(57)【要約】  予め定められた試験信号を生成して、被試験デバイスに供給する信号入力部と、試験信号に応じて被試験デバイスが出力する応答信号に基づいて、被試験デバイスの良否を判定する判定部とを備え、信号入力部は、試験信号を生成すべく動作する動作回路と、動作回路と同一チップ内に設けられ、動作回路に供給される電源電圧を安定化する電源安定化回路とを有し、電源安定化回路は、動作回路に供給される電源電圧の変動を、所定の補償速度で補償する高速補償部と、動作回路に供給される電源電圧の変動を、高速補償部よりも低速の補償速度で補償する低速補償部とを有する試験装置を提供する。
2009128160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスのチップ内に設けられ、前記電子デバイスの動作回路に供給される電源電圧を安定化する電源安定化回路であって、
前記動作回路に供給される前記電源電圧の変動を、所定の補償速度で補償する高速補償部と、
前記動作回路に供給される前記電源電圧の変動を、前記高速補償部よりも低速の補償速度で補償する低速補償部と
を備える電源安定化回路。
【請求項２】
前記低速補償部は、前記電子デバイスのチップ内において前記電源電圧の変動を検出し、検出結果に基づいて前記電源電圧の変動を補償し、
前記高速補償部は、前記動作回路の動作パターンを予め予測した予測データに基づいて、前記電源電圧の変動を補償する
請求項１に記載の電源安定化回路。
【請求項３】
前記電子デバイスには、前記電子デバイスのチップ外において前記電源電圧を発生する外部電源から電源電力が与えられ、
前記低速補償部は、前記電子デバイスのチップ内において検出した前記電源電圧の変動に基づいて、前記外部電源が発生する電圧を制御する
請求項２に記載の電源安定化回路。
【請求項４】
前記高速補償部は、前記電子デバイスのチップ内に設けた補償回路を、前記予測データに基づいて動作させることで前記電源電圧の変動を補償する
請求項３に記載の電源安定化回路。
【請求項５】
前記低速補償部は、前記電源電圧の所定の変動量を補償するときの消費電力が、前記高速補償部が前記電源電圧の当該変動量を補償するときの消費電力より小さい
請求項４に記載の電源安定化回路。
【請求項６】
前記低速補償部は、
前記電源電圧を前記動作回路と並列に受け取り、前記電源電圧に応じた周波数の発振信号を出力する電圧制御発振器と、
所定の基準クロックと、前記発振信号との位相を比較する位相比較器と、
前記位相比較器における比較結果に基づいて、前記外部電源を制御する制御信号を生成する制御信号生成部と
を更に有する請求項５に記載の電源安定化回路。
【請求項７】
前記外部電源は、電源部に接続されるパワートランジスタがオンとなる期間に応じた前記電源電圧を出力するスイッチング電源であり、
前記制御信号生成部は、前記位相比較器における比較結果に基づいて、前記パワートランジスタがオンとなる期間を制御する前記制御信号を生成する
請求項６に記載の電源安定化回路。
【請求項８】
前記低速補償部は、前記パワートランジスタから前記動作回路に与えられる前記電源電圧の変動のうち、前記電圧制御発振器が追従できる周波数成分よりも高周波数成分を検出する電圧検出部を更に有し、
前記制御信号生成部は、前記電圧検出部における検出結果に更に基づいて、前記制御信号を生成する
請求項７に記載の電源安定化回路。
【請求項９】
前記高速補償部は、
前記動作回路と並列に、前記外部電源から電力を受け取り、電力を消費する電力消費部と、
前記動作回路の動作と平行して、予め定められた動作パターンで前記電力消費部を動作させ、前記電力消費部における消費電力量を制御する動作制御部と
を有する請求項６に記載の電源安定化回路。
【請求項１０】
前記高速補償部は、前記外部電源から前記動作回路に電源電圧を供給する主電源配線に、前記主電源配線とは異なる補助電源配線からバイパス電流を供給するか否かを制御する電流バイパス部を更に有し、
前記動作制御部は、前記動作回路の動作と平行して、予め定められた電流変化パターンに応じて前記電流バイパス部を制御する
請求項９に記載の電源安定化回路。
【請求項１１】
前記動作制御部は、前記動作回路に与えられる動作制御信号に応じて、前記電力消費部および前記電流バイパス部の制御を開始する
請求項１０に記載の電源安定化回路。
【請求項１２】
前記動作回路は、与えられる前記動作制御信号の種類毎に予め定められた動作を行い、
前記動作制御部は、複数種類の前記動作制御信号に対応して、複数種類の前記動作パターンおよび複数種類の前記電流変化パターンを予め格納し、前記動作回路に与えられる前記動作制御信号の種類に応じた前記動作パターンおよび前記電流変化パターンを選択して、前記電力消費部および前記電流バイパス部を制御する
