CN102570799A - 电源装置、其控制方法以及使用它们的测试装置 - Google Patents

电源装置、其控制方法以及使用它们的测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够对半导体器件稳定供给电源的电源装置、其控制方法以及使用它们的测试装置。负载电容(CL)与被测试器件(DUT1)的电源端子连接。电流检测部(30)检测从电源装置(100)输出的输出电流(Iout)。非线性控制部(20)控制其输出量(Sout2)，以使得在从流入被测试器件(DUT1)的电源端子的负载电流(IL)发生变动的第1定时到负载电流(IL)与输出电流(Iout)一致的第2定时为止的第1期间负载电容(CL)充放电的电荷量，与在从第2定时到结束控制的第3定时为止的第2期间负载电容(CL)充放电的电荷量平衡。

Description

电源装置、其控制方法以及使用它们的测试装置
技术领域
本发明涉及向半导体器件供给电力的电源装置。
背景技术
测试装置具有向被测试器件(DUT)供给电源电压或电源电流(以下，称为电源电压Vdd)的电源装置。图1是示意性表示以往的电源装置的框图。电源装置1100包括电源输出部1026、控制电源输出部1026的频率控制器(以下，称为控制器)1024。例如电源输出部1026是运算放大器(缓存)、DC/DC转换器、线性调节器(linear regulator)或恒流源，生成应向DUT1供给的电源电压或电源电流(输出信号OUT)。
紧靠DUT1的电源端子设有去耦电容器C1，经由线缆连接在电源装置1100的输出端子与DUT1的电源端子之间。电源装置1100的控制对象不是电源输出部1026的输出信号OUT，而是实际施加于DUT1的电源端子的电源电压Vdd。以往，控制器1024输出控制值，以使所反馈的观测值(控制对象)与预定的参照值(基准值)的差分值为0。作为观测值，例示了基于向DUT1供给的电源电压、电源电流等的反馈信号。例如图1中用减法器的符号所示的电路单元1022是误差放大器(运算放大器)，将观测值与基准值的误差放大。模拟的控制器1024生成控制值，以使误差为0。电源输出部1026的状态是根据控制值被反馈控制，结果，作为控制对象的电源电压Vdd被稳定为目标值。在控制控制对象1010时应考虑的参数被示意性表示为寄生参数1030。寄生参数1030包括电源线缆和电源装置1100内部的寄生电阻、寄生电容、寄生感应(inductor)等。
专利文献1：日本特表2004-529400号公报
专利文献2：日本专利第2526859号公报
专利文献3：日本特开平5-313760号公报
专利文献4：日本特开平2-123986号公报
专利文献5：日本特开平9-178820号公报
发明内容
以往，使用模拟电路构成控制器1024。因此，存在其综合性能被构成其的模拟元件的性能固定的问题。而且，负载电流变动、周围的去耦电容器C1也对控制对象1010有影响。除此之外，在考虑到寄生参数1030的影响来设计控制器1024时，结果变得复杂、且部件数目增多。
本发明是鉴于该课题而做出的，其一方案例示的目的之一在于提供一种可对半导体器件稳定地供给电源的电源装置。
本发明的一方案涉及经由电源线向在电源端子连接有电容器的半导体器件供给电力的电源装置。该电源装置包括：电流检测部，对从电源装置输出的输出电流进行检测；非线性控制部，控制其输出量，以使得在第1期间对电容器充放电的电荷量与在第2期间对电容器充放电的电荷量平衡，第1期间是从流入半导体器件的电源端子的负载电流发生变动的第1定时到负载电流与输出电流一致的第2定时为止的期间，第2期间是从第2定时到结束控制的第3定时为止的期间。
根据该方案，适当计算电容器的放电电荷量及充电电荷量，控制输出量，以使第1期间的放电电荷量(充电电荷量)与第2期间的放电电荷量(充电电荷量)一致，从而能够抑制电源电压的变动量，或缩短变动量的稳定化时间。或者能够有意地控制电源电压的变动量、稳定化时间。
一方案的电源装置可以进一步包括：控制其输出量以使电源端子的电源电压与预定的基准电压一致的线性控制部；检测负载的变动的负载变动检测部；接收线性控制部的输出量和非线性控制部的输出量，选择与负载变动检测部的检测结果对应的一方，并从控制端子输出的选择器。
根据该方案，通过根据负载的状态来切换线性控制和非线性控制，能够使电源电压更稳定。
本发明的另一方案是测试装置。该测试装置包括对被测试器件供给电源的上述任一方案的电源装置。
另外，将以上结构要素的任意组合、本发明的结构要素、表现在方法、装置、系统等之间相互置换而成的方案，作为本发明的方案也是有效的。
根据本发明的方案，能够提供可对半导体器件稳定地供给电源的电源装置。
附图说明
图1是示意性表示以往的电源装置的框图。
图2是表示具有实施方式的电源装置的测试装置的框图。
图3是表示图2的基于非线性控制部的非线性控制模式的工作的波形图。
图4是表示图2的电源装置的具体结构例的框图。
图5是图2的电源装置的状态转变图。
图6是表示图2的电源装置的第1控制的时间图。
图7是表示第1期间的控制算法的图。
图8(a)、(b)是表示第2期间的控制算法的图。
图9是表示图2的电源装置的第2控制的时间图。
图10是进行了第2控制时的电源电压及输出电流的仿真波形图。
附图标记的说明
