湖 北 省 地 方 计 量 技 术 规 范
JJF（鄂）113—2024
数字集成电路标准样片校准规范
Calibration Specification for Digital Integrated Circuit Reference
Materials

2024-05-14 发布 2024-09-01 实施
湖 北 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布
JJF（鄂）113－2024
数字集成电路标准样片校准
规范 JJF（鄂）113－2024
Calibration Specification for Digital
Integrated Circuit Reference Materials
归 口 单 位：湖北省市场监督管理局
主要起草单位：中国船舶集团有限公司第七〇九研究所
武汉大学

本规范委托中国船舶集团有限公司第七〇九研究所负责解释
JJF（鄂）113－2024
本规范主要起草人：
李轩冕 （中国船舶集团有限公司第七〇九研究所）
周厚平 （中国船舶集团有限公司第七〇九研究所）
张明虎 （中国船舶集团有限公司第七〇九研究所）
梁 康 （武汉大学）
胡 勇 （中国船舶集团有限公司第七〇九研究所）
吴 改 （武汉大学）
丁 超 （中国船舶集团有限公司第七〇九研究所）
曾文仕 （中国船舶集团有限公司第七〇九研究所）
JJF（鄂）113－2024
目 录
1 范围 ..................................................................................................................................... （1）
2 引用文件 ............................................................................................................................. （1）
3 概述 ..................................................................................................................................... （1）
4 计量特性 ............................................................................................................................. （1）
5 校准条件 ............................................................................................................................. （2）
5.1 环境条件 .......................................................................................................................... （2）
5.2 测量标准及其他设备 ...................................................................................................... （3）
6 校准项目和校准方法 ......................................................................................................... （3）
6.1 校准项目 .......................................................................................................................... （3）
6.2 校准方法 .......................................................................................................................... （4）
7 校准结果表达 ..................................................................................................................... （9）
8 复校时间间隔 ................................................................................................................... （10）
附 录 A 测量不确定度评定示例 ....................................................................................... （11）
附 录 B 校准原始记录参考格式 ....................................................................................... （16）
附 录 C 校准证书内页参考格式 ....................................................................................... （18）
I
JJF（鄂）113－2024
引言
本规范的编制依据 JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通
用计量术语及定义》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编制。
本规范为首次发布。
II
JJF（鄂）113－2024
数字集成电路标准样片校准规范
1 范围
本规范适用于对数字集成电路标准样片的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件：
GB/T 17574 半导体器件集成电路第 2 部分：数字集成电路
JJF（鄂）102-2023 数字集成电路测试系统（标准样片法）校准规范
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，
其最新版本（包括所有的修改单）适用本规范。
3 概述
数字集成电路标准样片（以下简称标准样片）是已确定一种或多种参数的专用集成电
路，以标准样片为计量标准器，通过复现数字集成电路参数的量值对测试系统进行校准，
其校准结果反映了被校准测试系统在实测工况下的综合测量状态。标准样片的特性参数通
过校准后主要用于数字集成电路测试系统的校准、实验室比对和能力验证等。
标准样片的管脚定义如图 1 所示，一般采用标准的双列直插式封装，管脚包括电源、
地、控制、输入、输出等管脚，其工作时数字集成电路测试系统对其电源、地、控制管脚
根据具体参数施加相应的信号，使标准样片进入该参数的工作状态后，控制测试系统对标
准样片输入、输出管脚施加/测量对应参数即可得到该参数的测量值。
电源 输入管脚
输出管脚
控制管脚 …… 标准样片
地
图1 标准样片管脚定义图
4 计量特性
标准样片的校准点为离散值，典型标准样片的计量特性见表 1。
1
JJF（鄂）113－2024
表 1 标准样片计量特性
参数名 标称值 最大允许误差 测量条件
VIL 100mV ±6mV VOL=VOH=1.5V
1.0V ±6mV
5.0V ±6mV
VIH 100mV ±6mV
1.0V ±6mV
5.0V ±6mV
VOL 0.1V ±0.5mV IOL=100uA
1.0V ±0.5mV
VOH 2.0V ±2mV IOH=-300uA
4.9V ±2mV IOH=-100uA
IOL 10μA ±50nA VOL=1V
100μA ±0.5μA
1mA ±5μA
10mA ±50μA
100mA ±0.5mA
IOH -10μA ±50nA VOH=4V
-100μA ±0.5μA
-1mA ±5μA
-10mA ±50μA
-100mA ±0.5mA
IDD 20μA ±0.1μA Vcc1=2V Vcc2=5V
200μA ±1μA
2mA ±10μA
20mA ±0.1mA
200mA ±1mA
tPLH 3ns ±0.6ns VREF=1.5V
60ns ±1ns
100ns ±1ns
tPHL 3ns ±0.2ns
60ns ±0.3ns
100ns ±0.3ns
注：标准样片的标准值和测量不确定度以最终校准结果赋值为准。
5 校准条件
5.1 环境条件
环境条件及其要求如下：
a) 环境温度：20℃～28℃；
b) 相对湿度：30％～80％；
c) 供电电源：交流电压(220±22)V，频率(50±1)Hz；
d) 其他：周围环境无影响仪器正常工作的机械振动和电磁场干扰。
2
JJF（鄂）113－2024
5.2 测量标准及其他设备
测量用标准设备应经过法定计量技术机构检定或校准，满足校准使用要求，并在有效
期内。
a) 数字多用表：
1) 直流电压测量范围：0.1V～10V；
2) 直流电压测量最大允许误差：±(0.005%～0.05%)；
3) 直流电流测量范围：10μA～200mA；
4) 直流电流测量最大允许误差：±(0.01%～0.05%)。
b) 电压电流源：
1) 输出直流电压范围：0.1V～10V；
2) 输出直流电压最大允许误差：±(0.05%～0.5%)；
3) 输出直流电流范围：10μA～200mA；
4) 输出直流电流最大允许误差：±(0.5%～2%)。
c) 数字示波器：
1) 带宽：300MHz；
2) 时间测量：≥1.5ns。
6 校准项目和校准方法
6.1 校准项目
标准样片的校准项目见表 2。
表 2 校准项目一览表
序号 校准项目 校准方法条款
1 VIL 6.2.1
2 VIH 6.2.2
3 VOL 6.2.3
4 VOH 6.2.4
5 IOL 6.2.5
6 IOH 6.2.6
7 IDD 6.2.7
8 tPLH 6.2.8
9 tPHL 6.2.9
3
JJF（鄂）113－2024
6.2 校准方法
6.2.1 VIL
a) 按图 2 所示将标准样片通过专用夹具、加载板与集成电路测试系统连接。
b) 标准样片输入端同时连接电压源与数字多用表，输出端和控制端连接测试系统数
字通道，电源端与测试系统电源 DPS 相连。
+ 电压源 -
加载板 标 控制端 数字
通道
数字多 用表 + -

