TSV 테스트 장치를 포함하는 반도체 장치 및 이의 동작 방법을 개시한다. 반도체 시스템은, 버퍼 다이 및 상기 버퍼 다이 상에 적층되고, N 개(단, N은 양의 정수)의 TSV(Through Silicon Via)들을 통해 상기 버퍼 다이와 통신하는 제1 내지 제N 스택 다이들을 구비하는(단, N은 2 이상의 정수) 반도체 장치 및 클락 신호에 따라 상기 N 개의 TSV들의 일단의 전압들 및 타단의 전압들을 각각 측정하고, 상기 일단의 전압들 및 상기 타단의 전압들을 기준 전압과 각각 비교하고, 비교 결과들에 따라 각 TSV가 복수의 TSV 결함 유형들을 갖는지 여부를 판단하도록 구성되는 TSV 테스트 장치를 포함하며, 상기 TSV 테스트 장치는 상기 클락 신호의 한 주기 동안 상기 N 개의 TSV들에 포함된 제1 TSV에 대해 둘 이상의 상이한 TSV 결함 유형들을 테스트할 수 있다.