前言：
市面上有多種IC測試儀器，便宜的以百元計，貴的以萬元、十數(shù)萬元計。有的有明確的測試范圍（能測哪些型號），有的聲稱能測試任何器件，有的具有“疑難器件測試”功能，專測各種“疑難器件”（雖然事實上不存在所謂“疑難器件”的定義），等等。
“能測”是一回事，“測了哪些內(nèi)容”是另一回事。如果只是“能測”的話，一塊萬用表就“能測”所有的IC——事實上，很多場合就是這么干的�！皽y試的內(nèi)容”才關(guān)系到檢測效果，才是除了萬用表，還需要其它測試儀器的原因。
1．有哪些測試方法及其原理
1.1 IC的故障類型
a. 端口故障
故障落在與IC管腳直接關(guān)聯(lián)的PN結(jié)上，叫做端口故障。就測試而言，端口故障指通過檢測IC管腳的電壓-電流特征可發(fā)現(xiàn)的故障。
器件在使用中，各種干擾、沖擊等首先作用在端口上，所以在維修中，大部分IC故障屬于端口故障，有資料介紹在維修中端口故障大概能占到總故障的80%。
b.功能故障
功能故障就是常說的“器件壞了”。就測試而言，功能故障指在任何測試條件下，器件都不能實現(xiàn)規(guī)定的電路過程。
新買來的器件有功能故障的可能性很小，即使是“二手器件”、“水貨”，也不會有功能故障。賣方不可能公開銷售“壞器件”。
c. 性能故障
性能故障就是常說的“器件不好”，或者說“劣質(zhì)器件”。性能故障多指器件完成電路過程的質(zhì)量不符合規(guī)定。例如，不能驅(qū)動規(guī)定大小的負載、不能工作在規(guī)定的最大頻率、漏電流超過規(guī)定值等等。
“二手”、“水貨”、“小廠”器件通常意味著性能不好，也就是器件有參數(shù)不達標。
在電路板維修中，性能故障歷來讓人頭痛。維修中常說的“疑難”故障、不穩(wěn)定類故障，多數(shù)由于性能故障所導致，主要是缺乏測試手段，很少確定為性能故障。
1.2 測試方法及原理
與三類故障類型相對應有三種測試。無論哪種測試，都分兩步完成。第一步，按照器件型號建庫，保存在電腦中；第二步，按照型號調(diào)用電腦中的建庫數(shù)據(jù)，執(zhí)行測試。
a.端口測試
目前的端口測試都是通過ASA曲線測試法實現(xiàn)的。
- 建庫：首先測試一個好器件的管腳ASA曲線，按照器件型號存入電腦；
- 測試：測試被測IC的管腳曲線，與庫中的曲線數(shù)據(jù)求差，任何一個管腳的比較差值超過規(guī)定大小，提示測試失敗。
ASA曲線測試不加電，逐管腳進行測試，對每個管腳的測試過程都是一樣的，有以下特點：
- 不受類型（模擬、數(shù)字），功能是否已知（例如專用器件、可編程器件）的限制，可用于測試任何器件；
- 建庫十分容易。只要有一個好器件，可以馬上建庫用于測試。
市面上凡是聲稱能夠測試各種器件的測試儀、所謂專測“疑難器件”的功能，實際上都是利用了ASA曲線測試的上述特點。
ASA曲線測試的不足在于：
- 只能發(fā)現(xiàn)端口故障。從1.1的介紹可知，用于維修檢測的效果不錯，但不適用于IC器件的入廠檢測和器件篩選（確有產(chǎn)品這樣宣傳）；
- IC規(guī)范不規(guī)定器件不加電時的端口特征，型號完全相同的器件會有不一樣的端口特征（同型號不同品牌、偶爾不同批次），導致測試失��；
b．功能測試
功能測試檢測IC能否實現(xiàn)規(guī)定的電路過程。
- 建庫：根據(jù)器件手冊中規(guī)定的器件電路過程編寫測試程序，按照器件型號存入電腦；
- 測試：按型號調(diào)用相應測試程序，檢測器件能否實現(xiàn)電路過程。
例如對一個“雙輸入與非門”，測試程序控制測試儀在器件兩個輸入腳上加“00、01、10、11”，回讀輸出是否為“1、1、1、0”，只要有一拍不符，測試失敗。
功能測試需要加電、測試信號是并行的，同時施加于所有管腳（不能逐管腳進行測試）。有以下特點：
- 功能已知是前提條件，還得是可描述的，否則無法編程建庫。由于建庫有一定難度，通常由儀器廠家完成，以器件庫的形式提供用戶使用（雖然有不少測試儀提供用戶建庫接口）；
- 功能測試不考慮測試條件，原則上屬于定性測試。在功能測試下，74LS00、74HC00、74F00（由于邏輯功能相同）是一樣的。換句話說，如果你選擇了功能測試，庫中沒有74ACT00，按照74LS00測試效果是一樣的。有的測試儀干脆把這些型號都處理成7400；
- 用于器件入廠檢測、篩選效果較差。
C．性能測試
