循环逻辑
“这是猜谜语吗?”您会问。当然不是。这个标题听起来像是一种循环，真实的循环逻辑，但它阐明晰一个问题。典型值(typ)往往是集成电路(IC)测验中最简单误解的词，可以用其它词来阐明其概念：代表性、象征性、一般、正常、规范、干流、均匀、中等、惯常。糊涂了?在IC国际中，典型值一般界说为具有器材组的特性。好吧，但就像老话说的那样，这真是“借题发挥”。我告诉您一个IC测验的小花招。IC数据资料中的“典型值”意味着未经测验。隐秘被戳穿了!那么IC制作商为什么要费劲地给出典型值呢?我来解说一下。
典型值与改变规模
IC典型值是核算值，所以不能直接测验得到。例如，就比如说成人的均匀身高为5英尺5英寸。丈量任何单个人都不能确认中等、均匀或典型身高。人类学家可丈量每种人种的身高或许以核算办法丈量人口样本，然后核算学家在已知样本量的状况下可核算得到均匀值的置信度。IC的核算进程与此相同。IC规划者可依据模仿测验成果以核算办法猜测典型值。相同，对典型值进行均匀，为电路规划者供给一般辅导。
IC数据资料列出的技术目标一般有以下几类：
●肯定最大值意味着不得超越该值，不然器材或许损坏。
●电气特性是一般测验条件，除非还有阐明。
●最小值(min)、典型值(typ)和最大值(max)目标为规矩单位和条件下的丈量值。留意，“条件”是对“除非还有阐明”的弥补。
●注释改变、约束和声明被测项目及测验办法。
为协助了解，咱们举一个常见的比如。以下内容是不同IC制作商各种数据资料中的一般规矩。
除非还有阐明，依照电气特性一般条件的规矩测验最小值和最大值。表达办法或许为：“TA = TMIN至TMAX，除非还有阐明。典型值为TA = +25℃时的值。”这意味着环境温度(TA)等于作业温度列出的最小和最大温度，除非制作商还有阐明。典型值仅为TA = +25℃时的值。随后有注释，常见的有：
注1：一切器材在+25℃条件下 100%经过出产测验，所列出的TA = TMIN至TMAX条件由规划保证。
注2：在GND+20mV和AVDD-20mV之内进行线性度测验，答应存在增益和失调差错。
注3：高于2047的编码保证在±8 LSB(最低有用位)之内。
注4：在GND+100mV和AVDD-100mV之内进行增益和失调测验。
注5：规划保证。
注1和注5的结尾阐明“由规划保证”。这句话意味深长。一切IC制作(fab)工艺都存在改变。由于元件和多层都十分小，简直任何要素都会引起改变。这些差错归于正常的改变规模。
咱们将借用MAX5134至MAX5137数据资料的部分内容(图1)解说这些注释。
图1. 摘自MAX5134至Ma x5137数/模转换器(DAC)系列数据资料。
注1意味着不管数据资料中之前所述的温度是多少，仅在室温(+25℃)下测验核算精度。其它作业温度规模则由“规划保证”包括。(咱们将对此进行扼要介绍)。
注2和注4常见于满摆幅运算放大器和缓冲输出DAC。留意输出电压规模的核算条件为“空载”。这是由于所谓的满摆幅作业，坦白讲，是一厢情愿。这并不完美，但却远远优于较早的器材，这些器材的输出电路在输出电流时会违背电源电压。
注3常见于DAC。当编码低于挨近底部(一般为地)的某个数及高于挨近顶部电压轨的某个数时，其线性度低于中心编码。这儿，总编码为65,536，底部编码2047的INL(积分非线性)为±10 LSB;高于2047时，INL仅为±8 LSB。
容我插一句题外话。幻想一下为家里买油漆的状况。家居城建议您挑一块色布，以便在其配色机上准确配色。然后他们选用白色底漆，配色机主动增加多种颜料，得到“准确配色”。对购买的每一罐油漆重复这一进程。一切油漆准确匹配后，他们告诉您怎么做?专业的油漆工会怎么做?将一切罐内的油漆混合在一起。为什么?人眼和大脑分辩色彩的才能更准确，因而可以看到“准确配色”机上不同混合油漆的色彩差错。这不满是机器的差错。混合机的计量阀、分色过滤器、增益和失调校准都不完美。乃至颜料自身也存在可承受的色彩和黏度规模。跟着喷涂进程的不断进行，会产生各种容限叠加、组合，有时乃至产生倍增，然后产生细小但可见的差错——改变规模、规范差错。
图2所示为常见的可承受规范差错或钟形曲线。黑色实线标明正态分布，是咱们所期望的状况。绿色虚线标明进程向中心右侧移动——期望咱们了解引起差错的原因，然后可将其批改。蓝色的破折号虚线为分叉曲线，或许有两个参数改变。多种不同要素改变时，会构成更杂乱的曲线。这便是专业油漆工在粉刷墙面之前将一切罐内的油漆混合在一起的原因。均匀差错是不是很美妙?
