(57)【要約】【課題】負荷に所定の電圧を与えて電流を測定する電圧印加電流測定回路において、電流検出抵抗を電流出力部の出力側に配置しているので、電流の値によって負荷に印加される電圧が変化し、またこの抵抗の影響で容量負荷のときに位相遅れが発生するという課題を解決する。【解決手段】電流出力部を共通電位点に対して絶縁された電源で駆動し、負荷をこの電流出力部の出力端子と共通電位点間に接続し、かつこの電源の中点と共通電位点間に電流測定手段を設けるようにした。電流出力部の出力側に抵抗をおく必要がないので、電圧降下のために負荷に印加する電圧が変動することがなく、かつ容量性の負荷であっても位相遅れが発生しない。【選択図】                    図１
2007163402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通電位点に対して絶縁され、中点を有する電源と、
この電源の中点と共通電位点の間に配置された電流測定手段と、
基準電圧が入力され、その出力端子と共通電点との間に負荷が接続されると共に、前記電源によって電源電流が供給される電流出力部と、
を具備したことを特徴とする電圧印加電流測定回路。
【請求項２】
前記電流出力部は、演算増幅器であることを特徴とする請求項１記載の電圧印加電流測定回路。
【請求項３】
前記電流出力部は、ボルテージフォロア回路であることを特徴とする請求項１記載の電圧印加電流測定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に所定の電圧を印加して、この負荷に流れる電流を測定する電圧印加電流測定回路の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体検査装置では、ＩＣやＬＳＩなどの検査対象である負荷を電圧印加電流測定回路で駆動して、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回路を図２に示す。
【０００３】
図２において、１０、１１は直列接続された電源であり、その接続点が共通電位点になっている。この電源１０、１１はアンプ１２の電源となる。このアンプ１２には共通電位点を基準とした基準電圧Ｖｓｅｔが入力される。アンプ１２はこのＶｓｅｔを増幅して電圧Ｖｏを出力する。１３は電流検出抵抗、１５はＬＳＩなどの負荷であり、直列に接続され、この直列回路はアンプ１２の出力端子と共通電位点の間に接続される。電流検出抵抗１３の両端電圧は電流検出部１４に入力され、負荷１５に流れる電流値が測定される。
【０００４】
特許文献１には、他の電圧印加電流測定回路が記載されている。この電圧印加電流測定回路を、図３を用いて説明する。図３において、アンプ２０には基準電圧Ｖｓｅｔが入力され、アンプ２０はこの基準電圧Ｖｓｅｔを増幅して電圧Ｖｏを出力する。この電圧Ｖｏは負荷２１に供給される。２２、２３はアンプ２０の電源を供給するアンプであり、アンプ２２はプラス側の、アンプ２３はマイナス側の電源を供給する。
【０００５】
２４、２５は電流検出抵抗であり、アンプ２０に供給される電源電流値を検出する。電流検出抵抗２４はプラス側の、電流検出抵抗２５はマイナス側の電流を検出し、電圧に変換する。この電圧はアンプ２６、２７で増幅され、減算器２８でその差電圧が演算され、ＡＤ変換器２９でデジタル値に変換される。
【０００６】
負荷２１に流れる電流はアンプ２０から供給されるので、負荷２１に流れる電流の方向によって、アンプ２２または２３から供給される電源電流には、負荷２１に流れる電流が重畳される。そのため、減算器２８の出力は負荷２１に流れる電流値に比例する。
【特許文献１】特開２００４−２９４１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような電圧印加電流測定回路には次のような課題があった。負荷に印加される電圧は一定値であることが望ましい。しかし、図２の電圧印加電流測定回路では、負荷１５に流れる電流の値によって電流検出抵抗１３の降下電圧値が変わり、負荷１５に印加される電圧が変動してしまうという課題があった。また、この電流検出抵抗１３の影響で、容量性の負荷の場合位相遅れが発生するという課題もあった。
【０００８】
図３の電圧印加電流測定回路は、アンプ２０の出力を直接負荷２１に供給するので、負荷２１に流れる電流値が変化しても、負荷２１に印加される電圧は変動しない。しかし、アンプ２０にバイアス電流の小さなアンプを使用しなければならず、また回路構成が複雑になるという課題があった。
【０００９】
従って本発明の目的は、構成が簡単でかつ負荷電流が変化しても負荷に印加される電圧が変動することがなく、かつ位相遅れが発生しない電圧印加電流測定回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
共通電位点に対して絶縁され、中点を有する電源と、
この電源の中点と共通電位点の間に配置された電流測定手段と、
基準電圧が入力され、その出力端子と共通電点との間に負荷が接続されると共に、前記電源によって電源電流が供給される電流出力部と、
を具備したものである。負荷に印加される電圧が変動することがない。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記電流出力部として、演算増幅器を用いたものである。高い電源電圧変更除去比を利用できる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記電流出力部として、ボルテージフォロア回路を用いたものである。構成が簡単になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば次のような効果がある。
出力端子と共通電位点間に負荷が接続される電流出力部を、共通電位点に対して絶縁された電源で駆動して、この電源の中点と共通電位点間に電流測定手段を設けるようにした。
