CN102445646B - 测试装置及测试方法 - Google Patents

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor

Abstract

本发明提供一种测试被测试器件的测试装置，其配置有：电流源，其给被测试器件提供电流；模拟负载，其具有与被测试器件对应的电特性；转换部，其在电流源连接于模拟负载或被测试器件间进行转换；转换部把电流源连接到模拟负载之后，当施加于模拟负载上的电压一变为预先规定的范围，即断开电流源与模拟负载连接，同时，使电流源与被测试器件连接。

Description

测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及测试装置及测试方法。
背景技术
过去，在对绝缘栅双极型晶体管(IGBT--Insulated Gata Bipolar Transistor)、金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET--Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor)以及二极管等半导体元件在施加电流的情况下进行电特性测试时，是在把高速变化的电流源连接到被测试器件的状态下给半导体元件外加电流的(如专利文献1所示)。
专利文献1：特开2000-241503号公报
发明内容
本发明要解决的问题
然而，电流值越大，高速变化的电流源越难实现。在过去的测试装置中，一直使用可高速应答并施加大电流的特殊电源进行测试，但特殊电源成本高。
(0004)此外，即便在使用特殊电源的情况下，要达到测试电流仍然需要一定的时间。在电流源达到测试电流之前，由于电流流经被测试器件，致使被测试器件的温度上升，因而存在温度一旦上升到超过测试条件，测试值的可靠性即下降的问题。为此，需要一种低成本的测试装置，其可更加高速应答，且能给被测试器件施加大电流。
解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明的第1种方式提供一种测试被测试器件的测试装置，其配置有：
电流源，其给被测试器件提供电流；
模拟负载，其具有与被测试器件对应的电特性；
转换部，其在电流源连接于模拟负载或被测试器件间进行转换；
转换部把电流源连接到模拟负载之后，当施加于模拟负载上的电压一变为预先规定的范围，即断开电流源与模拟负载连接，同时，使电流源与被测试器件连接。
转换部例如在把电流源与被测试器件连接之后，将模拟负载从电流源上断开。转换部也可自电流源开始输出电压经过预先规定的时间后，断开电流源与模拟负载连接，同时使电流源与被测试器件连接。模拟负载也可具有与被测试器件对应的电阻。
该测试装置还可配置测量输入模拟负载中电压的电压测量部。电压测量部可在预先规定的每个测量时间测量施加在模拟负载上的电压，转换部可在电压测量部测量出的施加于模拟负载上的电压变化率小于预先规定的变化率的情况下，断开电流源与模拟负载的连接，同时，将电流源与被测试器件连接。
测试装置还可配置：
存储部，其可将预先测量的、在电流源与模拟负载连接的状态下与开始输出电压后的经过时间对应的经过时间信息，以及与该经过时间对应的电流源的输出电流对应的输出值信息彼此对应并存储之；
控制部，其从存储部读出与和预先规定的范围内的电压相等的输出值信息对应的经过时间信息，在与读出的经过时间信息对应的经过时间控制转换部，使之在断开电流源与模拟负载间的连接的同时，连接电流源与被测试器件。
此外，也可为测试装置配置有多个电流源，转换部转换多个电流源中的各个电流源与模拟负载连接还是与被测试器件连接，并根据应该在被测试器件上施加的电流，而将多个电流源中的任何一个电流源与模拟负载连接之后，该模拟负载上施加的电压一变为预先规定的范围的电压时，断开模拟负载上连接的电流源与模拟负载间的连接，同时，使原来连接在模拟负载上的电流源与被测试器件连接。
转换部也可在把从多个电流源中选择出的两个以上的电流源与模拟负载连接之后，施加于模拟负载上的电压一变为预先规定的范围时，断开模拟负载上连接的两个以上的电流源和模拟负载间的连接，同时，使原来连接在模拟负载上的两个以上的电流源与被测试器件连接。
测试装置也可配置有与多个电流源分别对应的多个模拟负载，转换部具有多个转换开关，其与多个电流源分别对应，转换多个电流源中的每一个与多个模拟负载中对应的模拟负载连接或与被测试器件连接。
例如转换部也可设定为，自把多个电流源中的第1电流源与被测试器连接，经过预先规定的时间后，使第2电流源与被测试器件连接，同时，断开第1电流源与被测试器件的连接。转换部，当多个电流源中的第2电流源和与第2电流源对应的模拟负载间的电压一变为预先规定的电压时，即把第2电流源与被测试器件连接，同时，将第1电流源从被测试器件上断开。
测试装置还可针对多个电流源中的各个电流源配置：
存储部，其将预先测量的、电流源与模拟负载连接状态下与开始输出电压后的经过时间对应的经过时间信息，和与该经过时间对应的电流源的输出电流对应的输出值信息彼此对应并存储之；
