(57)【要約】【課題】位相遅れ量を低減し高速に応答できる電圧印加電流測定器を実現することを目的にする。【解決手段】本発明は、負荷に電圧を印加し、電流を測定する電圧印加電流測定器に改良を加えたものである。本装置は、電流を供給するアンプと、このアンプの正、負の電源ライン上ごとに設けられるシャント抵抗と、このシャント抵抗ごとに、シャント抵抗の両端電圧を測定する差動アンプとを有し、差動アンプの出力を引き算して電流を測定することを特徴とする装置である。【選択図】        図１
2004294178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電圧を印加し、電流を測定する電圧印加電流測定器において、
前記電流を供給するアンプと、
このアンプの正、負の電源ライン上ごとに設けられるシャント抵抗と、
このシャント抵抗ごとに、シャント抵抗の両端電圧を測定する差動アンプと
を有し、前記差動アンプの出力を引き算して前記電流を測定することを特徴とする電圧印加電流測定器。
【請求項２】
差動アンプの出力同士を引き算する引き算器と、
この引き算器の出力をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータと
を設けたことを特徴とする請求項１記載の電圧印加電流測定器。
【請求項３】
正、負の電源とシャント抵抗との間に、バッファアンプを挿入したことを特徴とする請求項１または２記載の電圧印加電流測定器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷、被検査対象に電圧を印加し、電流を測定する電圧印加電流測定器に関し、位相遅れ量を低減し高速に応答できる電圧印加電流測定器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体検査装置では、被検査対象、例えばＩＣ，ＬＳＩ等である負荷を電圧印加電流測定器で駆動して、そこに流れる電流を測定することによって、その良否を判定している。このような電圧印加電流測定器は例えば、特許文献１、特許文献２等に記載されている。以下図４，５を用いて以下に説明する。ここで、図５は図４に示す装置の電流測定の具体的構成を示した図である。
【０００３】
図４において、Ｄ／Ａコンバータ１０は、電圧を出力する。抵抗Ｒｉは、一端をＤ／Ａコンバータ１の出力端に接続する。バッファ２０は、抵抗Ｒｉの他端に入力端を接続する。抵抗Ｒは、バッファ２０の出力端に一端を接続する。差動アンプ３０は、抵抗Ｒの他端に反転入力端子を接続し、非反転入力端子を接地する。コンデンサＣは、差動アンプ３０の非反転入力端子と出力端子との間に設けられる。つまり、差動アンプ３０とコンデンサＣとにより、積分回路を構成する。アンプ４０は、差動アンプ３０の出力を入力する。シャント抵抗Ｒｓは、アンプ４０の出力端に一端を接続する。負荷５０は、シャント抵抗Ｒｓの他端を一端に接続し、他端を接地する。バッファ６０は、抵抗Ｒｓの他端に入力端を接続する。抵抗Ｒｆは、バッファ６０の出力端に一端を接続し、バッファ２０の入力端に他端を接続する。
【０００４】
図５において、差動アンプ７１は、シャント抵抗Ｒｓの両端に接続し、シャント抵抗Ｒｓの両端の電圧を測定する。Ａ／Ｄコンバータ７２は、差動アンプ７１の出力をデジタルデータに変換する。
【０００５】
このような装置の動作を以下に説明する。負荷５０に印加する電圧値はＤ／Ａコンバータ１０に設定され、この設定電圧は、抵抗Ｒｉを介して、バッファ２０に入力される。また、負荷５０の電圧は、バッファ６０、抵抗Ｒｆを介してバッファ２０に入力される。すなわち、バッファ２０の出力は、Ｄ／Ａコンバータ１０の出力と負荷５０の両端の電圧との差である誤差電圧になる。
【０００６】
この誤差電圧は、抵抗Ｒによって誤差電流に変換され、差動アンプ３０、コンデンサＣの積分回路に入力される。この積分回路の出力により、アンプ４０は、シャント抵抗Ｒｓを介して、負荷５０に設定電圧を与える。
【０００７】
このとき、シャント抵抗Ｒｓには、負荷５０に流れる電流と同じ電流が流れるので、シャント抵抗Ｒｓの両端の電圧を、差動アンプ７１で測定し、Ａ／Ｄコンバータ７２でデジタルデータにする。このように、電圧印加、電流測定を行う。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−６２３３３号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開２００２−２８６８０８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
負荷５０が容量性の場合、シャント抵抗Ｒｓと負荷容量とにより、位相遅れが発生し、帰還系が不安定になるのを防ぐために、応答速度自体を低速にしなければならなかった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、位相遅れ量を低減し高速に応答できる電圧印加電流測定器を実現することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
負荷に電圧を印加し、電流を測定する電圧印加電流測定器において、
前記電流を供給するアンプと、
このアンプの正、負の電源ライン上ごとに設けられるシャント抵抗と、
このシャント抵抗ごとに、シャント抵抗の両端電圧を測定する差動アンプと
を有し、前記差動アンプの出力を引き算して前記電流を測定することを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
差動アンプの出力同士を引き算する引き算器と、
この引き算器の出力をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータと
を設け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、
正、負の電源とシャント抵抗との間に、バッファアンプを挿入したことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１の実施例を示した要部構成図である。ここで、図４に示す主要部は同一なので、図示を省略する。
