(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプリメンタリ（complementary）構成の出力素子（３１、３２）を有し、入力信号（１）を受けて、所定の振幅、所定の出力タイミングの出力信号（３）を出力するドライバ回路の温度補正回路において、
出力素子（３１、３２）の温度変化を検出する温度検出手段を各々設け、
該温度検出手段からの温度検出信号を受けて、入力信号（１）に対する出力信号（３）の出力タイミングを温度補正する出力タイミング温度補正手段を設け、該温度検出手段からの温度検出信号を受けて、出力信号（３）の出力振幅の温度補正をする出力振幅温度補正手段を設け、
以上の構成を具備することを特徴とする温度補正付きドライバ回路。
【請求項２】
温度検出手段は、出力素子（３１、３２）自体に流れる電流を個々に検出することで温度検出手段とし、あるいは出力素子（３１、３２）に接した温度センサによる温度検出手段とした請求項１記載の温度補正付きドライバ回路。
【請求項３】
出力タイミング温度補正手段は、該温度検出手段からの温度検出信号を受けて、可変遅延手段である直列接続された複数ゲートに供給する正負電源電圧を制御し、この電源電圧制御により入出力信号の伝播遅延を制御して出力タイミングの温度補正手段とした請求項１記載の温度補正付きドライバ回路。
【請求項４】
出力振幅温度補正手段は、該温度検出手段からの温度検出信号を受けて、可変振幅手段であるバッファ回路に供給する正負電源電圧を制御し、この電源電圧制御により入力信号に対する出力信号の振幅を制御して出力振幅の温度補正手段とした請求項１記載の温度補正付きドライバ回路。
【請求項５】
コンプリメンタリ構成の出力素子（３１、３２）を有し、入力信号（１）を受けて、所定の振幅、所定の出力タイミングの出力信号（３）を出力するドライバ回路の温度補正回路において、
出力最終段の出力素子（３１、３２）に流れる電流を検出抵抗（３３、３４）を設けて、両端の電圧信号から出力素子（３１、３２）の温度検出手段とする電力モニタ回路（Ｈ３５、Ｌ３６）を各々設け、
電力モニタ回路（Ｈ３５、Ｌ３６）からの温度検出信号（Ｈ２２、Ｌ２３）を受けて、タイミング調整回路（３９）とバイアス回路（４０）に与える補正信号（５１、５２、５３、５４）を生成する補正回路（３７、３８）を設け、
補正回路（３７、３８）からの補正信号（５３、５４）を受けて、入力信号（１）に対する出力信号（３）の出力タイミング温度補正手段とするタイミング調整回路（３９）を設け、
補正回路（３７、３８）からの補正信号（５１、５２）を受け、タイミング調整回路（３９）からの駆動信号（Ｈ４１、Ｌ４２）を受けて、出力素子（３１、３２）への出力振幅を温度補正したドライブ信号を出力する出力振幅温度補正手段とするバイアス回路（４０）を設け、
以上の構成を具備することを特徴とする温度補正付きドライバ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
電子機器に適用されるパルス波信号を出力すべきドライバ回路において、温度変化に対しても安定した所定波形及びタイミングの出力信号を実現するドライバ回路の温度補正回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来技術によるコンプリメンタリ構成の最終段ドライバ回路のブロック図であり、バイアス回路４０と、出力素子３１、３２と、出力インピーダンス整合用の出力抵抗４で成る。図５は、ＩＣ試験装置における被試験デバイス（ＤＵＴ）のデバイスピンを駆動する１チャンネル分のピンドライバ基本回路であり、温度補正無しドライバ回路の具体的回路例である。
【０００３】
本例の出力素子３１、３２はＣＭＯＳトランスファ・ゲートを使用している。最終版の出力素子３１、３２は、パルス波形や動作スピードに伴い電力消費が変わり、素子ジャンクション温度も変化して出力特性が変化してしまう。この結果、当初の出力波形、伝播遅延の変動に伴う出力タイミングが変動してくる。
【０００４】
図６に温度上昇による出力素子のゲート電圧に対するドレイン電流特性図の一例を示す。一般にＭＯＳＦＥＴでは温度が上昇すると、Ｖｔ１０で示したスレッショルド電圧が低下する。この結果、当初のバイアス点９のドレイン電流Ｉｄ７が低下してしまう。この影響を受けて、図７（ａ）の出力信号３に示すように出力レベルが時間の経過と共に低下してしまう難点がある。
