测试电路设计 - CMOS电路IDDQ测试电路设计

　　2  测试电路设计

　　2.1电路设计

　　图2所示为CMOS测试电路，其由1个电流差分放大电路（T2,T3）、2个镜像电流源（T1,T2和T3,T4）和1个反相器（T7,T8）组成。镜像电流源（T1,T2）用来产生一个参考电流IREF,电流源（T3,T4）的电流为（IDDQ-IREF），其作用相当于一个电流比较器。IDDQ是被测电路的电源电流。差分放大电路（T2,T3）计算出参考电流与被测电路异常电流IDDQ的差。参考电流IREF的值设为被测电路正常工作时的静态电源电流，其取值可通过统计分析求出。

图2测试电路

　　2.2工作模式

　　测试电路工作于两种模式：正常工作模式和测试模式。电路使能端E作为管子T0的输入，用来控制测试电路与被测电路的连接和断开，即测试电路的工作模式。

　　在正常工作模式下（E=1），T0导通，IDDQ经T0管到地，测试电路与被测电路断开，被测电路不会受到测试电路的影响。

　　在测试模式下（E=0），T0管截止，被测电路的静态电流IDDQ与参考电流IREF比较，如果静态电流比参考电流大，则电流差分放大电路计算出差值，反向器的输出即测试输出为高电平（逻辑1），表明被测电路存在缺陷。若静态电流比参考电流小，反向器输出即测试输出为低电平（逻辑0），表明被测电路无缺陷。

　　2.3不足与改进

　　因为测试电路加在被测电路与地之间，所以会导致被测电路的性能有所下降。为了消除这种影响，另外加上控制端X。在正常工作模式情况下，X端接地，测试电路与被测电路分离，测试电路对被测电路无任何影响。在测试模式下，X端悬空，E端接地，T0管截止，测试电路进行测试。

　　在测试模式下，X端悬空，E端接低电平，若电路有缺陷，测试输出为高电平。但是被测电路输入跳变时，被测电路无缺陷，也会产生一较大的动态峰值电流IDDQ。为了避免出现误判断，在此种情况下，测试电路应输出为低电平。所以在被测试电路输入变化后，必须在瞬态电流达到稳定时才可进行IDDQ测试。

　　3  结语

　　本文所设计的IDDQ测试电路由一个电流差分放大电路、电流源、反相器组成。在正常工作模式下，测试电路与被测电路断开；在测试模式下，电流差分放大电路计算出被测电路电流与参考电流的差，反相器输出是否有缺陷的高低电平信号。测试电路用了7个管子和1个反相器，占用面积小，用PSpice进行了晶体管级模拟，结果证明了其有效性。IDDQ测试的缺点是随着特征尺寸的缩小，每个晶体管阈值漏电流的增加，电路设计中门数的增加，电路总的泄漏电流也在增加，这样分辨间距会大大缩小，当出再重叠时就很难进行有效的故障检测和隔离。

　　但尽管如此，由于IDDQ测试电路的简易性非常突出，所以它仍然是目前可测性测试技术的研究热点。