(57)【要約】【課題】信号を精度良く出力する。【解決手段】複数の電流源と、複数の電流源のそれぞれに対応して設けられ、入力データに応じて対応する電流源に流れる電流を出力端に流すか否かを切り替える複数の切替部と、複数の電流源のそれぞれに対応して設けられ、対応する電流源に流れる電流を指定する指定電圧を保持する複数の保持部と、複数の保持部のそれぞれが保持すべき指定電圧を順次に発生する設定用ＤＡＣと、設定用ＤＡＣにより順次に発生される指定電圧を複数の保持部のうち対応する保持部に順次に切り替えて供給する供給部と、を備える出力装置を提供する。【選択図】図１
2011166745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電流源と、
前記複数の電流源のそれぞれに対応して設けられ、対応する電流源に流れる電流を指定する指定電圧を保持する複数の保持部と、
前記複数の保持部のそれぞれが保持すべき前記指定電圧を順次に発生する設定用ＤＡＣと、
前記設定用ＤＡＣにより順次に発生される前記指定電圧を前記複数の保持部のうち対応する保持部に順次に切り替えて供給する供給部と、
を備える出力装置。
【請求項２】
当該出力装置は、外部から受け取った入力データに応じた電流を出力端に流すＤＡ変換装置であって、
前記複数の電流源のそれぞれに対応して設けられ、前記入力データに応じて対応する電流源に流れる電流を前記出力端に流すか否かを切り替える複数の切替部
を更に備える請求項１に記載の出力装置。
【請求項３】
前記複数の保持部のそれぞれは、対応する前記電流源の電流設定端と基準電位との間に設けられたキャパシタであって、
前記供給部は、前記複数の電流源のそれぞれに対応して設けられ、前記設定用ＤＡＣの電圧発生端と対応する電流源の前記電流設定端との間を接続および切断する複数の転送スイッチを有する
請求項２に記載の出力装置。
【請求項４】
前記複数の転送スイッチのうち選択した電流源に対応して設けられた転送スイッチの接続および切断を繰り返して、選択した電流源に流れる電流を指定する指定電圧を出力させた前記設定用ＤＡＣにより選択した電流源に対応する保持部をチャージしていき、選択した電流源に対応する前記保持部の電圧を前記指定電圧に順次に近づける制御部
を更に備える請求項３に記載の出力装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記複数の転送スイッチのうち選択されていない電流源に対応して設けられた転送スイッチを切断する
請求項４に記載の出力装置。
【請求項６】
前記設定用ＤＡＣは、電荷再配分型ＤＡＣである
請求項４に記載の出力装置。
【請求項７】
前記設定用ＤＡＣは、
前記電圧発生端に接続されたキャパシタアレイと、
前記キャパシタアレイの接続を切り替えるＤＡＣ内切替部と、
コントローラと、
を有し、
前記コントローラは、
リフレッシュモードにおいて、前記キャパシタアレイを参照電位にチャージし、
前記リフレッシュモードの後の出力モードにおいて、前記キャパシタアレイにおける前記電圧発生端およびコモン電位の間の容量と前記電圧発生端および参照電位の間の容量との比率を外部から入力されたデータに応じて切り替えて、前記データに応じた指定電圧を前記電圧発生端から発生させる
請求項６に記載の出力装置。
【請求項８】
前記複数の電流源は、互いに同一の回路であって、２のべき乗毎に異なる指定電圧が与えられる
請求項２から７の何れか１項に記載の出力装置。
【請求項９】
当該出力装置は、前記複数の電流源のそれぞれに対応して設けられ、差動電圧を入力し、入力した差動電圧に応じたシングルエンドの電圧を対応する前記電流源の電流設定端に供給する複数の増幅部を更に備え、
前記設定用ＤＡＣは、差動の指定電圧を発生し、
前記複数の保持部は、前記複数の増幅部のそれぞれのポジ側入力端およびネガ側入力端のそれぞれに対応して設けられる
請求項２から８の何れか１項に記載の出力装置。
【請求項１０】
前記設定用ＤＡＣにより発生された電圧と前記電流源に流れる電流に応じた電圧とを比較した結果に基づき、前記設定用ＤＡＣから前記複数の保持部のそれぞれに供給する指定電圧を調整する制御部
を更に備える請求項２から９の何れか１項に記載の出力装置。
【請求項１１】
出力端と基準電位との間に設けられた抵抗
を更に備える請求項１０に記載の出力装置。
【請求項１２】
前記設定用ＤＡＣにより発生された電圧と前記出力端の電圧との大きさを比較するコンパレータ
を更に備える請求項１１に記載の出力装置。
【請求項１３】
前記コンパレータの一方の入力端と前記出力端との間に設けられ、キャリブレーション時において接続され、電流出力動作時において切断される測定用スイッチを更に備え、
前記抵抗は、前記コンパレータの前記一方の入力端と基準電位との間に設けられる
請求項１２に記載の出力装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記出力端の電圧を、前記コンパレータおよび前記設定用ＤＡＣを用いた逐次比較処理により測定し、前記出力端の電圧の測定結果に基づき前記複数の電流源のうち調整対象の電流源に流れる電流を目標値とするべく、前記調整対象の電流源に与える前記指定電圧を調整する
請求項１３に記載の出力装置。
【請求項１５】
前記制御部は、外部から受け取った入力データに応じた電流を前記出力端に流す電流出力動作に先立って、前記出力端の電圧を測定する
請求項１４に記載の出力装置。
【請求項１６】
前記制御部は、外部から受け取った入力データに応じた電流を前記出力端に流す電流出力動作において、前記複数の電流源のうち１つの電流源の電流のみが前記出力端に流されるタイミングに前記出力端の電圧を測定する
請求項１４に記載の出力装置。
【請求項１７】
被試験デバイスを試験する試験装置であって、
前記被試験デバイスに印加するべき信号の波形を表す波形データを発生する波形発生装置と、
前記波形データに応じた電流を出力する請求項２から１６の何れか１項に記載の出力装置と、
前記出力装置から出力された電流に応じた電圧を前記被試験デバイスに印加するドライブ装置と、
