(57)【要約】【課題】電流クランプが機能した場合にクランプ電流の誤差を無くすことが可能な電流クランプ回路を実現する。【解決手段】負荷へ電流を供給する第１のバッファと、負荷と第１のバッファの入力端子の間にダイオード回路を有し、過電流時にダイオード回路がオンして出力電流を制限する電流クランプ回路において、ダイオード回路と負荷の間に接続され、ダイオード回路に流れる順方向電流を吸い込む第２のバッファを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷へ電流を供給する第１のバッファと、前記負荷と前記第１のバッファの入力端子の間にダイオード回路を有し、過電流時に前記ダイオード回路がオンして出力電流を制限する電流クランプ回路において、
前記ダイオード回路と前記負荷の間に接続され、前記ダイオード回路に流れる順方向電流を吸い込む第２のバッファ
を備えたことを特徴とする電流クランプ回路。
【請求項２】
負荷への電流を検出する電流検出用抵抗が出力端子に接続された第１のバッファと、前記負荷と前記第１のバッファの入力端子の間に接続されたダイオード回路を有し、前記電流検出用抵抗の両端電圧により前記ダイオード回路がオンして出力電流を制限する電流クランプ回路において、
入力端子が前記負荷に接続されると共に出力端子が前記ダイオード回路に接続され、前記ダイオード回路に流れる順方向電流を吸い込む第２のバッファ
を備えたことを特徴とする電流クランプ回路。
【請求項３】
前記ダイオード回路は、
互いに逆極性で並列接続された２つのダイオードであることを特徴とする
請求項１または２記載の電流クランプ回路。
【請求項４】
前記ダイオードは、
複数のダイオードが直列接続されたダイオード列であることを特徴とする
請求項３記載の電流クランプ回路。
【請求項５】
前記ダイオード回路は、
カソードどうしが接続された２つのツェナーダイオードであることを特徴とする
請求項１または２記載の電流クランプ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷へ電流を供給するバッファと、負荷とバッファの入力端子の間にダイオード回路を有し、過電流時にダイオード回路がオンして出力電流を制限する電流クランプ回路に関し、詳しくは、電流クランプが機能した場合にクランプ電流の誤差を無くすことが可能な電流クランプ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、負荷に電力を供給する回路においては、何らかの原因により、負荷に過大な電流が流れた時（過電流時）に、負荷側および供給する回路側の焼損等の事故を防ぐため、出力電流を制限する電流クランプ回路が設けられている。
【０００３】
図４は、従来の電流クランプ回路の一例を示した構成図である。
図４において、電圧源１は、負荷２０へ印加する電圧が設定される。バッファ４は、増幅器の出力をその反転入力端子に帰還した電圧フォロア回路で構成される。電流検出用抵抗５は、バッファ４から負荷２０へ供給される電流Ｉｍをその両端電圧に変換する。ダイオード回路１０は、ダイオード６とダイオード７を有し、これら２つのダイオードが互いに逆極性で並列接続される。
【０００４】
電圧源１の正側端子は、増幅器２の非反転入力端子に接続され、電圧源１の負側端子は、接地される。増幅器２の出力端子は、抵抗３の一端に接続され、抵抗３の他端は、バッファ４の非反転入力端子、ダイオード６のカソードおよびダイオード７のアノードにそれぞれ接続される。
【０００５】
バッファ４の出力端子は、バッファ４の反転入力端子および抵抗５の一端にそれぞれ接続され、抵抗５の他端は、増幅器２の反転入力端子、ダイオード６のアノード、ダイオード７のカソードおよび負荷２０にそれぞれ接続される。
【０００６】
このような回路の動作を説明する。
本回路において、電圧源１に設定された電圧が負荷２０に印加される。この時、負荷２０に供給される電流Ｉｍは、バッファ４から出力され、この電流Ｉｍのために抵抗５の両端に電圧が発生する。抵抗５の両端電圧が、ダイオード回路１０の順方向電圧Ｖｆより小さい時には、ダイオード回路１０はオンしない。すなわち、電流クランプは機能しない。
【０００７】
抵抗５の両端電圧が、ダイオード回路１０の順方向電圧Ｖｆに達すると、ダイオード回路１０がオンする。この時、図４に示すように、増幅器２から抵抗３およびダイオード回路１０を経由して、負荷２０に順方向電流Ｉｆが流れる。
【０００８】
順方向電流Ｉｆは、（１）式で表される。なお、増幅器２の出力電圧をＶｏ、負荷２０の電圧をＶｌ、抵抗３の抵抗値をＲ１とする。
Ｉｆ＝（Ｖｏ−Ｖｆ−Ｖｌ）／Ｒ１    （１）
【０００９】
また、バッファ４から負荷２０に供給される電流Ｉｍは、抵抗５の両端電圧がダイオード回路１０の順方向電圧Ｖｆに制限されるため、（２）式で表される。なお、抵抗５の抵抗値をＲ２とする。
Ｉｍ＝Ｖｆ／Ｒ２    （２）
【００１０】
従って、電流クランプが機能した場合の負荷２０に供給される電流Ｉは、（３）式で表される。
Ｉ＝Ｉｆ＋Ｉｍ    （３）
【００１１】