請求項１１に記載の電源安定化回路。
【請求項１３】
前記電圧制御発振器と前記電力消費部との距離は、前記電圧制御発振器と前記動作回路との距離よりも大きい
請求項９に記載の電源安定化回路。
【請求項１４】
動作回路と、前記動作回路と同一チップ内に設けられ、前記動作回路に供給される電源電圧を安定化する電源安定化回路とを備える電子デバイスであって、
前記電源安定化回路は、
前記動作回路に供給される前記電源電圧の変動を、所定の補償速度で補償する高速補償部と、
前記動作回路に供給される前記電源電圧の変動を、前記高速補償部よりも低速の補償速度で補償する低速補償部と
を有する電子デバイス。
【請求項１５】
被試験デバイスを試験する試験装置であって、
予め定められた試験信号を生成して、前記被試験デバイスに供給する信号入力部と、
前記試験信号に応じて前記被試験デバイスが出力する応答信号に基づいて、前記被試験デバイスの良否を判定する判定部と
を備え、
前記信号入力部は、
前記試験信号を生成すべく動作する動作回路と、
前記動作回路と同一チップ内に設けられ、前記動作回路に供給される電源電圧を安定化する電源安定化回路と
を有し、
前記電源安定化回路は、
前記動作回路に供給される前記電源電圧の変動を、所定の補償速度で補償する高速補償部と、
前記動作回路に供給される前記電源電圧の変動を、前記高速補償部よりも低速の補償速度で補償する低速補償部と
を含む試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源安定化回路、電子デバイス、および、試験装置に関する。特に本発明は電子デバイスの動作回路に供給される電源電圧を安定化する電源安定化回路、電源安定化回路を内蔵する電子デバイス、および、電源安定化回路を用いた試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体回路等の電子デバイスの動作回路に供給される電源電圧を安定化する技術として、電源配線にパスコンデンサを接続する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。一般にパスコンデンサは、電子デバイスのチップ外において、電子デバイスに電源を供給する電源配線と、接地電位との間に設けられる。【０００３】
そして、電子デバイスの消費電流の変動に応じた電流を、電源入力端子を介して電子デバイスに供給することで、電源配線に流れる電流の変動を抑制する。これにより、電流の変動による電源電圧の変動を抑制することができる。パスコンデンサの容量としては、数十ｎＦ〜数μＦ程度が一般に用いられる。
【特許文献１】特開平７−３３３２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電子デバイスの電源入力端子から動作回路までの配線においても、動作回路の消費電流の変動に応じて電源電圧が変動する。係る電源電圧の変動は、電子デバイスのチップ外に設けたパスコンデンサでは、補償することができない。【０００５】
このような問題に対して、電子デバイスのチップ内にも、同様のパスコンデンサを設けることが考えられる。電子デバイスのチップ内のコンデンサとしては、トランジスタのゲート容量を用いることが考えられる。しかし、トランジスタ１個のゲート容量は、数ｆＦ程度であるので、チップ内にパスコンデンサを設ける場合、非常に多数の素子を形成しなければならない。【０００６】
また、パスコンデンサを用いて電源電圧を補償する場合、電源電圧補償の周波数特性はパスコンデンサの容量により定まる。このため、一つのパスコンデンサで、広帯域に渡る電源電圧の変動を補償することは困難である。【０００７】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる電源安定化回路、電子デバイス、および、試験装置を提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、電子デバイスのチップ内に設けられ、電子デバイスの動作回路に供給される電源電圧を安定化する電源安定化回路であって、動作回路に供給される電源電圧の変動を、所定の補償速度で補償する高速補償部と、動作回路に供給される電源電圧の変動を、高速補償部よりも低速の補償速度で補償する低速補償部とを備える電源安定化回路を提供する。【０００９】
本発明の第２の形態においては、動作回路と、動作回路と同一チップ内に設けられ、動作回路に供給される電源電圧を安定化する電源安定化回路とを備える電子デバイスであって、電源安定化回路は、動作回路に供給される電源電圧の変動を、所定の補償速度で補償する高速補償部と、動作回路に供給される電源電圧の変動を、高速補償部よりも低速の補償速度で補償する低速補償部とを有する電子デバイスを提供する。【００１０】
