原创 评估板的使用方法、接地线的处理

（1） 评估板的使用方法

在实际确认半导体集成电路（LSI、IC）的工作和性能情况时，可以使用制造商提供的评估板。在产品规格书和应用指南中会提供产品的测试电路图、底片（电路板布局图）和注意事项等，可以参考。

使用方法是：连接电源、输入信号、控制信号等，并用示波器或频谱分析仪等仪器观测输出信号。首先要确认半导体集成电路（LSI、IC）是否按预期工作。在确认逻辑工作时，如果是并行控制，需要向控制引脚施加High信号（H电压）和Low信号（L电压）。如果是串行控制，则需要另行准备数据发生器等，创建串行控制信号并输入。基本工作情况确认完成后，下一步是确认电气特性。从确认产品规格书中主要项目——输入输出信号（大信号），到确认噪声电平和串扰等（微小信号），根据需要进行测试。

半导体集成电路（LSI、IC）的电气特性如果通过制造商提供的评估板进行测试，将会表现出最佳值。该值是产品规格书中提供的值。也就是说，对于在产品（配套应用）中的“特性表现”来说，参考其评估板的测试值和产品规格书中的标准值即可。在评估板上，电源线和接地线的底片、输入输出信号线的底片都是理想的。由于每条布线的走线、布线宽度和布线长度都已经过周到的考虑，因此用户在制作产品（配套应用）的电路板时可以参考。

此外，由于评估板基本上只配备一个半导体集成电路（LSI或IC），所以可以测试各种情况下的电气特性。例如，可以用来确认使电源电压从标准电压上下变化（在推荐工作电压范围内）时的特性变化、放入恒温槽中使环境温度升高或降低时的特性变化（低温时要注意结霜引起的引脚短路！）、以及连接多个不同的评估板来创建简单的产品原型等。

那么产品（配套应用）的电路板情况又怎么样呢？　由于客户要求小、薄、轻、廉价，因此底片（电路板布局图）也呈现高密度趋势。其中最显著的差别是电源线和接地线。我认为像评估板一样理想的布线和配置是比较难的。需要注意的是，从完全接地变为不完全接地时，电气特性会产生差异。此外，还需要连接模拟系统、数字系统和电源系统等的接地线的技术。

关于电磁兼容性（EMC），建议在评估板的状态下提前逐一单独确认。在产品（配套应用）的电路板上进行测试时，可以从整体上判断是否符合EMC标准，但在不符合的情况下，很难调查是哪个半导体集成电路（LSI、IC）造成的结果。通过提前确认，可以提前添加对策部件和对策电路，这样能够减少在产品（配套应用）电路板完成后由EMC造成的返工。虽然感觉有点绕，但最终这些都涉及到“预防EMC问题于未然”。


（2） 接地线（GND、接地）的处理

本文将讲解半导体集成电路（LSI和IC）的评估板接地线的连接方法、评估板接地线的布局等内容。

首先，关于评估板接地线的连接方法，基本上可以认为是以半导体集成电路的接地引脚为基准和基点的。有些产品可能有多个接地引脚，但大多数是直接在LSI和IC正下方短路。在评估板上，接地线的走线是从那里引向电路板的外侧。

评估板上的基准接地电压是半导体集成电路（LSI和IC）的接地引脚的值。牢记这一点将有助于进行准确的测量。尤其是在测量噪声电平和串扰等（微小信号）时，需要注意要连接的接地线位置。用声级计或频谱分析仪，将探头的接地端连接到该位置——即尽可能靠近半导体集成电路的接地引脚的位置，就可以测出接近真值的值。

接下来，考虑有多个评估板和多个半导体集成电路（LSI和IC）的情况。之所以经常有人问

“两根接地线可以分开吗？”

是因为“评估板分模拟类和功率类，在实验时，最好将接地线分开，不要连接，这样噪声特性更好”。

确实是这样吗？

答案是“不是”。当有多个评估板或评估对象时，起码的要求是两个接地引脚必须短路，这一点是非常重要的。如果不短路，两者间的接地电位差将是不确定的，从而导致无法正常工作。

在提问示例中，估计不是故意短路，而是通过电路中的某处间接短路的状态。即使在实验中运行良好，如果在这种状态下投入量产，那么异常工作的概率也会非常高。因此，接地线的处理非常重要。

让我们更进一步，思考一下用户自己创建评估板的底片（电路板布局图）时的情况。

模拟类、数字类、功率类半导体集成电路（LSI和IC）的接地线怎样走线更好呢？

从结论看，有两种的解决方案。

第一个是优先考虑整体电气特性时的解决方案。当然，上述各类（模拟类、数字类、功率类）的接地线都是短路的，但都是在各类接地线之间插入断口（Silt）的方法。短路的位置也对电气特性有很大影响，但绝对不能分开。

第二个是优先考虑电磁兼容性（EMC）时的解决方案。在这种情况下，不是在接地线之间插入断口（Silt），而是通全面GND将各类接地引脚短路。这使得电源电流的路径和接地电流的路径在评估板上方和下方（多层印刷电路板时）位于相同的位置。这种接地电流在电磁兼容性（EMC）领域中被称为
“返回电流”，重要的是通过布局使这种返回电流可以自由地流动。这是因为如果有断口（Silt）等，电源电流和接地电流产生的磁场就不会通过迂回路径被消除，从而发生电磁干扰（不必要的辐射/发射），导致特性恶化。