増幅器２の出力電圧には上限があるので、順方向電流Ｉｆは一定値以下に制限される。また、電流Ｉｍも（２）式に表される値に制限されるので、負荷２０に供給される電流Ｉは、クランプされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−１３５８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、図４に示す従来例では、本来、電流クランプが機能した場合のクランプ電流の期待値はＶｆ／Ｒ２、すなわち、電流Ｉｍであるが、負荷２０にはダイオード回路１０を経由して順方向電流Ｉｆも流れてしまい、この電流Ｉｆがクランプ電流の誤差となってしまうという問題があった。
【００１４】
そこで本発明の目的は、電流クランプが機能した場合にクランプ電流の誤差を無くすことが可能な電流クランプ回路を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載の発明は、
負荷へ電流を供給する第１のバッファと、前記負荷と前記第１のバッファの入力端子の間にダイオード回路を有し、過電流時に前記ダイオード回路がオンして出力電流を制限する電流クランプ回路において、
前記ダイオード回路と前記負荷の間に接続され、前記ダイオード回路に流れる順方向電流を吸い込む第２のバッファ
を備えたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、
負荷への電流を検出する電流検出用抵抗が出力端子に接続された第１のバッファと、前記負荷と前記第１のバッファの入力端子の間に接続されたダイオード回路を有し、前記電流検出用抵抗の両端電圧により前記ダイオード回路がオンして出力電流を制限する電流クランプ回路において、
入力端子が前記負荷に接続されると共に出力端子が前記ダイオード回路に接続され、前記ダイオード回路に流れる順方向電流を吸い込む第２のバッファ
を備えたことを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
前記ダイオード回路は、
互いに逆極性で並列接続された２つのダイオードであることを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、
前記ダイオードは、
複数のダイオードが直列接続されたダイオード列であることを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
前記ダイオード回路は、
カソードどうしが接続された２つのツェナーダイオードであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１または２によれば、負荷へ電流を供給する第１のバッファと、負荷と第１のバッファの入力端子の間にダイオード回路を有し、過電流時にダイオード回路がオンして出力電流を制限する電流クランプ回路において、ダイオード回路と負荷の間に接続され、ダイオード回路に流れる順方向電流を吸い込む第２のバッファを備えたことにより、ダイオード回路に流れる順方向電流が第２のバッファに吸い込まれ、順方向電流が負荷へ流れないので、電流クランプが機能した場合にクランプ電流の誤差を無くすことができる。
【００１７】
また、請求項４または５によれば、電流クランプが機能した場合にクランプ電流の誤差を無くすことができ、さらに、クランプされる電流値を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の電流クランプ回路の第１の実施例を示した構成図である。
【図２】本発明の電流クランプ回路の第２の実施例を示した構成図である。
【図３】本発明の電流クランプ回路の第３の実施例を示した構成図である。
【図４】従来の電流クランプ回路の一例を示した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施例］
図１は、本発明の電流クランプ回路の第１の実施例を示した構成図である。ここで、図４と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図１において、図４に示す構成と異なる点は、ダイオード回路１０と負荷２０の間に新たにバッファ８が追加されている点である。
【００２０】
バッファ８は、増幅器の出力をその反転入力端子に帰還した電圧フォロア回路で構成される。抵抗５の他端は、増幅器２の反転入力端子、バッファ８の非反転入力端子および負荷２０にそれぞれ接続され、バッファ８の出力端子は、ダイオード６のアノード、ダイオード７のカソードおよびバッファ８の反転入力端子にそれぞれ接続される。その他の接続は、図４に示す構成と同じため、説明を省略する。
【００２１】
このような回路の動作を説明する。
図１に示す電流クランプ回路の動作は、図４に示す電流クランプ回路と同様である。異なる点は、ダイオード回路１０に流れる順方向電流Ｉｆがバッファ８に吸い込まれるため、順方向電流Ｉｆが負荷２０へ流れない点である。
【００２２】
このように、ダイオード回路１０と負荷２０の間に新たにバッファ８を設けることにより、ダイオード回路１０に流れる順方向電流Ｉｆがバッファ８に吸い込まれ、順方向電流Ｉｆが負荷２０へ流れないので、電流クランプが機能した場合にクランプ電流の誤差を無くすことができる。
【００２３】
