(57)【要約】【課題】従来の電流源よりも小型の電流源を提供する。【解決手段】電流源１は、試料８に電流を流す電流発生回路３と、電流発生回路３を動作させるための動作電圧Ｖ１を電流発生回路３に供給する可変電圧源４と、可変電圧源４と接続され、動作電圧Ｖ１の基準となる抵抗Ｒａと、可変電圧源４との接続状態を切り替えるスイッチＳＷ１，ＳＷ２と接続された抵抗Ｒｂ，Ｒｃとを備える抵抗網５と、試料８の両端の電圧のレベルに応じて動作電圧Ｖ１を変化させるよう、スイッチＳＷ１，ＳＷ２へ、上記接続状態の切り替えを指示するスイッチ切り替え指示回路７とを備え、可変電圧源４は、抵抗Ｒａと、スイッチＳＷ１，ＳＷ２によって可変電圧源４と接続されている抵抗Ｒｂ，Ｒｃとにより算出される合成抵抗Ｒ’に応じた動作電圧Ｖ１を、電流発生回路３に供給する。【選択図】図１
2011170673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に電流を流す電流源であって、
上記試料に上記電流を流す電流発生手段と、
上記電流発生手段を動作させるための動作電圧を上記電流発生手段に供給する可変電圧源と、
上記可変電圧源と接続され、上記動作電圧の基準となる基準抵抗と、上記可変電圧源との接続状態を切り替えるスイッチと接続された動作電圧調整抵抗とを備える抵抗網と、
上記試料の両端の電圧のレベルに応じて上記動作電圧を変化させるよう、上記スイッチへ、上記接続状態の切り替えを指示するスイッチ切り替え指示手段とを備え、
上記可変電圧源は、上記基準抵抗と、上記スイッチによって上記可変電圧源と接続されている上記動作電圧調整抵抗とにより算出される合成抵抗に応じた上記動作電圧を、上記電流発生手段に供給することを特徴とする電流源。
【請求項２】
上記スイッチは、さらに、上記動作電圧調整抵抗を複数有し、そのそれぞれ毎に、上記可変電圧源との接続状態を切り替えるサブスイッチを有しており、
上記スイッチ切り替え指示手段は、さらに、所定電圧と上記試料の両端の電圧との大小関係を比較するとともに、上記サブスイッチの接続状態の切り替えを指示する電圧比較手段を上記サブスイッチ毎に有しており、
上記所定電圧は、上記電圧比較手段毎に異なる値であって、
上記電圧比較手段のそれぞれは、上記試料の両端の電圧が上記所定電圧より大きい状態に切り替わったとき、および、上記試料の両端の電圧が上記所定電圧より小さい状態に切り替わったとき、対応する上記サブスイッチの接続状態を切り替えることを指示することを特徴とする請求項１に記載の電流源。
【請求項３】
上記可変電圧源を動作させるための電圧を、上記可変電圧源に出力する電圧源をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電流源。
【請求項４】
上記サブスイッチは、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、またはリレー回路のリレー接点であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電流源。
【請求項５】
上記試料が抵抗であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電流源。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１３は、従来の電流源１０１を示すブロック図である。電流源１０１は、電圧源１０２と、定電流発生回路１０３と、冷却部１０４とを備えている。
【０００３】
電流源１０１において、電圧源１０２の入力は、後述する試料１０５の一端と同電位の箇所（例えば接地電位の箇所）に接続されている。電圧源１０２の出力は、定電流発生回路１０３の入力に接続されている。定電流発生回路１０３の出力は、試料１０５の他端に接続されている。
【０００４】
上記構成の電流源１０１において、定電流発生回路１０３は、試料１０５に電流Ｉ１を流す。電流Ｉ１は、試験（例えば試料１０５の寿命を調べる寿命試験）において、試料１０５に流す電流である。試料１０５は、一般的には、抵抗成分からなる回路網である。電圧源１０２は、定電流発生回路１０３を動作させるために必要な動作電圧Ｖ１を、定電流発生回路１０３に印加する。冷却部１０４は、定電流発生回路１０３を冷却するものであり、例えば放熱フィンや送風機である。
【０００５】
ここで、試料１０５の抵抗成分をＲとすると、試料１０５に電流Ｉ１を流した際に試料１０５の両端に発生する追従電圧Ｖ３は、以下に示す（１０１）式で示される。
Ｖ３＝Ｉ１×Ｒ    （１０１）
よって、上述した試験中に、試料１０５に電流Ｉ１を流し続けるために、定電流発生回路１０３の出力電圧は、追従電圧Ｖ３を出力出来るように設計されている。この場合、定電流発生回路１０３の消費電力Ｐは、以下に示す（１０２）式で近似される。
Ｐ≒Ｉ１×（Ｖ１−Ｖ３）    （１０２）
消費電力Ｐは、損失（ロス）である。このため、消費電力Ｐを最小にするように動作電圧Ｖ１の値を定める。
【０００６】
ここで、（１０２）式におけるＶ１−Ｖ３の値は、定電流発生回路１０３の内部回路が動作するために必要な電圧であり、一般的には３Ｖ〜５Ｖの範囲内である。よって、（１０２）式において（Ｖ１−Ｖ３）を一定とすると、消費電力Ｐは、電流Ｉ１に比例して大きくなる。
【０００７】
例えば、抵抗成分Ｒ＝１Ω、電流Ｉ１＝１Ａの場合、（１０１）式よりＶ３＝１Ｖとなる。Ｖ１−Ｖ３＝３Ｖの定電流発生回路１０３を採用すると、電圧源１０２は、動作電圧Ｖ１を４Ｖに設定すればよく、その場合の消費電力Ｐは、（１０２）式よりＰ＝１×３＝３Ｗとなる。
【０００８】
なお、図１３の電流源１０１と同様に、入力電圧（動作電圧Ｖ１に相当）に基づいた電流を印加出来るものとして、非特許文献１には、電圧制御型電流源（Voltage controlled current sources：ＶＣＣＳ‘ｓ）ＡＮ１３が開示されている。図１４は、非特許文献１のＦＩＧＵＲＥ  １Ｂに対応する図であり、従来の電圧制御型電流源ＡＮ１３の回路図である。図１４によると、電圧制御型電流源ＡＮ１３は、入力電圧ＶＩＮに基づいて負荷ＬＯＡＤにＩｏを流すことが出来る。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「電圧制御型電流源ＡＮ１３」アプリケーションノート、ＣＩＲＲＵＳ  ＬＯＧＩＣ社（旧Ａｐｅｘ  Ｍｉｃｒｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社）、２００９年５月公開
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
背景技術では、試験により時間が経過しても試料１０５の抵抗成分Ｒが一定である場合について述べている。一方、上記試験が上記寿命試験である場合、試料１０５の抵抗成分Ｒは、経時的に変化する。
【００１１】
例えば、図１３の電流源１０１において、電流Ｉ１＝２Ａとし、抵抗成分Ｒが４Ωから０．０１Ωまで変化する場合を考える。この場合、追従電圧Ｖ３は、（１０１）式に従い、８Ｖから０．０２Ｖまで変化する。
【００１２】
従って、Ｖ１−Ｖ３＝３Ｖの定電流発生回路１０３を使用するならば、電圧源１０２は、動作電圧Ｖ１を１１Ｖに設定しなければならない。
【００１３】
ここで問題となるのが、抵抗成分Ｒが小さい時の消費電力Ｐである（表１参照）。
【００１４】
【表１】
2011170673.tif 000003
【００１５】
表１に示すように、抵抗成分Ｒが４Ωの時の消費電力Ｐが６Ｗであるのに対して、抵抗成分Ｒが０．０２Ωの時の消費電力Ｐは、２１．９６Ｗと非常に大きな値となる。
【００１６】
消費電力Ｐは熱に変換される。このため、定電流発生回路１０３の内部回路に用いている素子を、熱的破壊から保護するためには、冷却部１０４として、巨大な放熱フィンや巨大な送風機が必要となる。巨大な放熱フィンや巨大な送風機は、電流源１０１において大きな体積を占める。このため、電流源１０１の小型化、高密度化が出来ないという問題があった。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、従来の電流源よりも小型の電流源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の電流源は、上記課題を解決するために、試料に電流を流す電流源であって、
上記試料に上記電流を流す電流発生手段と、上記電流発生手段を動作させるための動作電圧を上記電流発生手段に供給する可変電圧源と、上記可変電圧源と接続され、上記動作電圧の基準となる基準抵抗と、上記可変電圧源との接続状態を切り替えるスイッチと接続された動作電圧調整抵抗とを備える抵抗網と、上記試料の両端の電圧のレベルに応じて上記動作電圧を変化させるよう、上記スイッチへ、上記接続状態の切り替えを指示するスイッチ切り替え指示手段とを備え、上記可変電圧源は、上記基準抵抗と、上記スイッチによって上記可変電圧源と接続されている上記動作電圧調整抵抗とにより算出される合成抵抗に応じた上記動作電圧を、上記電流発生手段に供給することを特徴とする。
【００１９】
上記発明によれば、上記動作電圧を上記電流発生手段に供給するために、上記可変電圧源を備えている。上記可変電圧源は、上記基準抵抗と、上記スイッチによって上記可変電圧源と接続されている上記動作電圧調整抵抗とにより算出される合成抵抗に応じた上記動作電圧を、上記電流発生手段に供給する。
【００２０】
上記スイッチ切り替え指示手段は、上記試料の両端の電圧のレベルに応じて、上記スイッチへ、上記接続状態の切り替えを指示することにより、上記抵抗網の上記合成抵抗を変化させる。これにより、上記可変電圧源は、出力する上記動作電圧を変化させる。具体的には、上記試料の両端電圧が増加すると上記動作電圧も増加させ、上記試料の両端電圧が減少すると上記動作電圧も減少させる。よって、上記動作電圧を変化させない従来の電流源よりも、上記動作電圧と上記試料の両端電圧との差を小さく出来る。