性能測試不但檢查器件能否完成規(guī)定的電路過程，而且檢查完成的質(zhì)量。質(zhì)量指標由參數(shù)定義，性能測試通過測試參數(shù)實現(xiàn)。
- 建庫：根據(jù)器件手冊中規(guī)定的器件電路過程、以及參數(shù)指標編寫測試程序，按照器件型號存入電腦；
- 測試：按型號調(diào)用相應測試程序，檢測器件能否實現(xiàn)電路過程，質(zhì)量參數(shù)是否達標。
性能測試包含了功能測試，在功能測試成功的基礎上，檢查參數(shù)是否合格。在性能測試下，74LS00、74HC00、74F00是不同器件；性能測試建庫要逐個處理器件參數(shù)，比功能測試建庫內(nèi)容多；對硬件要求高，技術(shù)實現(xiàn)困難，因此，在早期電路板維修中，基本沒有人考慮性能測試，近年來有所改變。原因在于：
- 越是通用器件，水貨的可能性越大。水貨在技術(shù)上的定義，就是功能沒問題（否則是“壞”器件），性能不好（有參數(shù)不達標）。電子市場買來的器件在上板子前，最好用性能測試；
- 有些器件已經(jīng)停產(chǎn)，只能使用拆機件。長期使用也會導致性能下降；
- 對從板子上拆下來的器件，用性能測試確認更有信心。
一個器件有很多個參數(shù)。測試的參數(shù)越多，對器件的質(zhì)量把握越大。能夠測試器件所有參數(shù)的集成電路測試儀價格高昂，多用于集成電路研發(fā)、制造以及特殊應用場合。在中、小企業(yè)器件入廠檢測、電路板維修場合，需要在測試成本和效果之間平衡，選擇測試部分參數(shù)（的產(chǎn)品）。
性能測試必須在規(guī)定的條件下測試參數(shù)是否達標。總是有人搞不清楚這一點。例如，某種國產(chǎn)測試儀自稱數(shù)字測試頻率達到2兆，“目前足以覆蓋高頻動態(tài)參數(shù)故障”——原文如此。要知道一般IC器件最高工作頻率都在數(shù)十兆以上，比2兆高很多倍。這種說法就好比把最高時速200公里的汽車，僅開到時速20公里，來檢查最高車速是否達標。常識告訴我們，如果開不到20公里，一定是其它問題，最不可能的反而是高速性能不達標。
還有人認為ASA曲線也能測試參數(shù)。理由是如果ASA曲線測試漏電嚴重，器件不能工作，一定有參數(shù)不達標。按照這種邏輯，可以證明人的眼睛有參數(shù)測試能力：看出器件被燒壞（發(fā)黑），不能工作，一定有參數(shù)問題，證畢。
2． 關(guān)于IC在線測試
- 在線測試：測試焊接在電路板上的器件；
- 離線測試：測試脫離了電路板的器件。
a.端口測試
前面講過，端口測試適用于各種IC的測試。從實施測試方面：
- 端口測試是逐管腳進行的，在沒有測試夾的情況下，可以用探棒、飛針進行測試，將逐漸成為唯一的在線測試方法；
- 目前沒有任何技術(shù)能夠隔離外電路對端口測試的影響，即使在同一塊電路板上的型號完全相同的器件，也必須分別建庫。
b．功能測試和性能測試
受器件功能是否已知、測試復雜性和測試成本的限制，目前在面向維修應用的測試儀器中，功能、性能測試范圍主要包括：邏輯器件(74、4000、26等系列為代表)、運放、電壓比較器、光電耦合器等。
目前沒有任何技術(shù)能夠在線測試IC性能是否達標。
對于邏輯器件和運算放大器，有一般性的在線功能測試的技術(shù)。限制功能測試使用、發(fā)展的主要是“測試夾”。功能測試是并行測試信號，必須通過“測試夾”，把被測器件的所有管腳都與測試通道相連接，才能進行測試。近年來，隨著器件封裝不斷細小化，嚴重缺乏適用的測試夾，使得在線測試越來越難有用武之地，把器件焊下來離線測試漸成主流。
外國人發(fā)明的：
- 后驅(qū)動技術(shù)：一種硬件技術(shù)，用來隔離與被測器件關(guān)聯(lián)的數(shù)字器件對測試的影響；
- 自適應技術(shù)：一種軟件技術(shù)，用來解決被測器件管腳被鎖定對測試的影響。
筆者發(fā)明的“等效隔離測試”專利技術(shù)。
詳細討論這些技術(shù)超出本文范圍。有興趣者可索閱相關(guān)資料。
3． IC器件測試與電路維修測試儀
a. 端口測試
端口測試使用測試儀的模擬通道。模擬通道越多，一次測試能夠測試的引腳越多，除此之外，不再有別的限制。在以下場合進行端口測試時用到模擬通道：
- 測試夾在線測試IC。超過40腳的測試夾很少好用，所以，40個通道足以；
- 測試座離線測試IC。通道數(shù)最好多于要測試的IC的腳數(shù)；
- 定制轉(zhuǎn)接板通過電路板外接插件快速測試板上接口器件。通道數(shù)最好多于電路板插件腳數(shù)。
注意端口測試是不加電的。在不加電的情況下，IC可看成一堆PN結(jié)的串并聯(lián)。用幾赫茲、幾百赫茲、還是幾兆赫茲的ASA曲線測試差別不大。實際測試時較高頻率下曲線的變化是由于測試通道的分布參數(shù)造成的，與器件沒什么關(guān)系
。
離線測試時，頻率低影響測試效率，頻率高增加實現(xiàn)成本、難度。
在線測試時，要考慮到關(guān)聯(lián)的電容、電感（頻率相關(guān)），頻率過高或過低時不能得到有意義曲線。
綜上所述，模擬頻率一般在十赫茲到數(shù)百赫茲之間即可。除非有其它用途，否則超出這個范圍沒有實用價值。
端口測試的幅度最好處于略大于實際工作電壓，小于它的最大工作電壓之間，所以信號幅度有以下幾檔可滿足一般要求：4V/7V/15V/28V。
《匯能》電路維修測試儀有256個檔，是為了滿足在線測試RCL、IC參數(shù)測試要求。
b. 數(shù)字器件功能測試
首先，數(shù)字通道數(shù)必須多于被測器件管腳數(shù)，其次，器件功能必須是已知的、可描述的，兩者缺一不可。從當前實際情況來看，超過40腳的器件基本屬于專用器件、可編程器件，很難搞清楚器件功能；即使有說明，也會因為過于復雜，無法描述而無法測試。
上述情況是《匯能》電路維修測試儀停產(chǎn)80數(shù)字通道的型號的原因。
當前市場上的電路維修測試儀的結(jié)構(gòu)、所用的測試電纜、使用方式等決定了它是一種低頻儀器。當測試頻率遠低于器件最高工作頻率時，測試頻率與測試結(jié)果無關(guān)。這里唯一需要考慮測試頻率的，是邏輯器件在線功能測試。后驅(qū)動隔離技術(shù)限制測試時間不得超過20ms，測試頻率越高，在一定時間內(nèi)執(zhí)行的測試代碼就越多，能夠測試越復雜的器件。例如，測試一個雙輸入與非門，需要4拍。假如測試頻率1K，最多可執(zhí)行20拍測試，10K就能測試200拍。最高幾十K即可滿足功能測試的需要。
在實際測試時，測試代碼中的0和1被轉(zhuǎn)換成具體電壓值。這個電壓值與數(shù)字器件的工作電壓相關(guān)。對于5V TTL系列，0定義為大于0V小于0.8V的電平；1定義為大于2.4V小于5V的電平。類似的，有5V CMOS系列、12V 系列、3V系列、EIA（±12V）系列，各自有相應的信號電平標準。
1）5V通道
通道輸出、接受的數(shù)字信號電平范圍，滿足5V TTL和5V CMOS的標準，不能改變。例如《匯能》測試儀的HN1600系列，以及市面上大多數(shù)的其它電路維修測試儀。這當然是因為這類器件應用最為廣泛；
2）全電平通道
指通道輸入、輸出信號電平可以設置，能夠支持各種電平系列標準的數(shù)字通道；例如《匯能》測試儀的HN2600系列，電平范圍可設置為滿足測試3.3V系列至±12V系列的標準 ；
3）組合通道
由于全電平通道比較復雜，固定電平通道相對簡單，可以把多種固定電平通道組合使用。
例如某國產(chǎn)測試儀有80路5V通道，20路12V通道。為了加以區(qū)別，把12V通道稱作“高壓”通道。
c. 性能測試
器件的性能參數(shù)通常分為兩類：靜態(tài)參數(shù)（或直流參數(shù)）——與時間無關(guān)的參數(shù)；動態(tài)參數(shù)（或交流參數(shù)）——時間相關(guān)的參數(shù)。限于測試成本、技術(shù)難度和應用特點，筆者尚未見到適用于維修場合的、具有測試器件動態(tài)參數(shù)的測試儀。
直流參數(shù)包含了功能測試，在對測試儀硬件要求方面，除了與功能測試相同的部分外，還需要較高的測試精度。例如，《匯能》模擬測試信號幅度多達256個、可以動態(tài)構(gòu)成恒壓源、恒流源；測試電流跨度從±3微安至±150mA、恒壓輸出從±3mV至±12V等等，都是為測試器件直流參數(shù)的。
4． 匯能電路維修測試系統(tǒng)Ver6.0 的 hFT測試
hFT 測試包括：端口ASA測試、功能測試、主要直流參數(shù)測試。根據(jù)條件具體選用。
端口ASA測試建庫對所有IC都是一樣的，并且十分簡單，一分鐘就能掌握建庫操作；只要測試儀的通道數(shù)多于器件的管腳數(shù)、并且有好器件就能建庫。本文不再介紹。