控制部，其控制多个转换开关；
控制部取得准备施加于被测试器件上的电流的上升变化率，从存储部取得多个电流源中的各个电流源的经过时间信息以及输出值信息，根据上升变化率和经过时间信息及输出值信息，转换多个转换开关的连接对象。例如，第1电流源输出的电流比第2电流源输出的电流更小。
本发明的第2种方式提供一种测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
由电流源向具有与被测试器件对应的电特性的模拟负载提供电流的步骤；
当电流源向模拟负载施加的电压一变为预先规定的范围时，即断开电流源和模拟负载的连接，同时，使电流源与被测试器件连接的步骤。
以上的发明概要并未全部列举本发明的必要特征。此外，这些特征群的次级组合也可构成发明。
附图说明
图1示出本实施方式涉及的测试装置100的构成。
图2示出本实施方式涉及的测试装置100的另一构成。
图3(A)示出与电流源110开始输出电压后的经过时间对应的电流源110的输出电压的关系。
图3(B)示出与电流源110开始输出电压后的经过时间对应的给被测试器件200输入电压的关系。
图4(A)示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。
图4(B)示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。
图5示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。
图6示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。
图7示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。
图8示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。
图9(A)示出与电流源110-1至电流源110-4开始输出电流后的经过时间对应的输出电压值的关系。
图9(B)示出将连接被测试器件200的电流源110-m转换了时，施加在被测试器件200上的电压。
图9(C)示出将连接被测试器件200的电流源110-m转换了时，施加在被测试器件200上的电压。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来说明本发明，但下面的实施方式并不限定权利要求范围涉及的发明。此外，并非实施方式中说明的全部特征组合都是发明的解决手段中必须具有的。
图1示出本实施方式涉及的测试装置100的构成。测试装置100测试被测试器件200的电特性。被测试器件200例如是IGBT、MOSFET以及二极管。测试装置100配置有电流源110、转换部120以及模拟负载130。电流源110例如接受外部的电压源300提供的电力。测试装置100还可包含电压源300。
电流源110接受电压源300提供的电力后，给模拟负载130或者被测试器件200提供恒定电流。电流源110在模拟负载130或被测试器件200的阻抗发生变化时，通过使输出电压改变，输出恒定电流。电流源110具有双极晶体管或MOSFET。电流源110也可具有运算放大器，以及连接在运算放大器的输出端上的功率晶体管。
转换部120通过转换使电流源110与模拟负载130连接或者与被测试器件200连接。例如，转换部120具有使电流源110与模拟负载130或被测试器件200中的任何一个连接的开关。转换部120还可具有用于转换电流源110是否与模拟负载130连接的第1开关，以及转换电流源110是否与被测试器件200连接的第2开关。转换部120可具有半导体开关、机械开关中的任一种开关。
转换部120还可具有多种开关，可根据模拟负载130以及被测试器件200的电特性，选择与模拟负载130及被测试器件200连接的开关。例如，当转换部120中的电流小于预先规定的电流值，并且需要在预先规定的时间内进行转换的情况下，转换部120选择半导体开关中的MOSFET。当转换部120中的电流大于预先规定的电流值，并且无需在预先规定的时间内进行转换的情况下，转换部120选择半导体开关中的IGBT或可控硅。
模拟负载130具有与被测试器件200对应的电特性。例如，模拟负载130具有与被测试器件200对应的电阻。模拟负载130可具有与被测试器件200的接通电阻大致相等的电阻。具体而言，模拟负载130的电阻为被测试器件200的接通电阻的50％以上，150％以下。更理想的是模拟负载130的电阻若在被测试器件200的接通电阻的90％以上，110％以下。
模拟负载130也可具有与被测试器件200大致相等的输入阻抗。模拟负载130除输入电阻或输入阻抗之外，还可具有与被测试器件200对应的电特性。例如，模拟负载130是与被测试器件200同一种类的器件。具体而言，当被测试器件200是IGBT情况下，模拟负载130也可以是具有与被测试器件200相同的接通电阻、额定电流、耐压及输入阻抗的IGBT。模拟负载130也可以是电子负载。电子负载可具有再生功能。通过再生功能获得的电力还可作为电压源300的动力源使用。
