(57)【要約】  【課題】  試験時間を短縮することができる試験システムを提供すること。  【解決手段】  ＲＦ半導体試験システム１０は、所定の電源電圧をＤＵＴ２０に供給する直流電源装置３０と、ＤＵＴ２０の電気的特性を試験する際の出力レベルを設定する出力レベル設定装置７０とを有し、出力レベル設定装置７０は、分配器５０から出力されたＤＵＴ２０の出力信号を検波する検波器７０ａと、予め設定された基準電圧を出力する基準電圧出力回路７０ｂと、検波器７０ａの検波電圧と基準電圧出力回路７０ｂから出力される基準電圧とを比較し、差分電圧を検出する比較器７０ｃと、比較器７０ｃによって検出された差分電圧を補正電圧に変換する補正電圧変換回路７０ｄとを備える。【選択図】  図１
2005189180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電圧を被試験デバイス（２０）に供給する電源装置（３０）と、前記被試験デバイス（２０）の出力レベルを設定する出力レベル設定装置（７０）とを有し、前記電源装置（３０）は、前記被試験デバイス（２０）の出力レベルを制御する制御電圧を出力する出力端子（３０ａ）と、前記制御電圧を補正する補正電圧を前記出力レベル設定装置（７０）から入力する補正電圧入力端子（３０ｂ）とを備え、前記出力レベル設定装置（７０）は、前記被試験デバイス（２０）の出力信号を検波する検波手段（７０ａ）と、前記検波手段（７０ａ）から出力される検波電圧と予め設定された基準電圧との差分電圧を検出する差分電圧検出手段（７０ｃ）と、前記差分電圧を前記補正電圧に変換して前記補正電圧入力端子（３０ｂ）に出力する補正電圧変換手段（７０ｄ）とを備えたことを特徴とする試験システム。
【請求項２】
前記出力レベル設定装置（７０）は、前記電源装置（３０）と一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の試験システム。
【請求項３】
前記補正電圧入力端子（３０ｂ）は、前記出力端子（３０ａ）が所定の負荷（８０）に電圧を供給する場合に前記出力端子（３０ａ）から前記負荷（８０）に供給された前記電圧を前記負荷（８０）側において検出可能なリモートセンシング端子（３０ｂ）であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の試験システム。
【請求項４】
被試験デバイス（２０）に供給する制御電圧を補正する補正電圧を入力する補正電圧入力端子（３０ｂ）を備えた電源装置（３０）から出力レベルを制御する制御電圧が供給された前記被試験デバイス（２０）の出力信号を検波する検波手段（７０ａ）と、前記検波手段（７０ａ）から出力される検波電圧と予め設定された基準電圧との差分電圧を検出する差分電圧検出手段（７０ｃ）と、前記差分電圧を前記補正電圧に変換して前記補正電圧入力端子（３０ｂ）に出力する補正電圧変換手段（７０ｄ）とを備えたことを特徴とする出力レベル設定装置。
【請求項５】
被試験デバイス（２０）に供給する制御電圧を補正する補正電圧を入力する補正電圧入力端子（３０ｂ）を備えた電源装置（３０）から出力レベルを制御する制御電圧が供給された前記被試験デバイス（２０）の出力信号を検波し、検波後の検波電圧と予め設定された基準電圧との差分電圧を検出した後、前記差分電圧を前記補正電圧に変換して前記補正電圧入力端子（３０ｂ）に出力し、補正された前記制御電圧が供給された前記被試験デバイス（２０）を試験することを特徴とする試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体デバイスの出力レベルを所定値に設定して電気的特性を試験する試験システム、出力レベル設定装置及び試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の試験システムは、被試験デバイスの出力レベルを制御する制御電圧の下限値と上限値との範囲において、予め定められた粗い分割比で制御電圧を昇順で変化させ、所望の出力レベルを超えたら１分割分戻って、前述の分割比よりも細かい分割比で制御電圧を昇順で変化させることにより、被試験デバイスの出力レベルを所定値に設定し、被試験デバイスの電気的特性を試験することができるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−４００９１号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の試験システムによる出力レベルの設定では、粗い分割比と細かい分割比とで被試験デバイスの出力レベルを徐々に追い込む構成となっているので、出力レベルが所定値になるまでの設定時間が長くなり、その結果、被試験デバイスの試験時間が長くかかり過ぎるという問題があった。