输入端
样
接地端

电源端
图2 VIL/VIH 参数校准连接图
c) 给标准样片 VIL 参数校准时，测试系统数字通道给控制端输入的一组数字信号确定
VIL 参数量值。
d) 由于 VIL 为特性参数管脚，电压电流源使用电压源模式施加 VIL 所需电压量值。
e) DPS 施加规定的电压值。
f)
输出端施加规定的比较电平。
g) 输入端电压由地电压（VSS）值逐渐上升，使输出逻辑状态发生改变时，此时控制
数字多用表读取输入端的电压值，该值即为 VIL 标准值。
6.2.2 VIH
a) 按图 2 所示将标准样片通过专用夹具、加载板与集成电路测试系统连接。
b) 标准样片输入端同时连接电压源与数字多用表，输出端和控制端连接测试系统数
字通道，电源端与测试系统电源 DPS 相连。
c) 给标准样片 VIH 参数校准时，测试系统数字通道给控制端输入的一组数字信号确
定 VIH 参数量值。
d) 由于 VIH 为特性参数管脚，电压电流源使用电压源模式施加 VIH 所需电压量值。
e) DPS 施加规定的电压值。
f)
输出端施加规定的比较电平。
g) 输入端电压由电源电压（VDD）值逐渐下降，使输出逻辑状态发生改变时，此时控
4
JJF（鄂）113－2024
制数字多用表读取输入端的电压值，该值即为 VIH 标准值。
6.2.3 VOL
a) 按图 3 所示将标准样片通过专用夹具、加载板与集成电路测试系统连接。
b) 标准样片输入端与控制端连接测试系统数字通道，电源端与测试系统电源 DPS 相
连，其中一路数字多用表使用电流档与电压电流源和标准样片输出端进行串联，
另一路数字多用表使用电压档接在标准样片输出端和接地端之间。
电压 电流源 + -

