基于最优化理论的半导体测试系统软件校准方法

杨瀚森+严军政

摘 要 通过对半导体测试系统构成及测量过程的分析，指出对其校准应采取软件的方法。基于最优化理论提出了校准方法并验证了方法的有效性。

【关键词】最优化 半导体测试 校准

1 半导体分立器件測试系统的结构

半导体分立器件测试系统由控制计算机、应用程序、总线、板卡、信号调理电路、传感器、电压源、电流源、标准电阻等部分构成。其基本原理通过对被测器件提供输入电压/电流，测量相应的输出电流/电压，以达到测试的目的。测试结果是器件合格与否的重要判据之一，测试系统的精度又决定了被测量的可信程度，所以对测试系统进行校准是十分必要的。其内部的电压源、电流源、传感器、信号调理电路、A/D、D/A转换等环节均可对测量精度造成影响，而在实际操作中对每个硬件环节进行校准、维修或更换是不切实际的。

但在信号传输的过程中每个环节的输入输出都满足线性关系，所以，从信号的产生到测量，其关系可统一简化为：Y=AX+B，其中X为被测量，Y为显示值。

输入和输出之间形成一条直线，求解直线方程可以用两个点的坐标，但由于两点法实际上是对输入输出直线的估计，当测量点过少时该估计的偏差会较大，因此应使用多组测量结果对系统进行校准。对某个特定的源按其量程选取多个点进行测试，这些点应该在输入输出的直线附近，在工程上，通常以平方误差的最小作为最优准则进行拟合，由此可得到以下问题，即：

校准前的标准值（用可溯源的高精度数字多用表测量，其测量值为“测量值2”）及测量值如表1所示。

校准后的标准值及测量值如表2所示。

2 结果

经过校准，可以看出，测量单元的误差变小，该方法是有效的。

对于其他模块（内置电压源、电流源）的校准方法同上。

作者单位

中国电子科技集团公司第二十研究所 陕西省西安市 710068