(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧クランプ回路であって、
負荷が接続される出力端子と、
上記電圧クランプ回路の上記出力端子に電流を供給するように構成され、極性を有する第１電流源と、
上記第１電流源の上記極性と逆極性を有する第２電流源と、
上記第１電流源と上記第２電流源との間に結合される抵抗器と、
極性を有する電圧制御電流源と、
上記第１電流源と上記電圧制御電流源との間に結合される第１スイッチ回路と、
上記電圧制御電流源と上記第２電流源との間に結合される第２スイッチ回路と、
上記出力端子に結合され、上記負荷と並列に結合される第１コンデンサと、
上記抵抗器の両端間に結合された第２コンデンサと
を具え、
上記電圧制御電流源は、上記出力端子に生じる出力電圧及び上記抵抗器の両端間電圧に基づく制御電圧を受けて、上記第１電流源の上記極性と逆極性のときは、上記第１スイッチ回路をオンにして上記第１電流源からの電流を受けることによって上記出力端子に供給される電流を減少させ、上記第２電流源の上記極性と逆極性のときは、上記第２スイッチ回路をオンにして上記第２電流源に電流を供給することによって上記抵抗器に流れる電流を減少させるよう構成される電圧クランプ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧クランプ回路に関し、特に、ドライ回路の抵抗器のための電圧クランプ回路に関する。
【０００２】
ドライ回路（dry circuit：ドライ接点回路）の抵抗器は、一般に被測定デバイス（ＤＵＴ）に印加する最大電圧を数十ミリ・ボルト（例えば、２０ｍＶから３０ｍＶ程度）に制限した信号供給（sourcing）回路を必要とする。これは、典型的には、リレーのコンタクト又はコネクタ対中のコンタクトのような電気コンタクト上に形成される薄層酸化物の破壊を防止するために必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１８０８７４号公報
【特許文献２】特表２００８−５１０３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、上述した用途に適し、高速に応答して、電圧制御を行える電圧クランプ回路が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態は、大雑把に言えば、最大電圧リミット及び最大電流リミットのある回路に関する。この回路は、回路の出力信号を駆動する（よって、最大電流を設定する）第１電流源と、この第１電流源と逆極性で、抵抗器と結合される第２電流源とを有していても良い。
【０００６】
電圧制御電流源は、その電流が第１電流源の電流と逆極性のとき、その出力端子から電流をなくし、その電流が第２電流源の電流と逆極性のとき、第２電流源と抵抗器に共通するノードから電流をなくし、これによって、抵抗器を流れる電流を低減する。
【０００７】
この回路は、その出力電圧を抵抗器の両端間電圧と比較し、電圧制御電流源の電圧制御入力にネガティブ・フィードバックがかかるようにする構成要素を有する。
【０００８】
この回路は、回路の出力部に第１コンデンサがあっても良く、これは、電圧制御電流源への入力に応じた出力電圧に単一ポール（極）のロールオフを与える。この回路は、更に、抵抗器の両端にかかる第２コンデンサがあっても良く、これは、電圧制御電流源への入力に応じた抵抗器の両端間電圧に単一ポール（極）のロールオフを与える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明による電圧クランプ回路の実施形態で利用するループ回路の概念的な例を示す。
【図２】図２は、被測定デバイス（ＤＵＴ）と結合された本発明の実施形態による電圧クランプ回路の一例を示す。
【図３】図３は、被測定デバイス（ＤＵＴ）と結合された本発明の実施形態による電圧クランプ回路の別の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明による電圧クランプ回路の実施形態で利用するループ回路１００の概念的な例を示す。図１が示すように、電圧制御電流源の制御電圧Ｖｉｎは、出力電圧と逆極性となり、全体として、ネガティブ・フィードバック・ループが構成される。この例１００では、コンデンサＣは、２０ｄＢ／ｄｅｃのロールオフを生じさせる。このとき、ｇｍ／Ｃは、回路の利得帯域幅を表す。電圧制御電流源の相互コンダクタンスｇｍは、ｇｍ／Ｃ以下の周波数に関して、一定の利得とする必要がある。
【００１１】
図２は、被測定デバイス（ＤＵＴ）と結合された本発明の実施形態による電圧クランプ回路の一例２００を示す。この例では、電流源Ｉ０が２つのダイオードＤ１及びＤ２によって制御され、２つのコンデンサＣ１及びＣ２のいずれかの電圧を調整する。電圧制御電流源Ｉ０の電流が負（ネガティブ）のとき、オームの電流源Ｉ１の電流は、第１ダイオードＤ１を通って迂回するので、ＨＩ接続点を流れる電流が減少する。
【００１２】
しかし、電圧制御電流源Ｉ０の電流が正（ポジティブ）のときには、電流源ＩＳの電流が第２ダイオードＤ２を通して供給されるので、ソース抵抗器（Source Resistor）ＲＳを通って流れる電流が減少する。電圧制御電流源Ｉ０の制御電圧入力の入力インピーダンスは、理想的には無限大である。よって、電圧制御電流源Ｉ０の制御電圧Ｖｉｎは、抵抗器Ｒ１及びＲ２の分圧回路の計算からＶｉｎ＝（Ｖ１Ｒ２＋Ｖ２Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）となり、電圧制御電流源Ｉ０の出力電流Ｉ０は、Ｉ０＝ｇｍＶｉｎ＝ｇｍ（Ｖ１Ｒ２＋Ｖ２Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。ループ回路２００は、通常、Ｖ１／Ｒ１が−Ｖ２／Ｒ２に等しくなるよう調整する（つまり、第１ダイオードＤ１を導通させる）か、又は、Ｖ２／Ｒ２が−Ｖ１／Ｒ１に等しくなるよう調整する（つまり、第２ダイオードＤ２を導通させる）。