转换部120在将电流源110与模拟负载130连接之后，施加于模拟负载130上的电压一变为预先规定的范围，即断开电流源110和模拟负载130的连接，同时，使电流源110与被测试器件200连接。转换部120也可在把模拟负载130从电流源110上断开的同时，把被测试器件200与电流源110连接。例如，转换部120在给测试装置100投入电源的初始状态下，将电流源110与模拟负载130连接。一给测试装置100投入电源，电力即被提供给电流源110，电流源110的输出电压上升。
转换部120在把电流源110与模拟负载130连接之后，当经过预先规定的时间以上的时间后，电流源110的输出电压进入预先规定的电压范围情况下，也可将电流源110的连接对象从模拟负载130转换到被测试器件200。例如，转换部120在经过与电流源110的输出电流重叠的交流信号成分的周期以上的时间，输出电压进入与作为对被测试器件200的施加电流允许的电流范围对应的电压范围内的情况下，转换电流源110的连接对象。
测试装置100也可通过转换把电流源110与模拟负载130连接或与被测试器件200连接的触发信号输入转换部120，转换电流源110的连接。测试装置100也可从外部取得该触发信号。
转换部120，例如在触发信号的电压在阈值电压以上时，将电流源110与模拟负载130连接，触发信号的电压低于阈值电压时，将电流源110与被测试器件200连接。转换部120也可在每次输入脉冲状触发信号时转换电流源110的连接。具体而言，测试装置100可通过按照下述顺序转换电流源110的连接，给被测试器件200施加任意时间宽度的电流脉冲。
首先，在测试装置100上连接了电压源300的状态下，起动电压源300(步骤1)；测试装置100在电压源300提供给电流源110的电压稳定之前待机(步骤2)；接着，测试装置100通过与从外部取得的第1触发信号同步后控制转换部120，将电流源110与模拟负载130连接(步骤3)。
然后，测试装置100在电流源110的输出电压稳定之前待机(步骤4)；测试装置100待机的时间例如是1μ秒到10μ秒左右。测试装置100，在电流源110的输出电压稳定之后，通过与从外部取得的第2触发信号同步后控制转换部120，将电流源110的连接对象从模拟负载130转换到被测试器件200(步骤5)；接着，测试装置100通过与从外部取得的第3触发信号同步后控制转换部120，将电流源110的连接对象从被测试器件200转换到模拟负载130(步骤6)。
如上所述，测试装置100可将与取得第2触发信号的时间和取得第3触发信号的时间差对应的时间宽度的电流脉冲施加给被测试器件200。而在电压源300被起动状态下，测试装置100可在步骤6的动作结束后实施步骤4的动作。测试装置100可通过反复实施步骤4、步骤5及步骤6的动作，给被测试器件200连续地施加电流脉冲。由于相对于施加于被测试器件200上的电流脉冲宽度而言，步骤4中的待机时间非常短，因而测试装置100本质上可给被测试器件200施加任意时间宽度的电流脉冲。
由于测试装置100具有上述构成，因而即便电流源110在变为能输出测试电流状态之前需要很长时间，仍可给被测试器件200施加短时间内上升的测试电流。因此，测试装置100不会使被测试器件200的温度上升，可测试施加电流时的电特性。由于测试装置100无需特殊的电压源300，因而作为电压源300可使用低成本的电源。
图2示出本实施方式涉及的测试装置100的另一种构成。图2还示出与测试装置100连接的被测试器件200及电压源300。图2所示的转换部120具有转换开关122及转换开关124。转换开关122用于转换电流源110是否与模拟负载130连接。转换开关124用于转换电流源110是否与被测试器件200连接。
转换部120可在把被测试器件200连接到电流源110上之后再把模拟负载130从电流源110上断开。当转换部120在把电流源110与模拟负载130及被测试器件200连接后从模拟负载上断开的情况下，由于将电流源110的连接对象从模拟负载130转换到被测试装置200的过程中的阻抗变动小，因而可抑制浪涌的产生。
具体而言，转换部120使转换开关122处于接通状态，将电流源110与模拟负载130连接，在该状态下，使转换开关124也处于接通状态，将电流源110也与被测试器件200连接。然后，使转换开关122处于断开状态，使模拟负载130从电流源110上断开。而接通状态是指开关的端子间导通的状态，断开状态是指开关端子间处于不导通的状态。
转换部120也可自电流源110开始输出电压经过预先规定的时间之后，断开电流源110和模拟负载130间的连接，同时，把电流源110与被测试器件200连接。具体而言，转换部120在预先测量的、将模拟负载连接到电流源110上的状态下的电流源的输出电压达到准备施加给被测试器件200的电压范围的时间内，将电流源110的连接对象从模拟负载130转换到被测试器件200上。