を備える試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力装置および試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
出力端に並列に接続された複数の電流源を備え、入力されたデータに応じて出力端に接続する電流源を切り替える電流出力型のＤＡ変換装置が知られている。このようなＤＡ変換装置は、電流のスイッチングにより出力電流を切り替えるので、高速応答を実現することができる。
【０００３】
特許文献１  特開平０７−１４７５４１号
特許文献２  米国特許  第６４７３０１５号明細書
特許文献３  米国特許  第５０２１７８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このようなＤＡ変換装置では、複数の電流源のそれぞれの電流量を精度良く設定することが困難であり、この結果、精度良く動作させることが困難であった。また、このようなＤＡ変換装置に、ＡＤ変換器を内蔵させて、複数の電流源のキャリブレーションを行うことも考えられるが、回路構成が大きくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、複数の電流源と、前記複数の電流源のそれぞれに対応して設けられ、対応する電流源に流れる電流を指定する指定電圧を保持する複数の保持部と、前記複数の保持部のそれぞれが保持すべき前記指定電圧を順次に発生する設定用ＤＡＣと、前記設定用ＤＡＣにより順次に発生される前記指定電圧を前記複数の保持部のうち対応する保持部に順次に切り替えて供給する供給部と、を備える出力装置、およびこのような出力装置を備える試験装置を提供する。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、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】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るＤＡ変換装置１０の構成を示す。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るＤＡ変換装置１０の処理フローを示す。
【図３】図３は、図２のステップＳ１１の詳細な処理フローを示す。
【図４】図４は、図２のステップＳ１２の詳細な処理フローを示す。
【図５】図５は、本実施形態に係る設定用ＤＡＣ３０、制御部４０、一の保持部２４および一の転送スイッチ４２を示す。
【図６】図６は、指定電圧を保持部２４に供給する場合における、転送スイッチ４２の切替タイミングおよび各ノードの電圧波形の一例を示す。
【図７】図７は、本実施形態に係る設定用ＤＡＣ３０の構成の一例を示す。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る設定用ＤＡＣ３０および複数の転送スイッチ４２の接続例を示す。
【図９】図９は、本実施形態に係る複数の保持部２４への指定電圧のチャージする場合の、制御部４０の処理フローの一例を示す。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態の第１変形例に係るＤＡ変換装置１０の構成を示す。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態の第２変形例に係るＤＡ変換装置１０の構成の一部分を示す。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に係る試験装置２００の構成を被試験デバイス３００とともに示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許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。
【０００９】
図１は、本実施形態に係るＤＡ変換装置１０の構成を示す。本実施形態に係るＤＡ変換装置１０は、外部から受け取った入力データに応じた電流を第１の出力端１２に流す。更に、ＤＡ変換装置１０は、第１の出力端１２に流れる電流に対して、コモン電流を中心に反転した電流を第２の出力端１４に流す。
【００１０】
本実施形態において、第１の出力端１２は、第１の抵抗１６を介して第１の基準電位（例えば電源電位）に接続される。また、第２の出力端１４は、第２の抵抗１８を介して第１の基準電位（例えば電源電位）に接続される。本実施形態に係るＤＡ変換装置１０は、入力データに応じた電流を第１の出力端１２および第２の出力端１４に流すことによって、入力データに応じた出力電圧を第１の出力端１２および第２の出力端１４のそれぞれから出力することができる。なお、第１の抵抗１６および第２の抵抗１８は、当該ＤＡ変換装置１０の内部に備えられても、ＤＡ変換装置１０の外部に接続されてもよい。
【００１１】
ＤＡ変換装置１０は、複数の電流源２２と、複数の保持部２４と、複数の切替部２６と、設定用ＤＡＣ３０と、供給部３２と、コンパレータ３４と、測定用スイッチ３６と、ＤＡＣ用スイッチ３８と、制御部４０とを備える。
【００１２】
複数の電流源２２のそれぞれは、電流設定端に対して印加された指定電圧に応じた電流を流す定電流源である。複数の電流源２２のそれぞれは、一例として、一端が第２の基準電位（例えばグランド電位）に接続され、他端が対応する切替部２６を介して第１の出力端１２または第２の出力端１４に接続される。
【００１３】
複数の電流源２２のそれぞれは、一例として、入力データのそれぞれのビットに対応して設けられ、対応するビットの重みに応じた電流を流す。このような複数の電流源２２のそれぞれは、最下位ビットに対応する電流源２２から順に２のべき乗で大きくなる電流を流す。複数の電流源２２のそれぞれは、互いに同一の回路であってもよい。このような場合、複数の電流源２２のそれぞれは、一例として、２のべき乗に応じて異なる指定電圧が与えられる。
【００１４】