数字
+

多用表
-
（I）
数字
+
多用表
-
（V）
图3 VOL/VOH 参数校准连接图
c) 给标准样片 VOL 校准时，测试系统数字通道给控制端输入的一组数字信号确定 VOL
参数量值。
d) DPS 施加规定的电压值。
e) 输入端施加规定低电平。
f)
电压电流源使用电流源模式施加一负载电流 IOL，此时电流表实时观测负载电流值，
控制器控制电压电流源调整负载电流大小直至电流表读取的示值为规定的负载电
流值，电压表读取输出端电压值，该值即为 VOL 标准值。
6.2.4 VOH
a) 按图 3 所示将标准样片通过专用夹具、加载板与集成电路测试系统连接。
b) 标准样片输入端与控制端连接测试系统数字通道，电源端与测试系统电源 DPS 相
连，其中一路数字多用表使用电流档与电压电流源和标准样片输出端进行串联，
另一路数字多用表使用电压档接在标准样片输出端和接地端之间。
c) 给标准样片 VOH校准时，测试系统数字通道给控制端输入的一组数字信号确定 VOH
参数量值。
d) DPS 施加规定的电压值。
5
JJF（鄂）113－2024
e) 输入端施加规定高电平。
f)
电压电流源使用电流源模式施加一负载电流 IOH，此时电流表实时观测负载电流值，
控制器控制电压电流源调整负载电流大小直至电流表读取的示值为规定的负载电
流值，电压表读取输出端电压值，该值即为 VOH 标准值。
6.2.5 IOL
a) 按图 4 所示将标准样片通过专用夹具、加载板与集成电路测试系统连接。
b) 标准样片输入端与控制端连接测试系统数字通道，电源端与测试系统电源 DPS 相
连，其中一路数字多用表使用电流档与电压电流源和标准样片输出端进行串联，
另一路数字多用表使用电压档接在标准样片输出端和接地端之间。
电压 电流源 + -

数字
+

多用表
-
（I）
数字
+
多用表
-
（V）
图4 IOL/IOH 参数校准连接图
c) 给标准样片 IOL 校准时，测试系统数字通道给控制端输入的一组数字信号确定 IOL
参数量值。
d) DPS 施加规定的电压值。
e) 输入端施加规定低电平。
f)
电压电流源使用电压源模式施加一电压值，此时电压表实时观测 VOL 电压值，控
制器控制电压电流源调整电压大小直至电压表读取的示值为规定的 VOL 电压值，
电流表读取输出端电流值，该值即为 IOL 标准值。
6.2.6 IOH
a) 按图 4 所示将标准样片通过专用夹具、加载板与集成电路测试系统连接。
b) 标准样片输入端与控制端连接测试系统数字通道，电源端与测试系统电源 DPS 相
连，其中一路数字多用表使用电流档与电压电流源和标准样片输出端进行串联，
另一路数字多用表使用电压档接在标准样片输出端和接地端之间。
6
JJF（鄂）113－2024
c) 给标准样片 IOH 校准时，测试系统数字通道给控制端输入的一组数字信号确定 IOH
参数量值。
d) DPS 施加规定的电压值。
e) 输入端施加规定高电平。
f)
电压电流源使用电压源模式施加一电压值，此时电压表实时观测 VOH 电压值，控
制器控制电压电流源调整电压大小直至电压表读取的示值为规定的 VOH 电压值，
电流表读取输出端电流值，该值即为 IOH 标准值。
6.2.7 IDD
a) 按图 5 所示将标准样片通过专用夹具、加载板与集成电路测试系统连接。
b) 标准样片输入端、输出端与控制端连接测试系统数字通道，其中一路数字多用表
使用电流档与电压电流源和标准样片电源端进行串联，另一路数字多用表使用电
压档接在标准样片电源端和接地端之间。
电压 电流源 + -