本発明の第３の形態においては、被試験デバイスを試験する試験装置であって、予め定められた試験信号を生成して、被試験デバイスに供給する信号入力部と、試験信号に応じて被試験デバイスが出力する応答信号に基づいて、被試験デバイスの良否を判定する判定部とを備え、信号入力部は、試験信号を生成すべく動作する動作回路と、動作回路と同一チップ内に設けられ、動作回路に供給される電源電圧を安定化する電源安定化回路とを有し、電源安定化回路は、動作回路に供給される電源電圧の変動を、所定の補償速度で補償する高速補償部と、動作回路に供給される電源電圧の変動を、高速補償部よりも低速の補償速度で補償する低速補償部とを含む試験装置を提供する。【００１１】
なお、上記の発明の概要は、発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一つの実施形態に係る、試験装置２００の構成の一例を示す図である。
【図２】試験装置２００に用いられる電子デバイス１００の構成の一例を示す図である。
【図３】動作回路１０に印加される電源電圧Ｖｉｎの変動パターン、低速補償部４０が補償する電源電圧の変動成分Ｖｉｎ＿ｌｏｗ、および、高速補償部２０が補償する電源電圧の変動成分Ｖｉｎ＿ｈｉｇｈの例を示す図である。
【図４】電子デバイス１００の詳細な構成例を示す図である。
【図５】電流バイパス部２２の動作の一例を説明する図である。
【図６】動作制御部２６に設定される電流変化パターンの一例を示す図である。
【図７】動作制御部２６に設定される電流変化パターンの他の例を示す図である。図７（ａ）は、シーケンスデータＳ１に対応する電流変化パターンを示す。図７（ｂ）は、シーケンスデータＳ２に対応する電流変化パターンを示す。
【符号の説明】
【００１３】
１０・・・動作回路、１２・・・主電源配線、１４・・・外部制御端子、１６・・・補助電源配線、２０・・・高速補償部、２２・・・電流バイパス部、２４・・・電力消費部、２６・・・動作制御部、４０・・・低速補償部、４２・・・電圧制御発振器、４４・・・位相比較器、４６・・・制御信号生成部、４８・・・制御信号変換部、５０・・・電圧検出部、６０・・・電源安定化回路、１００・・・電子デバイス、１１０・・・外部電源、１１２・・・フィルタ、１１４・・・フィルタ、１１６・・・パワートランジスタ、２００・・・試験装置、２１０・・・信号入力部、２１２・・・パターン発生器、２１４・・・パターンメモリ、２１６・・・シーケンスメモリ、２１８・・・波形成形部、２２０・・・レベル比較部、２３０・・・タイミング比較部、２４０・・・判定部、３００・・・被試験デバイス
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。【００１５】
図１は、一つの実施形態に係る、試験装置２００の構成の一例を示す図である。試験装置２００は、半導体回路等の被試験デバイス３００を試験する装置であって、信号入力部２１０、レベル比較部２２０、タイミング比較部２３０、および、判定部２４０を備える。【００１６】
信号入力部２１０は、予め定められた試験信号を生成して、被試験デバイス３００に供給する。例えば信号入力部２１０は、使用者等から予め与えられるパターンデータおよびシーケンスデータに基づいて、所定の論理パターンを有する試験信号を生成する。より具体的には、信号入力部２１０は、シーケンスデータで規定される順序でパターンデータを読み出すことで、試験信号の論理パターンを生成してよい。【００１７】
また信号入力部２１０は、他の方法で、予め定められた試験信号を生成してもよい。例えば信号入力部２１０は、予め定められた演算方式、アルゴリズム等に基づいて試験信号の論理パターンを生成してもよい。図１では、パターンデータおよびシーケンスデータに基づいて試験信号を生成する信号入力部２１０の例を示す。【００１８】
本例の信号入力部２１０は、パターン発生器２１２、パターンメモリ２１４、シーケンスメモリ２１６、および、波形成形部２１８を有する。パターンメモリ２１４は、試験装置２００を制御する外部のコントローラ等から与えられるパターンデータを予め格納する。例えばパターンメモリ２１４は、各アドレスにパターンデータを格納する。【００１９】
シーケンスメモリ２１６は、コントローラ等から与えられるシーケンスデータを予め格納する。シーケンスデータは、例えばパターンメモリ２１４のアドレスを順次指定するデータであってよい。【００２０】