複数の保持部２４のそれぞれは、複数の電流源２２のそれぞれに対応して設けられる。そして、複数の保持部２４のそれぞれは、対応する電流源２２に流れる電流を指定する指定電圧を保持する。
【００１５】
本実施形態において、複数の保持部２４のそれぞれは、対応する電流源２２の電流設定端と基準電位との間に設けられたキャパシタである。複数の保持部２４のそれぞれは、設定用ＤＡＣ３０によって適切な指定電圧がチャージされる。そして、複数の保持部２４のそれぞれは、保持している指定電圧を、対応する電流源２２の電流設定端に印加する。
【００１６】
複数の切替部２６のそれぞれは、複数の電流源２２のそれぞれに対応して設けられる。複数の切替部２６のそれぞれは、入力データに応じて、対応する電流源２２に流れる電流を第１の出力端１２に流すか、第２の出力端１４に流すかを切り替える。例えば、複数の切替部２６のそれぞれは、入力データにおける対応するビットの値が１であれば、対応する電流源２２に流れる電流を第１の出力端１２に流し、入力データにおける対応するビットの値が０であれば、対応する電流源２２に流れる電流を第２の出力端１４に流す。
【００１７】
設定用ＤＡＣ３０は、当該ＤＡ変換装置１０の電流出力動作に先だっておよび電流出力動作中において適宜に、複数の保持部２４のそれぞれが保持すべき指定電圧を順次に発生する。設定用ＤＡＣ３０は、一例として、電荷再配分型ＤＡＣである。なお、設定用ＤＡＣ３０の構成の一例については詳細を後述する。
【００１８】
供給部３２は、設定用ＤＡＣ３０により順次に発生される指定電圧を、複数の保持部２４のうち対応する保持部２４に順次に切り替えて供給する。供給部３２は、一例として、複数の転送スイッチ４２を有する。
【００１９】
複数の転送スイッチ４２は、複数の電流源２２のそれぞれに対応して設けられる。複数の転送スイッチ４２のそれぞれは、設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端と対応する電流源２２との間に設けられる。そして、複数の転送スイッチ４２は、何れかの一の保持部２４に指定電圧を供給する場合には、対応する電流源２２に指定するべき指定電圧を発生させた設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端と対応する電流源２２の電流設定端との間を接続し、設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端と他の電流源２２の電流設定端との間を切断する。
【００２０】
ここで、設定用ＤＡＣ３０が電荷再配分型の場合においては、複数の転送スイッチ４２のそれぞれは、設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端と対応する電流源２２の電流設定端との間の接続および切断を繰り返して、設定用ＤＡＣ３０から発生される指定電圧を保持部２４にチャージしていき、保持部２４の電圧を指定電圧に順次に近づける。これにより、複数の転送スイッチ４２のそれぞれは、設定用ＤＡＣ３０から発生された指定電圧を保持部２４に供給することができる。なお、電荷再配分型の設定用ＤＡＣ３０により複数の保持部２４に指定電圧を保持させる処理例については、詳細を後述する。
【００２１】
コンパレータ３４は、キャリブレーション時において、設定用ＤＡＣ３０により発生された電圧と第１の出力端１２の電圧との大きさを比較する。これに代えて、コンパレータ３４は、設定用ＤＡＣ３０により発生された電圧と第２の出力端１４の電圧との大きさを比較してもよい。
【００２２】
測定用スイッチ３６は、コンパレータ３４の一方の入力端と、第１の出力端１２との間に設けられる。測定用スイッチ３６は、キャリブレーション時においてコンパレータ３４の一方の入力端と第１の出力端１２との間を接続し、電流出力動作時においてコンパレータ３４の一方の入力端と第１の出力端１２との間を切断する。なお、コンパレータ３４が設定用ＤＡＣ３０により発生された電圧と第２の出力端１４の電圧との大きさを比較する場合、測定用スイッチ３６は、コンパレータ３４の一方の入力端と、第２の出力端１４との間に設けられる。
【００２３】
ＤＡＣ用スイッチ３８は、コンパレータ３４における第１の出力端１２が接続されない側の他方の入力端と、設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端との間に設けられる。ＤＡＣ用スイッチ３８は、キャリブレーション時においてコンパレータ３４の他方の入力端と設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端との間を接続し、電流出力動作時においてコンパレータ３４の他方の入力端と設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端との間を切断する。
【００２４】
制御部４０は、キャリブレーション時において、設定用ＤＡＣ３０により発生された電圧と電流源２２に流れる電流に応じた電圧とを比較した結果に基づき、設定用ＤＡＣ３０から複数の保持部２４のそれぞれに供給する指定電圧を調整する。
【００２５】
より詳しくは、まず、制御部４０は、複数の電流源２２のうち何れかの調整対象の電流源２２を選択する。続いて、制御部４０は、設定用ＤＡＣ３０により発生された電圧と調整対象の電流源２２に流れる電流に応じた電圧とをコンパレータ３４により比較した結果に基づき、選択された調整対象の電流源２２に流れる電流に応じた電圧を測定する。
【００２６】
制御部４０は、一例として、第１の抵抗１６が接続された状態の第１の出力端１２の電圧（または第２の抵抗１８が接続された状態の第２の出力端１４の電圧）を、コンパレータ３４および設定用ＤＡＣ３０を用いた逐次比較処理により測定する。そして、制御部４０は、この測定結果に基づき調整対象の電流源２２に流れる電流を予め定められた目標値とするべく、調整対象の電流源２２に与える指定電圧を調整する。
【００２７】
