一、檢測背景與意義

• 驅動端負載過大，電壓被拉低
• 系統功耗異常升高
• 信號完整性劣化（如上升沿延遲）
• 長期使用下的器件老化或損壞

• 微控制器GPIO接口驗證
• 數字傳感器信號鏈測試
• 工業PLC輸入模塊驗收
• 高速通信接口（如I²C、SPI）兼容性評估

二、核心檢測項目清單

1. 靜態輸入電流（???IIH?）

• 定義：輸入維持高電平時的穩態電流
• 測試條件：
  • 輸入電壓 ???=???(???)VIN?=VCC(max)?（如5V系統取5.5V）
  • 溫度范圍：-40°C ~ +85°C（工業級器件）
• 標準限值：
  • TTL器件：通常≤50μA
  • CMOS器件：≤1μA（低功耗設計）
• 測試方法：Plaintext
  1. 設置可編程電源輸出V_IH = 標稱高電平電壓 2. 串聯精密電流表（或源表SMU）于輸入引腳 3. 記錄穩定后的電流讀數

2. 動態輸入電流（開關瞬態電流）

• 檢測目標：輸入電平切換瞬間的峰值電流
• 關鍵參數：
  • 峰值電流 ?????IPEAK?
  • 電流持續時間 ??????tsurge?
• 測試工具：
  • 電流探頭（帶寬≥100MHz）
  • 示波器觸發捕獲
• 風險點：
  • 高頻噪聲耦合
  • 電源軌電壓波動

3. 輸入漏電流（????ILKG?）

• 異常場景：輸入懸空或電壓處于閾值模糊區（如0.7V_{CC}）
• 測試方案：
  • 輸入引腳施加0.5V_{CC}電壓
  • 測量漏電流（需排除PCB寄生路徑影響）

4. 輸入鉗位二極管電流

• 檢測內容：
  • 過壓保護二極管導通電流（如V_IN > V_CC +0.3V）
  • 負壓鉗位電流（V_IN < -0.3V）
• 安全閾值：單次事件電流≤20mA（避免二極管燒毀）

5. 高電平閾值電壓（???VIH?）邊界測試

• 方法：
  1. 逐步調節輸入電壓從V_{IH(min)}到V_{CC}
  2. 記錄電流隨電壓變化曲線
  3. 驗證在V_{IH(min)}時電流無突變（說明無閂鎖風險）

6. 溫度特性測試

• 檢測項：高溫/低溫下???IIH?漂移量
• 設備要求：高低溫試驗箱 ±1°C控制精度

三、測試系統設計方案

硬件配置

軟件控制流程

四、典型問題與解決方案

案例1：輸入電流超規格

• 現象：某MCU GPIO在3.3V時測得???=120??IIH?=120μA（規格書限值50μA）
• 排查步驟：
  1. 檢查PCB是否存在漏電（如助焊劑殘留）
  2. 驗證外部上拉電阻值（是否過小導致分流過大）
  3. 替換芯片驗證是否為器件故障

案例2：動態電流引發復位

• 根因：多個IO同時切換時總瞬態電流超過電源芯片帶載能力
• 改進措施：
  • 增加去耦電容（每個IO口加100nF）
  • 優化軟件時序，錯開IO跳變沿

五、行業標準參考

• IEC 61131-2：工業數字輸入電氣特性
• MIL-STD-883：軍品級器件測試方法
• JESD22-A115：靜電放電與電流測試