集成电路EMC测试方法
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2020-10-22
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集成电路集成电路EMC测试方法测试方法
由于集成电路通过高速的脉冲数字信号来进行工作，工作频率越高产生的电磁骚扰频谱越宽，越容易引起对外
辐射的EMC方面的问题。本文讲述集成电路EMC测试方法。
中心议题：中心议题：
集成电路集成电路
解决方案：解决方案：
TEM小室法小室法
表面扫描法表面扫描法
工作台法拉第笼法工作台法拉第笼法
磁场探头法磁场探头法
集成电路产业是我国高新技术产业的一个重要部分，它带动了其它产业的蓬勃发展，集成电路已成为各个行业中电子、机电设
备智能化的核心，起着十分重要的作用。
近年来越来越多的电路设计人员和应用人员开展集成电路的EMC设计和
集成电路的广泛应用，反过来对其又提出了更高的要求，人们需要性能更好、可靠性高、成本更低的集成电路。从20世纪60
年代以来正如摩尔定律预计的那样每隔18到24个月芯片上的元件数翻了一番，出现了在芯片的价格持续降低的同时，性能和
可靠性不断提高的行业特点。集成的元件数的提高可以通过减小芯片上的关键尺寸（CD）或最小化特征尺寸来实现，这样在
集成度提高的同时芯片的速度也提高了。由于集成电路通过高速的脉冲数字信号来进行工作，工作频率越高产生的电磁骚扰频
谱越宽，越容易引起对外辐射的EMC方面的问题。
研究对象研究对象
在集成电路电磁骚扰研究检测领域，通常将直接从芯片上的电路和集成电路封装产生的电磁发射称为辐射骚扰；将由集成电路
引脚注入到印制电路板的布线或电缆上的脉冲电流引起的电磁发射称为传导骚扰1。一般芯片上的电路和集成
电路封装产生的直接辐射骚扰比由射频电流通过外围电路产生的电磁辐射小得多。从电磁发射的角度来看，电路板上布线与连
接电缆构成了电磁发射的天线。
由集成电路内部产生的射频电流，通过引脚和与之相连的PCB板上的连线向外发射，引脚和连线形成了等效的发射天线，产
生了无意发射。向外发射功率的大小可由式（1）来计算：
其中Rr为无意发射天线的等效发射阻抗，IRF为IC工作时产生的射频电流。由此可以看出评价集成电路传导骚扰可通过测量集
成电路引脚的射频电流来进行。在数字集成电路中，该射频电流是由电路芯片和驱动电路产生的脉冲射频电流。如图（一）是
集成电路的电流分布示意图，ZL为连接输出端口外围电路的等效阻抗，IP为输出电平由低电平到高电平时的输出电流，ISS为
输出电平由高电平到低电平时的输出电流，ICC为输出级电路的供电电源的电流。当电路工作
时，瞬时脉冲电流一部分从旁路电容CB得到，另一部分来自供电电源IPS。经过旁路电容的电流大小与旁路电容相对于集成电
路的放置位置、布线情况、电容的特性有关，即与连接旁路电容的串联阻抗、谐振频率等电容本身的特性有关。通常旁路电容
为高频信号提供一个低阻抗回路，这样电流的高频部分由电容来提供，其余由电源提供形成输出电流。
图（一）数字集成电路的芯片与I/O电路电流分布
可以看出，外围电路的变化会对电流的分布情况产生影响，因而测试应在专门设计的电路板上进行。在确定的电路板上，集成
电路的电磁发射的水平，可通过测出的电源端和输出端口电流来描述。
集成电路电磁骚扰标准发展状况集成电路电磁骚扰标准发展状况
目前国际电工委员会制定的有关集成电路电磁发射的标准如下所示：
序号标准名称
1IEC61967-1集成电路-电磁发射，150kHzto1GHz-通用条件与定义
2IEC61967-2集成电路-电磁发射，150kHzto1GHz-TEM小室法
3IECTS61967-3集成电路-电磁发射，150kHzto1GHz-表面扫描法
4IEC61967-4集成电路-电磁发射，150kHzto1GHz-1Ω/150Ω直接耦合法
5IEC61967-5集成电路-电磁发射，150kHzto1GHz-工作台法拉第笼法
6IEC61967-6集成电路-电磁发射，150kHzto1GHz-磁场探头法
下面简要介绍几种电磁发射的测试方法。
1、、TEM小室法小室法
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