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基于最优化理论的半导体测试系统软件校准方法

  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�y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


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