转换部120也可在电流源110开始输出电压后，在相对于转换部120转换连接所需的时间经过足够长时间的时间点上，断开电流源110和模拟负载130的连接，同时，把电流源110与被测试器件200连接。例如，可在电流源110开始输出电压，转换部120与模拟负载130连接，经过转换部120的转换时间的100倍到1000倍的时间，电流源110的输出电流稳定后，将电流源110与被测试器件200连接。
转换部120也可在电流源110开始输出电压并经过预先规定的第1时间之后，将电流源110与模拟负载130连接，进而在经过第2时间后，断开电流源110和模拟负载130的连接，同时，把电流源110与被测试器件200连接。例如，转换部120在电流源110的输出电压达到准备施加给被测试器件200的电压范围后，把电流源110与模拟负载130相连接。
转换部120在经过由于电流源110与模拟负载130连接产生的浪涌电压的过渡应答时间之后，在电流源110的输出电压处于准备施加给被测试器件200的电压范围内的情况下，可将电流源110的连接对象从模拟负载130转换到被测试器件200。由于测试装置100具有上述构成，因而可在电流源110的输出电流稳定的状态下，将电流源110与被测试器件200连接。
图3(A)示出与电流源110开始输出电压后的经过时间对应的电流源110的输出电压的关系。电流源110例如一开始接受电压源300提供的电力，电流源110输出的电压即上升。例如，电流源110的输出电阻比模拟负载130的电阻足够小的情况下，若将电流源110输出的电压设为V、将电流源110输出的电流设为I，将模拟负载130的电阻设为R，则V＝I×R的关系成立。因此，电流源110输出的电压一变为恒定，电流源110即处于输出恒定电流的状态。
为此，当测试被测试器件200的电流值的范围定为Imin以上Imax情况下，若电流源110输出的电压处在Vmin＝Imin×R以上Vmax＝Imax×R以内的范围时，转换部120可将电流源110与被测试器件200连接。为此，转换部120可在电流源110输出的电压达到Vmin及Vmax的中间电压Vmid的经过时间T1上，把电流源110与被测试器件200连接，同时，将电流源110从模拟负载130上断开。
(0041)图3(B)示出与电流源110开始输出电压后的经过时间对应的被测试器件200上的输入电压的关系。转换部120转换了电流源110的连接对象之后，被测试器件200上的输入电压急剧上升，在经过时间到达T2的时间点上给被测试器件200的输入电压达到Vmid。在从被测试器件200上连接了电流源110之后开始，到输入电压达到Vmid截止的时间T2-T1比从电流源110开始输出电压后到达到输出电压Vmid截止的时间T1还短。而T2-T1内也包含转换部120的应答时间。例如，T2-T1的长度为T1的千分之一以上万分之一以下。
在转换部120把电流源110转换到被测试器件200的瞬间，正如图3(B)所示，由于电流源110上连接的负载阻抗变化，往往产生浪涌电压。测试装置100也可在转换部120和被测试器件200之间设置吸收浪涌的浪涌吸收器。
图4(A)示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。在图4(A)中，还示出与测试装置100连接的被测试器件200及电压源300。图4(A)所示的测试装置100与图1所示的测试装置100相比较，还配置有电压测量部140。电压测量部140测量输入模拟负载130中的电压。电压测量部140通过测量电流源110和转换部120间的电流源110的输出电压，测量输入模拟负载130中的电压。
(0044)图4(B)示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。在图4(B)中还示出测试装置100上连接的被测试器件200及电压源300。图4(B)所示的测试装置100与图4(A)所示的测试装置100不同，电压测量部140连接在转换部120和模拟负载130之间。
电压测量部140例如在预先规定的各个测量时间，测量施加于模拟负载130上的电压。电压测量部140可根据被测试器件200的测试电流的允许误差的大小和电流源110输出电压的变化率，选择模拟负载130上施加电压的测量间隔。例如，电压测量部140以比模拟负载130上施加的电压仅变化与施加电流的允许误差对应的电压的时间还要足够小的时间间隔来测量模拟负载130上施加的电压。
转换部120在电压测量部140测量的模拟负载130上施加电压的变化率小于预先规定的变化率的情况下，也可断开电流源110和模拟负载130的连接，同时，把电流源110与被测试器件200连接。模拟负载130上施加电压的变化率变小的状态是电流源110输出的电压接近目标值的状态。为此，转换部120在电压测量部140连续测量的多个电压值均处于模拟负载130上施加的电压在被测试器件200的测试所需的电压范围内的情况下，可将电流源110的连接对象从模拟负载130转换到被测试器件200。