［第２の実施例］
図２は、本発明の半導体試験装置の第２の実施例を示した構成図である。ここで、図１と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図２において、図１に示す構成と異なる点は、ダイオード回路１０の代わりにダイオード回路１１が設けられている点である。
【００２４】
図２において、ダイオード回路１１は、複数のダイオードが直列接続されたダイオード列６１とダイオード列７１を有し、これら２つのダイオード列が互いに逆極性で並列接続される。ダイオード列６１およびダイオード列７１はそれぞれ複数のダイオードが直列接続されたものである。
【００２５】
抵抗３の他端は、バッファ４の非反転入力端子、ダイオード列６１のカソードおよびダイオード７１列のアノードにそれぞれ接続され、バッファ８の出力端子は、ダイオード列６１のアノード、ダイオード列７１のカソードおよびバッファ８の反転入力端子にそれぞれ接続される。その他の接続は、図１に示す構成と同じため、説明を省略する。
【００２６】
このような回路の動作を説明する。
図２に示す電流クランプ回路の動作は、図１に示す電流クランプ回路と同様である。異なる点は、ダイオード回路１１がダイオード列６１とダイオード列７１で構成されているため、ダイオード列６１とダイオード列７１を構成しているダイオードの数によってクランプされる電流値を変更できる点である。
【００２７】
ダイオード列６１とダイオード列７１を構成しているダイオードの数をＮ個とすると、ダイオード列６１またはダイオード列７１の順方向電圧は、Ｎ＊Ｖｆとなる。なお、順方向電圧Ｖｆは、ダイオード列６１またはダイオード列７１を構成するダイオードの１個分の順方向電圧である。
【００２８】
従って、図２に示す電流クランプ回路の電流クランプが機能した場合のクランプ電流Ｉは、（４）式で表される。なお、抵抗５の抵抗値をＲ２とする。
Ｉ＝Ｎ＊Ｖｆ／Ｒ２    （４）
【００２９】
このように、ダイオード回路１１と負荷２０の間に新たにバッファ８を設けることにより、ダイオード回路１１に流れる順方向電流Ｉｆがバッファ８に吸い込まれ、順方向電流Ｉｆが負荷２０へ流れないので、電流クランプが機能した場合にクランプ電流の誤差を無くすことができる。さらに、ダイオード回路１１をダイオード列６１とダイオード列７１で構成することにより、順方向電圧ＶｆがＮ倍されるので、クランプされる電流値を変更することができる。
【００３０】
［第３の実施例］
図３は、本発明の半導体試験装置の第３の実施例を示した構成図である。ここで、図１と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図３において、図１に示す構成と異なる点は、ダイオード回路１０の代わりにダイオード回路１２が設けられている点である。
【００３１】
図３において、ダイオード回路１２は、ツェナーダイオード６２とツェナーダイオード７２を有し、これら２つのツェナーダイオードがカソードどうしで接続されている。
【００３２】
抵抗３の他端は、バッファ４の非反転入力端子およびツェナーダイオード７２のアノードにそれぞれ接続され、バッファ８の出力端子は、ツェナーダイオード６２のアノードおよびバッファ８の反転入力端子にそれぞれ接続される。ツェナーダイオード６２のカソードは、ツェナーダイオード７２のカソードに接続される。その他の接続は、図１に示す構成と同じため、説明を省略する。
【００３３】
このような回路の動作を説明する。
図３に示す電流クランプ回路の動作は、図１に示す電流クランプ回路と同様である。異なる点は、ダイオード回路１２がツェナーダイオード６２とツェナーダイオード７２で構成されているため、ツェナーダイオード６２またはツェナーダイオード７２のツェナー電圧Ｖｚによってクランプされる電流値を変更できる点である。
【００３４】
ダイオード回路１２がオンした時の抵抗５の両端にかかる電圧は、Ｖｚ＋Ｖｆとなる。従って、図３に示す電流クランプ回路の電流クランプが機能した場合のクランプ電流Ｉは、（５）式で表される。なお、抵抗５の抵抗値をＲ２とし、ツェナーダイオード６２またはツェナーダイオード７２の順方向電圧をＶｆとする。
Ｉ＝（Ｖｚ＋Ｖｆ）／Ｒ２    （５）
【００３５】
このように、ダイオード回路１２と負荷２０の間に新たにバッファ８を設けることにより、ダイオード回路１２に流れる順方向電流Ｉｆがバッファ８に吸い込まれ、順方向電流Ｉｆが負荷２０へ流れないので、電流クランプが機能した場合にクランプ電流の誤差を無くすことができる。さらに、ダイオード回路１２をツェナーダイオード６２とツェナーダイオード７２で構成することにより、ダイオード回路１２がオンした時の抵抗５の両端にかかる電圧は、Ｖｚ＋Ｖｆとなるので、クランプされる電流値を変更することができる。
【符号の説明】
【００３６】
６，７  ダイオード
４，８  バッファ
１０，１１，１２  ダイオード回路
６１，７１  ダイオード列
６２，７２  ツェナーダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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