本実施形態に係るＤＡ変換装置１０は、複数の電流源２２に流れる電流を切り替えて出力端に電流を流すので、入力データに応じた電流を高速な応答で出力することができる。また、ＤＡ変換装置１０は、複数の電流源２２に流れる電流を測定して目標値に一致するように調整をするので、入力データに応じた電流を精度良く出力することができる。また、ＤＡ変換装置１０は、複数の電流源２２のそれぞれに流れる電流を指定する指定電圧を１つの設定用ＤＡＣ３０により順次に切り替えて供給するので、簡易な構成で、精度良く電流を出力することができる。
【００２８】
なお、設定用ＤＡＣ３０、コンパレータ３４および制御部４０は、複数の電流出力型のＤＡ変換装置に対して共通に備えられる構成であってもよい。また、設定用ＤＡＣ３０、コンパレータ３４および制御部４０は、複数の電流源２２および複数の保持部２４を備える装置であれば、電流出力型のＤＡ変換装置に限らず、電流ドライバ等の他の出力装置に設けられてもよい。
【００２９】
図２は、本実施形態に係るＤＡ変換装置１０の処理フローを示す。ＤＡ変換装置１０は、電流出力動作に先立って、出力端の電圧を測定するキャリブレーション動作を実行する（Ｓ１１）。ＤＡ変換装置１０は、電源投入後またはリセット直後にキャリブレーション動作を実行してもよいし、定期的にキャリブレーション動作を実行してもよい。
【００３０】
キャリブレーションが完了した後、ＤＡ変換装置１０は、電流出力動作を実行する（Ｓ１２）。ＤＡ変換装置１０は、電流出力動作において、外部から受け取った入力データに応じた電流を出力端に流す。
【００３１】
図３は、図２のステップＳ１１の詳細な処理フローを示す。ＤＡ変換装置１０は、キャリブレーション動作において、複数の電流源２２のそれぞれについて、ステップＳ２２からステップＳ２７の処理を実行する（Ｓ２１とＳ２８との間のループ処理）。
【００３２】
まず、制御部４０は、初期の指定電圧を調整対象の電流源２２に対応する保持部２４にチャージして保持させる（Ｓ２２）。具体的には、制御部４０は、設定用ＤＡＣ３０から調整対象の電流源２２に与える初期の指定電圧を発生させるとともに、供給部３２を制御して設定用ＤＡＣ３０から発生された電圧を調整対象の電流源２２に対応する保持部２４に印加する。
【００３３】
これにより、制御部４０は、調整対象の電流源２２に対応する保持部２４に初期の指定電圧をチャージして保持させることができる。なお、初期の指定電圧は、ユーザ等により予め設定された指定電圧であってもよいし、過去にキャリブレーションを実行している場合には直近のキャリブレーションにより供給された指定電圧であってもよい。なお、保持部２４に電圧をチャージする場合における、設定用ＤＡＣ３０および供給部３２の動作の一例については、図５から図８において更に説明する。
【００３４】
続いて、制御部４０は、供給部３２内の複数の転送スイッチ４２、測定用スイッチ３６およびＤＡＣ用スイッチ３８の切り替えを行う（Ｓ２３）。具体的には、制御部４０は、供給部３２内の複数の転送スイッチ４２を制御して、設定用ＤＡＣ３０の電圧出力端と複数の電流源２２のそれぞれとの間を切断する。また、制御部４０は、測定用スイッチ３６を制御して、第１の出力端１２とコンパレータ３４との間を接続する。また、制御部４０は、ＤＡＣ用スイッチ３８を制御して、設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端とコンパレータ３４との間を接続する。
【００３５】
続いて、制御部４０は、調整対象の電流源２２の電流を第１の出力端１２に流し、調整対象以外の電流源２２の電流を第１の出力端１２に流さないように、複数の切替部２６のそれぞれを切り替える（Ｓ２４）。即ち、制御部４０は、調整対象の電流源２２に対応する切替部２６を第１の出力端１２側に切り替え、調整対象以外の電流源２２に対応する切替部２６を第２の出力端１４側に切り替える。
【００３６】
続いて、制御部４０は、コンパレータ３４および設定用ＤＡＣ３０を制御して、逐次比較処理により第１の出力端１２の電圧を測定する（Ｓ２５）。即ち、制御部４０は、設定用ＤＡＣ３０に与える比較データを順次に変化させることにより、設定用ＤＡＣ３０から発生される電圧を変化させる。そして、制御部４０は、コンパレータ３４による順次に変化する設定用ＤＡＣ３０から発生された電圧と第１の出力端１２との電圧との比較結果に基づき、第１の出力端１２の電圧と設定用ＤＡＣ３０から出力された電圧とをほぼ一致させる比較データを特定する。これにより、制御部４０は、第１の出力端１２の電圧を測定することができる。
【００３７】
なお、制御部４０は、逐次比較処理において、設定用ＤＡＣ３０に与える比較データをコンパレータ３４による比較結果に基づきバイナリサーチに従って変化させる。これにより、制御部４０は、第１の出力端１２の電圧と設定用ＤＡＣ３０から出力された電圧とほぼ一致させる比較データを高速に特定することができる。
【００３８】
続いて、制御部４０は、ステップＳ２２で調整対象の電流源２２に対応する保持部２４にチャージした初期の指定電圧およびステップＳ２５で測定した第１の出力端１２の電圧に基づき、調整対象の電流源２２に流れる電流を予め定められた目標値とする指定電圧を算出する（Ｓ２６）。例えば、制御部４０は、ステップＳ２５で測定した第１の出力端１２の電圧に基づいて、初期の指定電圧を電流源２２に与えた場合における第１の出力端１２に流れる電流を算出する。そして、制御部４０は、算出した電流と初期の指定電圧との比から、調整対象の電流源２２に流れる電流を目標値とする指定電圧を算出する。制御部４０は、このように算出した指定電圧の値を、調整対象の電流源２２に対応する保持部２４に与えるべき指定電圧の値としてメモリに保持する。
【００３９】
続いて、制御部４０は、調整対象の電流源２２に流れる電流を目標値とする指定電圧を調整対象の電流源２２に対応する保持部２４にチャージして保持させる（Ｓ２７）。保持部２４に電圧をチャージする場合における設定用ＤＡＣ３０および供給部３２の動作は、ステップＳ２２と同様であり、その動作の一例を図５から図８において更に説明する。
【００４０】