图2. 进程规范差错或钟形曲线。改变要素越多，曲线越杂乱。
补偿进程改变
为保证IC满意其目标，IC制作工艺中规划了多层工程化安全措施对或许产生的差错进行均匀。没有哪个工程化小组乐意供给“不符合目标”的器材。所以，规划者在器材目标上留有满意的回旋余地，而测验和QA工程师则期望预期改变满意“6σ规范限值”。终究得到的功能目标是十分保存的。
规划进程弥补了许多规划、制作和进程差异。所以规划者运用仿真东西研讨制作工艺的改变“工艺角”。推理很简单。假设他们忧虑工艺角，阐明进程中心很好。然后他们修正电路，使其尽量不受这些工艺角的影响。最极点的工艺角是快热和慢冷(见图3)。热和冷指的是温度。快指的是高增益、高电子迁移率;慢则相反。规划者可优化规划规范，但不能优化一切要素。所以，不解决没有规矩的参数。
图3. IC制作工艺改变。
了解6σ2
6σ的概念最早由摩托罗拉的比尔B史密斯在1986年提出，是一套规划用于改进制作工艺和避免缺点的规范。西格玛(小写希腊字母σ)用于标明核算集体的规范差错(即标明改变的参数)。术语“6σ流程”是指，假设在进程均值与最挨近规范限值之间有6倍规范差错，那么就几近完美地满意规范要求。这一定论依据进程才能剖析中选用的核算办法。
在才能剖析中，进程均值与最近规范限值之间的规范差错数量以σ单位给出。跟着进程规范差错增大，或许进程均值远离容限中心值，均值与最近规范限值之间的规范差错数量将减小，这就降低了σ数量。
1.5σ偏移的人物
经历标明，进程的长时刻功能往往不如短期功能。所以，进程均值与最近规范限之间的σ数量很或许随时刻推移而下降。经过对初始短期剖析证明的确如此。考虑到随时刻推移产生的进程偏移实践增大，在核算中引入了依据经历的1.5σ偏移。依据这一条件，某个进程在短期剖析中进程均值与最近规范限值之间为6σ时，长时刻则对应4.5σ。产生这一现象的原因是进程均值将随时刻产生移动，或进程的长时刻规范差错将大于短期观察到的规范差错，或许两者皆然。
所以，被广泛承受的6σ进程的界说为在每一百万个时机中有3.4个瑕疵(DPMO)。该界说依据的事实是，关于呈正态分布的进程，比均值高或低4.5倍规范差错的点为百万分之3.4。(为单边才能剖析)。所以，6σ的3.4 DPMO实践对应4.5σ，名义上为6σ，减去1.5σ偏移，以考虑长时刻变异。规划该理论的意图是避免实践作业中很或许产生的轻视瑕疵率现象。
考虑1.5σ偏移时，短期σ水平对应以下的长时刻DPMO值(单边)。
●1 σ = 690,000 DPMO = 31%功率
●2 σ = 308,000 DPMO = 69.2%功率
●3 σ = 66,800 DPMO = 93.32%功率
●4 σ = 6,210 DPMO = 99.379%功率
●5 σ = 230 DPMO = 99.977%功率
●6 σ = 3.4 DPMO = 99.9997%功率
定论
信任以上评论有助于解说晶圆测验背面的原因，以及典型值到底有多典型(即多正常)。
现在，咱们再深化一步。假设咱们要规划一种用于测验实验室环境的丈量仪器。为设定仪器目标，咱们需求了解和控制元件制作改变。假设知道所用IC的精度为6σ，将有助于增强咱们对终究仪器目标的决心。这儿，咱们限制仪器的作业环境为室温。您或许现已疏忽了，但上文中咱们规矩了“测验实验室环境”。这是一项要害目标。假设仪器供现场运用，则有必要清晰限制特定作业现场的温度、湿度和大气压。关于医疗用处，咱们有必要阐明那些患者相关的部分，例如需求进行消毒或许是一次性的。假设仪器可用于太空或火箭，需求什么样的振荡、大气压力、耐辐射性、耐温性?
简而言之，假设坚信咱们开始运用的便是6σ IC，%&&&&&%数据资料供给的典型辅导将使咱们具有“典型的决心”。
