(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験対象の大規模集積回路の出力ピンに複数の測定回路を接続し、試験目的に対応する測定回路に前記出力ピンの出力信号を選択入力するＬＳＩテストシステムの入力保護装置において、
前記測定回路の信号入力経路に挿入され、信号切換信号によって前記出力ピンの出力信号を前記複数の測定回路に選択入力するスイッチ回路と、
前記複数の測定回路の信号入力経路の夫々にアノードを接続しカソードに正のクランプ電圧が印加された第１のダイオードと、前記信号入力経路の夫々にカソードを接続しアノードに負のクランプ電圧が印加された第２のダイオードによって構成されたクランプ回路と、
前記クランプ電圧の電圧切換を行なうクランプ電圧切換部と、
を備え、
前記クランプ電圧切換部は、
前記スイッチ回路を介して前記出力ピンの出力信号が入力された信号入力経路の前記クランプ回路に、前記測定回路の入力保護に必要なクランプ電圧を印加すると共に、前記出力ピンの出力信号が前記スイッチ回路により遮断されてオープンとなった信号経路の前記クランプ回路に、前記測定回路の入力電位の飽和を避けるためのクランプ電圧を印加することを特徴とする入力保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路の過電圧入力に対する保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の入力保護装置の一例を図２を用いて説明する。同図は、ＬＳＩテストシステムの信号入力部の一例である。
【０００３】
ＬＳＩテストシステムはテスト対象のＬＳＩ（ＤＵＴ：Ｄｅｖｉｃｅ  Ｕｎｄｅｒ  Ｔｅｓｔ）の出力ピンの数に応じ、数１０ピンから数１００ピン分の入力信号を同時に扱う。そのため同じ回路構造を持つ測定回路がＤＵＴの出力数だけ用意され、それぞれが同時に測定を行う。同図の例では各出力ピン用の測定部は２つの信号経路Ａ及びＢがあり、各出力ピンに対して信号経路Ａが選択された場合、オンオフ制御部１０からスイッチ回路ＳＷＡ１〜ＳＷＡ３をオンとする制御信号が各スイッチ回路に出力され、オンオフ制御部２０からスイッチ回路ＳＷＢ１〜ＳＷＢ３をオフとする制御信号が各スイッチ回路に出力される。これによって各出力ピンの出力が信号経路Ａに接続された測定回路（図示せず。）に入力される。同様に、各出力ピンに対して信号経路Ｂが選択された場合、オンオフ制御部１０からスイッチ回路ＳＷＡ１〜ＳＷＡ３をオフとする制御信号が各スイッチ回路に出力され、オンオフ制御部２０からスイッチ回路ＳＷＢ１からＳＷＢ３をオンとする制御信号が各スイッチ回路に出力される。これによって各出力ピンの出力が信号経路Ｂに接続された測定回路に入力される。
【０００４】
またすべての測定回路には、ＤＵＴからの過大電圧による損傷を避けるため、図３に示すようなダイオードによるクランプ回路が設けられている。
【０００５】
図３のような回路においてアンプＡＭＰの入力を保護する場合、ダイオードＤ３とＤ４にクランプしたい正クランプ電圧ＶCLMP+と負クランプ電圧ＶCLMP-を印加することにより、アンプＡＭＰの入力に前記正クランプ電圧ＶCLMP+と負クランプ電圧ＶCLMP-を超える電圧が入力されることを防止することが可能である。このようなクランプ回路の場合、クランプされる電圧範囲は、ダイオードＤ３の電圧降下をＶＤ３、ダイオードＤ４の電圧降下ＶＤ４とすると｛（ＶCLMP+）＋ＶＤ３｝以上、｛（ＶCLMP-）−ＶＤ４｝以下となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図２で説明した従来の入力保護装置では、複数の測定回路がスイッチ回路によって選択されるため、選択されていない信号経路の入力がオープン状態となる。一般的に測定回路等の信号処理回路では入力部に次段の入力リーク電流が存在し、入力がオープン状態になったとき、このリーク電流が基板等の浮遊容量に積分されて入力電位が上昇（または下降）して行き、最終的には信号処理回路を飽和させてしまうような電位に達してしまう。
【０００７】
信号処理回路が飽和すると、様々な問題が発生する場合がある。例えば信号処理回路が、その出力に負荷抵抗が接続されている増幅器の場合、入力が飽和すると、出力に大きな電圧が発生し、そこから負荷抵抗に大きな電流が流れる。この電流は増幅器の電源電流であり、すべてのピン分の電流の総和がシステム全体の無駄な消費電力となってしまう。
【０００８】
これを防ぐ一つの方法に、それぞれのスイッチ回路と信号処理回路の間に、信号処理経路が選択されていないとき、信号処理回路が飽和しないような電位を入力に印加するスイッチ構造を設けることが挙げられるが、この方法では、ＤＵＴのすべての出力ピン数に信号経路数を乗じた数のスイッチ構造が必要となるため、部品点数が増大しコストの増大を招くと共に、システム全体を小型化することが困難になるという問題点が発生する。