【００２１】
上記電流発生手段の消費電力は、上記動作電圧と上記試料の両端電圧との差、及び、上記電流の積で近似される。上述したように、上記動作電圧と上記試料の両端電圧との差をより小さく出来るので、上記動作電圧を変化させない従来の電流源よりも、上記電流発生手段の消費電力を小さく出来る。従って、上記電流発生手段の発熱量を、上記動作電圧を変化させない従来の電流源よりも小さく出来る。
【００２２】
上記電流発生手段の発熱量をより小さく出来るので、上記動作電圧を変化させない場合に上記電流発生手段に取り付ける必要があった冷却部を、削除するか、大きさをより小さく出来る。上記冷却部は、上記電流発生手段を冷却するものであり、例えば放熱フィンや送風機である。
【００２３】
本発明の電流源では、上記冷却部を削除するか、大きさをより小さく出来るので、本発明の電流源を実装する基板の大きさをより小さく出来る、または、本発明の電流源を実装する基板における単位面積当たりの回路の実装数を増やすことが出来るので、回路の実装率を高めることが出来、従来の電流源よりも小型の電流源を提供できる。
【００２４】
上記電流源では、上記スイッチは、さらに、上記動作電圧調整抵抗を複数有し、そのそれぞれ毎に、上記可変電圧源との接続状態を切り替えるサブスイッチを有しており、上記スイッチ切り替え指示手段は、さらに、所定電圧と上記試料の両端の電圧との大小関係を比較するとともに、上記サブスイッチの接続状態の切り替えを指示する電圧比較手段を上記サブスイッチ毎に有しており、上記所定電圧は、上記電圧比較手段毎に異なる値であって、上記電圧比較手段のそれぞれは、上記試料の両端の電圧が上記所定電圧より大きい状態に切り替わったとき、および、上記試料の両端の電圧が上記所定電圧より小さい状態に切り替わったとき、対応する上記サブスイッチの接続状態を切り替えてもよい。
【００２５】
上記スイッチ切り替え指示手段が、上記接続状態の切り替えを上記サブスイッチ毎に指示することにより、上記抵抗網の上記合成抵抗を変化させることが出来る。よって、上記可変電圧源は、出力する上記動作電圧を変化させることが出来る。
【００２６】
上記電流源では、上記可変電圧源を動作させるための電圧を、上記可変電圧源に出力する電圧源をさらに備えてもよい。これにより、上記可変電圧源は、上記動作電圧を上記電流発生手段に出力出来る。
【００２７】
上記電流源では、上記サブスイッチは、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、またはリレー回路のリレー接点であってもよい。これにより、複数の上記サブスイッチは、上記スイッチ切り替え指示手段により、上記接続状態の切り替えを指示されるので、上記スイッチ切り替え指示手段は、複数の上記サブスイッチの接続状態（開閉状態）を変更することにより、上記合成抵抗を変化させることが出来る。
【００２８】
上記電流源では、上記試料が抵抗であってもよい。これにより、抵抗である上記試料の寿命を調べる寿命試験を行うことが出来る。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の電流源は、以上のように、試料に電流を流す電流発生手段と、上記電流発生手段を動作させるための動作電圧を上記電流発生手段に供給する可変電圧源と、上記可変電圧源と接続され、上記動作電圧の基準となる基準抵抗と、上記可変電圧源との接続状態を切り替えるスイッチと接続された動作電圧調整抵抗とを備える抵抗網と、上記試料の両端の電圧のレベルに応じて上記動作電圧を変化させるよう、上記スイッチへ、上記接続状態の切り替えを指示するスイッチ切り替え指示手段とを備え、上記可変電圧源は、上記基準抵抗と、上記スイッチによって上記可変電圧源と接続されている上記動作電圧調整抵抗とにより算出される合成抵抗に応じた上記動作電圧を、上記電流発生手段に供給するものである。
【００３０】
それゆえ、従来の電流源よりも小型の電流源を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る電流源を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る可変電圧源の実施例を示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、抵抗網及びスイッチ回路の実施例を示す回路図である。
【図４】本発明の実施形態に係る可変電圧源の他の実施例を示す回路図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施形態に係る、抵抗網及びスイッチ回路の他の実施例を示す回路図であり、（ｂ）は、（ａ）のリレー接点の構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態に係るスイッチ切り替え指示回路の実施例を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態に係るスイッチ切り替え指示回路の他の実施例を示す回路図である。
【図８】本発明の実施形態に係るスイッチ切り替え指示回路のさらに別の実施例を示す回路図である。
【図９】本発明の実施形態に係る電流発生回路の実施例を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る電流発生回路の他の実施例を示す回路図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る電圧発生回路の回路図である。
【図１２】図９の電流発生回路における可変電圧源の一例を示すブロック図である。
【図１３】従来の電流源を示すブロック図である。
【図１４】非特許文献１のＦＩＧＵＲＥ  １Ｂに対応する図であり、従来の電圧制御型電流源の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の一実施形態について図１〜図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る電流源１を示すブロック図である。電流源１は、電圧源２と、電流発生回路３（電流発生手段）と、可変電圧源４（可変電圧源）と、抵抗網５と、スイッチ回路６（スイッチ）と、スイッチ切り替え指示回路７（スイッチ切り替え指示手段）とを備えている。抵抗網５は、抵抗Ｒａ（基準抵抗）と、抵抗Ｒｂ，Ｒｃ（動作電圧調整抵抗）とを有している。スイッチ回路６は、複数のスイッチＳＷ１，ＳＷ２（サブスイッチ）を有している。スイッチ切り替え指示回路７は、複数のコンパレータ（電圧比較手段）を有しており、図１のスイッチ切り替え指示回路７は、２つのコンパレータ７’，７’’を有している。
【００３４】
電流源１において、電圧源２の入力は、後述する試料８の一端と同電位の箇所（例えば接地電位の箇所）に接続されている。電圧源２の出力は、可変電圧源４の入力４ｉに接続されている。可変電圧源４の出力４ｏは、電流発生回路３の入力３ｉに接続されている。電流発生回路３の出力３ｏは、試料８の他端と、コンパレータ７’の第１入力７ａと、コンパレータ７’’の第１入力７ａ’とに接続されている。
【００３５】
コンパレータ７’の第２入力７ｂには、電圧Ｖｐ１（所定電圧）が印加される。コンパレータ７’の出力７ｏは、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力に接続されている。
【００３６】
コンパレータ７’’の第２入力７ｂ’には、電圧Ｖｐ２（所定電圧）が印加される。コンパレータ７’’の出力７ｏ’は、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力に接続されている。
【００３７】
ここで、図１に示す“ｎ”は、スイッチ回路６のスイッチの個数と、スイッチ切り替え指示回路７のコンパレータの個数と、スイッチ切り替え指示回路７の出力の個数とを示し、図１ではｎ＝２である。
【００３８】
スイッチＳＷ１，ＳＷ２の一端は、抵抗Ｒａの一端と、可変電圧源４の第１制御入力４ａに接続されている。スイッチＳＷ１の他端は、抵抗Ｒｂの一端に接続されている（スイッチＳＷ１と抵抗Ｒｂとは、直列に接続されている）。スイッチＳＷ２の他端は、抵抗Ｒｃの一端に接続されている（スイッチＳＷ２と抵抗Ｒｃとは、直列に接続されている）。抵抗Ｒａの他端、抵抗Ｒｂの他端、及び、抵抗Ｒｃの他端は、可変電圧源４の第２制御入力４ｂに接続されている。
【００３９】
上記構成の電流源１において、電流発生回路３は、試料８に電流Ｉ１を流す。電流Ｉ１は、試験（例えば試料８の寿命を調べる寿命試験）において、試料８に流す電流である。試料８は、一般的には、抵抗成分からなる回路網である。可変電圧源４は、電流発生回路３を動作させるために必要な動作電圧Ｖ１を、電流発生回路３に印加する。
【００４０】
なお、以降の説明では、電流Ｉ１を一定の電流として説明するが、電流Ｉ１を可変電流としてもよい。電流Ｉ１を変化させる場合は、後述する可変電圧源１３の可変電圧Ｖｉｎを変化させればよい。
【００４１】
また、図示しないが、電流源１は、電流発生回路３を冷却する冷却部を備えてもよい。冷却部は、例えば放熱フィンや送風機である。
【００４２】
ここで、試料８の抵抗成分をＲとすると、試料８に電流Ｉ１を流した際に試料８の両端に発生する追従電圧Ｖ３（試料の両端電圧）は、以下に示す（１）式で示される。
Ｖ３＝Ｉ１×Ｒ    （１）
よって、上述した試験中に、試料８に電流Ｉ１を流し続けるために、電流発生回路３の出力電圧は、追従電圧Ｖ３を出力出来るように設計されている。この場合、電流発生回路３の消費電力Ｐは、以下に示す（２）式で近似される。
Ｐ≒Ｉ１×（Ｖ１−Ｖ３）    （２）