パターン発生器２１２は、コントローラ等から与えられる動作制御信号に応じて、試験信号が有するべき論理パターンを生成する。動作制御信号は、例えば論理パターンの生成を開始するタイミングを指示するＳＴＡＲＴ信号、パターン発生器２１２の動作周期を規定するＣＬＯＣＫ信号等であってよい。例えばパターン発生器２１２は、ＳＴＡＲＴ信号の立ち上がりエッジに応じて、シーケンスメモリ２１６からのシーケンスデータの読み出しを開始してよい。パターン発生器２１２は、シーケンスデータにより順次指定されるアドレスから、ＣＬＯＣＫ信号に応じてパターンデータを順次読み出すことにより、試験信号の論理パターンを生成してよい。【００２１】
また、シーケンスメモリ２１６は、複数種類のシーケンスデータを格納してよい。この場合、パターン発生器２１２は、動作制御信号により指定されるシーケンスデータを読み出して、当該シーケンスデータに応じた論理パターンを生成してよい。このような動作により、複数種類の論理パターンを生成することができる。【００２２】
波形成形部２１８は、パターン発生器２１２が生成した論理パターンを有する試験信号を生成する。例えば波形成形部２１８は、予め定められた振幅およびビットレートを有する信号であって、且つパターン発生器２１２が生成した論理パターンに応じた波形を有する試験信号を生成する。波形成形部２１８は、生成した試験信号を、被試験デバイス３００に供給する。【００２３】
被試験デバイス３００は、与えられる試験信号に応じて動作して、動作結果に応じた応答信号を出力する。レベル比較部２２０は、被試験デバイス３００の応答信号を受け取り、応答信号の信号レベルと、予め設定される参照レベルＶｒｅｆとを比較する。本例のレベル比較部２２０は、応答信号の信号レベルが、参照レベルＶｒｅｆより大きい期間にＨ論理を出力して、応答信号の信号レベルが、参照レベルＶｒｅｆ以下の期間にＬ論理を出力する。【００２４】
タイミング比較部２３０は、レベル比較部２２０が出力する論理値を、与えられるストローブ信号に応じてサンプリングする。例えばタイミング比較部２３０が、応答信号の各ビット区間の論理値を検出することで、応答信号の論理パターンを測定することができる。【００２５】
判定部２４０は、レベル比較部２２０およびタイミング比較部２３０における応答信号の測定結果に基づいて、被試験デバイス３００の良否を判定する。例えば判定部２４０は、タイミング比較部２３０が測定した応答信号の論理パターンが、所定の期待値パターンと一致するか否かにより、被試験デバイス３００の良否を判定してよい。このような構成により、被試験デバイス３００を試験することができる。【００２６】
図２は、試験装置２００に用いられる電子デバイス１００の構成の一例を示す図である。例えば電子デバイス１００は、図１において説明した信号入力部２１０として機能してよく、信号入力部２１０の一部として機能してもよい。本例では、電子デバイス１００がパターン発生器２１２として機能する場合を説明する。【００２７】
電子デバイス１００は、動作回路１０、主電源配線１２、補助電源配線１６、および、電源安定化回路６０を有する。また、電源安定化回路６０は、高速補償部２０、低速補償部４０、および、外部制御端子１４を有する。図２から図７に関連して説明する、動作回路１０以外の構成は、動作回路１０に印加される電源電圧を安定化させる電源安定化回路６０の一部として機能してよい。【００２８】
本例の動作回路１０は、パターン発生器２１２として機能する。例えば動作回路１０は、与えられるＳＴＡＲＴ信号およびＣＬＯＣＫ信号等の動作制御信号に応じて、予め定められた論理パターンを生成する。ＳＴＡＲＴ信号は、例えば論理パターンの生成を開始させる信号であってよい。またＣＬＯＣＫ信号は、動作回路１０の動作周期を規定する信号であってよい。【００２９】
動作回路１０は、電子デバイス１００のチップ外に設けられた外部電源１１０から電源電力を受け取る。動作回路１０は、主電源配線１２および補助電源配線１６を介して、外部電源１１０から電源電力を受け取ってよい。主電源配線１２および補助電源配線１６は、それぞれ独立した配線であってよい。補助電源配線１６は、主電源配線１２から動作回路１０への電源電流供給が不足する場合に、動作回路１０に電源電流を供給してよい。【００３０】
高速補償部２０および低速補償部４０は、動作回路１０に供給される電源電圧の変動を、それぞれ所定の補償速度で補償する。例えば、動作回路１０の動作状況に応じて、動作回路１０の消費電流が変動する場合がある。主電源配線１２は、抵抗成分等を有するので、動作回路１０の消費電流が変動すると、主電源配線１２における電圧降下量が変動して、主電源配線１２から動作回路１０に供給される電源電圧が変動する。高速補償部２０および低速補償部４０は、係る電源電圧の変動を補償すべく動作する。【００３１】