特に、バースト信号を所定の時間間隔で出力する被試験デバイスを試験する際は、バースト信号毎に出力レベルを徐々に追い込む必要があり、出力レベルが所定値になるまでに多数のバースト信号分の時間が必要であるので、被試験デバイスの試験時間が長くかかり過ぎるという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、試験時間を短縮することができる試験システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の試験システムは、所定の電圧を被試験デバイスに供給する電源装置と、前記被試験デバイスの出力レベルを設定する出力レベル設定装置とを有し、前記電源装置は、前記被試験デバイスの出力レベルを制御する制御電圧を出力する出力端子と、前記制御電圧を補正する補正電圧を入力する補正電圧入力端子とを備え、前記出力レベル設定装置は、前記被試験デバイスの出力信号を検波する検波手段と、前記検波手段から出力される検波電圧と予め設定された基準電圧との差分電圧を検出する差分電圧検出手段と、前記差分電圧を前記補正電圧に変換して前記補正電圧入力端子に出力する補正電圧変換手段とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【０００６】
この構成により、本発明の試験システムは、補正電圧変換手段が検波電圧と基準電圧との差分電圧を補正電圧に変換して補正電圧入力端子に出力するので、被試験デバイスの出力レベルを所定値に短時間で設定して試験時間を短縮することができる。
【０００７】
また、本発明の試験システムは、前記出力レベル設定装置は、前記電源装置と一体化されていることを特徴とする構成を有している。
【０００８】
この構成により、本発明の試験システムは、出力レベル設定装置と電源装置とが一体化されるので、小型化を図ることができる。
【０００９】
さらに、本発明の試験システムは、前記補正電圧入力端子は、前記出力端子が所定の負荷に電圧を供給する場合に前記出力端子から前記負荷に供給された前記電圧を前記負荷側において検出可能なリモートセンシング端子であることを特徴とする構成を有している。
【００１０】
この構成により、本発明の試験システムは、一般に市販されている汎用の電源装置が使用できるので、開発期間を短縮して低コスト化を図ることができる。
【００１１】
本発明の出力レベル設定装置は、被試験デバイスに供給する制御電圧を補正する補正電圧を入力する補正電圧入力端子を備えた電源装置から出力レベルを制御する制御電圧が供給された前記被試験デバイスの出力信号を検波する検波手段と、前記検波手段から出力される検波電圧と予め設定された基準電圧との差分電圧を検出する差分電圧検出手段と、前記制御電圧を補正する補正電圧に前記差分電圧を変換する補正電圧変換手段とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明の出力レベル設定装置は、補正電圧変換手段が検波電圧と基準電圧との差分電圧を補正電圧に変換して補正電圧入力端子に出力するので、被試験デバイスの出力レベルを所定値に短時間で設定することができる。
【００１３】
本発明の試験方法は、被試験デバイスに供給する制御電圧を補正する補正電圧を入力する補正電圧入力端子を備えた電源装置から出力レベルを制御する制御電圧が供給された前記被試験デバイスの出力信号を検波し、検波後の検波電圧と予め設定された基準電圧との差分電圧を検出した後、前記差分電圧を前記補正電圧に変換して前記補正電圧入力端子に出力し、補正された制御電圧が供給された被試験デバイスを試験することを特徴とする方法である。
【００１４】
この方法により、本発明の試験方法は、検波電圧と基準電圧との差分電圧を補正電圧に変換して補正電圧入力端子に出力するので、被試験デバイスの出力レベルを所定値に短時間で設定して試験時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、試験時間を短縮することができるという効果を有する試験システムを提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１７】
なお、本発明の実施の形態の試験システムをＲＦ（Radio Frequency：高周波）半導体試験システムに適用した例を挙げて説明する。このＲＦ半導体試験システムは、携帯電話、無線ＬＡＮなどの無線機器に使用されるＲＦ半導体デバイス、例えばパワーアンプ、プリアンプ等の電気的特性を測定し、その測定結果の合否判定を行うものである。
【００１８】