消費電力Ｐは、損失（ロス）である。このため、消費電力Ｐを最小にするように動作電圧Ｖ１の値を定める。
【００４３】
ここで、（２）式におけるＶ１−Ｖ３の値は、電流発生回路３の内部回路が動作するために必要な電圧であり、一般的には３Ｖ〜５Ｖの範囲内である。本実施形態に係る電流源１の根幹は、（２）式におけるＶ１−Ｖ３の値が一定であれば、電流発生回路３の消費電力、ひいては電流発生回路３の発熱量を最小限に抑えることが出来るという思想である。
【００４４】
上記試験が上記寿命試験である場合、試料８の抵抗成分Ｒは、経時的に変化するので、これに伴い追従電圧Ｖ３も経時的に変化する。従って、上記思想に基づき、追従電圧Ｖ３が経時的に変化するのに合わせて動作電圧Ｖ１を変化させれば、Ｖ１−Ｖ３の値を一定に保つことが出来、電流発生回路３の発熱量を最小限に抑えることが出来る。または、追従電圧Ｖ３が経時的に変化するのに合わせて動作電圧Ｖ１を段階的に変化させると、動作電圧Ｖ１を変化させない従来の電流源１０１よりもＶ１−Ｖ３の値を小さく出来る。従って、電流発生回路３の発熱量を、動作電圧Ｖ１を変化させない従来の電流源１０１よりも小さく出来る。
【００４５】
本実施形態に係る電流源１は、動作電圧Ｖ１を変化させるために、可変電圧源４を備えている。可変電圧源４は、抵抗Ｒａと、スイッチＳＷ１，ＳＷ２によって可変電圧源４と接続されている抵抗Ｒｂ，Ｒｃとにより算出される合成抵抗Ｒ’に応じた動作電圧Ｖ１を、電流発生回路３に供給する。スイッチ切り替え指示回路７は、試料８の両端の電圧（追従電圧Ｖ３）のレベルに応じて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２へ、可変電圧源４との接続状態（スイッチＳＷ１，ＳＷ２開閉状態）の切り替えを指示することにより、抵抗網５の合成抵抗Ｒ’を変化させる回路である。電圧源２は、可変電圧源４を動作させるための電圧Ｖ２を出力する電源である。
【００４６】
追従電圧Ｖ３の増加（または減少）を検出したスイッチ切り替え指示回路７は、コンパレータ７’，７’’の出力から、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の制御入力へ、それぞれ異なる制御信号を出力する。スイッチ回路６は、スイッチ切り替え指示回路７のコンパレータ７’，７’’から出力された制御信号に基づき、抵抗網５の合成抵抗Ｒ’（即ち、可変電圧源４の第１制御入力４ａと、可変電圧源４の第２制御入力４ｂとの間の抵抗）を変更する。これにより、可変電圧源４は、出力する動作電圧Ｖ１を変更する。具体的には、追従電圧Ｖ３が増加すると動作電圧Ｖ１も増加させ、追従電圧Ｖ３が減少すると動作電圧Ｖ１も減少させる。よって、動作電圧Ｖ１を変化させない従来の電流源１０１よりもＶ１−Ｖ３の値を小さく出来るので、動作電圧Ｖ１を変化させない従来の電流源１０１よりも消費電力Ｐを小さく出来る。従って、電流発生回路３の発熱量を、動作電圧Ｖ１を変化させない従来の電流源１０１よりも小さく出来る。
【００４７】
以上のように、本実施形態に係る電流源１によれば、動作電圧Ｖ１を変化させない従来の電流源１０１よりもＶ１−Ｖ３の値を小さく出来るので、動作電圧Ｖ１を変化させない従来の電流源１０１よりも消費電力Ｐを小さく出来る。従って、電流発生回路３の発熱量を、動作電圧Ｖ１を変化させない従来の電流源１０１よりも小さく出来る。
【００４８】
電流発生回路３の発熱量をより小さく出来るので、動作電圧Ｖ１を変化させない場合に電流発生回路３に取り付ける必要があった冷却部を、削除するか、大きさをより小さく出来る。上記冷却部は、電流発生回路３を冷却するものであり、例えば放熱フィンや送風機である。本実施形態に係る電流源１では、上記冷却部を削除するか、大きさをより小さく出来るので、電流源１を実装する基板の大きさをより小さく出来る、または、電流源１を実装する基板における単位面積当たりの回路の実装数を増やすことが出来るので、回路の実装率を高めることが出来、従来の電流源１０１よりも小型の電流源１を提供できる。
【００４９】
なお、本実施形態に係る電流源１において、可変電圧源４としては、例えばＮＥＣエレクトロニクスのμＰＣ３１７が用いられる。また、スイッチ回路６としては、例えばアナログデバイセズのＡＤＧ４４２が用いられる。
【００５０】
本実施形態に係る電流源１に効果について、例えば、電流源１において、電流Ｉ１＝２Ａとし、抵抗成分Ｒが４Ωから０．０１Ωまで変化する場合を考える。
【００５１】
この場合、可変電圧源４は、例えば以下に示すように動作電圧Ｖ１を変更する。即ち、追従電圧Ｖ３が２Ｖ未満であれば、Ｖ１＝５Ｖとする。また、２〔Ｖ〕≦Ｖ３＜５〔Ｖ〕の場合は、Ｖ１＝８Ｖとする。さらに、追従電圧Ｖ３が５Ｖ以上であれば、Ｖ１＝１１Ｖとする。この場合の電流発生回路３の消費電力Ｐは、以下の表２の通りとなる。
【００５２】
【表２】
2011170673.tif 000004
【００５３】
表２と、〔発明が解決しようとする課題〕の表１とを比較すると、追従電圧Ｖ３＝２Ｖの時のＶ１−Ｖ３は、９Ｖから６Ｖになり、消費電力Ｐは、１８Ｗから１２Ｗになる。また、追従電圧Ｖ３＝０．０２Ｖの時のＶ１−Ｖ３は、１０．９８Ｖから４．９８Ｖになり、消費電力Ｐは、２１．９６Ｗから９．９６Ｗになる。
【００５４】
なお、表２に示される制御では、動作電圧Ｖ１は、３段階（１１Ｖ、８Ｖ、及び、５Ｖ）に分けて変更されるが、動作電圧Ｖ１を変更する段階をより多くすることにより、消費電力Ｐの最大値をさらに小さく出来る。
【００５５】
ここで、可変電圧源４の実施例、抵抗網５及びスイッチ回路６の実施例、並びに、スイッチ切り替え指示回路７の実施例について、それぞれ説明する。
【００５６】
〔可変電圧源４の実施例１〕
図２は、可変電圧源４の実施例１を示す回路図である。図２の可変電圧源４は、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、キャパシタＣ１〜Ｃ３と、インダクタＬ１と、ツェナーダイオードＺＤ１とを有している。
【００５７】
図２の可変電圧源４において、電圧源２の出力は、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１のＶＩＮ端子（図１の入力４ｉに相当）及びキャパシタＣ１の一端に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１のＰＨ端子は、インダクタＬ１の一端、キャパシタＣ２の一端、及びツェナーダイオードＺＤ１のカソードに接続されている。キャパシタＣ２の他端は、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１のＢＯＯＴ端子に接続されている。
【００５８】
インダクタＬ１の他端（図１の出力４ｏに相当）は、抵抗Ｒ１の一端、及びキャパシタＣ３の一端に接続されている。インダクタＬ１の他端からは、出力電圧ＶＯＵＴ（図１の動作電圧Ｖ１に相当）が出力される。抵抗Ｒ１の他端は、抵抗Ｒ２の一端及びＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１のＶＳＥＮＳＥ端子（図１の第１制御入力４ａに相当）に接続されている。
【００５９】
そして、電圧源２の入力、キャパシタＣ１の他端、ツェナーダイオードＺＤ１のアノード、キャパシタＣ３の他端、抵抗Ｒ２の他端、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１のＧＮＤ端子、及びＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１のＰＷＰ端子（図１の第２制御入力４ｂに相当）は、互いに接続されており、電気的に接地されてもよい。
【００６０】
図２の可変電圧源４において、電圧源２は、例えば２４Ｖの電圧を出力する（図１の電圧Ｖ２に相当）。ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１は、例えばテキサスインスツルメンツ社のＴＰＳ５４３０である。キャパシタＣ１の容量は、例えば３．３μＦである。キャパシタＣ２の容量は、例えば０．０１μＦである。キャパシタＣ３の容量は、例えば２２０μＦである。抵抗Ｒ１は、例えば１０ｋΩである。インダクタＬ１のインダクタンスは、例えば２７μＨである。ツェナーダイオードＺＤ１は、例えばＢ２３０Ａである。
【００６１】
図２の可変電圧源４において、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１として用いられるテキサスインスツルメンツ社のＴＰＳ５４３０のデータシートによれば、図２に示す回路において抵抗Ｒ２を変更するだけで、インダクタＬ１の他端から出力される出力電圧ＶＯＵＴを、５Ｖ、８Ｖ、または、１１Ｖに変更できる（以下の表３参照）。
【００６２】
【表３】
2011170673.tif 000005
【００６３】
従って、図２に示す回路の抵抗Ｒ２を、以下の図３に示す回路に置き換えれば良い。
【００６４】
〔抵抗網５及びスイッチ回路６の実施例１〕
図３は、抵抗網５及びスイッチ回路６の実施例１を示す回路図であり、図３において、図２の抵抗Ｒ２は、抵抗網５及びスイッチ回路６を用いて構成出来る。
【００６５】
図３の抵抗網５は、抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを有している。図３のスイッチ回路６は、トランジスタＴｒ２１（図１のスイッチＳＷ１に相当）と、トランジスタＴｒ２２（図１のスイッチＳＷ２に相当）とを有している。
【００６６】