また、低速補償部４０は、高速補償部２０よりも低速の補償速度で、電源電圧の変動を補償する。例えば低速補償部４０が電圧変動の補償用に生成する制御信号の周波数は、高速補償部２０が電圧変動の補償用に生成する制御信号の周波数より低くてよい。また、低速補償部４０が補償可能な電源電圧変動の周波数帯域の上限は、高速補償部２０が補償可能な電源電圧変動の周波数帯域の上限より低くてよい。また、低速補償部４０が電源電圧の変動に追従する速度は、高速補償部２０が電源電圧の変動に追従する速度より遅くてよい。【００３２】
このように、補償速度の異なる複数の補償回路を設けることで、動作回路１０に供給される電源電圧の変動を、広帯域に渡って補償することができる。なお、本例においては電子デバイス１００に２つの補償回路を設ける例を説明したが、電子デバイス１００は、それぞれ補償速度の異なる、更に多くの補償回路を有してもよい。【００３３】
低速補償部４０は、電子デバイス１００のチップ内において電源電圧の変動を検出して、検出結果に基づいて電源電圧の変動を補償する。本例の低速補償部４０は、動作回路１０に対して並列に設けられ、動作回路１０に印加される電源電圧を並列に受け取る。低速補償部４０は、受け取った電源電圧の変動を検出して、外部電源１１０が動作回路１０に出力する電源電圧を制御する。例えば低速補償部４０は、検出した電源電圧の変動に基づいて、外部電源１１０を制御する制御信号を生成してよい。外部制御端子１４は、外部電源１１０の制御端子に接続され、低速補償部４０が生成した制御信号に基づいて、外部電源１１０が出力する電源電圧のレベルを制御する。【００３４】
このようなフィードバック制御により、低速補償部４０は、電源電圧の変動を抑制することができる。なお、低速補償部４０の補償速度は、フィードバックによる発振が発生しない程度の速度であることが好ましい。【００３５】
高速補償部２０は、動作回路１０の動作パターンを予め予測した予測データに基づいて、電源電圧の変動を補償する。高速補償部２０は、当該予測データを予め格納してよい。なお、動作回路１０の動作パターンとは、動作回路１０の消費電流が、動作回路１０の動作に伴い変動するパターンを指してよい。本例の動作回路１０は、予め与えられるパターンデータおよびシーケンスデータ等により、予め定められた論理パターンを生成するので、動作回路１０の動作は予め予測することができ、動作回路１０の消費電流の変動パターンも予め予測することができる。【００３６】
例えば使用者等は、動作回路１０に与えられるパターンデータおよびシーケンスデータ等に基づいて、シミュレーションにより動作回路１０の動作パターンを予測して予測データを生成して、高速補償部２０に格納してよい。また使用者等は、動作回路１０を、当該パターンデータおよびシーケンスデータで実際に動作させたときの、動作回路１０の消費電流の変動パターンを予め測定することで、予測データを生成してもよい。【００３７】
高速補償部２０は、電子デバイス１００のチップ内に設けた補償回路を、予測データに基づいて動作させることで、動作回路１０に印加される電源電圧の変動を補償する。本例の高速補償部２０は、当該補償回路として、電流バイパス部２２および電力消費部２４を有する。【００３８】
電流バイパス部２２は、外部電源１１０から動作回路１０に電源電圧を供給する主電源配線１２に、補助電源配線１６からバイパス電流を供給するか否かを、高速補償部２０に与えられる予測データに基づいて制御する。例えば電流バイパス部２２は、予測データに基づいて、動作回路１０における消費電流の変動の態様に応じたバイパス電流を、動作回路１０の近傍における主電源配線１２のバイパス点に供給する。これにより、動作回路１０における消費電流の変動により生じる、外部電源１１０から当該バイパス点における電圧降下の変動を抑制することができる。【００３９】
電力消費部２４は、動作回路１０と並列に外部電源１１０から電力を受け取り、電力を消費する。例えば電力消費部２４は、主電源配線１２から電源電力を受け取って消費するヒータであってよい。電力消費部２４は、動作回路１０および電力消費部２４における消費電流の和が略一定となるように電源電流を消費してよい。これにより、主電源配線１２における電圧降下の変動を抑制することができる。【００４０】
また、電力消費部２４の補償速度は、電流バイパス部２２の補償速度より高速であってよい。電力消費部２４は、ヒータをオンオフする制御で電圧変動を補償するので、電流バイパス部より高速に動作することができる。また、高速補償部２０は、電流バイパス部２２および電力消費部２４のいずれか一方を有していてもよい。【００４１】
