93k学习-Active Load

这张图讲的是Advantest 93000测试机里**"有源负载(Active Load)"的工作原理。你可以把它想象成一个 "智能可调电流源",专门用来模拟芯片在实际电路板上的负载情况,测试芯片输出引脚的"带载能力"**(即驱动电流够不够大)。

大白话拆解如下:

1. 为什么要用"有源负载"?

芯片输出高电平(1)或低电平(0)时,不能只看空载电压(比如3.3V),还得看它接上负载后电压会不会塌 。有源负载就是测试机内部给芯片引脚施加的一个精准电流,用来模拟外部电阻或电路。


2. 核心概念:IOL 和 IOH(方向完全相反)

图中明确给出了定义,这是最容易搞混的地方,记住**"站在芯片(DUT)的角度看电流方向"**:

  • IOL(低电平输出电流) :当芯片输出低电平(VOL)时,测试机 往芯片引脚里灌入(Source)正电流(图中+25mA)。
    通俗理解:芯片想把脚拉到0V,但测试机非要往里"灌水"(灌电流)。芯片必须
    把这点电流吸到地里面去
    ,同时还能死死拉住电压不上升。如果一灌水电压就飘高了,说明芯片灌电流能力太差。

  • IOH(高电平输出电流) :当芯片输出高电平(VOH)时,测试机 从芯片引脚往外抽(Sink)电流(图中-25mA)。
    通俗理解:芯片想把脚拉到3.3V,但测试机非要往外"抽水"(拉电流)。芯片必须
    使劲往外推电流
    ,同时还能死死顶住电压不下降。如果一抽水电压就掉下来了,说明芯片拉电流能力太差。


3. 关键转折点:VT(换向电压,Commutation Voltage)

图中的 VT 在这里扮演了**"电流换向开关"**的角色。

  • 它决定了测试机何时灌入何时抽走
  • 当芯片输出电压 低于 VT 时 (比如VT=1.5V,输出是0.4V),测试机认为芯片在输出低电平,于是启动 +IOL(灌入电流) 去考验它。
  • 当芯片输出电压 高于 VT 时 (比如输出是2.4V),测试机认为芯片在输出高电平,于是启动 -IOH(抽走电流) 去考验它。
  • 当输出电压正好等于 VT 时 ,电流为 0mA(图中横轴与纵轴的交点),既不灌也不抽。

划重点:VT 就像一道"分水岭"。低于它,负载是"灌电流源";高于它,负载是"拉电流源"。


4. 看图说话:电流-电压(I-V)特性曲线

图中的曲线(+25mA → 0mA → -25mA)完美解释了这种关系:

  • 横轴 是芯片输出电压,纵轴是测试机施加给芯片的电流(IDUT)。
  • 曲线在 VT 处跳变 ,表明这不是一个普通的固定电阻(比如50Ω),而是一个恒流源
    (普通电阻的I-V曲线是斜线,而这个是水平的台阶,意味着无论电压怎么微小波动,测试机都会强制灌/抽恒定的25mA电流来考验芯片。)

5. 额外小字:"<10 Ohms with PS1600" 是什么意思?

图中底部注释提到 I_DUT <10 Ohms with PS1600

  • PS1600 是93000系列里一块高精度的参数测量单元(PMU),专门用来精确测电压/电流。
  • 这句话的意思是:当你使用PS1600进行精确DC参数测试 时,有源负载这一路的直流内阻极低(小于10欧姆)
    为什么要这样?因为测电压时希望路径阻抗越低越好,这样测试机内部消耗的压降极小,测出来的芯片引脚电压才最真实。在有源负载工作的同时,PS1600会并联上去抓取精确的电压读数。

总结一句话(背下来):

有源负载就是一个"欺软怕硬"的考官:你用低电平,它就往里灌25mA电流考验你的吸地能力(IOL);你用高电平,它就往外抽25mA电流考验你的推源能力(IOH);VT就是决定它"翻脸"方向的电压临界点。

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