【０００９】
また、他にも信号処理回路の入力のリーク電流が比較的小さい場合は、（リーク電流）×（抵抗値）が信号処理回路の無駄な消費電力を抑えるような大きさになる抵抗を入力と接地電位との間に接続する方法があるが、この信号処理回路がＤＵＴに対して大きな入力抵抗を示す必要がある場合、前記抵抗によって信号処理回路の入力抵抗が下がってしまうという問題点がある。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するもので、装置自体を小型化することが可能であると共に、入力がオープン状態となった信号処理回路の飽和を防止することが可能な入力保護回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために請求項１に記載の発明では、被試験対象の大規模集積回路の出力ピンに複数の測定回路を接続し、試験目的に対応する測定回路に前記出力ピンの出力信号を選択入力するＬＳＩテストシステムの入力保護装置において、
前記測定回路の信号入力経路に挿入され、信号切換信号によって前記出力ピンの出力信号を前記複数の測定回路に選択入力するスイッチ回路と、
前記複数の測定回路の信号入力経路の夫々にアノードを接続しカソードに正のクランプ電圧が印加された第１のダイオードと、前記信号入力経路の夫々にカソードを接続しアノードに負のクランプ電圧が印加された第２のダイオードによって構成されたクランプ回路と、
前記クランプ電圧の電圧切換を行なうクランプ電圧切換部と、
を備え、
前記クランプ電圧切換部は、
前記スイッチ回路を介して前記出力ピンの出力信号が入力された信号入力経路の前記クランプ回路に、前記測定回路の入力保護に必要なクランプ電圧を印加すると共に、前記出力ピンの出力信号が前記スイッチ回路により遮断されてオープンとなった信号経路の前記クランプ回路に、前記測定回路の入力電位の飽和を避けるためのクランプ電圧を印加することを特徴とするものである。
【００２２】
図１において図２の従来例と異なる点は、クランプ電圧切換部Ｕ１及びＵ２を備えた点である。クランプ電圧切換部Ｕ１は、信号経路Ａに接続された第１及び第２のダイオードに印加する正クランプ電圧（ＶＡCLMP+）と負クランプ電圧（ＶＡCLMP-）を発生し、クランプ電圧切換部Ｕ２は、信号経路Ｂに接続された第１及び第２のダイオードに印加する正クランプ電圧（ＶＢCLMP+）と負クランプ電圧（ＶＢCLMP-）を発生する。
【００２３】
同図において、例えば信号経路Ａが選択された場合、従来例と同様にオンオフ制御部１０からスイッチ回路ＳＷＡ１〜ＳＷＡ３をオンとする制御信号が各スイッチ回路に出力され、制御部２０からスイッチ回路ＳＷＢ１〜ＳＷＢ３をオフする制御信号が各スイッチ回路に出力される。これによって、各出力ピンの出力が信号経路Ａに接続された測定回路に入力される。この時、同時にクランプ電圧切換部Ｕ１は、信号経路Ａに接続された第１及び第２のダイオードにＤＵＴからの入力に対して信号経路Ａに接続された信号処理回路を保護する正クランプ電圧（ＶＡCLMP+）と負クランプ電圧（ＶＢCLMP-）を印加し、クランプ電圧切換部Ｕ２は、信号経路Ｂに接続された第１及び第２のダイオードに信号処理回路が飽和しない値に調整された正クランプ電圧（ＶＢCLMP+）と負クランプ電圧（ＶＢCLMP-）を印加する。
【００２４】
また、同様に、信号経路Ｂが選択された場合、オンオフ制御部１０からスイッチ回路ＳＷＡ１〜ＳＷＡ３をオフとする制御信号が各スイッチ回路に出力され、制御部２０からスイッチ回路ＳＷＢ１〜ＳＷＢ３をオンする制御信号が各スイッチ回路に出力される。これによって、各出力ピンの出力が信号経路Ｂに接続された測定回路に入力される。この時、同時にクランプ電圧切換部Ｕ１は、信号経路Ａに接続された第１及び第２のダイオードに信号処理回路が飽和しない値に調整された正クランプ電圧（ＶＡCLMP+）と負クランプ電圧（ＶＢCLMP-）を印加し、クランプ電圧切換部Ｕ２は、信号経路Ｂに接続された第１及び第２のダイオードにＤＵＴからの入力に対して信号経路Ａに接続された信号処理回路を保護する正クランプ電圧（ＶＢCLMP+）と負クランプ電圧（ＶＢCLMP-）を印加する。
【００２５】
ここで、上記の説明にある信号処理回路が飽和しない値に調整された正クランプ電圧と負クランプ電圧とは、この正クランプ電圧と負クランプ電圧の電圧範囲を充分に狭くした値のことであり、前記第１及び第２のダイオードに充分に狭い範囲のクランプ電圧を設定することにより、信号経路の入力リーク電流によって信号処理回路の入力電位が変化しようとしても、電圧範囲が絞られたクランプ回路によって電圧の変化可能範囲が制限され信号経路内部の飽和が回避される。従って、このような動作により、入力がオープン状態となった信号処理回路の飽和を防止することが可能となる。