このような高速補償部２０を用いることで、フィードフォワード制御により電源電圧の変動を補償することができる。また、低速補償部４０および高速補償部２０を組み合わせることで、フィードバック制御およびフィードフォワード制御を組み合わせて、電源電圧の変動を補償することができる。このため、フィードバック制御による発振を防ぎ、且つ、広帯域に渡る電源電圧の変動を補償することができる。また、電子デバイス１００のチップ内において電源電圧の変動を補償する高速補償部２０と、電子デバイス１００のチップ外の外部電源１１０により電源電圧の変動を補償する低速補償部４０のように、異なる方法で電源電圧を補償する回路を組み合わせることで、一方の回路が故障したような場合であっても、電源電圧の変動を補償することができる。【００４２】
図３は、動作回路１０に印加される電源電圧Ｖｉｎの変動パターン、低速補償部４０が補償する電源電圧の変動成分Ｖｉｎ＿ｌｏｗ、および、高速補償部２０が補償する電源電圧の変動成分Ｖｉｎ＿ｈｉｇｈの例を示す図である。上述したように、低速補償部４０は、電源電圧Ｖｉｎの変動パターンにおける低周波数の成分を補償する。また、高速補償部２０は、電源電圧Ｖｉｎの変動パターンにおける高周波数の成分を補償する。このような制御により、広帯域に渡る電源電圧の変動を補償することができる。【００４３】
なお、低速補償部４０は、電源電圧の所定の変動量を補償するときの消費電力が、高速補償部２０が電源電圧の当該変動量を補償するときの消費電力より小さくてよい。上述したように、低速補償部４０は、外部電源１１０を制御することで電源電圧の変動を補償するので、ヒータ等の電力消費部２４を有する高速補償部２０よりも消費電力を小さくすることができる。図３に示すように、電圧変動の低周波数成分のほうが、高周波数の成分よりも大振幅になる場合が多いが、低速補償部４０の消費電力を小さくすることで、回路全体の消費電力を低減することができる。【００４４】
図４は、電子デバイス１００の詳細な構成例を示す図である。本例において低速補償部４０は、電圧制御発振器４２、位相比較器４４、制御信号生成部４６、制御信号変換部４８、および、電圧検出部５０を有する。【００４５】
電圧制御発振器４２は、電源電圧を動作回路１０と並列に受け取り、電源電圧に応じた周波数の発振信号を出力する。例えば電圧制御発振器４２は、与えられる電源電圧に応じて遅延量が変動する遅延素子をループ状に接続することで発振信号を生成する回路であってよい。また、電圧制御発振器４２は、主電源配線１２から電源電圧を受け取ってよい。【００４６】
位相比較器４４は、所定の基準クロックと、電圧制御発振器４２が出力する発振信号との位相を比較する。基準クロックは一定の周期を有しており、外部から与えられてよい。また、電圧制御発振器４２は、動作回路１０が静止状態のときの電源電圧が与えられたとき、基準クロックと略同一の周波数の発振信号を生成するように設けられてよい。【００４７】
制御信号生成部４６は、位相比較器４４における比較結果に基づいて、外部電源１１０を制御する制御信号を生成する。例えば位相比較器４４が、発振信号と基準クロックとの位相差を検出する場合、当該位相差は、電源電圧の変動量に相当する。制御信号生成部４６は、当該位相差に応じた変動量で、外部電源１１０が出力する電源電圧のレベルを変動させる制御信号を生成してよい。【００４８】
本例の外部電源１１０は、図４に示すように、パワートランジスタ１１６、補助電源配線側のフィルタ１１４、および、主電源配線側のフィルタ１１２を有する。パワートランジスタ１１６は、直流電圧ＶＤＤＨを受け取り、直流電圧ＶＤＤＨを出力するか否かを繰り返し切り替える。また、主電源配線側のフィルタ１１２は、パワートランジスタ１１６が出力する電圧の低周波数成分を通過させる。つまり、外部電源１１０は、パワートランジスタ１１６のオン期間およびオフ期間に応じた電源電圧を出力するスイッチング電源であってよい。また、フィルタ１１４は、直流電圧ＶＤＤＨを、補助電源配線１６に通過させる。【００４９】
制御信号生成部４６は、位相比較器４４における比較結果に基づいて、パワートランジスタ１１６がオンとなる期間、および、オフとなる期間を制御する制御信号を生成してよい。例えば制御信号は、デジタルのパルス信号であり、制御信号生成部４６は、位相比較器４４における比較結果に基づいて、制御信号におけるパルス密度またはパルス幅を制御してよい。制御信号におけるパルス密度を制御する場合、ΣΔ変調を用いてよい。【００５０】
制御信号変換部４８は、制御信号生成部４６が生成したデジタルの制御信号を、アナログの制御信号に変換する。また、制御信号変換部４８は、アナログの制御信号を、外部制御端子１４を介してパワートランジスタのゲート端子に供給する。このような構成により、外部電源１１０が出力する電源電圧を制御することで、動作回路１０の電源電圧の変動を補償することができる。【００５１】
