隨著電子技術的飛速發展，芯片作為眾多電子設備的核心部件，其可靠性至關重要。芯片老化測試是評估芯片長期可靠性的重要手段，旨在通過模擬芯片長時間工作時所面臨的各種極端環境條件，如高溫、高電壓、高濕度等，加速芯片的老化過程，提前發現潛在的缺陷和失效模式，從而為芯片的設計優化、工藝改進以及質量控制提供重要依據。

常見的芯片老化測試方法包括高溫老化測試、濕熱老化測試、電壓老化測試等。其中，電壓老化測試通過在芯片上施加高于正常工作電壓的電壓應力，加速芯片內部的電學變化，如電遷移、介質擊穿等，進而評估芯片在電壓應力下的可靠性和壽命。

圖：高壓放大器在微流控芯片測試中的應用

一、高壓放大器在芯片老化測試中的作用

（一）提供高電壓應力

許多芯片在實際工作過程中可能會面臨高電壓的工作環境，或者其內部的一些關鍵結構（如柵氧層等）對電壓較為敏感。高壓放大器能夠將信號發生器產生的較低電壓信號精確地放大到所需的高電壓水平，為芯片施加足夠高的電壓應力，模擬芯片在極端電壓條件下的工作狀態。

（二）實現精確的電壓控制與調節

芯片老化測試需要精確控制施加的電壓參數，以確保測試結果的準確性和可靠性。高壓放大器具備高精度的電壓調節能力，可以根據測試要求精確地設置和調節輸出電壓的幅值、頻率等參數。在測試過程中，通過實時監測芯片的性能變化，并根據反饋信息對高壓放大器的輸出進行微調，實現對芯片老化過程的動態控制，保證芯片在整個測試過程中處于預定的高電壓應力條件下。

（三）提高測試效率

借助高壓放大器施加高電壓應力，可以顯著加速芯片的老化過程。相比在正常工作電壓下進行的長期測試，高壓老化測試能夠在更短時間內使芯片達到相同的老化程度，從而快速篩選出潛在的失效芯片，提高測試效率。例如，在一些功率器件的HTOL（高溫工作壽命）測試中，通過使用高壓放大器配合其他測試設備，將老化時間從傳統的數百小時甚至上千小時縮短至幾十小時或更短，大幅減少了測試時間和成本。

二、高壓放大器在芯片老化測試中的應用場景

（一）功率芯片的老化測試

功率芯片通常需要在高電壓、大電流的條件下工作，因此對其可靠性的要求極高。在功率芯片的老化測試中，高壓放大器可以與功率測試系統集成，為功率芯片施加高電壓應力，同時結合溫度、電流等其他環境因素的控制，全面評估功率芯片在各種復雜工況下的性能和壽命。以碳化硅（SiC）功率芯片為例，其具有高耐壓、低損耗等優點，但同時也面臨著在高電壓下的可靠性挑戰。通過使用高壓放大器進行加速老化測試，可以提前發現碳化硅功率芯片在高電壓條件下的潛在失效問題，如柵極氧化層的擊穿、寄生參數的漂移等，為改進芯片設計、優化制造工藝提供有力支持。

圖：ATA-7100高壓放大器指標參數

（二）模擬芯片的老化測試

模擬芯片在通信、醫療電子、工業自動化等領域有著廣泛應用，其性能的穩定性直接影響到相關設備的正常運行。高壓放大器可用于模擬芯片的加速老化測試中，通過施加高電壓信號，模擬芯片在長期使用過程中可能遇到的電壓波動、浪涌等情況。在老化測試過程中，實時監測模擬芯片的各項性能參數，如放大倍數、帶寬、噪聲等的變化，評估芯片在高電壓應力下的性能退化規律和失效模式，進而采取相應的改進措施，提高模擬芯片的可靠性和穩定性。

（三）射頻芯片的老化測試

射頻芯片在無線通信等領域發揮著關鍵作用，其性能的優劣直接影響到通信信號的傳輸質量和系統的穩定性。在射頻芯片的老化測試中，高壓放大器可以與射頻測試設備配合使用，為射頻芯片提供高電壓激勵信號，模擬芯片在長時間工作過程中的老化情況。通過對射頻芯片的工作頻率、功率輸出、諧波失真等參數在老化前后的對比分析，評估射頻芯片在高電壓條件下的性能變化和可靠性，確保其在實際應用中的穩定性和可靠性。

圖：ATA-7000系列高壓放大器指標參數

高壓放大器在芯片老化測試中具有不可替代的重要作用。它能夠為芯片提供高電壓應力，實現精確的電壓控制與調節，并有效提高測試效率，廣泛應用于功率芯片、模擬芯片、射頻芯片等多種芯片的老化測試場景。隨著芯片技術的不斷發展和對可靠性要求的日益提高，高壓放大器在芯片老化測試中的應用將更加深入和廣泛，為芯片行業的穩定發展提供有力保障。

審核編輯 黃宇