图5示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。图5中还示出与测试装置100连接的被测试装置200及电压源300。图5所示的测试装置100与图4(A)所示的测试装置100相比，还配置有存储部150及控制部160。
存储部150使预先测量的、在电流源110与模拟负载130连接状态下与开始输出电压后的经过时间对应的经过时间信息和与该经过时间对应的电流源110的输出电流对应的输出信息彼此对应并存储之。例如，存储部150在电流源110开始输出电压后的每隔预先规定时间K，即把电流源110向模拟负载130输出的输出电压值作为输出值信息，与电流源110开始输出电压后的经过时间彼此对应并存储之。存储部150也可将电流源110向模拟负载130输出的输出电流值作为输出值信息存储。
具体而言，存储部150将k×n(n为自然数)的各个时间的电流源110的输出电压值与经过时间信息中的一例的k×n的值彼此对应并存储之。存储部150例如是非易失性存储器。例如，存储部150是在制造测试装置100之前即已写入经过时间信息及输出值信息的非易失性存储器。
存储部150可根据电流源110输出的电压的变化率在每次间隔所规定的经过时间存储输出电压值。例如，存储部150在电流源110输出电压的变化率大的情况下，存储与该变化率小时相比，更短间隔的每一经过时间的输出电压值。
控制部160从存储部150中取得与和预定范围内的电压相等的输出值信息对应的经过时间信息。控制部160在与读出的经过时间信息对应的经过时间控制转换部120断开电流源110和模拟负载130的连接，同时，使电流源110与被测试器件200连接。例如，控制部160从存储部150取得经过时间，该经过时间是电流源110输出与准备施加于被测试器件200的电流对应的电压的经过时间。控制部160在自电流源110开始输出电压后经过该经过时间之后，通过控制转换部120将电流源110的连接对象从模拟负载130转换到被测试器件200。
图6示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。图6中还示出与测试装置100连接的被测试器件200及电压源300。图6所示的测试装置100，较之图5所示的测试装置100，不同之处在于配置有多个模拟负载130(130-1、130-2及130-3)。多个模拟负载130具有各不相同的电阻。多个模拟负载130也可以是种类各异的器件。
转换部120可根据被测试器件200的种类或电特性，选择与电流源110连接的模拟负载130。例如，转换部120可在具有与被测试器件200大致相等的电阻的模拟负载130上连接电流源110。
存储部150可针对各个模拟负载130，使电流源110开始输出电压后的经过时间对应的经过时间信息，和该经过时间对应的电流源110向模拟负载130输出的电流所对应的输出值信息彼此对应并存储之。控制部160可从存储部150取得与模拟负载130对应的经过时间信息以及输出值信息，并根据取得的信息控制转换部120。
图7示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。图7中还示出与测试装置100连接的被测试器件200及电压源300。图7所示的测试装置100较之图5所示的测试装置100，不同之处在于还配置有多个电流源110-m(m为1、2、3或4)，以及与多个电流源110-m对应的多个转换部120-m。多个转换部120-m中的每一个，具有开关122-m及开关124-m。电流源110-m中的每一个既可输出彼此相同的电流，也可输出彼此不同的电流。
电流源110-m的输入端与电压源300连接。电流源110-m的输出端与对应的转换开关122-m以及转换开关124-m连接。转换开关122-m未与电流源110-m连接一侧的端子与模拟负载130连接。转换开关124-m未与电流源110-m连接一侧的端子与被测试器件200连接。
转换部120通过转换使各个电流源110-m与模拟负载130连接或与被测试器件200连接。转换部120根据准备在被测试器件200上施加的电流，将多个电流源110中的某一个电流源110-m与模拟负载130连接。例如，当电流源110-1、电流源110-2、电流源110-3以及电流源110-4分别输出100A、200A、300A及400A的情况下，准备在被测试器件200上施加的电流为200A时，转换部120把电流源110-2与模拟负载连接。
转换部120在模拟负载130上施加的电压一变为预定范围，即断开模拟负载130上连接的电流源110-2与模拟负载130的连接，同时，将电流源110-2与被测试器件200连接。具体而言，转换部120当模拟负载130上施加的电压一达到与准备在被测试器件200上施加的电流对应的电压，即将电流源110-2与被测试器200连接。
