shè)計(jì)，尤其是涉及用于電子器件的電壓應(yīng)力測試的電路。

背景技術(shù)：

目前，電子技術(shù)廣泛地運(yùn)用于人們的日常生活中，例如汽車中電子娛樂產(chǎn)品和控制系統(tǒng)。尤其是是像汽車中的控制系統(tǒng)對汽車的安全、舒適度都有重大影響，不合質(zhì)量要求的電子器件的使用會(huì)嚴(yán)重影響安全和品質(zhì)。因此為了確?？煽?，對于這類關(guān)鍵應(yīng)用的模擬器件或功率器件則必須進(jìn)行應(yīng)力測試，即器件要滿足一定的極限要求，對于常用的功率器件例如MOS管這樣的絕緣柵型晶體管，就是要保證在一定的應(yīng)力電壓下，其柵極不會(huì)損壞，仍能正常工作。

現(xiàn)有技術(shù)中常用于對MOS管進(jìn)行應(yīng)力測試的電路如圖1所示，其中由串聯(lián)在電源VP與地GND之間的P溝道MOS管PM1與N溝道MOS管NM1構(gòu)成待測試的MOS管NMSW的驅(qū)動(dòng)電路，而在驅(qū)動(dòng)電路與NMSW的柵極之間通過一個(gè)電阻R來聯(lián)接，并且在電阻R與柵極之間設(shè)置一個(gè)測試盤，如圖中T-Pad所示，通過該測試盤施加測試應(yīng)力電壓。不難理解，在正常工作模式下，由于電阻R的始終存在，必然限制了所述驅(qū)動(dòng)電路與MOS管之間的驅(qū)動(dòng)電流的大小，從而影響了驅(qū)動(dòng)電路的壓擺率。

圖2示出現(xiàn)有技術(shù)中另一種電壓應(yīng)力測試系統(tǒng)。如圖所示，由P溝道MOS管PM1與MOS管NM1構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路通過一個(gè)P溝道MOS管PM2串聯(lián)連接至電源VP。而P溝道MOS管PM2的柵極連接至一開關(guān)N溝道MOS管NM2的漏極，同時(shí)在P溝道MOS管PM2的柵極與源極之間通過電阻R連接。由此，由P溝道MOS管PM2、MOS管NM2以及電阻構(gòu)成該電壓應(yīng)力測試系統(tǒng)的控制電路。按照該方案，在正常工作模式下，MOS管NM2的柵極接收具有高電壓的測試控制信號，由此MOS管NM2導(dǎo)通，從而將PM2的柵極置于低電平，進(jìn)而導(dǎo)致PM2完全導(dǎo)通，因此驅(qū)動(dòng)電路PM1、NM1可驅(qū)動(dòng)NMSW正常工作。由于電阻R并不在由PM2、PM1、NM1構(gòu)成的供電驅(qū)動(dòng)線路中，因此該電阻R并不會(huì)像圖1所示方案那樣直接影響驅(qū)動(dòng)電路的壓擺率。

然而，也應(yīng)看到，在該電路配置中，當(dāng)MOS管PM2導(dǎo)通時(shí)，將在PM2、電阻R、MOS管NM2之間形成回路，即有電流產(chǎn)生，從而導(dǎo)致了在驅(qū)動(dòng)電路中產(chǎn)生偏置電流，造成不必要的電功率損耗，而這也會(huì)對驅(qū)動(dòng)電路的壓擺率造成一定的影響。而為了盡量避免或減小這種電流損耗來選擇大電阻R時(shí)，又會(huì)增加集成電路的面積。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提出一種改進(jìn)的電子器件的電壓應(yīng)力測試系統(tǒng)及用于該系統(tǒng)的開關(guān)電路。按照本發(fā)明的方案，可以在不影響驅(qū)動(dòng)電路壓擺率的前提下避免產(chǎn)生任何偏置電流。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于電子器件的電壓應(yīng)力測試系統(tǒng)，包括：驅(qū)動(dòng)電路，用于驅(qū)動(dòng)所述電子器件；測試模式信號發(fā)生器，連接至所述電子器件與驅(qū)動(dòng)電路之間，用于向所述電子器件提供測試模式信號；開關(guān)電路，與所述驅(qū)動(dòng)電路串聯(lián)在供電驅(qū)動(dòng)線路中，用于在正常工作模式下防止從所述供電驅(qū)動(dòng)線路中產(chǎn)生偏置電流，并且在測試模式下，斷開所述供電驅(qū)動(dòng)線路；測量電路，用于在所述供電驅(qū)動(dòng)線路斷開時(shí)測量所述測試模式信號發(fā)生器與所述電子器件之間的泄漏電流。