図３において、抵抗Ｒａの一端と、トランジスタＴｒ２１のドレインと、トランジスタＴｒ２２のドレインとは、図２のＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１のＶＳＥＮＳＥ端子（図１の第１制御入力４ａに相当）に接続されている。トランジスタＴｒ２１のソースは、抵抗Ｒｂの一端に接続されている。トランジスタＴｒ２２のソースは、抵抗Ｒｃの一端に接続されている。抵抗Ｒａの他端と、抵抗Ｒｂの他端と、抵抗Ｒｃの他端とは、図２のＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１のＰＷＰ端子（図１の第２制御入力４ｂに相当）に接続されている。トランジスタＴｒ２１のゲートは、図１のスイッチＳＷ１の制御入力に相当し、コンパレータ７’の出力７ｏに接続されている。トランジスタＴｒ２２のゲートは、図１のスイッチＳＷ２の制御入力に相当し、コンパレータ７’’の出力７ｏ’に接続されている。
【００６７】
〔可変電圧源４の実施例１〕において延べたように、図２に示す回路の抵抗Ｒ２を、図３に示す回路（抵抗網５及びスイッチ回路６を用いる回路）に変更すればよい。図３に示す回路では、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２を用いているが、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２にバイポーラトランジスタを用いてもよく、リレー回路に置き換えてもよい。
【００６８】
以下に示す表４は、抵抗Ｒａ＝３．２４ｋΩ、抵抗Ｒｂ＝４．０２ｋΩ、抵抗Ｒｃ＝３．２４ｋΩとした場合の、出力電圧ＶＯＵＴの変化を示す表である。
【００６９】
【表４】
2011170673.tif 000006
【００７０】
表４に示すように、トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２の、ｏｎまたはｏｆｆを変更することにより、抵抗網５の合成抵抗Ｒ’を変更し、出力電圧ＶＯＵＴを変更出来る。トランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２の、ｏｎまたはｏｆｆは、図１のコンパレータ７’，７’’から出力される信号に基づき行われる。
【００７１】
〔可変電圧源４の実施例２〕
図４は、可変電圧源４の実施例２を示す回路図である。図４の可変電圧源４は、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２と、抵抗Ｒ３〜Ｒ６と、キャパシタＣ４〜Ｃ７と、インダクタＬ２と、ツェナーダイオードＺＤ２とを有している。
【００７２】
図４の可変電圧源４において、電圧源２の出力は、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２のＶＩＮ端子（図１の入力４ｉに相当）及びキャパシタＣ４の一端に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１のＢＤ端子（図１の出力４ｏ及び図１の第１制御入力４ａに相当）は、インダクタＬ２の一端、キャパシタＣ６の一端、及び抵抗Ｒ５の一端に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２のＢＤ端子からは、出力電圧ＶＯＵＴ（図１の動作電圧Ｖ１に相当）が出力される。
【００７３】
インダクタＬ２の他端は、ツェナーダイオードＺＤ２のカソード、キャパシタＣ５の一端、及びＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２のＳＷ端子に接続されている。キャパシタＣ５の他端は、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２のＢｏｏｓｔ端子に接続されている。
【００７４】
抵抗Ｒ５の他端（図１の第２制御入力４ｂに相当）は、抵抗Ｒ６の一端及びＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２のＦＢ端子に接続されている。抵抗Ｒ３の一端は、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２のＶｃ端子に接続されている。抵抗Ｒ３の他端は、キャパシタＣ７の一端に接続されている。抵抗Ｒ４の一端は、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２のＲｔ端子に接続されている。
【００７５】
そして、電圧源２の入力、キャパシタＣ４の他端、キャパシタＣ６の他端、キャパシタＣ７の他端、抵抗Ｒ４の他端、抵抗Ｒ６の他端、ツェナーダイオードＺＤ２のアノード、及びＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２のＧＮＤ端子は、互いに接続されており、電気的に接地されてもよい。
【００７６】
図４の可変電圧源４において、電圧源２は、例えば１５Ｖの電圧を出力する（図１の電圧Ｖ２に相当）。ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２は、例えばリニアテクノロジー社のＬＴ１９１２である。キャパシタＣ４の容量は、例えば０．０１μＦである。キャパシタＣ５の容量は、例えば０．４７μＦである。キャパシタＣ６の容量は、例えば４７μＦである。キャパシタＣ７の容量は、例えば３３０ｐＦである。抵抗Ｒ３は、例えば２４ｋΩである。抵抗Ｒ４は、例えば６８．１ｋΩである。インダクタＬ２のインダクタンスは、例えば６．８μＨである。ツェナーダイオードＺＤ２は、例えばＭＢＲＳ３４０である。
【００７７】
図４の可変電圧源４において、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２として用いられるリニアテクノロジー社のＬＴ１９１２のデータシートによれば、図４に示す回路において抵抗Ｒ５を変更するだけで、ＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２のＢＤ端子から出力される出力電圧ＶＯＵＴを、５Ｖ、８Ｖ、または、１１Ｖに変更できる（以下の表５参照）。
【００７８】
【表５】
2011170673.tif 000007
【００７９】
従って、図４に示す回路の抵抗Ｒ５を、以下の図５（ａ）に示す回路に置き換えれば良い。
【００８０】
〔抵抗網５及びスイッチ回路６の実施例２〕
図５（ａ）は、抵抗網５及びスイッチ回路６の実施例２を示す回路図であり、図５（ａ）において、図４の抵抗Ｒ５は、抵抗網５及びスイッチ回路６を用いて構成出来る。図５（ｂ）は、図５（ａ）のリレー接点ｒｌ１１，ｒｌ１２の構成を示す回路図である。
【００８１】
図５の抵抗網５は、抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを有している。図５のスイッチ回路６は、リレー接点ｒｌ１１（図１のスイッチＳＷ１に相当）と、リレー接点ｒｌ１２（図１のスイッチＳＷ２に相当）とで構成されている。
【００８２】
図５（ａ）において、抵抗Ｒａの一端と、リレー接点ｒｌ１１の一端と、リレー接点ｒｌ１２の一端とは、図２のＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２のＢＤ端子（図１の第１制御入力４ａに相当）に接続されている。リレー接点ｒｌ１１の他端は、抵抗Ｒｂの一端に接続されている。リレー接点ｒｌ１２の他端は、抵抗Ｒｃの一端に接続されている。抵抗Ｒａの他端と、抵抗Ｒｂの他端と、抵抗Ｒｃの他端とは、図２のＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ１のＦＢ端子（図１の第２制御入力４ｂに相当）に接続されている。
【００８３】
図５（ｂ）において、リレー接点ｒｌ１１は、ダイオードＤ１と、コイルＲＬ１１と、トランジスタＴｒ２３とで構成されている。リレー接点ｒｌ１２は、ダイオードＤ２と、コイルＲＬ１２と、トランジスタＴｒ２４とで構成されている。なお、リレー接点ｒｌ１１，ｒｌ１２において、コイルＲＬ１１，ＲＬ１２に代えて、半導体スイッチを用いてもよい。
【００８４】
トランジスタＴｒ２３のベースは、図１のスイッチＳＷ１の制御入力に相当し、コンパレータ７’の出力７ｏに接続されている。トランジスタＴｒ２４のベースは、図１のスイッチＳＷ２の制御入力に相当し、コンパレータ７’’の出力７ｏ’に接続されている。
【００８５】
トランジスタＴｒ２３のコレクタは、ダイオードＤ１のアノードとコイルＲＬ１１の一端とに接続されている。トランジスタＴｒ２４のコレクタは、ダイオードＤ２のアノードとコイルＲＬ１２の一端とに接続されている。
【００８６】
ダイオードＤ１のカソード、コイルＲＬ１１の他端、ダイオードＤ２のカソード、及びコイルＲＬ１２の他端は、図２のＤＣ／ＤＣコンバータＩＣ２のＢＤ端子（図１の第１制御入力４ａに相当）に接続されており、リレードライブ電圧Ｖｒ（動作電圧Ｖ１に相当）が印加される。トランジスタＴｒ２３のエミッタと、トランジスタＴｒ２４のエミッタとは、互いに接続されている。
【００８７】
〔可変電圧源４の実施例２〕において述べたように、図４に示す回路の抵抗Ｒ５を、図５（ａ）に示す回路（抵抗網５及びスイッチ回路６を用いる回路）に変更すればよい。
【００８８】
以下に示す表６は、抵抗Ｒａ＝３９０ｋΩ、抵抗Ｒｂ＝９３１ｋΩ、抵抗Ｒｃ＝３９０ｋΩとした場合の、出力電圧ＶＯＵＴの変化を示す表である。
【００８９】
【表６】
2011170673.tif 000008
【００９０】
表６に示すように、リレー接点ｒｌ１１，ｒｌ１２の開閉を変更することにより、抵抗網５の合成抵抗Ｒ’を変更し、出力電圧ＶＯＵＴを変更出来る。リレー接点ｒｌ１１，ｒｌ１２の開閉は、図１のコンパレータ７’，７’’から出力される信号に基づき行われる。
【００９１】
〔スイッチ切り替え指示回路７の実施例１〕