转换部120也可将从多个电流源110中选择出的两个以上的电流源110与模拟负载130连接。转换部120当模拟负载130上施加的电压一变为预先规定的范围，即断开所选择的两个以上的电流源110和模拟负载130间的连接，同时，将所选择的两个以上的电流源110与被测试器件200连接。
例如，当准备在被测试器200上施加的电流为600A的情况下，则使用电流源110-1～110-4中的任意一个电流源均无法给被测试器件200输出测试所需要的电流。为此，转换部120可在把电流源110-2以及电流源110-4与模拟负载130连接之后，将电流源110-2以及电流源110-4与被测试器件200连接。
图8示出另一种实施方式涉及的测试装置100的构成。图8中还示出与测试装置100连接的被测试器件200以及电压源300。图8所示的测试装置100较之图7所示的测试装置100，不同之处在于配置有与电流源110-m各自对应的多个模拟负载130-m。此外，测试装置100配置有电压测量部142，存储部152以及控制部162。
转换部120具有与多个电流源110各自对应的多个转换开关122-m以及转换开关124-m。转换部120通过转换使多个电流源110的每一个分别与模拟负载130-1～130-4中对应的模拟负载130-m连接，或者与被测试器件200连接。具体而言，转换开关122-m通过转换决定电流源110-m是否与模拟负载130-m连接。转换开关124-m通过转换决定电流源110-m是否与被测试器件200-m连接。
测试装置100通过控制转换开关122-m以及转换开关124-m的转换顺序，即可给被测试器件200施加具有种种上升变化率(转换速率)的电流。上升变化率是指与时间对应的电流增加的变化量的比例。
转换部120首先使所有转换开关122-m的开关处于接通状态，将电流源110-m与对应的模拟负载130-m连接。接着，转换部120使转换开关124-1处于接通状态，然后使多个电流源110中的第1电流源110-1与被测试器件200连接。在此之后，经过预先规定的时间之后，转换部120使转换开关124-2处于接通状态，将第2电流源110-2与被测试器件200连接，同时，使转换开关124-1处于断开状，使第1电流源110-1从被测试器件200上断开。
转换部120也可设定为当第2电流源110-2和与第2电流源110-2对应的模拟负载130-2间的电压一变为预先规定的电压，即将第2电流源110-2与被测试器件200连接，同时，使第1电流源110-1从被测试器件200上断开。
转换部120可根据准备施加于被测试器件200上的电流的上升变化率，决定将电流源110-2与被测试器件200连接的时机。例如，转换部120在电流源110开始输出电压开始，使输出电流在50μ秒以内上升到100A之后，准备在使输出电流在100μ秒以内上升到200A的情况下，50μ秒后即将输出100A的电流源110-2与测试装置100连接，再经过50μ秒，即可将输出200A的电流源110-3与测试装置100连接。
控制部162可控制转换开关122-m以及转换开关124-m。存储部152可针对多个电流源110中的每一个电流源110存储预先测量的、在电流源110与模拟负载130连接的状态下，与开始输出电压后的经过时间对应的经过时间信息，以及与经过时间对应的电流源110的输出电流对应的输出值信息。控制部160可从存储部150取得准备施加于被测试器件200之上的电流的上升变化率，以及与多个电流源110中的各个电流源110对应的经过时间信息及输出值信息，根据上升变化率、经过时间信息及输出值信息，转换多个转换开关的连接对象。
例如，存储部152针对电流源110-1，对应于50μ秒、100μ秒及150μ秒的经过时间信息，将输出值信息设为50A、120A及150A加以存储。存储部152针对电流源110-2，对应于50μ秒、100μ秒及150μ秒的经过时间信息，将输出值信息设为100A、250A及300A加以存储。存储部152针对电流源110-3，对应于50μ秒、100μ秒及150μ秒的经过时间信息，将输出值信息设为150A、200A及300A加以存储。
控制部162设定为在电流源110开始输出电压，使输出电流在50μ秒以内上升到100A之后，从装置外部取得在100μ秒以内使输出电流上升到200A的电流上升变化率。在此情况下，控制部162在电流源110开始输出电压后经过50μ秒的时间点上，使从存储部152读出的经过时间信息及输出值信息的组合中，与经过时间信息50μ秒及输出值信息100A的组合对应的电流源110-2与被测试器件200连接。接着，控制部162在经过100μ秒的时间点上，使从存储部152读出的经过时间信息及输出值信息的组合中，与经过时间信息100μ秒及输出值信息200A的组合对应的电流源110-3与被测试器件200连接。
图9(A)示出电流源110-1到电流源110-4开始输出电流后的经过时间所对应的输出电压值的关系。电流源110-1、电流源110-2、电流源110-3及电流源110-4在开始输出电压后电压上升，达到取决于各自的输出电流和被测试器件200的接通电阻的电压。