以上の処理により、制御部４０は、第１の出力端１２の電圧の測定結果に基づき調整対象の電流源２２に流れる電流を予め定められた目標値とするべく、調整対象の電流源２２に与える指定電圧を調整することができる。そして、制御部４０は、ステップＳ２２からステップＳ２７までの処理を複数の電流源２２のそれぞれについて実行する。これにより、制御部４０は、複数の電流源２２のそれぞれから流れる電流を目標値に一致させることができる。
【００４１】
なお、制御部４０は、一の電流源２２に対して、ステップＳ２２からステップＳ２７までの処理を複数回繰り返して実行してもよい。この場合、制御部４０は、２回目以降の処理においては、ステップＳ２２の処理は実行しない。これにより、制御部４０は、調整対象の電流源２２に流れる電流を目標値に漸近するように近づけて、より精度良く目標値に一致させることができる。
【００４２】
図４は、図２のステップＳ１２の詳細な処理フローを示す。ＤＡ変換装置１０は、例えばユーザから動作開始指示を受けると、電流出力動作を実行する（Ｓ３１）。ＤＡ変換装置１０は、電流出力動作時において、外部から受け取った入力データに応じて複数の切替部２６を切り替えて、入力データに応じた電流を第１の出力端１２に流す。
【００４３】
更に、ＤＡ変換装置１０は、電流出力動作（Ｓ３１）と並行して、複数の保持部２４のそれぞれに対して指定電圧を供給する処理を一定期間毎に繰り返して実行する（Ｓ３２とＳ３７との間のループ処理）。制御部４０は、一例として、複数の保持部２４のそれぞれに保持されている指定電圧が放電により一定量減少する期間（例えば指定電圧が予め定められた割合以下となる時間）よりも短い期間毎に、指定電圧を供給する処理を実行する。
【００４４】
指定電圧を供給する処理において、制御部４０は、複数の電流源２２のそれぞれに対して、ステップＳ３４およびステップＳ３５の処理を実行する（Ｓ３３とＳ３６との間のループ処理）。
【００４５】
ステップＳ３４においては、制御部４０は、選択した電流源２２に対応する指定電圧（キャリブレーションにおいて調整された指定電圧）を設定用ＤＡＣ３０から発生させる。続いて、ステップＳ３５においては、制御部４０は、供給部３２を制御して、設定用ＤＡＣ３０により発生された指定電圧を選択した電流源２２に対応する保持部２４に印加する。これにより、選択した電流源２２に対応する保持部２４に指定電圧がチャージされ、選択された電流源２２から目標値に精度良く一致した電流が流れる。
【００４６】
制御部４０は、ステップＳ３４およびステップＳ３５の処理を複数の電流源２２に対して順次に実行する。なお、保持部２４に電圧をチャージする場合における設定用ＤＡＣ３０および供給部３２の動作は、ステップＳ２２と同様であり、その動作の一例を図５から図８において更に説明する。
【００４７】
以上により、制御部４０は、複数の電流源２２のそれぞれに流れる電流を指定する指定電圧を、複数の保持部２４のそれぞれに対して順次に供給することができる。さらに、制御部４０は、複数の保持部２４のそれぞれに保持された指定電圧が少なくとも一定量以上減少する前に、複数の保持部２４のそれぞれに電圧を補充することができる。これにより、制御部４０は、常に複数の電流源２２から目標値に一致した電流を流すことができる。
【００４８】
なお、制御部４０は、電流出力動作において、複数の電流源２２のうち１つの電流源２２の電流のみが第１の出力端１２に流されるタイミングに、第１の出力端１２の電圧を測定してもよい。例えば、制御部４０は、１つのビットのみが１、他のビットが全て０となる入力データが入力されたタイミングにおいて、第１の出力端１２の電圧を測定する。これにより、制御部４０は、電流出力動作中においても、キャリブレーションを実行することができる。
【００４９】
図５は、本実施形態に係る設定用ＤＡＣ３０、制御部４０、一の保持部２４および一の転送スイッチ４２を示す。本実施形態において、設定用ＤＡＣ３０は、キャパシタアレイ５２を有する電荷再配分型のＤＡ変換器である。このような設定用ＤＡＣ３０は、制御部４０から入力されたデータに応じた電圧を出力する場合、参照電圧に応じた電荷をキャパシタアレイ５２に蓄積する動作（リフレッシュモード）、電荷が蓄積されたキャパシタアレイ５２の接続配置を入力されたデータに応じて切り替えて電圧発生端５０から入力されたデータに応じた電圧を発生する動作（出力モード）を実行する。
【００５０】
制御部４０は、保持部２４に対して指定電圧をチャージして保持させる場合、設定用ＤＡＣ３０にリフレッシュモードの動作および出力モードの動作を交互に繰り返して実行させる。これにより、制御部４０は、設定用ＤＡＣ３０により指定電圧を電圧発生端５０から繰り返して発生する。
【００５１】
これとともに、制御部４０は、指定電圧を供給すべき保持部２４と設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端５０との間に設けられた転送スイッチ４２の接続および切断の状態を繰り返して切り替える。より詳しくは、制御部４０は、出力モードの少なくとも一部の期間において転送スイッチ４２を接続する。また、制御部４０は、出力モードの少なくとも一部の期間以外において転送スイッチ４２を切断する。制御部４０は、一例として、リフレッシュモードにおいて転送スイッチ４２を切断し、出力モードにおいて転送スイッチ４２を接続する。この場合、例えば、制御部４０は、設定用ＤＡＣ３０のリフレッシュモードおよび出力モードに同期して転送スイッチを切り替える。
【００５２】
ここで、設定用ＤＡＣ３０の内部のキャパシタアレイ５２は、当該設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端５０にバッファ等を介さずに直接接続される。従って、設定用ＤＡＣ３０が出力モードの状態において転送スイッチ４２が接続状態とされた場合、保持部２４と設定用ＤＡＣ３０の内部のキャパシタアレイ５２との間で電荷が移動して、電圧発生端５０から発生される電圧と保持部２４の電圧とが同電位となる。
【００５３】
