PMU

PMU是power management unit的縮寫，中文名稱為電源管理單元，是一種高度集成的、針對攜帶型套用的電源管理方案，即將傳統分立的若干類電源管理器件整合在單個的封裝之內，這樣可實現更高的電源轉換效率和更低功耗,及更少的組件數以適應縮小的板級空間。

基本介紹

• 中文名：電源管理單元
• 外文名：PMU(Power Management Unit)
• 針對：攜帶型套用的電源管理方案
• 整合：在單個的封裝之內
• 實現：更高的電源轉換效率和更低功耗

電源管理單元

目前在該市場有國外一線大廠RICOH、TI、Philips Semiconductor、National Semiconductor和ST Microelectronics分別推出的產品，以及國內IC設計公司芯智匯推出的AXP系列PMU。

測量單元

電力系統同步相量測量裝置 Phasor Measurement Unit (PMU)用於進行同步相量的測量和輸出以及進行動態記錄的裝置。

PMU的核心特徵包括基於標準時鐘信號的同步相量測量、失去標準時鐘信號的守時能力、PMU與主站之間能夠實時通信並遵循有關通信協定。

現有PMU大多依靠美國的GPS系統進行授時，部分設備已經開始採用GPS和北斗系統雙對時。

著名代表廠家為 許繼 南瑞 四方

精密測量單元

PMU（Precision Measurement Unit，精密測量單元）用於精確的DC參數測量，它能驅動電流進入器件而去量測電壓或者為器件加上電壓而去量測產生的電流。PMU的數量跟測試機的等級有關，低端的測試機往往只有一個PMU，通過共享的方式被測試通道（test channel）逐次使用；中端的則有一組PMU，通常為8個或16個，而一組通道往往也是8個或16個，這樣可以整組逐次使用；而高端的測試機則會採用per pin的結構，每個channel配置一個PMU。　

驅動模式和測量模式

驅動模式和測量模式（Force and Measurement Modes）。

在ATE中，術語“驅動（Force）”描述了測試機套用於被測器件的一定數值的電流或電壓，它的替代詞是Apply，在半導體測試專業術語中，Apply和Force都表述同樣的意思。在對PMU進行編程時，驅動功能可選擇為電壓或電流：如果選擇了電流，則測量模式自動被設定成電壓；反之，如果選擇了電壓，則測量模式自動被設定成電流。一旦選擇了驅動功能，則相應的數值必須同時被設定。

驅動線路和感知線路

驅動線路和感知線路（Force and Sense Lines）。

為了提升PMU驅動電壓的精確度，常使用4條線路的結構：兩條驅動線路傳輸電流，另兩條感知線路監測我們感興趣的點（通常是DUT）的電壓。這緣於歐姆定律，大家知道，任何線路都有電阻，當電流流經線路會在其兩端產生壓降，這樣我們給到DUT端的電壓往往小於我們在程式中設定的參數。設定兩根獨立的（不輸送電流）感知線路去檢測DUT端的電壓，反饋給電壓源，電壓源再將其與理想值進行比較，並作相應的補償和修正，以消除電流流經線路產生的偏差。驅動線路和感知線路的連線點被稱作“開爾文連線點”。

量程設定

量程設定（Range Settings）。

PMU的驅動和測量範圍在編程時必須被選定，合適的量程設定將保證測試結果的準確性。需要提醒的是，PMU的驅動和測量本身就有就有範圍的限制，驅動的範圍取決於PMU的最大驅動能力，如果程式中設定PMU輸出5V的電壓而PMU本身設定為輸出4V電壓的話，最終只能輸出4V的電壓。同理，如果電流測量的量程被設定為1mA，則無論實際電路中電流多大，能測到的讀數不會超過1mA。值得注意的是，PMU上無論是驅動的範圍還是測量的量程，在連線到DUT的時候都不應該再發生變化。這種範圍或量程的變化會引起噪聲脈衝（浪涌），是一種信號電壓值短時間內的急劇變化產生的瞬間高壓，類似於ESD的放電，會對DUT造成損害。

邊界設定

邊界設定（Limit Settings）。

PMU有上限和下限這兩個可程式的測量邊界，它們可以單獨使用（如某個參數只需要小於或大於某個值）或者一起使用。實際測量值大於上限或小於下限的器件，均會被系統判為不良品。

鉗制設定

鉗制設定（Clamp Settings）。

大多數PMU會被測試程式設定鉗制電壓和電流，鉗制裝置是在測試期間控制PMU輸出電壓與電流的上限以保護測試操作人員、測試硬體及被測器件的電路。

當PMU用於輸出電壓時，測試期間必須設定最大輸出電流鉗制。驅動電壓時，PMU會給予足夠的必須的電流用以支持相應的電壓，對DUT的某個管腳，測試機的驅動單元會不斷增加電流以驅動它達到程式中設定的電壓值。如果此管腳對地短路（或者對其他源短路），而我們沒有設定電流鉗制，則通過它的電流會一直加大，直到相關的電路如探針、ProbeCard、相鄰DUT甚至測試儀的通道全部燒毀。

圖2顯示PMU驅動5.0V電壓施加到250ohm負載的情況，在實際的測試中，DUT是阻抗性負載，從歐姆定律I=U/R我們知道，其上將會通過20mA的電流。器件的規格書可能定義可接受的最大電流為25mA，這就意味著我們程式中此電流上限邊界將會被設定為25mA， 而鉗制電流可以設定為30mA。

如果某一有缺陷的器件的阻抗性負載只有10ohm的話，在沒有設定電流鉗制的情況下，通過的電流將達到500mA，這么大的電流已經足以對測試系統、硬體接口及器件本身造成損害；而如果電流鉗制設定在30mA，則電流會被鉗制電路限定在安全的範圍內，不會超過30mA。

電流鉗制邊界（Clamp）必須大於測試邊界（Limit）上限，這樣當遇到缺陷器件才能出現fail；否則程式中會提示“邊界電流過大”，測試中也不會出現fail了。

當PMU用於輸出電流時，測試期間則相應地需要進行電壓鉗制。電壓鉗制和電流鉗制在原理上大同小異。