まず、本発明の実施の形態の試験システムの構成について説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態のＲＦ半導体試験システム１０は、所定の電源電圧をＤＵＴ（Device Under Test：被試験デバイス）２０に供給する直流電源装置３０と、ＤＵＴ２０の電気的特性を試験する特性試験信号を発生する信号発生器４０と、ＤＵＴ２０の出力を分配する分配器５０と、ＤＵＴ２０の電気的特性を試験するレベル測定器６０と、ＤＵＴ２０の電気的特性を試験する際の出力レベル（以下、試験時出力レベルという。）を設定する出力レベル設定装置７０とを備えている。
【００２０】
なお、ＤＵＴ２０の出力レベルを制御する制御電圧としてＤＵＴ２０を駆動する電源電圧が適用される例を挙げて以下説明する。
【００２１】
出力レベル設定装置７０は、分配器５０から出力されたＤＵＴ２０の出力信号を検波する検波手段としての検波器７０ａと、予め設定された基準電圧を出力する基準電圧出力回路７０ｂと、検波器７０ａの検波電圧と基準電圧出力回路７０ｂから出力される基準電圧とを比較し、差分電圧を検出する差分電圧手段としての比較器７０ｃと、比較器７０ｃによって検出された差分電圧を後述の補正電圧に変換する補正電圧変換手段としての補正電圧変換回路７０ｄとを備えている。
【００２２】
ＤＵＴ２０は、図示しないテストフィクスチャに順次固定されて電気的特性が試験され、試験後は取り外されるようになっている。
【００２３】
直流電源装置３０は、例えば一般に市販されている汎用の直流電源装置で構成され、負荷に供給する供給電圧を出力する出力端子３０ａと負荷側において供給電圧を検出する補正電圧入力端子としてのリモートセンシング端子（以下、Ｓ端子という。）３０ｂとを備えている。
【００２４】
ここで、直流電源装置３０について図２を用いて説明する。
【００２５】
図２において、直流電源装置３０の出力端子３０ａは、配線８５を介して負荷８０の入力端子８０ａに接続されている。配線８５は僅かながら電気抵抗を持っており、この電気抵抗により電圧降下が生じるので、配線８５に流れる電流の値によっては負荷８０の入力端子８０ａの電圧が変動してしまう。
【００２６】
そこで、汎用の直流電源装置３０は、負荷８０の入力端子８０ａにおいて、配線８６を介して出力端子３０ａから出力される電圧を測定するＳ端子３０ｂを設けることによって、配線８５の電気抵抗により生じる電圧変動を補正し、入力端子８０ａには一定の電圧が印加されるよう制御するようになっている。なお、図２に示された負荷８０は、直流電源装置３０について説明するためのものであり、図１に示されたＤＵＴ２０を構成するものではない。また、直流電源装置３０は、一般に市販されている汎用のものに限定されるものではなく、前述したＳ端子３０ｂの機能を有する専用の直流電源装置であってもよい。
【００２７】
本実施の形態においては、出力端子３０ａはＤＵＴ２０に接続され、Ｓ端子３０ｂは補正電圧変換回路７０ｄに接続されている。なお、以下の記載において、Ｓ端子３０ｂに入力される電圧を補正電圧という。
【００２８】
信号発生器４０は、例えば周波数が８００ＭＨｚ〜３ＧＨｚの特性試験信号を発生し、ＤＵＴ２０に供給するようになっている。
【００２９】
分配器５０は、ＤＵＴ２０から出力される出力信号を分割し、レベル測定器６０及び出力レベル設定装置７０に出力するようになっている。
【００３０】
レベル測定器６０は、例えばスペクトラムアナライザで構成され、ＤＵＴ２０の出力レベルが試験時出力レベルに設定された後、ＤＵＴ２０の電気的特性、例えば利得、歪率、高調波レベル等を測定し、測定結果に基づいてＤＵＴ２０の仕様値に対する合否を判定するようになっている。
【００３１】
基準電圧出力回路７０ｂは、試験対象のＤＵＴ２０と同等のＤＵＴの出力レベルと検波器７０ａの検波電圧との関係に基づいて予め設定された基準電圧を出力するようになっている。
【００３２】
例えば、ＤＵＴ２０としてＲＦパワーアンプの電気的特性を試験する場合、ＲＦパワーアンプの出力レベルに対する検波器７０ａの検波電圧の関係を例えば典型的な出力レベルを有するＲＦパワーアンプを使用して予め把握しておき、ＲＦパワーアンプの試験時出力レベルに対応する検波器７０ａの検波電圧が基準電圧として設定される。具体的には、ＲＦパワーアンプの試験時出力レベルを３６ｄＢｍに設定する場合は、典型的な出力レベルを有するＲＦパワーアンプの出力レベルが３６ｄＢｍになるときの検波電圧を予め求めておき、このときの検波電圧が例えば２Ｖのときは、基準電圧は２Ｖに設定される。
【００３３】
