数字集成电路的故障类型

通常可以将每一块集成电路芯片（以下简称为“芯片”）看成是带有电源端，输入、输出端，且具有一定功能的黑色方块，对它的内部电路结构可以不去了解，只要判明它的电源端并了解其输入、输出之间的关系和特性即可。如果其输入与输出的特性参数符合要求，输入与输出之间的逻辑关系正确，则认为是正常的，否则表明组件有故障。一般组件故障可以分为两类：

①芯片内部电路的故障；②芯片外部电路的故障。

（1）芯片内部电路故障。

1）输入、输出脚脱焊开路。

2）输入、输出脚与Ucc电源或和地线短路。

3） Ucc电源和地线以外的两个引线之间短路。

4）芯片内部逻辑功能失效。

（2）芯片外部电路故障。

1） Ucc电源和地线与外部电路节点之间短路。

2） Ucc电源和地线之外的两个节点间短路。

3）信号开路。

4）外部元件故障，如电感、电容和电阻等。

综上所述，芯片的故障类型有开路、短路和功能失效三种情况。大量的实践证明，芯片的动态参数（延迟时间、上升边沿时间、下降边沿时间）失效情况较少，而静态参数、静态功能失效情况较多。

静态参数和静态功能是在直流电压信号和低频信号下测试的参数与功能。其功能故障一般有以下几种。

（1）芯片的功能电流过大，芯片发热，使芯片功能失效。

（2）芯片的输入电流过大，使前级负载加重，将前级信号或电平拉垮。

（3）几个输入端的交叉漏电流过大，从而引起逻辑功能失效。

（4）输入和输出引脚中有开路或短路，致使功能失效。

（5）芯片的频率特性变坏，当工作频率升高时，输出电平的幅度降到3V（对工作电源电压为5V的芯片而言）以下，致使功能失效。

（6）芯片内部输出管负载特性变坏，低电平升高，大于0.8V（如在1～2V之间），使逻辑产生错误。

（7）芯片内部驱动管输出电流太小，不能驱动下一级负载，使逻辑出错。

（8）高、低电平不符合要求，如低电平大于0.6V、高电平小于2.8V，这样的电平一般被称为危险电平或不可靠电平，具有这样输出电平的芯片应当剔除。但要注意，当集电极开路而芯片的输出端不加匹配电阻时也会产生故障电平，但这不是芯片有故障，不应剔除。

以上介绍的基本上属于数字集成电路的故障类型，对于其他集成电路（如模拟线性集成电路）可作为借鉴。