図６は、スイッチ切り替え指示回路７の実施例１を示す回路図である。図６のスイッチ切り替え指示回路７は、コンパレータ７’，７’’，７’’’を備えているとともに、抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ａ’，Ｒ１ａ’’，Ｒ２ａ，Ｒ２ａ’，Ｒ２ａ’’，Ｒｌ，Ｒｌ’，Ｒｌ’’、インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３、及び、電圧源１０〜１２を有している。電圧源１０は電圧Ｖｒｅｆ１を出力し、電圧源１１は電圧Ｖｒｅｆ２を出力し、電圧源１２は電圧Ｖｒｅｆ３を出力する。
【００９２】
図６のスイッチ切り替え指示回路７において、試料８の一端と、コンパレータ７’の反転入力端子（−、第１入力７ａに相当）と、コンパレータ７’’の反転入力端子（−、第１入力７ａ’に相当）と、コンパレータ７’’’の反転入力端子（−、第１入力７ａ’’に相当）とには、追従電圧Ｖ３が印加される。
【００９３】
コンパレータ７’の非反転入力端子（＋、第２入力７ｂに相当）は、抵抗Ｒ１ａの一端と、抵抗Ｒ２ａの一端とに接続されており、電圧Ｖｐ１が印加される。コンパレータ７’’の非反転入力端子（＋、第２入力７ｂ’に相当）は、抵抗Ｒ１ａ’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’の一端とに接続されており、電圧Ｖｐ２が印加される。コンパレータ７’’’の非反転入力端子（＋）は、抵抗Ｒ１ａ’’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’’の一端とに接続されており、電圧Ｖｐ３が印加される。
【００９４】
コンパレータ７’の出力７ｏは、抵抗Ｒｌの一端と、抵抗Ｒ２ａの他端と、インバータ回路ＩＮＶ１の入力と、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力とに接続されており、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ１を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力に出力する。インバータ回路ＩＮＶ１の出力は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ１を出力する。
【００９５】
コンパレータ７’’の出力７ｏ’は、抵抗Ｒｌ’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’の他端と、インバータ回路ＩＮＶ２の入力と、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力とに接続されており、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ２を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力に出力する。インバータ回路ＩＮＶ２の出力は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ２を出力する。
【００９６】
コンパレータ７’’’の出力は、抵抗Ｒｌ’’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’’の他端と、インバータ回路ＩＮＶ３の入力とに接続されており、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ３を出力する。インバータ回路ＩＮＶ３の出力は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ３を出力する。
【００９７】
なお、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ１を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力に出力する代わりに、制御信号ＯＵＴＰＵＴ１を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力に出力してもよい。同様に、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ２を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力に出力する代わりに、制御信号ＯＵＴＰＵＴ２を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力に出力してもよい。
【００９８】
また、スイッチ回路６がスイッチＳＷ３を有してもよい。この場合、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ３を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ３の制御入力に出力する代わりに、制御信号ＯＵＴＰＵＴ３を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ３の制御入力に出力してもよい。
【００９９】
抵抗Ｒｌの他端と、抵抗Ｒｌ’の他端と、抵抗Ｒｌ’’の他端とには、電圧Ｖｒｌが印加される。コンパレータ７’のＶ＋端子と、コンパレータ７’’のＶ＋端子と、コンパレータ７’’’のＶ＋端子とには、電圧Ｖ＋が印加される。
【０１００】
抵抗Ｒ１ａの他端は、電圧源１０の出力に接続されている。抵抗Ｒ１ａ’の他端は、電圧源１１の出力に接続されている。抵抗Ｒ１ａ’’の他端は、電圧源１２の出力に接続されている。
【０１０１】
そして、試料８の他端、電圧源１０の入力、コンパレータ７’のＶ−端子、電圧源１１の入力、及び、コンパレータ７’’のＶ−端子、電圧源１２の入力、及び、コンパレータ７’’’のＶ−端子は、互いに接続されており、電気的に接地されてもよい。
【０１０２】
なお、コンパレータ７’，７’’，７’’’は、例えば、ＮＥＣエレクトロニクス社のμＰＣ２７７である。
【０１０３】
図６のスイッチ切り替え指示回路７において、コンパレータ７’，７’’，７’’’として用いられる、ＮＥＣエレクトロニクス社のμＰＣ２７７のデータシートによれば、コンパレータ７’を用いる回路では、コンパレータ７’の反転入力端子（−）に入力される追従電圧Ｖ３が、電圧源１０が出力する電圧Ｖｒｅｆ１よりも高いか低いかを判定することが出来る。
【０１０４】
上記判定における閾値に関して、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ１がＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルへと変化する場合の閾値ＶｔｈＨ１は、以下に示す（３）式で算出される。同様に、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ１がＨＩＧＨレベルからＬＯＷレベルへと変化する場合の閾値ＶｔｈＬ１は、以下に示す（４）式で算出される。（４）式の電圧Ｖｏｌに関して、図６の回路では、電圧源１０の入力の電位が基準電位である。よって、Ｖｏｌ＝０である。
ＶｔｈＨ１≒Ｖｒｅｆ１＋Ｒ１ａ／（Ｒｌ＋Ｒ２ａ＋Ｒ１ａ）×（Ｖｒｌ−Ｖｒｅｆ１）    （３）
ＶｔｈＬ１≒Ｖｒｅｆ１−Ｒ１ａ／（Ｒ２ａ＋Ｒ１ａ）×（Ｖｒｅｆ１−Ｖｏｌ）    （４）
制御信号ＯＵＴＰＵＴ１は、追従電圧Ｖ３が閾値を超えた時にＨＩＧＨレベルとなる信号であり、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ１は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ１の反転信号である。なお、閾値ＶｔｈＨ１と閾値ＶｔｈＬ１とが異なるのは、閾値付近でチャタリングを発生させないためである。
【０１０５】
以下の表７は、電圧Ｖ＋＝１５Ｖ、電圧Ｖｒｌ＝５Ｖとした場合、（３）式及び（４）式に基づき各閾値を算出した結果を示す表である。
【０１０６】
【表７】
2011170673.tif 000009
【０１０７】
表７によれば、閾値ＶｔｈＨ１＝８．１６Ｖ、及び、閾値ＶｔｈＬ１＝７．９１Ｖに基づいて、追従電圧Ｖ３が、電圧源１０が出力する電圧Ｖｒｅｆ１よりも高いか低いかを判定することが出来る。
【０１０８】
また、コンパレータ７’’を用いる回路では、コンパレータ７’’の反転入力端子（−）に入力される追従電圧Ｖ３が、電圧源１１が出力する電圧Ｖｒｅｆ２よりも高いか低いかを判定することが出来る。
【０１０９】
上記判定における閾値に関して、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ２がＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルへと変化する場合の閾値ＶｔｈＨ２は、以下に示す（５）式で算出される。同様に、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ２がＨＩＧＨレベルからＬＯＷレベルへと変化する場合の閾値ＶｔｈＬ２は、以下に示す（６）式で算出される。（６）式の電圧Ｖｏｌに関して、図６の回路では、電圧源１１の入力の電位が基準電位である。よって、Ｖｏｌ＝０である。
ＶｔｈＨ２≒Ｖｒｅｆ２＋Ｒ１ａ’／（Ｒｌ’＋Ｒ２ａ’＋Ｒ１ａ’）×（Ｖｒｌ−Ｖｒｅｆ２）    （５）
ＶｔｈＬ２≒Ｖｒｅｆ２−Ｒ１ａ’／（Ｒ２ａ’＋Ｒ１ａ’）×（Ｖｒｅｆ２−Ｖｏｌ）    （６）