また、図７（ｂ〜ｄ）に出力信号３のタイミング変化の発生例を示す。即ち入力信号１に対し、図７（ｃ）に示す当初の出力信号３の所定遅延量１１が、図７（ｄ）の示すように、温度変化に伴ってΔｔ６の時間の遅延変動をもたらす。つまりタイミングのズレが生ずる不具合をもたらす難点がある。
他方、高精度が要求されるドライバ回路においては、強制空冷と空調装置により一定の回路周囲温度を維持する外部装置を設けて対処する必要があり、利用上の難点となる場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明のように、温度補正の無いドライバ回路においては、出力素子３１、３２での電力消費に伴う発熱変動に伴って、当初の出力振幅や出力タイミングから変化してしまい、この結果、精度の良い波形振幅、精度の良いタイミングのドライバ回路とは言えず、利用上の難点となっている。
【０００６】
そこで本発明は、出力段のドライバの消費電力が主な発熱源である点に着目して、これを検出しバイアス回路の補正制御することで、比較的安定した波形振幅、出力タイミングの温度補正付きドライバ回路を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の構成では、出力素子３１、３２の温度変化を検出する温度検出手段を各々設け、温度検出手段からの温度検出信号を受けて、入力信号１に対する出力信号３の出力タイミングを温度補正する出力タイミング温度補正手段を設け、温度検出手段からの温度検出信号を受けて、出力信号３の出力振幅の温度補正をする出力振幅温度補正手段を設ける構成手段にする。これにより、コンプリメンタリ構成の出力素子３１、３２を有し、入力信号１を受けて、所定の振幅、所定の出力タイミングの出力信号３を出力するドライバ回路の温度補正回路において、出力段のドライバである出力素子３１、３２の消費電力の対応して安定な波形振幅と、出力タイミングのドライバ回路が実現できる。
【０００８】
温度検出手段としては、出力素子３１、３２自体に流れる電流を個々に検出することで温度検出手段とし、あるいは出力素子３１、３２に接した温度センサによる温度検出手段とする温度補正付きドライバ回路の構成手段がある。
また、出力タイミング温度補正手段としては、温度検出手段からの温度検出信号を受けて、可変遅延手段である直列接続された複数ゲートに供給する正負電源電圧を制御し、この電源電圧制御により入出力信号の伝播遅延を制御して出力タイミングの温度補正手段とする温度補正付きドライバ回路の構成手段がある。
また、出力振幅温度補正手段としては、温度検出手段からの温度検出信号を受けて、可変振幅手段であるバッファ回路に供給する正負電源電圧を制御し、この電源電圧制御により入力信号に対する出力信号の振幅を制御して出力振幅の温度補正手段とする温度補正付きドライバ回路の構成手段がある。
【０００９】
より具体的解決手段の構成としては、出力最終段の出力素子３１、３２に流れる電流を検出抵抗３３、３４を設けて、両端の電圧信号から出力素子３１、３２の温度検出手段とする電力モニタ回路Ｈ３５、Ｌ３６を各々設け、電力モニタ回路Ｈ３５、Ｌ３６からの温度検出信号Ｈ２２、Ｌ２３を受けて、タイミング調整回路３９とバイアス回路４０に与える補正信号５１、５２、５３、５４を生成する補正回路３７、３８を設け、補正回路３７、３８からの補正信号５３、５４を受けて、入力信号１に対する出力信号３の出力タイミング温度補正手段とするタイミング調整回路３９を設け、補正回路３７、３８からの補正信号５１、５２を受け、タイミング調整回路３９からの駆動信号Ｈ４１、Ｌ４２を受けて、出力素子３１、３２への出力振幅を温度補正したドライブ信号を出力する出力振幅温度補正手段とするバイアス回路４０を設ける温度補正付きドライバ回路の構成手段がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を実施例と共に詳細に説明する。
【００１１】
【実施例】
図１は、本発明による温度補正付きドライバ回路のブロック図である。図２は、本発明による実施例の１例を示す具体的な温度補正付きドライバ回路図である。図３は、本発明による補正の原理を説明するための説明図である。
