三態輸出允許時間與禁止時間檢測項目詳解

一、基本概念與測試目標

1. • 定義：從控制信號（如OE, Output Enable）有效到輸出端穩定切換到有效電平（0或1）的時間。
   • 關鍵參數：傳輸延遲時間（????/????tPLH?/tPHL?）、建立時間（Setup Time）。
2. • 定義：從控制信號失效到輸出端完全進入高阻態的時間。
   • 關鍵參數：關閉延遲時間（????tDIS?）、保持時間（Hold Time）。

二、核心檢測項目與測試方法

1. 傳輸延遲時間檢測

• 項目分類：
  • 允許到有效傳輸延遲（????/????tPZL?/tPLZ?）：OE有效至輸出電平達到規定閾值（如90% VCC或10% VCC）。
  • 禁止到高阻態傳輸延遲（????/????tPHZ?/tPZH?）：OE失效至高阻態輸出電流低于閾值（如±1μA）。
• 測試條件：
  • 電源電壓：額定電壓±10%范圍內（如5V±0.5V）。
  • 負載：典型電容負載（如50pF）與電阻負載（如1kΩ）。
  • 溫度：工業級（-40℃85℃）、商用級（0℃70℃）。
• 測試方法：
  1. 輸入信號施加階躍變化（如OE從高到低）。
  2. 通過示波器測量輸出端電壓從閾值10%到90%的時間（對允許時間）或電流跌落至閾值的時間（對禁止時間）。

2. 建立時間與保持時間檢測

• 建立時間（???tSU?）：輸入信號需在控制信號變化前保持穩定的最短時間。
• 保持時間（??tH?）：控制信號變化后輸入信號需維持的最短時間。
• 測試方法：
  • 使用信號發生器在OE信號邊沿前后偏移輸入信號時序，驗證輸出是否異常。

3. 轉換時間檢測

• 上升時間（??tr?）與下降時間（??tf?）：輸出電平從10%到90%或90%到10%的切換速度。
• 測試要點：需在最大容性負載下測試，確保信號斜率滿足總線時序要求。

4. 高阻態泄漏電流測試

• 測試條件：輸出端施加極限電壓（如VCC+0.5V或GND-0.5V）。
• 評判標準：泄漏電流（???IOZ?）通常需小于±10μA，避免總線沖突。

5. 時序一致性測試

• 多通道同步性：多個三態器件切換時，禁止時間偏差需小于總線周期10%。
• 測試方法：多通道示波器同時捕獲各輸出端信號，分析最大延遲差。

三、典型測試配置

1. • 高速示波器（帶寬≥200MHz）。
   • 可編程信號發生器（用于OE、CLK及數據信號）。
   • 精密電流表（測量泄漏電流）。
   • 溫度試驗箱（環境測試）。
2. Plaintext
   OE信號源 → 待測器件（DUT）→ 負載電路（RC網絡） ↓ 示波器/電流表

四、測試注意事項

1. 信號完整性：采用阻抗匹配與屏蔽線纜，減少反射與噪聲。
2. 電源去耦：在DUT電源引腳就近放置0.1μF電容，抑制高頻干擾。
3. 溫度漂移校準：高溫環境下需延長采樣時間，避免測量誤差。
4. 故障模式分析：重點排查競爭冒險（Bus Contention）導致的短路電流。

五、總結