優(yōu)選地，所述開關(guān)電路包括：第一可控開關(guān)，具有一控制端、與電源連接的第一端以及與所述驅(qū)動(dòng)電路連接的第二端；第二可控開關(guān)，連接在所述第一可控開關(guān)的控制端以及第二端之間；第三可控開關(guān)，其接收測試控制信號以控制所述第一可控開關(guān)和第二可控開關(guān)，其中在正常工作模式下所述第一可控開關(guān)導(dǎo)通，同時(shí)第二可控開關(guān)斷開以避免在所述驅(qū)動(dòng)線路與所第三可控開關(guān)通過該第二可控開關(guān)之間產(chǎn)生所述偏置電流。

優(yōu)選地，在所述應(yīng)力電壓測試系統(tǒng)中，所述第一可控開關(guān)為MOS管，包括：柵極，作為第一端連接到電源的漏極，作為第二端連接至所述驅(qū)動(dòng)電路的源極；所述第二可控開關(guān)為MOS管，包括：連接至電源的柵極，連接到所述第一可控開關(guān)的柵極的漏極，以及與所述第一可控開關(guān)的源極連接的源極，該源極可接收由所述驅(qū)動(dòng)電路饋入的所述測試模式信號；以及所述第三可控開關(guān)為MOS管，包括：作為控制輸出端連接到所述第一可控開關(guān)的柵極的漏極，直接或間接接地的源極，以及用于接收所述所測試控制信號的柵極。這里的‘間接接地’是指通過例如電阻這樣的器件與地連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于電子器件的電壓應(yīng)力測試的開關(guān)電路，其中該開關(guān)電路與該電子器件的驅(qū)動(dòng)電路串聯(lián)在供電驅(qū)動(dòng)線路中，其特征在于，該開關(guān)電路包括：第一可控開關(guān)，具有一控制端、與電源連接的第一端以及與所述驅(qū)動(dòng)電路連接的第二端；第二可控開關(guān)，連接在所述第一可控開關(guān)的控制端以及第二端之間；第三可控開關(guān)，其接收測試控制信號以控制所述第一可控開關(guān)和第二可控開關(guān)，其中在正常工作模式下，所述第一可控開關(guān)導(dǎo)通，同時(shí)第二可控開關(guān)斷開以避免在所述驅(qū)動(dòng)線路與所第三可控開關(guān)通過該第二可控開關(guān)之間產(chǎn)生偏置電流。

優(yōu)選地，該開關(guān)電路中的第一可控開關(guān)為MOS管，包括：柵極，連接到電源的漏極，連接至所述驅(qū)動(dòng)電路的源極；第二可控開關(guān)為MOS管，包括：連接到所述第一可控開關(guān)的柵極的漏極，連接至電源的柵極，以及與所述第一可控開關(guān)的源極連接的源極，該源極可接收由所述驅(qū)動(dòng)電路饋入的測試模式信號；第三可控開關(guān)為MOS管，包括：接收所述測試控制信號的柵極，作為控制輸出端連接至所述第二可控開關(guān)的柵極的漏極，以及直接或間接接地的源極。

附圖說明

根據(jù)以下參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。在附圖中：

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電壓應(yīng)力測試系統(tǒng)的示意圖；

圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的另一電壓應(yīng)力測試系統(tǒng)的示意圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的電壓應(yīng)力測試系統(tǒng)的示意圖；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的電壓應(yīng)力測試系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下參照示例性的實(shí)施例來闡述本發(fā)明，但對普通技術(shù)人員來說，落入本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍之內(nèi)的各種改變和修改是顯而易見的，因此本發(fā)明并不限于這里通過示例的方式給出的具體實(shí)施方式和特定的示例。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于待測電子器件1的電壓應(yīng)力測試系統(tǒng)。如圖所示，該系統(tǒng)包括一驅(qū)動(dòng)電路2，開關(guān)電路3、信號模式發(fā)生器4以及測量電路5。

驅(qū)動(dòng)電路2用于向待測試器件1提供驅(qū)動(dòng)電壓或電流，作為一個(gè)示例，該待測試器件1可以是任何類型的MOS管例如P溝道或N溝道型MOS管。信號模式發(fā)生器4的輸出連接在驅(qū)動(dòng)電路2與待測器件1之間，用于向該測試器件1提供測試模式信號，例如測試電壓。測量電路5則用于測量在施加測試模式信號時(shí)在信號模式發(fā)生器4與待測器件1之間流過的泄漏電流，以此來判斷待測器件的工作狀態(tài)。