【００１４】
図１において、アンプ８０は、図４に示すアンプ４０、シャント抵抗Ｒｓの代わりに設けられ、負荷５０に電流を供給する。バッファアンプ８１，８２は、それぞれ正の電源電圧Ｖ＋、負の電源電圧Ｖ−を入力する。シャント抵抗Ｒｓ＋，Ｒｓ−は、それぞれバッファアンプ８１，８２の負帰還ループ上に設けられる。すなわち、シャント抵抗Ｒｓ＋，Ｒｓ−は、それぞれ、バッファアンプ８１，８２の出力端に一端を接続し、バッファアンプ８１，８２の反転入力端子、アンプ８０の正、負の電源端子に他端を接続する。差動アンプ８３，８４は、シャント抵抗Ｒｓ＋，Ｒｓ−ごとに設けられ、シャント抵抗Ｒｓ＋，Ｒｓ−の両端電圧を測定する。引き算器８５は、差動アンプ８３，８４の出力同士を引き算する。Ａ／Ｄコンバータ８６は、引き算器８５の出力をデジタルデータに変換する。
【００１５】
このような装置の動作を以下で説明する。電圧印加電流測定器の全体の動作は従来例と同じなので説明を省略する。ここで、アンプ８０の入力バイアス電流Ｉｉｎを負荷電流Ｉｏｕｔに対して無視できるほど小さいとする。このようなアンプ８０は、ＦＥＴ入力タイプで、入力バイアス電流が負荷条件や温度、入力信号のなどによる変動幅が、測定しようとする電流に対して無視できる程小さいものを選択すれば実現できる。
【００１６】
負荷５０に負荷電流Ｉｏｕｔが流れていない場合について考える。正側電源に流れる電流Ｉ１は、バッファアンプ８１からシャント抵抗Ｒｓ＋を介して、アンプ８０に供給される。そして、電流Ｉ１は、差動アンプ８３により電圧に変換される。同様に、負側電源に流れる電流Ｉ２は、アンプ８０から、シャント抵抗Ｒｓ−、バッファアンプ８２を介して、負の電源電圧Ｖ−に流れる。そして、電流Ｉ２は、差動アンプ８４により電圧に変換される。負荷６０に電流が流れていないので、引き算器８５により引き算した結果は、入力バイアス電流Ｉｉｎによる値になる。しかし、入力バイアス電流Ｉｉｎは無視できるほど小さいので、引き算器８５からの出力によるＡ／Ｄコンバータ８６の結果は、ゼロになる。
【００１７】
負荷５０に電流が流れると、正、負の電源のどちらかから負荷５０に必要な負荷電流Ｉｏｕｔが供給され、引き算器８５による結果は、負荷電流Ｉｏｕｔに対応する電圧が出力される。すなわち、Ｉｏｕｔ＝Ｉ１−Ｉ２の関係になる。このとき、電流Ｉ１，Ｉ２の大きさが変化しても、正側と負側の両者の電流の引き算した結果はゼロになるので、負荷電流Ｉｏｕｔの測定に影響しない。
【００１８】
このように、アンプ８０の電源ライン上にシャント抵抗Ｒｓ＋、Ｒｓ−を設け、負荷電流の測定を行うので、アンプ８０の出力段にシャント抵抗を設ける必要がなく、位相遅れの発生が非常に少なくすることができる。この結果、電圧設定ループの応答を高速にできる。
【００１９】
次に、第２の実施例を図２に示し説明する。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。
【００２０】
図２において、バッファアンプ８７，８８は、それぞれバッファアンプ８１，８２の代わりに設けられ、シャント抵抗Ｒｓ＋、Ｒｓ−の一端に出力端、反転入力端子を接続したものである。
【００２１】
また、第３の実施例を図３に示し説明する。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。
【００２２】
図３において、アンプ８９、９０は、アンプ８０の代わりに設けられ、シャント抵抗Ｒｓ＋，Ｒｓ−の他端が、正、負の電源端子に接続される。アンプ８９の出力がアンプ９０に入力され、アンプ９０の出力が負荷５０に供給される。そして、アンプ８９は低入力バイアス電流変動アンプである。すなわち、アンプ８９，９０を合わせて、１つのアンプを構成してもよい。
【００２３】
このような図２，３に示す装置の動作は図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００２４】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、アンプ８０の電圧を安定させるために、バッファアンプ８１，８２，８７，８８を設けた構成を示したが、バッファアンプ８１，８２，８７，８８がない構成でもよい。また、引き算器８５の出力後、Ａ／Ｄコンバータ８６で電圧を求める構成を示したが、電圧値の検出はアナログの電圧計等でもよい。また、引き算器８５を設けた構成を示したが、差動アンプ８３，８４の出力ごとに、Ａ／Ｄコンバータを設け、Ａ／Ｄコンバータの出力を演算部により引き算して、負荷電流を求める構成でもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、アンプの電源ライン上にシャント抵抗を設け、負荷電流の測定を行うので、アンプの出力段にシャント抵抗を設ける必要がなく、位相遅れの発生が非常に少なくすることができる。この結果、電圧設定ループの応答を高速にできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示した要部構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示した要部構成図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示した要部構成図である。
【図４】従来の電圧印加電流測定器の構成を示した図である。
【図５】図４に示す装置の電流測定の具体的構成を示した図である。
【符号の説明】
６０  負荷
８０，８９，９０  アンプ
８１，８２，８７，８８  バッファアンプ
８３，８４  差動アンプ
８５  引き算器
８６  Ａ／Ｄコンバータ
Ｒｓ＋，Ｒｓ−  シャント抵抗
【図１】
2004294178.tif 000003
【図２】
2004294178.tif 000004
【図３】
2004294178.tif 000005
【図４】
2004294178.tif 000006
【図５】
2004294178.tif 000007