制御信号ＯＵＴＰＵＴ２は、追従電圧Ｖ３が閾値を超えた時にＨＩＧＨレベルとなる信号であり、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ２は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ２の反転信号である。なお、閾値ＶｔｈＨ２と閾値ＶｔｈＬ２とが異なるのは、閾値付近でチャタリングを発生させないためである。
【０１１０】
以下の表８は、電圧Ｖ＋＝１５Ｖ、電圧Ｖｒｌ＝５Ｖとした場合、（５）式及び（６）式に基づき各閾値を算出した結果を示す表である。
【０１１１】
【表８】
2011170673.tif 000010
【０１１２】
表８によれば、閾値ＶｔｈＨ２＝５．１０Ｖ、及び、閾値ＶｔｈＬ２＝４．９２Ｖに基づいて、追従電圧Ｖ３が、電圧源１１が出力する電圧Ｖｒｅｆ２よりも高いか低いかを判定することが出来る。
【０１１３】
さらに、コンパレータ７’’’を用いる回路では、コンパレータ７’’’の反転入力端子（−）に入力される追従電圧Ｖ３が、電圧源１２が出力する電圧Ｖｒｅｆ３よりも高いか低いかを判定することが出来る。
【０１１４】
上記判定における閾値に関して、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ３がＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルへと変化する場合の閾値ＶｔｈＨ３は、以下に示す（７）式で算出される。同様に、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ３がＨＩＧＨレベルからＬＯＷレベルへと変化する場合の閾値ＶｔｈＬ３は、以下に示す（８）式で算出される。（８）式の電圧Ｖｏｌに関して、図６の回路では、電圧源１２の入力の電位が基準電位である。よって、Ｖｏｌ＝０である。
ＶｔｈＨ３≒Ｖｒｅｆ３＋Ｒ１ａ’’／（Ｒｌ’’＋Ｒ２ａ’’＋Ｒ１ａ’’）×（Ｖｒｌ−Ｖｒｅｆ３）    （７）
ＶｔｈＬ３≒Ｖｒｅｆ３−Ｒ１ａ’’／（Ｒ２ａ’’＋Ｒ１ａ’’）×（Ｖｒｅｆ３−Ｖｏｌ）    （８）
制御信号ＯＵＴＰＵＴ３は、追従電圧Ｖ３が閾値を超えた時にＨＩＧＨレベルとなる信号であり、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ３は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ３の反転信号である。なお、閾値ＶｔｈＨ３と閾値ＶｔｈＬ３とが異なるのは、閾値付近でチャタリングを発生させないためである。
【０１１５】
以下の表９は、電圧Ｖ＋＝１５Ｖ、電圧Ｖｒｌ＝５Ｖとした場合、（７）式及び（８）式に基づき各閾値を算出した結果を示す表である。
【０１１６】
【表９】
2011170673.tif 000011
【０１１７】
表９によれば、閾値ＶｔｈＨ３＝２．０３Ｖ、及び、閾値ＶｔｈＬ３＝１．９３Ｖに基づいて、追従電圧Ｖ３が、電圧源１２が出力する電圧Ｖｒｅｆ３よりも高いか低いかを判定することが出来る。
【０１１８】
なお、図６のスイッチ切り替え指示回路７では、電圧源１０は電圧Ｖｒｅｆ１を出力し、電圧源１１は電圧Ｖｒｅｆ２を出力し、電圧源１２は電圧Ｖｒｅｆ３を出力するが、これに限定されず、電圧源１０〜１２を設ける代わりに、図１１の回路を用いてもよい。
【０１１９】
図１１は、電圧発生回路３０の回路図である。電圧発生回路３０は、電圧源３１と、抵抗３２〜３５とを有している。
【０１２０】
電圧発生回路３０では、電圧源３１の出力は、抵抗３２の一端に接続されており、電圧源３１は、電圧Ｖｒｅｆ１を出力する。抵抗３２の他端と、抵抗３３の一端とは接続されており、抵抗３２と抵抗３３との接続点３６から、電圧Ｖｒｅｆ２が出力される。抵抗３３の他端と、抵抗３４の一端とは接続されており、抵抗３３と抵抗３４との接続点３７から、電圧Ｖｒｅｆ３が出力される。抵抗３４の他端と、抵抗３５の一端とは接続されており、抵抗３４と抵抗３５との接続点３８から、電圧Ｖｒｅｆ４が出力される。抵抗３５の他端と、電圧源３１の入力とは互いに接続されており、電気的に接地されてもよい。
【０１２１】
〔スイッチ切り替え指示回路７の実施例２〕
図７は、スイッチ切り替え指示回路７の実施例２を示す回路図である。図７のスイッチ切り替え指示回路７は、コンパレータ７’，７’’，７’’’及び計装アンプＩＣ３，ＩＣ３’，ＩＣ３’’を備えているとともに、抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ａ’，Ｒ１ａ’’，Ｒ２ａ，Ｒ２ａ’，Ｒ２ａ’’，Ｒｌ，Ｒｌ’，Ｒｌ’’、インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３、及び、電圧源１０〜１２を有している。電圧源１０は電圧Ｖｒｅｆ１を出力し、電圧源１１は電圧Ｖｒｅｆ２を出力し、電圧源１２は電圧Ｖｒｅｆ３を出力する。
【０１２２】
図７のスイッチ切り替え指示回路７において、試料８の一端は、計装アンプＩＣ３の非反転入力端子（＋、第１入力７ａに相当）と、計装アンプＩＣ３’の非反転入力端子（＋、第１入力７ａ’に相当）と、計装アンプＩＣ３’’の非反転入力端子（＋）とに接続されている。また、試料８の他端（図１の電流発生回路３の出力３ｏに相当）は、計装アンプＩＣ３の反転入力端子（−）と、計装アンプＩＣ３’の反転入力端子（−）と、計装アンプＩＣ３’’の反転入力端子（−）と接続されている。試料８の一端と試料８の他端との間の電圧は、電圧−Ｖ３に相当する。
【０１２３】
計装アンプＩＣ３の出力は、コンパレータ７’の反転入力端子（−）に接続されている。計装アンプＩＣ３’の出力は、コンパレータ７’’の反転入力端子（−）に接続されている。計装アンプＩＣ３’’の出力は、コンパレータ７’’’の反転入力端子（−）に接続されている。
【０１２４】
コンパレータ７’の非反転入力端子（＋、第２入力７ｂに相当）は、抵抗Ｒ１ａの一端と、抵抗Ｒ２ａの一端とに接続されており、電圧Ｖｐ１が印加される。コンパレータ７’’の非反転入力端子（＋、第２入力７ｂ’に相当）は、抵抗Ｒ１ａ’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’の一端とに接続されており、電圧Ｖｐ２が印加される。コンパレータ７’’’の非反転入力端子（＋）は、抵抗Ｒ１ａ’’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’’の一端とに接続されている。
【０１２５】
コンパレータ７’の出力７ｏは、抵抗Ｒｌの一端と、抵抗Ｒ２ａの他端と、インバータ回路ＩＮＶ１の入力と、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力とに接続されており、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ１を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力に出力する。インバータ回路ＩＮＶ１の出力は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ１を出力する。
【０１２６】
コンパレータ７’’の出力７ｏ’は、抵抗Ｒｌ’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’の他端と、インバータ回路ＩＮＶ２の入力と、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力とに接続されており、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ２を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力に出力する。インバータ回路ＩＮＶ２の出力は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ２を出力する。
【０１２７】
コンパレータ７’’’の出力は、抵抗Ｒｌ’’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’’の他端と、インバータ回路ＩＮＶ３の入力とに接続されており、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ２を出力する。インバータ回路ＩＮＶ３の出力は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ３を出力する。
【０１２８】
なお、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ１を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力に出力する代わりに、制御信号ＯＵＴＰＵＴ１を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力に出力してもよい。同様に、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ２を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力に出力する代わりに、制御信号ＯＵＴＰＵＴ２を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力に出力してもよい。
【０１２９】
また、スイッチ回路６がスイッチＳＷ３を有してもよい。この場合、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ３を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ３の制御入力に出力する代わりに、制御信号ＯＵＴＰＵＴ３を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ３の制御入力に出力してもよい。