開關(guān)電路3的作用相當(dāng)于一電子開關(guān)，與所述驅(qū)動(dòng)電路串聯(lián)在供電驅(qū)動(dòng)線路中，并根據(jù)接收的測試控制信號致動(dòng)從而使電壓應(yīng)力測試系統(tǒng)進(jìn)入不同的操作模式，例如當(dāng)其接收的測試控制信號具有高電平時(shí)，則進(jìn)入正常工作模式，其中開關(guān)電路3導(dǎo)通以實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動(dòng)電路2的電力驅(qū)動(dòng)，而當(dāng)接收的測試控制信號具有低電平時(shí)，則進(jìn)入應(yīng)力測試模式，此時(shí)開關(guān)電路3完全斷開以停止對驅(qū)動(dòng)電路2的電力驅(qū)動(dòng)。而按照本發(fā)明的方案，在正常工作模式下，開關(guān)電路3能完全斷開以防止自所述供電驅(qū)動(dòng)線路引入偏置電流，從而避免不必要的損耗，同時(shí)由于不對驅(qū)動(dòng)電流有任何的分流或限流作用，因此對驅(qū)動(dòng)電路2的壓擺率不產(chǎn)生任何影響。

為了更好地論述本發(fā)明的上述方案，圖4示出了圖3中的電壓應(yīng)力測試系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施例，在該例中以對MOS管NMSW進(jìn)行電壓應(yīng)力測試為例予以說明。為簡明起見，圖中未出信號模式發(fā)生器和測量電路。

如圖4所示，圖3所示的驅(qū)動(dòng)電路2由P溝道MOS管PM1與N溝道MOS管NM1構(gòu)成，其中PM1是具有如圖所示方向的寄生二極管的MOS管。在該驅(qū)動(dòng)電路中，NM1的漏極與PM1的漏極直接連接至待測試MOS管NMSW的柵極；同時(shí)，由信號模式發(fā)生器4產(chǎn)生的測試模式電壓信號通過測試盤(如圖中T-Pad所示)直接提供給NMSW的柵極。

此外，根據(jù)本實(shí)施例，開關(guān)電路3是由第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、第三可控開關(guān)構(gòu)成。作為一個(gè)電路示例，如圖所示，第一可控開關(guān)可由P溝道MOS管PM2構(gòu)成、第二可控開關(guān)由P溝道MOS管PM3構(gòu)成以及第三可控開關(guān)由MOS管NM2構(gòu)成。

該開關(guān)電路3與驅(qū)動(dòng)電路2串聯(lián)形成供電驅(qū)動(dòng)線路，開關(guān)電路3通過自身的開啟與關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動(dòng)電路2的電力供應(yīng)的控制，以便進(jìn)行MOS管NMSW的壓力應(yīng)力測試。具體地說，開關(guān)電路中的PM2的第一端即漏極與電源VP相連、第二端即源極與驅(qū)動(dòng)電路中的MOS管PM1的源極相連，從而PM2與PM1、NM1串聯(lián)在在電源VP與地GND之地，通過PM2的導(dǎo)通與否來控制對驅(qū)動(dòng)電路的電壓供應(yīng)。根據(jù)該實(shí)施例，PM3連接在PM2的控制端即柵極與源極之間，其中PM3的源極與PM2的源極相連，而PM3的柵極則連接到電源VP。作為開關(guān)控制的MOS管NM2的漏極則同時(shí)連接至PM3的漏極與PM2的柵極，NM2的柵極接收測試控制信號Scontrol并實(shí)現(xiàn)對PM3和PM2的控制，而NM2的源極則一般地直接或通過電阻間接地接地。

這里需要指出的是，本發(fā)明的該實(shí)施例中各部件雖然以P溝道MOS為例進(jìn)行了說明，但對于本領(lǐng)域人員不難理解，還可以采用本領(lǐng)域已知的其它電子器件來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)電路，例如，這里用到的P溝道MOS管顯然也可以用N溝道MOS管替代并在對電路做適應(yīng)調(diào)整的情況下同樣可以實(shí)現(xiàn)各自的功能，這里不再一一贅述。