数字
+

多用表
-
（I）
数字
+
多用表
-
（V）
图5 IDD 参数校准连接图
c) 给标准样片 IDD 校准时，测试系统数字通道给控制端输入的一组数字信号确定 IDD
参数量值。
d) 输入端和输出端施加规定电平。
e) 控制器控制电压电流源施加一电压值 VDD，此时电压表实时观测电源端电压值，控
制器控制电压电流源调整电压大小直至电压表读取的示值为规定的电源电压值，
电流表读取此时的电流值，该值即为 IDD 标准值。
6.2.8 tPLH
a) 按图 6 所示将标准样片通过专用夹具、加载板与集成电路测试系统连接。
b) 标准样片输入端与控制端连接测试系统数字通道，电源端与测试系统电源相连，
7
JJF（鄂）113－2024
数字示波器的两路通道分别与标准样片的输入端、输出端相连。

ch1 数字示波器 ch2

输入端

输出端


数字通道

加

标

载

控制端

板

准

样
DPS

接地端

片

电源端
图6 tPLH/tPHL 参数校准连接图
c) 给标准样片 tPLH 校准时，测试系统数字通道给控制端输入的一组数字信号确定 tPLH
参数量值。
d) DPS 施加规定的电压值。
e) 输入端施加规定频率、占空比为 1：1 的方波信号，此时设置数字示波器读取通道
2（输出端输出信号电压由低电平到高电平的边沿上参考电平 VREF 处，参考电平
VREF 为信号幅度中间部位）至通道 1 上升沿（输入信号电压边沿上参考电平 VREF
处，参考电平 VREF 为信号幅度中间部位）的时间延迟，该值即为 tPLH 标准值，如
图 7 所示。
Vm
输入脉冲
同相输出脉冲
反相输出脉冲
6.2.9 tPHL
tPLH
tPLH
图7 tPLH 波形图
VREF
0 V
VOH
VREF
VOL
VOH
VREF
VOL
a) 按图 6 所示将标准样片通过专用夹具、加载板与集成电路测试系统连接。
b) 标准样片输入端与控制端连接测试系统数字通道，电源端与测试系统电源相连，
数字示波器的两路通道分别与标准样片的输入端、输出端相连。
8
JJF（鄂）113－2024
c) 给标准样片 tPHL 校准时，测试系统数字通道给控制端输入的一组数字信号确定 tPHL
参数量值。
d) DPS 施加规定的电压值。
e) 输入端施加规定频率、占空比为 1：1 的方波信号，此时设置数字示波器读取通道
2（输出端输出信号电压由高电平到低电平的边沿上参考电平 VREF 处，参考电平
VREF 为信号幅度中间部位）至通道 1 下降沿（输入信号电压边沿上参考电平 VREF
处，参考电平 VREF 为信号幅度中间部位）的时间延迟，该值即为 tPHL 标准值，如
图 8 所示。
Vm
输入脉冲
同相输出脉冲
反相输出脉冲
7 校准结果表达
tPHL
tPHL
图8 tPHL 波形图
VREF
0 V
VOH
VREF
VOL
VOH
VREF
VOL
校准结果通过校准证书反映，校准证书应至少包括以下信息：
a) 标题，如“校准证书”；
b) 实验室名称和地址；
c) 进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；
d) 证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；
e) 客户的名称和地址；
f) 被校对象的描述和明确标识；
g) 进行校准的日期；
h) 对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；
i) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；
j) 校准环境的描述；
9
JJF（鄂）113－2024