例えば、設定用ＤＡＣ３０が出力モードで且つ転送スイッチ４２の切断時において電圧発生端５０から発生している電圧が保持部２４の電圧より高い状態であれば、転送スイッチ４２が接続されることにより、電圧発生端５０の電圧は下降し、保持部２４の電圧は上昇する。また、設定用ＤＡＣ３０が出力モードで且つ転送スイッチ４２の切断時において電圧発生端５０から発生している電圧が保持部２４の電圧より低い状態であれば、転送スイッチ４２が接続されることにより、電圧発生端５０の電圧は上昇し、保持部２４の電圧は下降する。
【００５４】
従って、制御部４０は、リフレッシュモードおよび出力モードを交互に繰り返して指定電圧を設定用ＤＡＣ３０から繰り返して発生させ、更に、出力モードにおいて転送スイッチ４２を接続することにより、保持部２４の電圧を徐々に上昇（または下降）させ、そして、指定電圧とすることができる。このように、制御部４０は、転送スイッチ４２の接続および切断を繰返して指定電圧を出力させた設定用ＤＡＣ３０により保持部２４をチャージしていき、保持部２４を指定電圧に順次に近づけることができる。
【００５５】
図６は、指定電圧を保持部２４に供給する場合における、転送スイッチ４２の切替タイミングおよび各ノードの電圧波形の一例を示す。まず、制御部４０は、転送スイッチ４２をオフとする。設定用ＤＡＣ３０は、転送スイッチ４２がオフの期間において、リフレッシュモードの動作を行い、続いて、指定電圧Ｖｘを発生する出力モードの動作を行う。なお、設定用ＤＡＣ３０は、リフレッシュモードにおいてはコモン電位を発生する。
【００５６】
従って、転送スイッチ４２がオフの期間において、設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端５０は、まず、コモン電位となった後、続いて、指定電圧Ｖｘとなる。なお、図６においては、コモン電位を０ボルトとしている。
【００５７】
続いて、制御部４０は、転送スイッチ４２をオンとする。転送スイッチ４２のオンの期間において、設定用ＤＡＣ３０は、出力モードの動作を維持する。従って、設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端５０の電圧および保持部２４の電圧は、互いが近づくように一方の電圧が上昇し、他方の電圧が下降する。
【００５８】
そして、制御部４０は、このような転送スイッチ４２のオンおよびオフを繰り返す。転送スイッチ４２のオンおよびオフが繰り返される毎に、転送スイッチ４２のオフ時における設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端５０と保持部２４との間の電位差は徐々に小さくなる。従って、制御部４０は、保持部２４の電圧を指定電圧Ｖｘに一致させることができる。
【００５９】
図７は、本実施形態に係る設定用ＤＡＣ３０の構成の一例を示す。図７に示される設定用ＤＡＣ３０は、Ｎビット（Ｎは３以上の整数）のデータに応じた電圧を発生する。
【００６０】
設定用ＤＡＣ３０は、キャパシタアレイ５２と、ＤＡＣ内切替部５４と、ダミー用スイッチ５６と、リフレッシュ用スイッチ５８と、コントローラ６０とを有する。キャパシタアレイ５２は、電圧発生端５０に接続される。キャパシタアレイ５２は、出力ライン６２と、ダミーキャパシタ６４と、第１から第（Ｎ−１）のビットキャパシタ６６−１〜６６−（Ｎ−１）とを含む。
【００６１】
出力ライン６２は、電圧発生端５０にバッファ等を介さずに接続される。ダミーキャパシタ６４は、一端が出力ライン６２に接続される。ダミーキャパシタ６４は、入力されるデータの第１ビット（最小ビット）の重みに応じた容量を有する。
【００６２】
第１から第（Ｎ−１）のビットキャパシタ６６−１〜６６−（Ｎ−１）のそれぞれは、一端が出力ライン６２に接続される。第１から第（Ｎ−１）のビットキャパシタ６６−１〜６６−（Ｎ−１）のそれぞれは、入力されるデータの第１ビットから第（Ｎ−１）ビットのそれぞれのビットに対応し、対応するビットの重みに応じた容量を有する。一例として、第１ビットがＣの容量を有するとすれば、第２ビットが２×Ｃ、第３ビットが２２×Ｃ、第（Ｎ−１）ビットが２（Ｎ−２）×Ｃの容量を有する。
【００６３】
ＤＡＣ内切替部５４は、キャパシタアレイ５２の接続を切り替える。ＤＡＣ内切替部５４は、第１から第（Ｎ−１）のビットスイッチ６８−１〜６８−（Ｎ−１）を含む。第１から第（Ｎ−１）のビットスイッチ６８−１〜６８−（Ｎ−１）のそれぞれは、第１から第（Ｎ−１）のビットキャパシタ６６−１〜６６−（Ｎ−１）のそれぞれに対応する。第１から第（Ｎ−１）のビットスイッチ６８−１〜６８−（Ｎ−１）のそれぞれは、対応するビットキャパシタ６６の出力ライン６２に接続されていない他端を、正側の参照電位ＶＲＥＦＰ、負側の参照電位ＶＲＥＦＮ、および、コモン電位ＶＣＭの何れかに接続する。
【００６４】
ダミー用スイッチ５６は、ダミーキャパシタ６４の出力ライン６２に接続されていない他端を、正側の参照電位ＶＲＥＦＰ、負側の参照電位ＶＲＥＦＮ、および、コモン電位ＶＣＭの何れかに接続する。リフレッシュ用スイッチ５８は、出力ライン６２における、電圧発生端５０とは逆側の端をコモン電位ＶＣＭに接続するか開放するかを切り替える。コントローラ６０は、入力されたデータに応じて、ＤＡＣ内切替部５４、ダミー用スイッチ５６およびリフレッシュ用スイッチ５８の切替を制御する。
【００６５】
ここで、正側の参照電位ＶＲＥＦＰおよび負側の参照電位ＶＲＥＦＮは、コモン電位ＶＣＭを中心に極性が逆の電圧であって、コモン電位ＶＣＭとの差が互いに同一の電圧である。なお、コモン電位ＶＣＭは、図中において▽（逆三角）のマークで示される。コモン電位ＶＣＭは、例えば、グランド電位である。このような設定用ＤＡＣ３０は、正側の参照電位ＶＲＥＦＰと負側の参照電位ＶＲＥＦＮとの間をＮビットの分解能で分割したアナログ電圧を発生することができる。
【００６６】
図８は、本実施形態に係るＤＡ変換装置１０に備えられる、設定用ＤＡＣ３０、制御部４０、複数の保持部２４および複数の転送スイッチ４２の接続例を示す。本実施形態に係るＤＡ変換装置１０において、複数の保持部２４は、設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端５０に対して並列に接続される。そして、複数の転送スイッチ４２のそれぞれは、複数の保持部２４のそれぞれに対応して設けられ、設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端５０と対応する保持部２４との間を接続または切断する。