以下討論開關(guān)電路3的操作。

當(dāng)要進(jìn)入正常工作模式時(shí)，NM2的柵極接收具有高電壓的測試控制信號Scontrol，由此MOS管NM2導(dǎo)通，從而將MOS管PM2的柵極置于低電平，進(jìn)而導(dǎo)致PM2完全導(dǎo)通，PM2的源極輸出電壓接近為VP，實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動(dòng)電路中的PM1與NM1的供電，從而可驅(qū)動(dòng)待測NMSW正常工作。此外，由于PM3的源極與PM2的源極相聯(lián)，因此PM3的源極電壓同樣也是接近于VP。然而由于PM3的柵極連接到電源VP，即PM3的源－柵極的電壓差接近為零，因此PM3不能導(dǎo)通，因此在PM2的源極、PM3與NM2之間不能形成回路，因此可避免通過PM3產(chǎn)生偏置電流，從而避免了對驅(qū)動(dòng)線路中的電流的影響。

當(dāng)進(jìn)入測試模式時(shí)，NM2的柵極接收具有低電壓的測試控制信號Scontrol，由此MOS管NM2進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。測試信號發(fā)生器4通過測試盤施加一正常測試電壓Vnormal，例如與電源VP值相同的測試電壓以執(zhí)行預(yù)應(yīng)力泄漏電流的測試。在施加該正常測試電壓VP情況下，由于PM1中的寄生二極管的導(dǎo)通性，在PM2的源極會(huì)得到一個(gè)近似VP-V_diode的電壓，這里V_diode表示二極管的電壓降。對于PM3來說，由于VP-V_diode小于柵極上的固定電壓VP，因此PM3仍不能導(dǎo)通，即PM2的柵極始終處于高阻狀態(tài)，因此在PM2的源－柵極之間不能建立有效的導(dǎo)通條件，PM2始終處于不導(dǎo)通狀態(tài)，因此中斷了對驅(qū)動(dòng)電路中的PM1與NM1的電力驅(qū)動(dòng)。在該測試模式下，利用測量電路5測量通過測試盤的預(yù)應(yīng)力泄漏電流I_{pre_stress}。一般情況下，由于MOS管NMSW均可工作于正常電壓下，因此其柵極是正常的，即理想狀態(tài)下通過測試盤基本檢測不到電流，或者說有微小的泄漏電流I_{pre_stress}。

隨后，測試信號發(fā)生器輸出一最大應(yīng)力測試電壓Vmax，例如2倍的電源電壓VP，用于測試NMSW的極限工作狀態(tài)。如圖4所示，當(dāng)測試盤施加該最大應(yīng)力測試電壓Vmax時(shí)，由于PM1中的寄生二極管的導(dǎo)通作用，PM3的源極的電壓則接近于2VP-Vdiod，此時(shí)由于PM3的源極電壓大于柵極電壓VP，因此，PM3導(dǎo)通，所以PM3的漏極即PM2的柵極的電壓接近于2VP-Vdiod。此時(shí)，由于PM2的柵極、源極的電壓基本相同，接近于2VP-Vdiod，因此PM2仍處于不導(dǎo)通狀態(tài)，持續(xù)中斷對所述驅(qū)動(dòng)電路的電力供應(yīng)。

該最大應(yīng)力測試電壓Vmax持續(xù)一預(yù)定時(shí)間后，該測試電壓降落至正常的測試電壓Vnormal即VP。此時(shí)，測量電路5開始測量流經(jīng)測試盤進(jìn)入待測MOS管NMSW的柵極的泄漏電流I_{max_stress}，并計(jì)算電流I_{max_stress}與I_{pre_stress}的差值。當(dāng)所述差值(或者說絕對值)大于一預(yù)定的閾值時(shí)，可認(rèn)為該待測MOS管沒有經(jīng)受住最大應(yīng)力電壓Vmax，因此可視為不合格的器件；而當(dāng)該差值小于某一值或者為零時(shí)判定該待測器件滿足應(yīng)力測試，因此可作為合格的器件使用。這里要注意的是，在測試模式期間，驅(qū)動(dòng)電路中的PM1和NM1均被控制成不導(dǎo)通狀態(tài)，以便完成測試過程。

根據(jù)本發(fā)明的方案，采用了開關(guān)電路來控制測試過程，由于開關(guān)電路良好的開關(guān)特性，因此不但對驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流不產(chǎn)生任何不良影響，避免了偏置電流的產(chǎn)生；此外由于未使用電阻等無源器件，因此還可顯著地降低集成電路面積。

需要指出的是，上述實(shí)施例的目的僅僅是為了更好地闡述本發(fā)明。不難理解，本領(lǐng)域人員可對上述各方案組合、刪除或修改，均不超出由所附的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍。