集成电路测试中四线开尔文测试

VI源(不论是浮动源还是共地源)  有正端FORCE_H，SENSE_H,  和负端FORCE_L(AGND)和SENSE_L(DGS), 我们在设计PCB时有时会采用两线的方法，就是将force  sense过早短接在一起，比如测试板排线(或pogo pad)接口处或更极端的在load board和ATE测试机的pogo  pin连接处就短接，这样对PCB走线非常友好，每个通道正端只需一根走线就行，负端直接铺铜，但是对于测试却存在极大的硬伤；另一种是完全遵循四线开尔文的逻辑设计，每个通道走4根线(共地源3根线，AGND通过铺铜)即正负端FORCE和SENSE都是从在待测器件管脚（或最接近待测器件管脚）处才短接，显然这样对PCB设计不太友好，但是对于测试却有极大的益处。

在VI源中通常都采用四线开尔文测试的方法来消除附加电阻带来的压降，进而保证负载两端电压的驱动和测量精度。VI源输出端分为FORCE线和SENSE线，FORCE线用于电流的输入和输出，只有FORCE  线会流过负载电流  IL，SENSE线用于电压的反馈和测量，SENSE线输入端接有高阻抗输入的缓冲器，因此SENSE线中不会有电流流过，即便有附加电阻也不会产生附加电压降(可以想一下运放的虚断)。FORCE线中附加的电阻虽然会在大电流下产生附加电压降，但由于SENSE线独立接到负载两端，可以有效地扣除掉FORCE线中附加电阻和压降的作用(没有电流就没有压降)，从而保证负载两端电压的驱动和测量精度。

共地源与浮动源的差别在于共地源没有FORCE_L和SENSE_L，但其AGND和DGS所起的作用是完全相同的，只是在系统中所有VI源共用同一组AGND。因此从四线开尔文测试的角度上来说共地源源与浮动源没有本质的区别，同样可以达到精确驱动和测试的效果。
所谓完整的四线开尔文测试是指从VI源到被测器件的引脚全线实现四线开尔文测试，很多大电流参数、电压带载测试不准确和不稳定通常是由于没有完全实现四线开尔文测试所致。四线开尔文测试的原理并不复杂，但在应用时经常会因为忽略了一些细节而得不到预期的效果，例如在测试板上没有将FORCE和   SENSE线分开而过早地短接在一起；例如DGS线的接入位置不合理，与器件的地线引脚间还有一小段会流过大电流的导线；例如CP测试中大电流Pad没有出双针或多针将FORCE和SENSE在芯片PAD位置短接等，诸多的细节考虑不周都会而影响测试效果。
同样我们在分析有带载测试电压的参数低良时可以先看一下硬件原理图，如果用的是模拟机台，重点检查是不是由于哪个大聪明设计板子时把force和sense线提前短接了，如果是数字机台的IO资源要检查一下是不是用的单个数字通道在测试，也可为后续优化测试方案确定方向。芯片测试的重点在测试，前期硬件设计如果图省事“偷工减料”，那么相应的回馈就会直接体现在测试结果和良率上，得不偿失。