k) 校准结果及其测量不确定度的说明；
l) 如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对校准过程中被校对象的设置和操作进
行说明；
m) 对校准规范的偏离的说明；
n) 校准证书和校准报告签发人的签名或等效标识；
o) 校准结果仅对被校对象有效的声明；
p) 未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。
8 复校时间间隔
建议复校时间间隔为 1 年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。
10
JJF（鄂）113－2024
附 录 A
测量不确定度评定示例
A.1 引言
标准样片的项目有9项，可分为电压类（VIL/VIH、VOL/VOH）、电流类（IOL/IOH、IDD）、
时间类（tPLH/tPHL）等3类进行测量不确定度评定。本附录以VOL的1.0V、IOL的1mA和tPLH
的60ns的测量不确定度评定为例，说明数字集成电路测试系统（标准样片法）校准项
目的测量不确定度评定的程序。由于校准方法和所用设备相同或近似，其他校准项目
的测量不确定度评定程序类同。
A.2 VOL校准结果的测量不确定度评定（1V）
A.2.1 测量模型
VOL校准采用直接测量的方法，电压电流源使用电流源模式施加一负载电流，此时
电流表实时观测负载电流值，控制器控制电压电流源调整负载电流大小直至电流表读
取的示值为规定的负载电流值，电压表读取输出端电压值，该值即为VOL，见公式(A.1)：
Y=U
(A.1)
式中：
Y
—— 标准样片 VOL 的标准值，V；
U
—— 标准样片 VOL 的测量值，V；
A.2.2 测量不确定度来源
a) 数字多用表测量直流电压的误差；
b) 校准结果的分辨力；
c) 数字多用表测量 VOL 的重复性。
A.2.3 不确定度评定
a) 数字多用表测量直流电压的误差引入的不确定度分量 uB1 ：
对于标准样片 1V 点，由数字多用表指标可知，数字多用表测量直流电压的误差为
±8.3μV。按 B 类评定，视为均匀分布，
k = 1 3 ， u B1 = 8.3 = 4.8μV
b) 校准结果的分辨力引入的不确定度分量 uB2 ：
11
JJF（鄂）113－2024
1V 点校准结果的分辨力为 100μV，按 B 类评定，视为均匀分布，
k = 1 3 ，
u
B2 = = 30μV
c) 数字多用表测量 VOL 的重复性引入的不确定度分量 u ： A
在相同条件下，测量标准样片的同一VOL值10次。测量结果数据如下：
表 A.1 VOL重复性数据记录
次数 1 2 3 4 5
测量值（V） 1.0002 1.0002 1.0002 1.0002 1.0002
次数 6 7 8 9 10
测量值（V） 1.0002 1.0002 1.0003 1.0002 1.0002
实验标准偏差
s n (x) = i = 1 = 32 μV
校准结果由10次重复测量的平均值得到，则由测量VOL的重复性引入的不确定度分
量
u A = s x ( ) = = 10 μV
A.2.4 合成标准不确定度
由于各分量互不相关，因此合成标准不确定度：
u
c = ∑ u Bi 2 + u A 2 = 32μV
A.2.5 扩展不确定度
取包含因子
k = 2 ， U = k × u c = 0.1 mV
A.3 IOL校准结果的测量不确定度评定（1mA）
A.3.1 测量模型
IOL校准采用直接测量法，电压电流源使用电压源模式施加一电压值，此时电压表
实时观测VOL电压值，控制电压电流源调整电压大小直至电压表读取的示值为规定的
VOL电压值，电流表读取输出端电流值，该值即为IOL。见公式(A.2)：