【００２６】
また、上記に説明した入力保護回路のほかにも、図４に示すような構成のものがある。同図において、入力端子は例えばリレーを用いたスイッチ回路ＲＬ１の固定接点に接続され、このスイッチ回路ＲＬ１の可動接点は、例えばアンプＡＭＰ等の電子回路の入力端子に接続される。また、このスイッチ回路ＲＬ１は過電圧検出部Ｕ１０から出力される信号遮断信号ＣＬＲによってオンオフされる。
【００２７】
前記スイッチ回路ＲＬ１の可動接点にはダイオードＤ１１のアノードが接続され、このダイオードＤ１１のカソードはベースに正クランプ電圧ＶCLMP+を印加されたトランジスタＱ１のエミッタに接続される。
【００２８】
前記トランジスタＱ１のコレクタにはツェナーダイオードＤ１３のカソードが接続され、このツェナーダイオードＤ１３のアノードは接地電位に接続されている。また、このツェナーダイオードＤ１３には抵抗Ｒ１１が並列に接続されている。
【００２９】
また、前記スイッチ回路ＲＬ１の可動接点にはダイオードＤ１２のカソードが接続され、このダイオードＤ１２のアノードはベースに負クランプ電圧ＶCLMP-を印加されたトランジスタＱ２のエミッタに接続される。
【００３０】
前記トランジスタＱ２のコレクタにはツェナーダイオードＤ１４のアノードが接続され、このツェナーダイオードＤ１４のカソードは接地電位に接続されている。また、このこのツェナーダイオードＤ１４には抵抗Ｒ１２が並列に接続されている。
【００３１】
更に、前記ツェナーダイオードＤ１３のカソード電位Ｖ＋と前記ツェナーダイオードＤ１４のアノード電位Ｖ−は、前記信号遮断信号ＣＬＲを出力すると共に制御回路ＣＰＵに割り込み信号を出力するＩＮＴ端子とリセット信号を入力するＲＳＴ端子を備えた過電圧検出部Ｕ１０に入力される。
【００３２】
このような構成の回路において、入力端子から前記正クランプ電圧ＶCLMP+または、負クランプ電圧ＶCLMP-を超える電位の入力信号Ｖｉｎが印加された場合、トランジスタＱ１またはＱ２がオンとなり、過電圧検出部Ｕ１０に入力されるカソード電位Ｖ＋またはアノード電位Ｖ−をツェナーダイオードＤ１３またはツェナーダイオードＤ１４のツェナー電圧に変化させる。過電圧検出部Ｕ１０はこれを検知し、スイッチ回路ＲＬ１をオフすると共に、制御回路ＣＰＵに割り込み信号を出力しエラー処理を要求する。
【００３３】
制御回路ＣＰＵでは、上記の動作によってスイッチ回路ＲＬ１をオフとした後、内部のプログラムによって入力信号Ｖｉｎが正常な電圧範囲に戻ったと判断された場合、過電圧検出部Ｕ１０にリセット信号を出力し、再びスイッチ回路ＲＬ１をオンとし、信号処理を再開する。上記に説明した動作によって、入力保護回路は過電圧保護状態から通常状態への自動復帰が可能となる。
【００３４】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。請求項１に記載の発明では、本発明に係わる入力保護装置は、従来の入力保護回路に、クランプ電圧切換回路を付加するだけの簡単な改造で、入力がオープン状態となった信号処理回路の飽和を防止することが可能となる。また、前記クランプ電圧切換回路は簡単な電子回路で実現が可能であるため、入力保護装置を小型化できると共に低コストで製作することが可能である。
【００３８】
スイッチ回路（ＲＬ１）に汎用的な電磁開閉器（リレー）を用いたことにより、スイッチ回路を低コストで製作することが可能であると共に、大電流を流すことが要求される電子回路においても容易に対応することが可能である。また、部品調達も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る入力保護回路の一実施例を示す構成図である。
【図２】従来の入力保護回路の一例を示す構成図である。
【図３】従来の入力保護回路のクランプ回路の一例を示す構成図である。
【図４】本発明に係る入力保護回路の他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１  入力端子
１０、２０  オンオフ制御部
Ｕ１，Ｕ２  クランプ電圧切換回路
ＳＷＡ１、ＳＷＡ２、ＳＷＡ３、ＳＷＢ１、ＳＷＢ２、ＳＷＢ３、ＲＬ１  スイッチ回路
ＡＭＰ  電子回路
Ｄ１１、Ｄ１２  ダイオード
Ｄ１３、Ｄ１４  ツェナーダイオード
Ｑ１、Ｑ２  トランジスタ
Ｒ１１、Ｒ１２  抵抗
Ｕ１０  過電圧検出部
ＣＰＵ  制御回路
【図１】
0004581172.tif 000002
【図２】
0004581172.tif 000003
【図３】
0004581172.tif 000004
【図４】
0004581172.tif 000005