【０１３０】
抵抗Ｒｌの他端と、抵抗Ｒｌ’の他端と、抵抗Ｒｌ’’の他端とには、電圧Ｖｒｌが印加される。コンパレータ７’のＶ＋端子と、コンパレータ７’’のＶ＋端子と、コンパレータ７’’’のＶ＋端子と、計装アンプＩＣ３のＶ＋端子と、計装アンプＩＣ３’のＶ＋端子と、計装アンプＩＣ３’’のＶ＋端子とには、電圧Ｖ＋が印加される。計装アンプＩＣ３のＶ−端子と、計装アンプＩＣ３’のＶ−端子と、計装アンプＩＣ３’’のＶ−端子とには、電圧Ｖ−が印加される。
【０１３１】
抵抗Ｒ１ａの他端は、電圧源１０の出力に接続されている。抵抗Ｒ１ａ’の他端は、電圧源１１の出力に接続されている。抵抗Ｒ１ａ’’の他端は、電圧源１２の出力に接続されている。
【０１３２】
そして、電圧源１０の入力、コンパレータ７’のＶ−端子、電圧源１１の入力、コンパレータ７’’のＶ−端子、電圧源１２の入力、コンパレータ７’’’のＶ−端子、計装アンプＩＣ３のｒｅｆ端子、計装アンプＩＣ３’のｒｅｆ端子、及び、計装アンプＩＣ３’’のｒｅｆ端子は、互いに接続されており、電気的に接地されてもよい。
【０１３３】
なお、コンパレータ７’，７’’，７’’’は、例えば、ＮＥＣエレクトロニクス社のμＰＣ２７７である。また、計装アンプＩＣ３，ＩＣ３’，ＩＣ３’’は、例えば、リニアテクノロジー社のＬＴ１１６７である。
【０１３４】
電流源１がグランドを基準に電流を出力する方式、つまり追従電圧が負の電流源の場合は、図７に示すように、図６のスイッチ切り替え指示回路７の前段に、ゲインが１倍の計装アンプＩＣ３，ＩＣ３’，ＩＣ３’’を設ければよい。これにより、負の追従電圧の極性を計装アンプＩＣ３，ＩＣ３’，ＩＣ３’’で反転できるので、反転後の追従電圧（追従電圧Ｖ３に相当）をコンパレータ７’，７’’，７’’’に入力すればよい。これ以降の動作は、図６のスイッチ切り替え指示回路７と同じである。
【０１３５】
〔スイッチ切り替え指示回路７の実施例３〕
図８は、スイッチ切り替え指示回路７の実施例３を示す回路図である。図８のスイッチ切り替え指示回路７は、コンパレータ７’，７’’，７’’’及び計装アンプＩＣ３，ＩＣ３’，ＩＣ３’’を備えているとともに、抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ａ’，Ｒ１ａ’’，Ｒ２ａ，Ｒ２ａ’，Ｒ２ａ’’，Ｒｌ，Ｒｌ’，Ｒｌ’’、インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３、及び、電圧源１０〜１２を有している。電圧源１０は電圧Ｖｒｅｆ１を出力し、電圧源１１は電圧Ｖｒｅｆ２を出力し、電圧源１２は電圧Ｖｒｅｆ３を出力する。
【０１３６】
図８のスイッチ切り替え指示回路７において、試料８の一端（図１の電流発生回路３の出力３ｏに相当）は、計装アンプＩＣ３の非反転入力端子（＋、第１入力７ａに相当）と、計装アンプＩＣ３’の非反転入力端子（＋、第１入力７ａ’に相当）と、計装アンプＩＣ３’’の非反転入力端子（＋）と接続されている。また、試料８の他端は、計装アンプＩＣ３の反転入力端子（−）と、計装アンプＩＣ３’の反転入力端子（−）と、計装アンプＩＣ３’’の反転入力端子（−）と接続されている。
【０１３７】
計装アンプＩＣ３の出力は、コンパレータ７’の反転入力端子（−）に接続されている。計装アンプＩＣ３’の出力は、コンパレータ７’’の反転入力端子（−）に接続されている。計装アンプＩＣ３’’の出力は、コンパレータ７’’’の反転入力端子（−）に接続されている。
【０１３８】
コンパレータ７’の非反転入力端子（＋、第２入力７ｂに相当）は、抵抗Ｒ１ａの一端と、抵抗Ｒ２ａの一端とに接続されており、電圧Ｖｐ１が印加される。コンパレータ７’’の非反転入力端子（＋、第２入力７ｂ’に相当）は、抵抗Ｒ１ａ’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’の一端とに接続されており、電圧Ｖｐ２が印加される。コンパレータ７’’’の非反転入力端子（＋）は、抵抗Ｒ１ａ’’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’’の一端とに接続されている。
【０１３９】
コンパレータ７’の出力７ｏは、抵抗Ｒｌの一端と、抵抗Ｒ２ａの他端と、インバータ回路ＩＮＶ１の入力と、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力とに接続されており、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ１を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力に出力する。インバータ回路ＩＮＶ１の出力は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ１を出力する。
【０１４０】
コンパレータ７’’の出力７ｏ’は、抵抗Ｒｌ’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’の他端と、インバータ回路ＩＮＶ２の入力と、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力とに接続されており、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ２を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力に出力する。インバータ回路ＩＮＶ２の出力は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ２を出力する。
【０１４１】
コンパレータ７’’’の出力は、抵抗Ｒｌ’’の一端と、抵抗Ｒ２ａ’’の他端と、インバータ回路ＩＮＶ３の入力とに接続されており、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ３を出力する。インバータ回路ＩＮＶ３の出力は、制御信号ＯＵＴＰＵＴ３を出力する。
【０１４２】
なお、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ１を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力に出力する代わりに、制御信号ＯＵＴＰＵＴ１を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ１の制御入力に出力してもよい。同様に、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ２を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力に出力する代わりに、制御信号ＯＵＴＰＵＴ２を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ２の制御入力に出力してもよい。
【０１４３】
また、スイッチ回路６がスイッチＳＷ３を有してもよい。この場合、制御信号バーＯＵＴＰＵＴ３を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ３の制御入力に出力する代わりに、制御信号ＯＵＴＰＵＴ３を、スイッチ回路６のスイッチＳＷ３の制御入力に出力してもよい。
【０１４４】
抵抗Ｒｌの他端と、抵抗Ｒｌ’の他端と、抵抗Ｒｌ’’の他端とには、電圧Ｖｒｌが印加される。コンパレータ７’のＶ＋端子と、コンパレータ７’’のＶ＋端子と、コンパレータ７’’’のＶ＋端子と、計装アンプＩＣ３のＶ＋端子と、計装アンプＩＣ３’のＶ＋端子と、計装アンプＩＣ３’’のＶ＋端子とには、電圧Ｖ＋が印加される。計装アンプＩＣ３のＶ−端子と、計装アンプＩＣ３’のＶ−端子と、計装アンプＩＣ３’’のＶ−端子とには、電圧Ｖ−が印加される。
【０１４５】
抵抗Ｒ１ａの他端は、電圧源１０の出力に接続されている。抵抗Ｒ１ａ’の他端は、電圧源１１の出力に接続されている。抵抗Ｒ１ａ’’の他端は、電圧源１２の出力に接続されている。
【０１４６】
そして、電圧源１０の入力、コンパレータ７’のＶ−端子、電圧源１１の入力、コンパレータ７’’のＶ−端子、電圧源１２の入力、コンパレータ７’’’のＶ−端子、計装アンプＩＣ３のｒｅｆ端子、計装アンプＩＣ３’のｒｅｆ端子、及び、計装アンプＩＣ３’’のｒｅｆ端子は、互いに接続されており、電気的に接地されてもよい。
【０１４７】
なお、コンパレータ７’，７’’，７’’’は、例えば、ＮＥＣエレクトロニクス社のμＰＣ２７７である。また、計装アンプＩＣ３，ＩＣ３’，ＩＣ３’’は、例えば、リニアテクノロジー社のＬＴ１１６７である。
【０１４８】
電流源１が、＋電位からグランド、または＋電位から−電位に電流を出力する方式であり、しかも試料８の他端の電位が、グランドなどの基準電位ではない場合は、図８に示すように、図６のスイッチ切り替え指示回路７の前段に、ゲインが１倍の計装アンプＩＣ３，ＩＣ３’，ＩＣ３’’を設ければよい。これにより、試料８の一端と試料８の他端との間の電圧を、グランド基準の電圧に変換した後で、変換後の追従電圧（追従電圧Ｖ３に相当）をコンパレータ７’，７’’，７’’’に入力すればよい。これ以降の動作は、図６のスイッチ切り替え指示回路７と同じである。
【０１４９】
〔電流発生回路３の実施例１〕
図９は、電流発生回路３の実施例１を示す回路図である。図９の電流発生回路３は、オペアンプＩＣ４を備えており、可変電圧源１３と、トランジスタＴｒ２５と、トランジスタＴｒ２６と、抵抗Ｒ７，Ｒ８と、を有している。可変電圧源１３は、可変電圧Ｖｉｎを出力する。
【０１５０】