【００６７】
複数の保持部２４に順次に指定電圧を供給する場合、制御部４０は、複数の電流源２２から１つの電流源２２を順次に選択する。そして、制御部４０は、複数の転送スイッチ４２のうち選択した電流源２２に対応する保持部２４に対して、図５および図６に示した処理により指定電圧をチャージする。即ち、制御部４０は、選択した電流源２２に対応して設けられた転送スイッチ４２の接続および切断を繰り返して、選択した電流源２２に流れる電流を指定する指定電圧を出力させた設定用ＤＡＣ３０により選択した電流源２２に対応する保持部２４をチャージしていき、選択した電流源２２に対応する保持部２４の電圧を指定電圧に順次に近づける。
【００６８】
さらに、この場合において、制御部４０は、複数の転送スイッチ４２のうち選択されていない電流源２２に対応して設けられた転送スイッチ４２を切断する。これにより、制御部４０は、複数の保持部２４に順次に指定電圧を供給する場合において、選択していない電流源２２に対応する保持部２４に他の指定電圧を印加することを回避することができる。
【００６９】
図９は、本実施形態に係る複数の保持部２４への指定電圧のチャージする場合の、制御部４０の処理フローの一例を示す。なお、本例においては、ＤＡ変換装置１０がＭ個（Ｍは２以上の整数）の電流源２２を備え、制御部４０がＭ個の電流源２２に対応したＭ個の保持部２４のそれぞれに対して異なる指定電圧をチャージする。
【００７０】
まず、制御部４０は、選択している電流源２２を特定する変数であるＸに１を代入する（Ｓ４１）。これにより、制御部４０は、当該フローの最初の処理において、Ｍ個の電流源２２のうちの１番目の電流源２２を選択する。
【００７１】
続いて、制御部４０は、Ｘ番目の電流源２２に印加すべき指定電圧を設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端５０から発生させる（Ｓ４２）。続いて、制御部４０は、Ｘ番目の電流源２２に対応する転送スイッチ４２を接続し、Ｘ番目の電流源２２以外の他の電流源２２に対応する転送スイッチ４２を切断する（Ｓ４３）。これにより、制御部４０は、設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端５０の電圧を対応する保持部２４にチャージすることができる。このとき、設定用ＤＡＣ３０の電圧発生端５０の電圧および保持部２４の電圧が互いに近づくように一方の電圧が上昇し、他方の電圧が下降する。
【００７２】
続いて、制御部４０は、予め定められた時間（電荷が転送されるのに十分な時間）を経過した後、全ての転送スイッチ４２を切断する（Ｓ４４）。続いて、制御部４０は、設定用ＤＡＣ３０をリフレッシュモードとする（Ｓ４５）。
【００７３】
続いて、制御部４０は、Ｘ＝Ｍであるか否かを判断する（Ｓ４６）。Ｘ＝Ｍではない場合（Ｓ４６のＮｏ）、制御部４０は、Ｘに１を加算する（Ｓ４７）。そして、制御部４０は、処理をステップ４２に戻して、ステップＳ４２から処理を繰り返す。これにより、制御部４０は、Ｍ個の電流源２２を１ずつ順番に選択して、対応する指定電圧を順番にチャージすることができる。
【００７４】
また、Ｘ＝Ｍである場合（Ｓ４６のＹｅｓ）、制御部４０は、Ｘに１を代入する（Ｓ４８）。そして、制御部４０は、処理をステップＳ４２に戻して、ステップＳ４２から処理を繰り返す。これにより、制御部４０は、Ｍ個の電流源２２を巡回的に選択して、Ｍ個の保持部２４のそれぞれに対応する指定電圧をチャージすることができる。
【００７５】
以上のように制御部４０は、複数の電流源２２を１つずつ巡回的に選択し、それぞれの電流源２２を選択した状態において対応する指定電圧を設定用ＤＡＣ３０から少なくとも１回発生させる。そして、制御部４０は、設定用ＤＡＣ３０から選択した電流源２２に対応する指定電圧を発生させた状態において、選択した電流源２２に対応した転送スイッチ４２を接続する。これにより、制御部４０は、複数の保持部２４のそれぞれの電圧を並行して、対応する指定電圧へと徐々に近づけることができる。
【００７６】
また、制御部４０は、電流出力動作中においてステップＳ４２からステップＳ４８の処理を繰り返し行ってもよい。これにより、制御部４０は、電流出力動作中において複数の保持部２４のそれぞれから放電された電荷を補充することができる。なお、この場合、制御部４０は、ステップＳ４８の後において保持部２４のドループに応じた時間を待機してもよい。
【００７７】
図１０は、本実施形態の第１変形例に係るＤＡ変換装置１０の構成を示す。本変形例に係るＤＡ変換装置１０は、図１に示されたＤＡ変換装置１０と略同一の構成および機能を採るので、図１に示されたＤＡ変換装置１０が備える部材と略同一の構成および機能の部材に同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。
【００７８】
本変形例に係るＤＡ変換装置１０は、測定用スイッチ３６に代えて、第１の測定用スイッチ３６−１と、第２の切替部２６−２とを備える。また、本変形例に係るＤＡ変換装置１０は、第１の抵抗１６を当該装置の内部に備える。
【００７９】
第１の測定用スイッチ３６−１は、第１の出力端１２とコンパレータ３４の一方の入力端との間を接続または切断する。第２の測定用スイッチ３６−２は、第２の出力端１４とコンパレータ３４の一方の入力端との間を接続または切断する。
【００８０】
制御部４０は、キャリブレーションにおいて、第１の出力端１２の電圧を測定する場合には、第１の測定用スイッチ３６−１を接続し、第２の測定用スイッチ３６−２を切断する。また、制御部４０は、キャリブレーションにおいて、第２の出力端１４の電圧を測定する場合には、第１の測定用スイッチ３６−１を切断し、第２の測定用スイッチ３６−２を接続する。これにより、本変形例に係るＤＡ変換装置１０によれば、キャリブレーションにおいて、第１の出力端１２および第２の出力端１４の何れの電圧も測定することができる。