【００１３】
例２００では、電圧Ｖ１は、（Ｒ１／Ｒ２）ＲＳＩＳにクランプさせても良い。よって、（Ｒ１／Ｒ２）ＲＳＩＳは、通常、ドライ回路の試験要件に合致するように、２０ｍＶと３０ｍＶの間に設定する必要がある。ループの帯域幅は、Ｄ１が導通しているときｇｍ／Ｃ１であり、Ｄ２が導通しているときｇｍ／Ｃ２に切り換わる。
【００１４】
オームの電流源Ｉ１の保護回路２１２は、通常、この保護回路２１２を電流が流れているときに電圧を低下させる。そこで、コンデンサＣ２及びソース抵抗器ＲＳを、オームの電流源Ｉ１の電圧に追従するように、ブートストラップする（引っ張って持ち上げる）ようにしても良い（図２の例では、バッファ増幅回路２１８を利用している）。これは、ダイオードＤ１及びＤ２の両方が同時にオンするのを効果的に防止する。差動増幅段（Ｄｉｆｆ）２１６は、ソース抵抗器ＲＳの両端間電圧をグラウンドに対する電圧Ｖ２に変換し、電圧Ｖ２は、抵抗器Ｒ１及びＲ２によって電圧Ｖ１と合成されて、制御電圧Ｖｉｎを形成する。
【００１５】
例２００では、第１コンデンサＣ１が、ＨＩ及びＬＯ接続点間の伝導パス（例えば、ＤＵＴ）が突然除かれた場合に、電圧Ｖ１が上昇する速度を制限する（例えば、オーバーシュートを最小限にする）のに利用される。このコンデンサ  −  ｇｍの相互作用を安定性を制御するのに利用することで、標準的な電圧信号源ループが使用される状況においてコンデンサが起こすことがある問題をおおよそ回避できる。
【００１６】
図３は、ＤＵＴと結合された本発明の実施形態による電圧クランプ回路の別の例３００を示している。例３００では、Ｖ１に関するクランプ電圧は、ＩＳ＊ＲＳである。
【００１７】
図示した実施形態を参照しながら、本発明の原理を記述し、特徴を説明してきたが、こうした原理から離れることなく、図示した実施形態の構成や細部を変更したり、望ましい形態に組み合わせても良いことが理解できよう。先の説明では、特定の実施形態に絞って説明しているが、別の構成も考えられる。
【００１８】
特に、「本発明の実施形態によると」といった表現を本願では用いているが、こうした言い回しは、大まかに言って実施形態として可能であることを意味し、特定の実施形態の構成に限定することを意図するものではない。本願で用いているように、これら用語は、別の実施形態に組み合わせ可能な同じ又は異なる実施形態に言及するものである。例えば、本発明は、次のように、種々の概念として表現できる。
【００１９】
本発明の概念１は、電圧クランプ回路であって、
上記電圧クランプ回路の出力部を駆動するように構成され、極性を有する第１電流源と、
抵抗器と結合され、上記第１電流源の上記極性と逆極性を有する第２電流源と、
極性を有する電圧制御電流源であって、上記第１電流源の上記極性と逆極性のときは、上記出力部から電流を除去し、上記第２電流源の上記極性と逆極性のときは、上記第２電流源及び上記抵抗器に共通するノードから電流を除去するよう構成される上記電圧制御電流源と、
上記出力部に結合された第１コンデンサと、
上記抵抗器の両端間に結合された第２コンデンサと
を具えている。
【００２０】
本発明の概念２は、上記概念１の電圧クランプ回路であって、上記出力部の電圧を上記抵抗器にかかる電圧と比較するよう構成されたコンポーネントを更に具えている。
【００２１】
本発明の概念３は、上記概念２の電圧クランプ回路であって、上記コンポーネントが、上記電圧制御電流源の入力信号を、ネガティブ・フィードバッックとなるように駆動するよう更に構成されている。
【００２２】
本発明の概念４は、上記概念１の電圧クランプ回路であって、上記第１電流源が、最大電流を設定して上記電圧クランプ回路の上記出力部を駆動する。
【００２３】
本発明の概念５は、上記概念１の電圧クランプ回路であって、上記第１コンデンサは、上記電圧制御電流源への入力に応じた上記出力部の電圧に単一ポール（極）のロールオフを与える。
【００２４】
本発明の概念６は、上記概念１の電圧クランプ回路であって、上記第２コンデンサは、上記電圧制御電流源への入力に応じた上記抵抗器の両端間電圧に単一ポールのロールオフを与える。
【符号の説明】
【００２５】
２００  電圧クランプ回路の一例
２１０  被測定デバイス（ＤＵＴ）
２１２  保護回路
２１６  差動増幅段（Ｄｉｆｆ）
２１４  保護回路
２１８  バッファ増幅回路
２２０  バッファ増幅回路
３００  電圧クランプ回路の別の例
３１０  被測定デバイス（ＤＵＴ）
３１２  保護回路
３１６  トランジスタ
３１４  保護回路
３１８  バッファ増幅回路
３２０  バッファ増幅回路
Ｃ１  第１コンデンサ
Ｃ２  第２コンデンサ
Ｄ１  第１ダイオード
Ｄ２  第２ダイオード
Ｉ１  第１電流源
Ｉ０  電圧制御電流源
ＩＳ  第２電流源
Ｒ１  第１抵抗器
Ｒ２  第２抵抗器
ＲＳ  ソース抵抗器
Ｖｉｎ  電圧制御電流源の制御電圧
【図１】
0006765184.tif 000002
【図２】
0006765184.tif 000003
【図３】
0006765184.tif 000004