例如，电流源110-1、电流源110-2、电流源110-3及电流源110-4的输出电流分别为100A、200A、300A及400A，被测试器件200的接通电阻为10mΩ情况下，电流源110-1、电流源110-2、电流源110-3及电流源110-4各自的输出电压达到1V、2V、3V及4V。
图9(B)示出转换被测试器件200上连接的电流源110-m时的，施加于被测试器件200上的电压。转换部120在电流源110开始输出电压后的经过时间的各个时间T1、T2、T3及T4上转换电流源110-m和被测试器件200的连接。
在图9(B)的例子中，在从电流源110-1到电流源110-4分别与模拟负载130-1到模拟负载130-4连接的状态下，开始输出电压。转换开关122-1、转换开关122-2、转换开关122-3及转换开关122-4为接通状态。此外，转换开关124-1、转换开关124-2、转换开关124-3及转换开关124-4为断开状态。
转换部120在T1的时间点上将电流源110-1的连接对象从模拟负载130-1转换到被测试器件200。具体而言，转换部120将转换开关124-1置于接通状态，同时，将转换开关122-1转换为断开状态。转换部120在T2时间点上，将电流源110-2与被测试器件200连接，同时，将电流源110-1从被测试器件200上断开。此外，将电流源110-2从模拟负载130-2上断开。具体而言，转换部120将转换开关124-2置于接通状态，同时，将转换开关124-1及转换开关122-2置于断开状态。
同理，转换部120在T3时间点上，将转换开关124-3置于接通状态，同时，将转换开关124-2及转换开关122-3置于断开状态。转换部120在T4时间点上，将转换开关124-4置于接通状态，同时，将转换开关124-3及转换开关122-4置于断开状态。通过转换部120按照上述顺序转换转换开关122-m及转换开关124-m的连接，测试装置100就可使施加于被测试器件200上的电压如图9(B)中的粗线所示地上升。
图9(C)示出转换与被测试器件200连接的电流源110-m时的，施加于被测试器件200上的电压。在图9(C)之中，在与图9(B)不同的时间点T1′、T2′、T3′及T4′上，转换部120转换转换开关122-m及转换开关124-m。测试装置100可根据准备输入被测试器件200中的电流的上升变化率决定转换部120中的转换时间。
测试装置100通过改变转换时间即可输出与准备施加于被测试器件200上的电流上升变化率相对应的电流。例如，由于图9(C)中的T1′、T2′、T3′及T4′分别比图9(B)中的T1、T2、T3及T4长，因而施加于被测试器件200上的电压的上升与图9(B)所示情况相比更为缓慢。
如上所述，本发明的各种实施方式涉及的测试装置100不仅具有可实现低成本的构成，还可将高速应答的大电流施加给被测试器件200。测试装置100由于不需要特殊的电压源，因而保养也简单。通过使用测试装置100测试被测试器件200，可将被测试器200的特性从温度特性中分离出来，获得精度高的测量数据。
以上用本发明的实施方式进行了说明，但本发明的技术范围并不局限于上述实施方式中所述的范围。本领域的技术人员显然知道可对上述实施方式加以多种变更或改进。从权利要求的范围显然可知施加了此种变更或改进的方式仍可包含在本发明的技术范围中。
请注意，权利要求书、说明书以及附图中所示的装置及步骤等的各处理的实行顺序，只要未明确标示出“在此之前”、“先行”等的，而且只要不是后面的处理使用前面处理的输出的，则能以任意顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，为方便起见，使用了“首先”、“接着”等进行了说明，但并不意味着必须以该顺序实施。
附图标记说明
100、测试装置，110、电流源，120、转换部，122、转换开关，124、转换开关，130、模拟负载，140、电压测量部，142、电压测量部，150、存储部，152、存储部，160、控制部，162、控制部，200、被测试器件，300、电压源

Claims (15)

1.一种测试被测试器件的测试装置，其特征在于，配置有：
多个电流源，其给所述被测试器件提供电流；
模拟负载，其具有与所述被测试器件对应的电特性；
转换部，其在所述电流源连接于所述模拟负载或所述被测试器件间进行转换；
所述转换部用于转换所述多个电流源中的各个电流源，与所述模拟负载连接还是与所述被测试器件连接，并根据应该对所述被测试器件施加的电流，而将所述多个电流源中的任意一个所述电流源连接到所述模拟负载上之后，所述模拟负载被施加的电压一变为预先规定范围的电压，即断开所述模拟负载上连接的所述电流源与所述模拟负载间的连接，同时，将连接在所述模拟负载上的所述电流源连接在所述被测试器件上。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述转换部在所述电流源与所述被测试器件连接之后，将所述模拟负载从所述电流源上断开。