比較器７０ｃは、基準電圧出力回路７０ｂによって出力される基準電圧から検波器７０ａの検波電圧を減算した差分電圧を補正電圧変換回路７０ｄに出力するようになっている。この差分電圧がゼロのときは、ＤＵＴ２０の出力レベルは予め設定された基準電圧に対応する試験時出力レベルになっていることを表している。なお、差分電圧は、例えば所定の時間内の平均電圧によって表される。また、差分電圧は、閾値を設けて判断されるようになっている。例えば、差分電圧が完全にゼロでなくても、ゼロ近傍の所定の範囲に予め設定された閾値の範囲内であればゼロとみなされる。
【００３４】
補正電圧変換回路７０ｄは、例えば試験対象のＤＵＴ２０と同等のＤＵＴの出力レベルに基づき、直流電源装置３０の出力端子３０ａから出力される電圧と検波器７０ａの検波電圧との関係を表したテーブルを参照し、比較器７０ｃから出力される差分電圧を補正電圧に変換するようになっている。
【００３５】
前述のテーブルは、例えばＤＵＴ２０としてＲＦパワーアンプの電気的特性を試験する場合、直流電源装置３０の出力端子３０ａから出力される電圧に対する検波器７０ａの検波電圧の関係を例えば典型的な出力レベルを有するＲＦパワーアンプを使用して予め求めておくことによって作成される。
【００３６】
なお、ＲＦ半導体試験システム１０全体の動作を管理するパーソナルコンピュータを備える構成とし、パーソナルコンピュータが、直流電源装置３０、信号発生器４０、レベル測定器６０及び出力レベル設定装置７０の動作を管理するようにしてもよい。
【００３７】
次に、本実施の形態のＲＦ半導体試験システム１０の動作について説明する。
【００３８】
図３において、まず、直流電源装置３０によって、出力端子３０ａを介しＤＵＴ２０の直流電源となる制御電圧がＤＵＴ２０に供給される（ステップＳ１１）。次いで、信号発生器４０によって、ＤＵＴ２０の電気的特性を試験する特性試験信号がＤＵＴ２０に供給され（ステップＳ１２）、特性試験信号はＤＵＴ２０によって増幅され分配器５０に出力される。
【００３９】
引き続き、分配器５０によって、ＤＵＴ２０の出力信号がレベル測定器６０と出力レベル設定装置７０とに分配される（ステップＳ１３）。出力レベル設定装置７０に入力されたＤＵＴ２０の出力信号は、検波器７０ａによって検波され（ステップＳ１４）、検波電圧が比較器７０ｃに出力される。
【００４０】
次いで、比較器７０ｃによって、基準電圧出力回路７０ｂから出力される基準電圧と検波器７０ａの検波電圧とが比較され、基準電圧から検波電圧を減算した差分電圧が補正電圧変換回路７０ｄに出力される（ステップＳ１５）。
【００４１】
続いて、補正電圧変換回路７０ｄによって、差分電圧が補正電圧に変換され（ステップＳ１６）、直流電源装置３０のＳ端子３０ｂに出力される（ステップＳ１７）。次いで、直流電源装置３０によって、ＤＵＴ２０に出力される制御電圧としての電源電圧が補正される（ステップＳ１８）。
【００４２】
さらに、補正後の電源電圧に応じたＤＵＴ２０の出力信号、すなわち試験時出力レベルの信号がＤＵＴ２０から出力されて、試験時出力レベルの信号は分配器５０によって、レベル測定器６０と出力レベル設定装置７０とに分配される（ステップＳ１９）。そして、レベル測定器６０によって、ＤＵＴ２０から出力された試験時出力レベルの信号に基づいてＤＵＴ２０の電気的特性の試験が実行され（ステップＳ２０）、ＤＵＴ２０の利得、歪率、高調波レベル等の仕様に対する判定が行われる。
【００４３】
なお、前述のステップＳ１８において制御電圧を補正した後にＤＵＴ２０の出力レベルが試験時出力レベルと一致しない場合を想定して、ＤＵＴ２０の電源電圧をさらに補正する処理を追加する構成としてもよい。この構成において、ＤＵＴ２０の出力レベルが試験時出力レベルと一致したときに、試験の開始を許可する信号を比較器７０ｃからレベル測定器６０に出力するようにしてもよい。
【００４４】
次に、出力レベルの設定について、図４に示すようなバースト状の出力信号９０がＤＵＴ２０から出力される場合を例に挙げて説明する。なお、ＤＵＴ２０の試験時出力レベルをＶｔとする。
【００４５】
図４に示すように、出力信号９０は、バースト信号９１及び９２を含む複数のバースト信号で構成されている。個々のバースト信号は、時間幅Ｔ１（例えば６００μｓ）を有し、周期Ｔ２（例えば４．６ｍｓ）で出力されている。
【００４６】
出力レベルがＶ１のバースト信号９１が検波器７０ａに入力されると、検波器７０ａによって検波される。このときの検波電圧と基準電圧との差分電圧に基づき、補正電圧変換回路７０ｄによって、ＤＵＴ２０の出力レベルが試験時出力レベルＶｔになるよう補正する補正電圧がＳ端子３０ｂに出力され、出力端子３０ａから出力される制御電圧が補正されてＤＵＴ２０に供給される。その結果、ＤＵＴ２０からは、出力レベルがＶｔのバースト信号９２が出力される。
【００４７】
