从研发到生产——准确测试的解决之道
本文介绍了使用集成信号源的测试设备构建从研发到生产过程的测试方案,不仅降低成本,而且具有较高的精度、速度和灵活性
新产品从研发到生产都需要通过测试过程。如果研发与生产时所用的测试设备相同,那么测试工作就比较容易完成,但是这要求测试仪器在进行这两个阶段的测试工作时都具有较高的精度、速度和灵活性。
从研发到生产
尽管产品在研发和生产过程中的很多电气测试程序都是相同的,但是它们通常具有不同的优先级。在研发阶段,可以详细地绘出I-V（电流-电压）数据曲线,并仔细进行分析,而在生产阶段,就需要快速地反复测量I-V值,并与若干个标准值进行对比,以判断该产品是否合格或者该批器件是否可以装箱。
需要搞清楚研发与生产两个阶段I-V测试数据之间的相互关系,以确保产品的各项指标满足性能和可靠性要求。在生产阶段重复使用研发时使用的测试仪器在理论上是可行的,但是如果在选择设备时没有考虑到这一点,那么这种方案可能就不现实了。
为了保证测试设备在研发和生产阶段都能够发挥良好的性能,必须考虑几个因素,其中包括（待测试件）所需测试点的数量、灵敏度、复现性、可编程特性以及数据处理能力。
I-V数据采集
在研发与生产阶段,通过内置直流源的测试仪的测试,可以利用I-V曲线来分析器件和材料的特性。其中可能还需要计算电阻和其他一些由I-V测量结果派生出的参数。例如,可以使用I-V数据分析异常情况、局部的最大（或最小）曲线斜率,或者进行可靠性分析。典型的一种应用就是测试半导体二极管的反偏漏流,进行正偏和反偏电压扫描,测量电流,从而得到其I-V曲线。
过去,这些测试工作常常由专门的波形记录仪来完成（波形记录仪的本质是一种示波器,其内置的直流源能够为DUT提供电压或电流）。现在,很多波形记录仪都已经被淘汰,还有一些可以买到,价格在15000～30 000美元之间,甚至更贵。大部分波形记录仪都无法兼容现代计算机的通信总线,因此必须进行手工操作,甚至只能将数据导出到软盘上。
图1 1-V数据图,用于绘制晶体管曲线簇的数据是很多研发与生产过程中的主要测量目标
另外一种办法就是组合使用各种仪器与PC相连,例如电压/电流源、DMM（数字万用表）或者皮可安培计。但是这种办法需要费很大的精力去调试各个仪器、正确连接信号和触发电缆以及解决时序问题。
使用集成信号源的测试设备可以降低设备成本,更方便地生成I-V曲线。这些高精度的仪器既可以用作带宽扫描、脉冲发生和钳位限制（compliance limit）等功能的电压源或电流源,同时也能够以很高的精度测量电流和电压。
数据相关性问题
当某种新产品投入生产时,在研发阶段进行的一些测量工作也会带入生产阶段,以确保产品满足性能和可靠性要求。如果研发测试与生产测试之间缺乏协调一致,那么常常会导致严重的后果。缺乏相关性是由于多种原因导致的测量不确定性而造成的。一般而言,任何测量数据不确定性中的一半都是由测试仪器造成的。另外一半是由于外部测试环境、辅助硬件和测量技术造成的。如果测量数据来源于不同的测试仪器,那么其测量不确定性将会超过测试环境造成的不确定性。另外,生产环境可能不如研发环境那样容易控制,从而给测试仪器的测量数据带来更多的不确定性。