【００８１】
また、本変形例において、第１の抵抗１６は、コンパレータ３４の一方の入力端（第１の出力端１２または第２の出力端１４が接続される入力端）と、基準電圧との間に設けられる。これにより、当該ＤＡ変換装置１０が負荷に直接電流を供給する接続とされている場合であっても（即ち、第１の出力端１２または第２の出力端１４と基準電位との間に抵抗が接続されていない場合であっても）、電流源２２に流れる電流に応じた電圧を測定することができる。
【００８２】
図１１は、本実施形態の第２変形例に係るＤＡ変換装置１０の構成の一部分を示す。本変形例に係るＤＡ変換装置１０は、図１に示されたＤＡ変換装置１０と略同一の構成および機能を採るので、図１に示されたＤＡ変換装置１０が備える部材と略同一の構成および機能の部材に同一の符号を付け、以下相違点を除き説明を省略する。
【００８３】
本変形例に係るＤＡ変換装置１０は、複数の差動シングル増幅部７２を更に備える。複数の差動シングル増幅部７２は、複数の電流源２２に対応して設けられる。複数の差動シングル増幅部７２のそれぞれは、差動電圧を入力し、入力した差動電圧に応じたシングルエンドの電圧を対応する電流源２２の電流設定端に供給する。
【００８４】
また、本変形例に係る設定用ＤＡＣ３０は、差動の指定電圧を発生する。また、本変形例に係る供給部３２は、設定用ＤＡＣ３０から発生された差動の指定電圧を、複数の差動シングル増幅部７２のそれぞれに切り替えて供給する。
【００８５】
供給部３２は、一例として、複数の電流源２２のそれぞれに対応した、複数のポジ側の転送スイッチ４２−ｐおよび複数のネガ側の転送スイッチ４２−ｎを有する。複数のポジ側の転送スイッチ４２−ｐは、設定用ＤＡＣ３０のポジ側の電圧発生端と、対応する差動シングル増幅部７２のポジ側入力端とを接続または切断する。複数のネガ側の転送スイッチ４２−ｎは、設定用ＤＡＣ３０のネガ側の電圧発生端と、対応する差動シングル増幅部７２のネガ側入力端とを接続または切断する。
【００８６】
また、本変形例において、ＤＡ変換装置１０は、複数の電流源２２のそれぞれに対応した、複数のポジ側の保持部２４−ｐおよび複数のネガ側の保持部２４−ｎとを備える。複数のポジ側の保持部２４−ｐのそれぞれは、対応する差動シングル増幅部７２のポジ側入力端と基準電位（例えばグランド）との間に設けられる。複数のネガ側の保持部２４−ｎのそれぞれは、対応する差動シングル増幅部７２のネガ側入力端と基準電位（例えばグランド）との間に設けられる。
【００８７】
このような変形例に係るＤＡ変換装置１０は、設定用ＤＡＣ３０から差動の指定電圧を発生させることができる。これにより、このような変形例に係るＤＡ変換装置１０によれば、設定用ＤＡＣ３０から各保持部２４へと指定電圧を供給する場合に印加するノイズを軽減することができる。
【００８８】
図１２は、本実施形態に係る試験装置２００の構成を被試験デバイス３００とともに示す。試験装置２００は、半導体装置等の被試験デバイス３００を試験する。
【００８９】
試験装置２００は、波形発生装置２１０と、出力装置２１２と、ドライブ装置２１４と、取得装置２２２と、判定装置２２４とを備える。波形発生装置２１０は、被試験デバイス３００に与える試験信号を表す波形データを発生する。出力装置２１２は、波形発生装置２１０から発生された波形データに応じた電流を出力する。出力装置２１２は、図１から図１１を参照して説明したＤＡ変換装置１０と同様の構成であるので、説明を省略する。
【００９０】
ドライブ装置２１４は、出力装置２１２から出力された電流に応じた電圧の試験信号を出力する。ドライブ装置２１４は、出力した試験信号を被試験デバイス３００に与える。
【００９１】
取得装置２２２は、試験信号が与えられることに応じて出力される応答信号を取得する。取得装置２２２は、応答信号の波形を測定してもよいし、応答信号の論理値を取り込んでもよい。判定装置２２４は、取得装置２２２により取得された応答信号に基づき、被試験デバイス３００の良否を判定する。
【００９２】
このような試験装置２００によれば、出力装置２１２から精度良く且つ応答の早い電流を出力して、被試験デバイス３００を高速な試験信号により精度良く試験することができる。また、このような試験装置２００によれば、出力装置２１２の構成を小さくして、装置全体のコストを小さくすることができる。
【００９３】
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、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００９４】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００９５】
１０  ＤＡ変換装置
１２  第１の出力端
１４  第２の出力端
１６  第１の抵抗
１８  第２の抵抗
２２  電流源
２４  保持部
２６  切替部
３０  設定用ＤＡＣ
３２  供給部
３４  コンパレータ
３６  測定用スイッチ
３８  ＤＡＣ用スイッチ
４０  制御部
４２  転送スイッチ
５０  電圧発生端
５２  キャパシタアレイ
５４  ＤＡＣ内切替部
５６  ダミー用スイッチ
５８  リフレッシュ用スイッチ
６０  コントローラ
６２  出力ライン
６４  ダミーキャパシタ
６６  ビットキャパシタ
６８  ビットスイッチ
７２  差動シングル増幅部
２００  試験装置
２１０  波形発生装置
２１２  出力装置
２１４  ドライブ装置
２２２  取得装置
２２４  判定装置
３００  被試験デバイス
【図１】
2011166745.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011166745.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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