功能建庫相對性能建庫簡單很多。可以先建功能測試庫用于眼下測試，有機會再完善性能測試庫。
IC的功能、性能庫分類、子類建立，建庫前先要確定IC類別、子類。下面介紹目前已經(jīng)完成的類別。
a.光耦器件
光耦器件按照電路結(jié)構(gòu)劃分子類。目前已經(jīng)完成了6個子類。
1)PC817類
只要光耦的電路結(jié)構(gòu)與下圖相同，即歸入此類。分類與一個封裝中有多少個同結(jié)構(gòu)光耦無關(guān)。 下同。
只需給出下面參數(shù)。具體數(shù)值隨器件型號不同。
需給出下面參數(shù)。具體數(shù)值隨器件型號不同。
@：測試條件；典型：平均取值；最大/最�。鹤顗那闆r。下同。
2）4N35類
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功能庫參數(shù)
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性能庫參數(shù)。在PC817類參數(shù)上增加了：
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3）HCPL4504類
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功能參數(shù)
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性能參數(shù)。在PC817基礎上增加：
輸出低電源電流Iccl：輸出高電源電流Icch： 測試CTR增加電源條件：
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4）HCPL2503類
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功能參數(shù)
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性能參數(shù)： 等于HCPL4504和4N35的合并
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5)HCPL M456類
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功能參數(shù)：
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性能參數(shù)：輸出端有：
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6）HCPL2201類
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功能參數(shù)：
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性能參數(shù)：輸出端有：
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b.運算放大器
目前只能測試電壓型運算放大器。分為單電源、雙電源兩類。
1)單電源類
2)雙電源類
c.邏輯器件
邏輯器件按照生產(chǎn)工藝分類。各類的功能描述部分是一樣的。
下面通過7403的邏輯功能描述說明一下格式。7403是一個集電極開路輸出四雙輸入與非門。邏輯圖如下和功能描述如下：
a)首先，給管腳換名便于后面引用。這項完成在左邊一列。
b)看中間一列，從第一行開始：
行1：說明共有8個輸入腳；
行2：說明共有4個輸出腳；
行3：說明4個集電極開路腳；
從第4行開始，是從真值表得到的測試代碼。為了閱讀方便，一個門寫在一組。仔細檢查，每個門的測試代碼都一樣，都滿足一個輸入為0，輸出為高；都為1，輸出為低。
//:注釋行
Iccl:7,Icch:1: 在第一拍測試輸出低時的電源電流；第7拍測輸出高時的電源電流。0拍表示不測試電源電流。
c)右邊一列中，若為要求測試電源電流，不用輸入電流值。其它很清楚。不再說明。
1)TTL系列
2)4000系列
3)HC（T）系列
4)AC（T）系列
d.模擬電壓比較器
已經(jīng)實現(xiàn)了LM393型功能測試。其它類型正在擴充之中。
功能參數(shù)：
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