図９の電流発生回路３において、可変電圧源１３の出力は、オペアンプＩＣ４の非反転入力端子（＋）に接続されている。オペアンプＩＣ４の出力は、トランジスタＴｒ２５のゲートに接続されている。
【０１５１】
試料８の一端には、可変電圧源４が出力する動作電圧Ｖ１が印加される。試料８の他端は、トランジスタＴｒ２５のゲートと、トランジスタＴｒ２６のコレクタとに接続されている。トランジスタＴｒ２５のソースは、抵抗Ｒ７の一端と、トランジスタＴｒ２６のベースとに接続されている。トランジスタＴｒ２６のエミッタは、抵抗Ｒ８の一端と、抵抗Ｒ７の他端と、オペアンプＩＣ４の反転入力端子（−）とに接続されている。
【０１５２】
オペアンプＩＣ４のＶ＋端子には、例えば＋１５Ｖの電圧が印加される。オペアンプＩＣ４のＶ−端子には、例えば−５Ｖの電圧が印加される。試料８の一端と試料８の他端との間の電圧は、追従電圧Ｖ３となる。
【０１５３】
そして、可変電圧源１３の入力と、抵抗Ｒ８の他端とは、互いに接続されており、電気的に接地されてもよい。
【０１５４】
なお、オペアンプＩＣ４は、例えばリニアテクノロジー社のＬＴ１００１である。また、抵抗Ｒ７は、例えば１０ｋΩである。
【０１５５】
図９の電流発生回路３において、ＩＣ４として用いられる、リニアテクノロジー社のＬＴ１００１のデータシートによれば、図９の回路において試料８に流れる電流Ｉ１は、以下に示す（９）式で求められる。
Ｉ１＝Ｖｉｎ／Ｒ８    （９）
この場合、スイッチ切り替え指示回路７に出力する電圧は、図９中の追従電圧Ｖ３となるので、図９の電流発生回路３と図８のスイッチ切り替え指示回路７とを接続すればよい。
【０１５６】
電流源１に図９の電流発生回路３を用いた場合、図９の電流発生回路３において、電流源１により奏される効果の恩恵を受けるのは、トランジスタＴｒ２６である。即ち、電流源１における図９の電流発生回路３の消費電力が、動作電圧Ｖ１を変化させない従来の電流源１０１よりも小さく出来るので、図９の電流発生回路３の発熱量がより小さくなる。従って、消費電力が増大してトランジスタＴｒ２６の温度が上昇することによる、トランジスタＴｒ２６の熱的破壊を防止出来る。
【０１５７】
ここで、図１２は、図９の電流発生回路３における可変電圧源１３の一例を示すブロック図である。図１２の可変電圧源１３は、ＣＰＵ４１とＤ／Ａコンバータ４２とを有している。Ｄ／Ａコンバータ４２は、電気的に接地されてもよい。
【０１５８】
図１２の可変電圧源１３のＤ／Ａコンバータ４２は、ＣＰＵ４１から可変電圧Ｖｉｎに対応するデジタル値４３を受け取ると、デジタル−アナログ変換を行い、アナログ電圧である可変電圧Ｖｉｎを出力する。
【０１５９】
〔電流発生回路３の実施例２〕
図１０は、電流発生回路３の実施例２を示す回路図である。図１０の電流発生回路３は、パワーオペアンプＩＣ５及び計装アンプＩＣ６を備えており、可変電圧源１３と、抵抗Ｒ９とを有している。可変電圧源１３は、可変電圧Ｖｉｎを出力する。
【０１６０】
図１０の電流発生回路３において、可変電圧源１３の出力は、パワーオペアンプＩＣ５の非反転入力端子（＋）に接続されている。パワーオペアンプＩＣ５の出力は、抵抗Ｒ９の一端と、計装アンプＩＣ６の非反転入力端子（＋）とに接続されている。
【０１６１】
抵抗Ｒ９の他端は、試料８の一端と、計装アンプＩＣ６の反転入力端子（−）とに接続されている。計装アンプＩＣ６の出力は、パワーオペアンプＩＣ５の反転入力端子（−）に接続されている。
【０１６２】
パワーオペアンプＩＣ５のＶ＋端子には、可変電圧源４が出力する動作電圧Ｖ１が印加される。計装アンプＩＣ６のＶ＋端子には、例えば＋１５Ｖの電圧が印加される。パワーオペアンプＩＣ５のＶ−端子と、計装アンプＩＣ６のＶ−端子とには、例えば−５Ｖの電圧が印加される。
【０１６３】
そして、可変電圧源１３の入力と、試料８の他端と、計装アンプＩＣ６のｒｅｆ端子とは、互いに接続されており、電気的に接地されてもよい。
【０１６４】
なお、パワーオペアンプＩＣ５は、例えばテキサスインスツルメンツ社のパワーオペアンプＯＰＡ５４８である。また、計装アンプＩＣ６は、例えばテキサスインスツルメンツ社の計装アンプＩＮＡ１２８である。
【０１６５】
図１０の電流発生回路３では、パワーオペアンプＩＣ５の非反転入力端子（＋）には、可変電圧源１３が出力する可変電圧Ｖｉｎが印加される。パワーオペアンプＩＣ５の反転入力端子（−）には、計装アンプＩＣ６を介した抵抗Ｒ９の両端電圧が入力される。
【０１６６】
パワーオペアンプＩＣ５は、パワーオペアンプＩＣ５の非反転入力端子（＋）の電圧と、パワーオペアンプＩＣ５の反転入力端子（−）の電圧とが等しくなるように、パワーオペアンプＩＣ５の出力電圧を制御する。このため、最終的には、パワーオペアンプＩＣ５の反転入力端子（−）の電圧（即ち、抵抗Ｒ９の両端電圧（Ｉ１×Ｒ９））が、可変電圧Ｖｉｎと等しくなる。これを式で表すと、以下の（１０）式となる。
Ｉ１＝Ｖｉｎ／Ｒ９    （１０）
この場合、スイッチ切り替え指示回路７に出力する電圧は、図１０中の追従電圧Ｖ３となるので、図１０の電流発生回路３と図６のスイッチ切り替え指示回路７とを接続すればよい。
【０１６７】
電流源１では、スイッチ回路６は、さらに、抵抗Ｒｂ、Ｒｃのそれぞれ毎に、可変電圧源４との接続状態を切り替えるスイッチＳＷ１，ＳＷ２を有しており、スイッチ切り替え指示回路７は、さらに、電圧Ｖｐ１，Ｖｐ２と試料８の両端の電圧との大小関係を比較するとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続状態の切り替えを指示するコンパレータ７’，７’’をスイッチＳＷ１，ＳＷ２毎に有しており、電圧Ｖｐ１，Ｖｐ２は、コンパレータ７’，７’’毎に異なる値であって、コンパレータ７’，７’’のそれぞれは、試料８の両端の電圧が電圧Ｖｐ１，Ｖｐ２より大きい状態に切り替わったとき、および、試料８の両端の電圧が電圧Ｖｐ１，Ｖｐ２より小さい状態に切り替わったとき、対応するスイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続状態を切り替えることを指示してもよい。
【０１６８】
スイッチ切り替え指示回路７が、上記接続状態の切り替えを指示することにより、抵抗網５の合成抵抗Ｒ’を変化させることが出来る。よって、可変電圧源４は、出力する動作電圧Ｖ１を変化させることが出来る。
【０１６９】
電流源１では、可変電圧源４を動作させるための電圧Ｖ２を、可変電圧源４に出力する電圧源２をさらに備えてもよい。これにより、可変電圧源４は、動作電圧Ｖ１を電流発生回路３に出力出来る。
【０１７０】
電流源１では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、またはリレー回路のリレー接点であってもよい。これにより、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、スイッチ切り替え指示回路７から出力される制御信号に基づき開閉されるので、スイッチ回路６は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉状態を変更することにより、合成抵抗Ｒ’を変化させることが出来る。
【０１７１】
電流源１では、試料８が抵抗であってもよい。これにより、抵抗である試料８の寿命を調べる寿命試験を行うことが出来る。
【０１７２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
本発明の電流源は、従来の電流源よりも小型であるので、試料の寿命試験を行う電流源に好適に用いることが出来る。
【符号の説明】
【０１７４】
１  電流源
２  電圧源
３  電流発生回路（電流発生手段）
４  可変電圧源（可変電圧源）
５  抵抗網
６  スイッチ回路（スイッチ）
７  スイッチ切り替え指示回路（スイッチ切り替え指示手段）
７’，７’’，７’’’  コンパレータ（電圧比較手段）
８  試料
１０〜１２  電圧源
１３  可変電圧源
３０  電圧発生回路
３１  電圧源
３２〜３５  抵抗
４１  ＣＰＵ
４２  Ｄ／Ａコンバータ
Ｃ１〜Ｃ７  キャパシタ
Ｄ１，Ｄ２  ダイオード
Ｉ１  電流
ＩＣ１，ＩＣ２  ＤＣ／ＤＣコンバータ
ＩＣ３，ＩＣ３’，ＩＣ３’’  計装アンプ
ＩＣ４  オペアンプ
ＩＣ５  パワーオペアンプ
ＩＣ６  計装アンプ
ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３  インバータ回路
Ｌ１，Ｌ２  インダクタ
Ｐ  消費電力
Ｒ  抵抗成分
Ｒ’  合成抵抗
Ｒ１〜Ｒ９  抵抗
Ｒ１ａ，Ｒ１ａ’，Ｒ１ａ’’，Ｒ２ａ，Ｒ２ａ’，Ｒ２ａ’’，Ｒｌ，Ｒｌ’，Ｒｌ’’  抵抗
ＲＬ１１，ＲＬ１２  コイル
Ｒａ  抵抗（基準抵抗）
Ｒｂ，Ｒｃ  抵抗（動作電圧調整抵抗）
ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチ（サブスイッチ）
Ｔｒ２１，Ｔｒ２２，Ｔｒ２３，Ｔｒ２４，Ｔｒ２６  トランジスタ
Ｖ１  動作電圧
Ｖ２  電圧
Ｖ３  追従電圧（試料の両端電圧）
Ｖｉｎ  可変電圧
Ｖｐ１，Ｖｐ２（所定電圧）
ＺＤ１，ＺＤ２  ツェナーダイオード
ｒｌ１１，ｒｌ１２  リレー接点
【図１】
2011170673.tif 000012
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011170673.tif 000021
【図１１】
2011170673.tif 000022
【図１２】
2011170673.tif 000023
【図１３】
2011170673.tif 000024
【図１４】
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