【００１２】
（１）先ず図３に本発明における温度補正の原理を説明するための入出力特性補正説明図を示して、温度補正の基本原理を説明する。図３（Ａ）は、出力電圧として要求される理想特性を示し、入力レベルと出力レベルが当初の比例関係状態にある。図３（Ｂ）は、出力素子３１、３２の素子ジャンクション発熱に伴い、非直線特性に変化した後の特性状態である。この非直線特性を受けて、図３（Ｃ）に示すように本発明では補正回路で逆特性の非直線特性の補正を補正回路に与える。この結果、図３（Ｄ）に示すように、ほぼ本来の直線性に補正されて温度変化の影響を低減したドライバ回路とする原理である。
【００１３】
（２）次に本発明の温度補正付きドライバ回路のブロック図を図１に示して以下に説明する。
構成は、出力素子３１、３２と、電流検出抵抗３３、３４と、差動アンプ３３ｂ、３４ｂと、電力モニタ回路Ｈ３５、Ｌ３６と、補正回路３７、３８と、タイミング調整回路３９と、バイアス回路４０とで成る。
【００１４】
電流検出抵抗３３、３４は、各出力素子３１、３２に流れる消費電流を検出する抵抗であり、差動アンプ３３ｂ、３４ｂは、各々出力素子３１、３２の電源端に供給する電源を安定化する為のものである。
電力モニタ回路Ｈ３５、Ｌ３６は、各々電流検出抵抗３３、３４両端の電位差を検出して、対応する補正回路３７、３８に温度検出信号Ｈ２２、Ｌ２３を供給する。
補正回路３７、３８は、電力モニタ回路Ｈ３５、Ｌ３６からの温度検出信号Ｈ２２、Ｌ２３を各々受けて、タイミング調整回路３９とバイアス回路４０に与える（ＶiH、ＶiL）補正用供給電源信号５１、５２、５３、５４を生成する。
タイミング調整回路３９は、内部に可変遅延手段が設けてあり、補正回路３７、３８からの遅延補正信号５３、５４を受けて、出力素子３１、３２へ与える駆動信号Ｈ４１、Ｌ４２のタイミング遅延量を補正調整する回路である。
バイアス回路４０は、内部に可変振幅手段が設けてあり、上記駆動信号Ｈ４１、Ｌ４２を受け、補正回路３７、３８からの遅延補正信号５１、５２を受けて、出力振幅を補正したドライブ信号を対応する出力素子３１、３２の入力端へ各々供給する回路である。
【００１５】
（３）次に、図１の構成ブロックに対応する具体的ドライバ回路の一例を図２に示す。
タイミング調整回路３９は、レベルシフタ２と可変遅延ゲートの回路構成例である。この可変遅延手段例では複数ゲートを直列接続し、補正用供給電源信号５３、５４を受けて、この複数ゲートの電源電圧を変化させることで入出力間の伝播遅延時間が微調整可変の機能とした遅延手段を有している。レベルシフタ２は、入力信号１を受けて差動の信号を生成して所定の電圧レベルにシフトする回路である。
電力モニタ回路Ｈ３５、Ｌ３６内の積分回路ｆＨ２０、ｆＬ２１は、電流検出抵抗３３、３４で検出した脈流電圧を積分して平均化した信号として補正回路へ供給する。
【００１６】
補正回路３７、３８は、補正係数回路と加算器と減算器の回路構成例である。電力モニタ回路Ｈ３５、Ｌ３６からの温度検出信号Ｈ２２、Ｌ２３を各々受けて、タイミング調整回路３９とバイアス回路４０に与える（ＶiH、ＶiL）補正用供給電源信号５１、５２、５３、５４を生成して出力する。
【００１７】
ここで補正回路３７、３８内にある補正係数回路Ｋ４３、Ｋ４４、Ｋ４５、Ｋ４６は、電力モニタ回路Ｈ３５、Ｌ３６からの信号を受けて、出力素子３１、３２の振幅温度特性や出力タイミング温度特性の温度変化曲線に対応して個々に補正するゲイン調整やカーブ調整を微調整する部分であり、予め調整された状態にある。ここでカーブ調整手段としては半導体の非直線特性を利用してカーブフィットさせる例がある。これによってゲイン／カーブが補正された信号が加算器と減算器の一端にそれぞれ供給される。各加算器と減算器は、これにより対応するタイミング調整回路３９やバイアス回路４０への供給電源（ＶiH、ＶiL）を微調整した後供給する。この結果、タイミング調整回路３９側では複数ゲート段数による伝播遅延が微調整可変機能を実現し、また、バイアス回路４０側では出力素子３１、３２をドライブする振幅が微調整可変機能が実現されることとなる。
【００１８】