したがって、本実施の形態のＲＦ半導体試験システム１０においては、検波器７０ａに入力される最初のバースト信号９１（Ｔ１＝６００μｓ）でＤＵＴ２０の出力レベルを試験時出力レベルＶｔに設定することができ、バースト信号９２以降の信号でＤＵＴ２０の電気的特性の試験を実行することができるので、従来の試験システムのようにバースト信号毎に出力レベルを徐々に追い込むことによって出力レベルを設定して実験を行うものよりも、試験時間を大幅に短縮することができる。
【００４８】
なお、図４に示されたバースト状の出力信号９０に代えて、正弦波や変調波等の連続波がＤＵＴ２０から出力される場合でも同様にＤＵＴ２０の出力レベルを試験時出力レベルに短時間で設定することができる。
【００４９】
また、ＤＵＴ２０の出力レベルを制御する制御電圧としてＤＵＴ２０を駆動する電源電圧で説明したが、本発明における制御電圧はＤＵＴ２０を駆動する電源電圧に限定されるものではなく、ＤＵＴ２０の出力レベルを可変することができる電圧であればよい。
【００５０】
また、ＤＵＴ２０の出力レベルを例えばパルス信号や正弦波信号等で変更できる場合は、直流電源装置３０に代えてパルス発振器や正弦波発振器等を備える構成としてもよい。
【００５１】
以上のように、本実施の形態のＲＦ半導体試験システム１０によれば、補正電圧変換回路７０ｄは、検波電圧と基準電圧との差分電圧を補正電圧に変換してＳ端子３０ｂに出力する構成としたので、ＤＵＴ２０の出力レベルを所定値に短時間で設定して試験時間を短縮することができる。
【００５２】
また、本実施の形態のＲＦ半導体試験システム１０は、直流電源装置３０を一般に市販されている汎用の直流電源装置で構成すれば、試験システムの開発期間を短縮して低コスト化を図ることができる。
【００５３】
なお、前述の実施の形態において、直流電源装置３０と出力レベル設定装置７０とを別個に構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、直流電源装置３０と出力レベル設定装置７０とを一体化する構成としてもよい。
【００５４】
また、前述の実施の形態において、ＲＦ半導体デバイスを試験する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、出力レベルを制御する制御電圧が外部から供給されるその他のデバイスや装置等についても試験することができる。
【００５５】
また、前述の実施の形態において、説明を容易にするために省略したが、検波器７０ａの入力レベル範囲を拡大するために、検波器７０ａと分配器５０との間に図５に示すようなレベル調整部１００を挿入する場合がある。レベル調整部１００は、分配器５０の出力レベルを増幅する増幅器１００ａと、増幅器１００ａの出力レベルを所定値に減衰する可変減衰器１００ｂとを備えている。この構成により、レベル調整部１００でレベルを変更した分に相当する電圧分を補正電圧変換回路７０ｄで加味してＳ端子３０ｂに戻すことができるので、検波器７０ａとして使用される機器の適用性が拡大し、本実施の形態のＲＦ半導体試験システム１０を容易に構築することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明にかかる試験システム、出力レベル設定装置及び試験方法は、試験時間を短縮することができるという効果を有し、半導体デバイスを試験する試験システム、出力レベル設定装置及び試験方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態のＲＦ半導体試験システムのブロック図
【図２】直流電源装置の説明図
【図３】本発明の実施の形態のＲＦ半導体試験システムの各ステップのフローチャート
【図４】バースト信号の一例を示す図
【図５】レベル調整部の説明図
【符号の説明】
【００５８】
１０  ＲＦ半導体試験システム（試験システム）
２０  ＤＵＴ（被試験デバイス）
３０  直流電源装置（電源手段、電源装置）
３０ａ  出力端子
３０ｂ  Ｓ端子（補正電圧入力端子、リモートセンシング端子）
４０  信号発生器
５０  分配器
６０  レベル測定器
７０  出力レベル設定装置
７０ａ  検波器（検波手段）
７０ｂ  基準電圧出力回路
７０ｃ  比較器（差分電圧検出手段）
７０ｄ  補正電圧変換回路（補正電圧変換手段）
８０  負荷
８０ａ  入力端子
８５、８６  配線
９０  出力信号
９１、９２  バースト信号
１００  レベル調整部
１００ａ  増幅器
１００ｂ  可変減衰器
【図１】
2005189180.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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