また、制御信号変換部４８は、アナログの電圧信号ではなく、制御信号生成部４６が発生したパルス信号を、そのまま若しくは振幅を増幅してパワートランジスタ１１６のゲート端子に与えてもよい。つまり、パワートランジスタ１１６は、ソースフォロワ回路として動作してよく、スイッチング素子として動作してもよい。【００５２】
また、電圧検出部５０は、パワートランジスタ１１６から動作回路１０に与えられる電源電圧を検出する。本例の電圧検出部５０は、電子デバイス１００のチップ内において、主電源配線１２の電圧を検出する。制御信号生成部４６は、電圧検出部５０における検出結果に更に基づいて、制御信号を生成してよい。例えば電圧検出部５０は、電圧制御発振器４２よりも、高周波数の電源電圧の変動を検出してよい。つまり、電圧検出部５０は、電源電圧の変動のうち、電圧制御発振器４２が追従できる周波数成分よりも、高周波数成分を検出してよい。【００５３】
また、本例において高速補償部２０は、動作制御部２６、電流バイパス部２２、および、電力消費部２４を有する。電流バイパス部２２は、上述したように、補助電源配線１６から、主電源配線１２にバイパス電流を流すか否かを切り替える。また、電力消費部２４は、主電源配線１２から電源電流を受け取って消費する。【００５４】
動作制御部２６は、動作回路１０の動作と平行して、予め定められた予測データを用いて電流バイパス部２２および電力消費部２４を動作させる。例えば動作制御部２６は、動作回路１０に与えられるＳＴＡＲＴ信号等の動作制御信号に応じて、電力消費部２４および電流バイパス部２２の制御を開始してよい。【００５５】
例えば動作制御部２６は、動作回路１０の動作と平行して、電力消費部２４のそれぞれの素子に対して予め定められたオン／オフのパターンで電力消費部２４を動作させることで、電力消費部２４における消費電力量を制御してよい。動作制御部２６は、予め与えられる動作回路１０の消費電流の変動パターンに基づいて、動作回路１０および電力消費部２４における消費電流の和が略一定となるように、電力消費部２４を制御してよい。【００５６】
また動作制御部２６は、動作回路１０の動作と平行して、予め定められた電流変化パターンに応じて電流バイパス部２２を制御してよい。電流バイパス部２２の制御の態様については、図５から図７において後述する。以上説明した構成により、広帯域に渡る電源電圧の変動を精度よく補償することができる。【００５７】
なお、電圧制御発振器４２は、動作回路１０の電源電圧の変動に加え、動作回路１０の温度変動も検出してよい。例えば電圧制御発振器４２は、周囲温度の変動に応じて遅延量が変化する素子を用いて、発振信号を生成してよい。このとき、電圧制御発振器４２は、動作回路１０の近傍に設けられることが好ましい。また、電力消費部２４は、電力を消費して発熱するので、電力消費部２４は、電圧制御発振器４２から離れた領域に設けられることが好ましい。例えば、電圧制御発振器４２と電力消費部２４との距離は、電圧制御発振器４２と動作回路１０との距離よりも大きくてよい。【００５８】
図５は、電流バイパス部２２の動作の一例を説明する図である。図５では、ＳＴＡＲＴ信号、ＣＬＯＣＫ信号、動作回路１０の消費電流ＩＤＤ、および、動作制御部２６が出力する制御電圧の各波形の一例を示す。【００５９】
動作回路１０は、ＳＴＡＲＴ信号の立ち上がりエッジに応じて動作を開始する。また、他の例では、動作回路１０は、ＣＬＯＣＫ信号の一個目のパルスに応じて動作を開始してもよい。動作回路１０は、ＳＴＡＲＴ信号の立ち下がりエッジに応じて動作を終了する。また、他の例では、動作回路１０は、ＣＬＯＣＫ信号のパルスが与えられなくなった場合に動作を終了してもよい。【００６０】
動作回路１０の動作に応じて、動作回路１０の消費電流ＩＤＤが変動する。本例では、図５において実線波形で示すように、動作回路１０の消費電流ＩＤＤは、動作回路１０の動作開始に伴い徐々に増加する。また、動作回路１０の動作開始から所定の期間経過後に動作回路１０の消費電流ＩＤＤは安定して、動作回路１０の動作終了に伴い消費電流ＩＤＤは略ゼロに減少する。【００６１】
動作制御部２６は、消費電流ＩＤＤの変動パターンに応じた電流変化パターンが、予め設定される。例えば動作制御部２６には、推定または実測される消費電流ＩＤＤの変動パターンを、直線で近似した電流変化パターンが設定されてよい。動作制御部２６は、当該電流変化パターンに応じた制御電圧を出力する。例えば動作制御部２６は、消費電流ＩＤＤの変動成分と略同一のバイパス電流を、電流バイパス部２２に生じさせる制御電圧を出力してよい。動作制御部２６は、当該制御電圧として、生成すべきバイパス電流の電流変化パターンおよび電流バイパス部２２の特性から定まる電圧を出力してよい。【００６２】