3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述转换部自所述电流源开始输出电压起，经过预先规定的时间后，断开所述电流源与所述模拟负载的连接，同时，使所述电流源与所述被测试器件连接。
4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述模拟负载具有与所述被测试器件对应的电阻。
5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：还配置有测量输入所述模拟负载中的电压的电压测量部。
6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于：
所述电压测量部在预先规定的每个测量时间测量施加在所述模拟负载上的电压；
所述转换部在所述电压测量部测量出的施加于所述模拟负载上的电压变化率小于预先规定的变化率的情况下，断开所述电流源与所述模拟负载的连接，同时，将所述电流源连接于所述测试器件。
7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述多个电流源中的各个所述电流源输出彼此不同的电流。
8.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：
所述转换部在把从所述多个电流源中选择出的两个以上的电流源与所述模拟负载连接之后，施加于所述模拟负载上的电压一变为预先规定的范围的电压，即断开所述模拟负载上连接的两个以上的电流源和所述模拟负载间的连接，同时，将连接在所述模拟负载上的两个以上的电流源连接在所述被测试器件上。
9.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：
配置有与所述多个电流源分别对应的多个模拟负载；
所述转换部具有多个转换开关，其与所述多个电流源分别对应，转换将所述多个电流源中的各个与所述多个模拟负载中的对应的模拟负载连接或与所述被测试器件连接。
10.根据权利要求9所述的测试装置，其特征在于：
所述转换部自把所述多个电流源中的第1电流源与所述被测试器连接开始，经过预先规定的时间后，将所述多个电流源中的第2电流源与所述被测试器件连接，同时，断开所述第1电流源与所述被测试器件的连接。
11.根据权利要求10所述的测试装置，其特征在于：
所述转换部，当所述第2电流源和与所述第2电流源对应的所述模拟负载间的电压一变为预先规定的电压，即把所述第2电流源连接到所述被测试器件上，同时，将所述第1电流源从所述被测试器件上断开。
12.根据权利要求10所述的测试装置，其特征在于：
所述第1电流源输出的电流比所述第2电流源输出的电流更小。
13.根据权利要求10所述的测试装置，其特征在于还配置有：
存储部，用于对应所述多个电流源中的每个电流源，使预先测量的、与以所述电流源和所述模拟负载连接的状态开始输出电压后的经过时间相对应的经过时间信息，和基于所述经过时间所对应的所述电流源的输出电流的输出值信息彼此对应的存储；
控制部，其控制所述多个转换开关；
所述控制部取得准备施加于所述被测试器件上的电流的上升变化率，从所述存储部取得所述多个电流源中的各个电流源对应的经过时间信息以及所述输出值信息，根据所述上升变化率和所述经过时间信息及所述输出值信息，转换所述多个转换开关的连接对象。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的测试装置，其特征在于还配置有：
存储部，其使预先测量的、与在所述电流源与所述模拟负载连接的状态下开始输出电压后的经过时间对应的经过时间信息，和基于与经过时间对应的所述电流源的输出电流的输出值信息彼此对应地存储；
控制部，其从所述存储部读出与所述预先规定的范围内的电压相等的所述输出值信息对应的所述经过时间信息，在与读出的所述经过时间信息对应的所述经过时间控制所述转换部，使之在断开所述电流源与所述模拟负载间的连接的同时，连接所述电流源与所述被测试器件。
15.一种测试被测试器件的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
由多个电流源向具有与所述被测试器件对应的电特性的模拟负载提供电流的步骤；
转换所述多个电流源中的各个电流源，与所述模拟负载连接还是与所述被测试器件连接的转换步骤；
根据应该对所述被测试器件施加的电流，而将所述多个电流源中的任意一个所述电流源连接到所述模拟负载上之后，向所述模拟负载施加的电压一变为预先规定的范围的电压，即断开所述模拟负载上连接的所述电流源和所述模拟负载间的连接，同时，使连接在所述模拟负载上的所述电流源与被测试器件连接的步骤。
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