【００１４】
電源が絶縁されているので、電流出力部の消費電流と負荷に流れる電流の経路は分離される。そのため、電流測定手段は負荷に流れる電流を正確に測定することができるという効果がある。また、電流出力部の出力側に電流測定用抵抗が挿入されないので、負荷に流れる電流によって負荷に供給する電圧が変動することがなく、かつ容量性の負荷であっても位相遅れが発生しないという効果もある。
【００１５】
さらに、図２、図３の従来例では、負荷にかかる電圧が高い場合には高電圧部分の電流を測定しなければならず回路構成が複雑になるが、本発明では電流測定手段は共通電位点の近くに配置されるので、簡単な構成で電流を測定することができるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る電圧印加電流測定回路の一実施例を示す構成図である。なお、図２と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【００１７】
図１において、３０および３１は、共通電位点ＧＮＤに対して絶縁されたフローティング電源であり、直列に接続される。すなわち、電源３０のマイナス側と電源３１のプラス側は共通接続される。フローティング電源３０、３１で中点Ａを有する電源を構成している。
【００１８】
３２は電流出力部であり、基準電圧Ｖｓｅｔが入力され、その出力端子と共通電位点ＧＮＤとの間には負荷１５が接続される。電流出力部３２は、基準電圧Ｖｓｅｔを増幅して負荷１５に出力する。また、この電流出力部３２の正側の電源端子はフローティング電源３０のプラス側に、負側の電源端子はフローティング電源３１のマイナス側に接続される。電流出力部３２の消費電流はフローティング電源３０、３１から供給される。
【００１９】
電流検出抵抗１３は中点Ａと共通電位点ＧＮＤの間に接続される。電流測定部１４には電流検出抵抗１３両端の電圧が入力され、この電流検出抵抗１３に流れる電流値を測定する。電流検出抵抗１３と電流測定部１４で電流検出手段を構成している。
【００２０】
次に、この実施例の動作を説明する。電源３０、３１は共通電位点ＧＮＤに対して絶縁されているので、その出力電流は一点鎖線Ｌ１に示すように、電源３０のプラス側から出力された電流は電流出力部３２を通り、電源３１のマイナス側に戻る。
【００２１】
負荷１５の一端と電流検出抵抗１３の一端は共に共通電位点ＧＮＤに接続されているので、負荷１５に流れる電流は２点鎖線Ｌ２の経路を流れる。すなわち、電流出力部３２から出力された電流は負荷１５を通り、共通電位点ＧＮＤ、電流検出抵抗１３を経由して、電源３０と３１の接続点（中点Ａ）に戻る。すなわち、電流検出抵抗１３には、負荷１５に流れる電流と同じ電流が流れる。そのため、電流検出抵抗１３を電流出力部３２の出力側から図１の位置に変更しても、誤差が発生することはない。
【００２２】
なお、電源３０と３１の接続点と共通電位点ＧＮＤとの間には電流検出抵抗１３が挿入されているので、負荷１５に流れる電流値が変化すると、電流出力部３２の電位は共通電位点ＧＮＤに対して変動する。この変動は電流出力部３２の電源電圧変動除去機能によって除去され、出力に表れることはない。電源電圧変動除去機能は同相電圧除去機能と共通する点があり、同相電圧除去機能を利用すると言ってよい。従って、電流出力部３２は同相電圧除去機能のあるものであれば使用することができる。
【００２３】
電流出力部３２として、演算増幅器を用いることができる。演算増幅器の電源電圧変動除去比は通常１００ｄＢ以上あるので、電流検出抵抗１３両端の電圧によって電流出力部３２の電位が変動しても、その出力は無視できる程度の変動しか発生しない。
【００２４】
基準電圧Ｖｓｅｔの値を負荷１５に供給する電圧値と同じとすると、電流出力部３２に増幅作用は必要なくなる。そのため、電流出力部３２としてボルテージフォロア回路を用いることもできる。ボルテージフォロア回路は、エミッタフォロアに代表されるように極簡単な回路構成で実現することができ、かつ電源から見て抵抗負荷にならないので、電源電圧変動除去機能を期待することができる。
【００２５】
なお、電流検出抵抗１３の抵抗値を小さくするなど、電流測定手段における電圧降下を無視できる程度に小さくすることにより、電流出力部３２は電源電圧変動除去機能や同相電圧除去機能を有さないものでも使用することができる。
【００２６】
電流検出抵抗１３を電流出力部の出力側から共通電位点の近くに移したことにより、次の効果が得られる。電流出力部３２の出力側に抵抗があると、負荷１５が容量性の場合に位相遅れが発生する。本発明では電流検出抵抗１３を電源の中点Ａと共通電位点の間に持ってきたので、電流出力部３２の出力側に抵抗を挿入する必要がない。そのため、容量性負荷の場合でも位相遅れが発生しない。演算増幅器やボルテージフォロア回路は内部で出力を帰還しているので、その出力抵抗は低くなる。
【００２７】
また、電流検出抵抗１３を電流出力部３２の近くに配置すると、電流出力部３２の出力電圧が高い場合には電流検出手段は高電圧を取り扱わなければならず、構成が複雑になる。本発明では、電流検出抵抗１３を含む電流測定手段を共通電位点近傍に持ってくることにより、電流出力部３２の出力電圧に関わらず、電流測定手段が扱う電圧は小さな値になり、簡単な構成の回路を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】従来の電圧印加電流測定回路の構成図である。
【図３】従来の電圧印加電流測定回路の構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１３  電流検出抵抗
１４  電流測定部
１５  負荷
３０、３１  フローティング電源
３２  電流出力部
Ｌ１、Ｌ２  電流経路
ＧＮＤ  共通電位点
【図１】
2007163402.tif 000003
【図２】
2007163402.tif 000004
【図３】
2007163402.tif 000005