図６は、動作制御部２６に設定される電流変化パターンの一例を示す図である。動作制御部２６には、図６に示すように、所定の時間間隔で値が変化する電流変化パターンが設定されてよい。この場合、動作制御部２６には、バイパス電流の制御を開始してから予め定められた初期動作期間が経過するまでにおいて、電流値を変化させる時間間隔Ｔ１が、当該初期動作期間が経過した後に電流値を変化させる時間間隔Ｔ２よりも短くなるように、電流変化パターンが設定されてよい。動作制御部２６が、当該電流変化パターンに応じてバイパス電流を制御することにより、消費電流ＩＤＤの変動量がより大きい初期動作期間において、より高速に電源電圧の変動を補償することができる。【００６３】
図７は、動作制御部２６に設定される電流変化パターンの他の例を示す図である。本例において、動作回路１０は、与えられる動作制御信号の種類毎に予め定められた動作を行い、動作制御信号の種類に応じた論理パターンを生成する。動作制御部２６は、複数種類の動作制御信号に対応して、複数種類の電流変化パターンを予め格納する。【００６４】
ここで、動作制御信号の種類とは、例えばシーケンスメモリ２１６が格納した複数のシーケンスデータのうち、いずれのシーケンスデータを指定するかを示すものであってよい。当該動作制御信号は、上述したＳＴＡＲＴ信号、ＣＬＯＣＫ信号とは別に、動作回路１０に与えられてよい。動作制御部２６は、動作回路１０に与えられる動作制御信号の種類に応じた電流変化パターンを選択して、バイパス電流を制御する。【００６５】
図７（ａ）および図７（ｂ）は、動作制御部２６が予め格納する複数種類の電流変化パターンの一例を示す。図７（ａ）は、シーケンスデータＳ１に対応する電流変化パターンを示す。図７（ｂ）は、シーケンスデータＳ２に対応する電流変化パターンを示す。なお、本例では、いずれのシーケンスデータを選択するかを、ＳＴＡＲＴ信号で指定する。【００６６】
動作回路１０が異なるシーケンスデータで動作すると、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、動作回路１０の消費電流の変動パターンが異なる場合がある。これに対し、動作制御部２６は、動作制御信号（ＳＴＡＲＴ信号）に基づいて、動作回路１０がいずれのシーケンスデータで動作するかを判定する。そして、動作制御部２６は、判定したシーケンスデータに対応する電流変化パターンを用いて、バイパス電流Ｉｂを制御する。このため、動作回路１０に供給される電源電圧の変動を、より精度よく抑制することができる。【００６７】
また、動作制御部２６は、動作回路１０の温度毎に、異なる電流変化パターンを用いてバイパス電流を制御してよい。電子デバイス１００は、動作回路１０の温度を検出するセンサを有してよい。また、動作制御部２６は、動作回路の連続動作時間に応じて、異なる電流変化パターンを用いてバイパス電流を制御してもよい。電子デバイス１００は、動作回路の連続動作時間を測定する測定部を有してよい。【００６８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。【００６９】
例えば、図１から図７においては、試験装置２００に用いられる電子デバイス１００を例として説明したが、電子デバイス１００の用途は、試験装置２００に限られない。電子デバイス１００は、消費電流の変動パターンが推測可能なデバイスであれば、多様な用途に用いることができる。【００７０】
また、動作制御信号の例として、ＳＴＡＲＴ信号およびＣＬＯＣＫ信号を用いて説明したが、動作制御信号として他の信号を用いてもよい。例えば、動作回路１０に与えられるアドレス信号、または、データ信号等を、動作制御信号として用いてもよい。【００７１】
以上説明した電源安定化回路および電子デバイス１００によれば、電子デバイス１００の内部の電源配線において生じる、動作回路１０の消費電流の変動による電源電圧の変動を、広帯域に渡って精度よく補償することができる。また、試験装置２００によれば、動作回路１０の電源電圧の変動を広帯域に渡って補償して試験信号を生成できるので、被試験デバイス３００を精度よく試験することができる。
【図１】
2009128160.tif 000003
【図２】
2009128160.tif 000004
【図３】
2009128160.tif 000005
【図４】
2009128160.tif 000006
【図５】
2009128160.tif 000007
【図６】
2009128160.tif 000008
【図７】
2009128160.tif 000009
【国際調査報告】
2009128160.tif 000010
2009128160.tif 000011
2009128160.tif 000012
2009128160.tif 000013
2009128160.tif 000014