このように構成することで、出力素子３１、３２での電力消費に伴う発熱変動に伴って、当初の出力振幅や出力タイミングの変動を補正でき、この結果、精度の良い安定な波形振幅、精度の良いタイミングのドライバ回路が実現できる。
【００１９】
（４）上記図２に示す実施例では、ＣＭＯＳトランスファ・ゲートを用いた具体的ドライバ回路を示したが、バイポーラ回路で構成しても良く、これに対応した周辺回路で構成することで同様に実施可能である。
【００２０】
（５）上記実施例の説明では、出力素子３１、３２の温度変化の検出を電力モニタ回路Ｈ３５、Ｌ３６で検出する構成例で説明していたが、所望により、サーミスタやポジスタ等の温度センサを出力素子３１、３２に接して設け、この温度検出信号を補正回路３７、３８に供給する構成手段としても良く、同様に実施可能である。
【００２１】
（６）上記実施例の説明では、タイミング調整回路３９は、入力信号１が１本の単一信号入力の場合で説明していたが、入力信号１が差動入力信号の場合には、レベルシフタ２を削除したタイミング調整回路３９で実現しても良い。
【００２２】
（７）上記実施例の説明では、温度補正対象を出力素子３１、３２に注目して実施する例で説明したが、所望により、タイミング調整回路３９や、バイアス回路４０や、補正回路３７、３８や電力モニタ回路Ｈ３５、Ｌ３６のドライバ回路系全体の温度特性を含め、総合的な温度補正するように補正係数回路Ｋ４３、Ｋ４４、Ｋ４５、Ｋ４６を設定調整して使用する形態でも良い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
補正回路３７、３８とタイミング調整回路３９とにより、補正回路３７、３８からの温度補正用電源の供給を受けて、直列接続された複数ゲートの入出力間の伝播遅延時間を微調整可変の機能、即ち出力タイミング温度補正手段が得られ、この結果、出力信号３の出力タイミングの温度依存性を大幅に改善する効果が得られる。
補正回路３７、３８とバイアス回路４０とにより、可変振幅手段機能、即ち出力振幅温度補正手段が実現でき、この結果、出力信号の振幅の温度依存性を大幅に改善する効果が得られる。
これらの結果、出力素子３１、３２での電力消費に伴う発熱変動に伴って、当初の出力振幅や出力タイミングの変動を補正されて、精度の良い安定な波形振幅、精度の良いタイミングのドライバ回路が実現できる。
また、これにより従来のように、強制空冷と空調装置により一定の回路周囲温度を維持する必要が解消可能になる利点も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による温度補正付きドライバ回路のブロック図である。
【図２】本発明による実施例の１例を示す具体的な温度補正付きドライバ回路図である。
【図３】本発明における温度補正の原理を説明するための入出力特性補正説明図である。
【図４】従来の温度補正無しドライバ回路の構成ブロック図である。
【図５】従来の温度補正無しドライバ回路の具体的回路例である。
【図６】温度上昇による出力素子のゲート電圧に対するドレイン電流特性図例を示す。
【図７】（ａ）温度上昇による出力レベルの経過変動と、（ｂ〜ｄ）温度上昇による出力信号の出力タイミングの変動を説明する図である。
【符号の説明】
１                入力信号
２                レベルシフタ
３                出力信号
４                出力抵抗
Ｉｄ７            ドレイン電流
１１              所定遅延量
ｆＨ２０、ｆＬ２１  積分回路
Ｈ２２、Ｌ２３    温度検出信号
３７、３８        補正回路
３１、３２        出力素子
３３、３４        検出抵抗
３３ｂ、３４ｂ    差動アンプ
Ｈ３５、Ｌ３６    電力モニタ回路
３９              タイミング調整回路
４０              バイアス回路
Ｈ４１、Ｌ４２    駆動信号
Ｋ４３、Ｋ４４、Ｋ４５、Ｋ４６  補正係数回路
５１、５２、５３、５４  補正信号
【図１】
0003650460.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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