1...DUT，2...测试装置，4...寄生参数，DR...驱动器，CP...比较器，100...电源装置，P1...电源端子，LVDD...电源线，10...线性控制部，12...减法器，20...非线性控制部，22...负载电流运算部，24...电荷量运算部，26...输出量运算部，30...电流检测部，32...放大器，40...选择器，42...负载变动检测部，50...乘法器，52...延迟电路，54，56，60...加法器，62...积分器，S1...差分信号，S2...输出电流检测信号，S3...电压检测信号，S4...负载电流检测信号，S5...电荷量检测信号，S6...充放电电流检测信号，C1...电容器，CL...负载电容
具体实施方式
以下，参照附图并基于优选实施方式来说明本发明。对于各附图所示的相同或同等的结构要素、构件、处理标注同一符号，适当省略重复说明。此外，实施方式不是用于限定发明，而只是例示，实施方式记载的所有特征、其组合不一定是发明的必要技术特征。
在本说明书中，“构件A与构件B连接的状态”除了构件A与构件B直接物理连接的情况之外，还包括构件A和构件B经由不影响电连接状态的其他构件而间接连接的情况。
同样，“构件C设于构件A与构件B之间的状态”除了构件A与构件C或构件B与构件C直接连接的情况，还包括经由不影响电连接状态的其他构件而间接连接的情况。
图2是表示具有实施方式的电源装置100的测试装置2的框图。测试装置2对DUT1施加信号，将来自DUT1的信号与期待值比较，判断DUT1的良否、不良部位。
测试装置2包括驱动器DR、比较器(定时比较器(timing comparator))CP、电源装置100等。驱动器DR对DUT1输出测试信号。该测试信号由未图示的定时发生器TG、模式发生器PG及波形整形器FC(均未图示)等生成，被输入至驱动器DR。DUT1输出的信号被输入至比较器CP。比较器CP将来自DUT1的信号与预定的阈值比较，以适当的定时锁存比较结果。将比较器CP的输出与其期待值进行比较。以上是测试装置2的概要。
以下，详细说明实施方式的电源装置100。电源装置100经由电源线LVDD与DUT1的电源端子P1连接。旁路电容器(电容器C1)紧靠DUT1的电源端子P1连接。另外将图2的电容器C1及电源线LVDD的寄生电容、电源端子P1与基板之间的电容等的合成电容统称为负载电容CL。另外，在实施方式的电源装置100的控制中，是以已知该负载电容CL的值为前提，因此预先通过实际测量或仿真(simulation)等而求出其值。此外，将对电源端子P1施加的电压称为电源电压Vdd。寄生参数4与在图1中说明的相同，示意性表示在控制输出量VS时应考虑的参数。即，寄生参数4在实际电路中不是作为明示的要素存在。
电源装置100包括线性控制部10、加法器12、非线性控制部20、电流检测部30、选择器40、负载变动检测部42。电源装置100可以由模拟电路构成，也可由数字电路构成，或者由模拟电路和数字电路混合构成。
电源装置100根据负载的状态控制其输出量Sout。输出量Sout表示输出电压VS和输出电流Iout的任一者或两者。该电源装置100被构成为线性控制模式φL和非线性控制模式φNL可切换。选择器40在线性控制模式φL下选择线性控制部10的输出量Sout1(输出电压VS1)，在非线性控制模式φNL下选择非线性控制部20的输出量Sout2(输出电压VS2)，将所选择的一方作为输出量Sout(输出电压VS)输出。负载变动检测部42基于以电源电压Vdd、从电源装置100供给到DUT1的输出电流Iout、电源电压Vdd为代表的表示DUT1状态的信号，控制选择器40，切换线性控制模式φL和非线性控制模式φNL。
1.线性控制模式φL
在线性控制模式φL下，主要由加法器12及线性控制部10控制输出电压VS1。加法器12生成表示电源电压Vdd和其目标值Vref的差分的差分信号S1。线性控制部10利用以往的线性控制，控制其输出电压VS1(输出量)，以使得差分信号S1所示的差分为0、即电源电压Vdd与目标值Vref一致。在线性控制部10由数字电路构成时，进行PI控制、PID控制。在线性控制部10由模拟电路构成时，可以由误差放大器(运算放大器)构成加法器12，由线性调节器、开关调节器(switching regulator)(DC/DC转换器)构成线性控制部10。
2.非线性控制模式φNL
在非线性控制模式φNL中，主要由非线性控制部20及电流检测部30控制输出电压VS2。
电流检测部30检测从电源装置100向DUT1输出的输出电流Iout。例如电流检测部30可以包括在输出电流Iout的路径上设置的检测电阻RM、将在检测电阻RM产生的电压下降VM放大并检测的放大器32。电流检测部30输出表示输出电流Iout的输出电流检测信号S2。
非线性控制部20接收表示电源电压Vdd的电压检测信号S3和表示输出电流Iout的输出电流检测信号S2，根据这些信号控制其输出量Sout2。非线性控制部20的工作分为第1期间τ1和第2期间τ2进行说明。
图3是表示图2的基于非线性控制部20的非线性控制模式φNL的工作的波形图。第1期间τ1是从流入DUT1的电源端子P1的负载电流IL发生变动的第1定时t0起到负载电流IL与输出电流Iout一致的第2定时tres的期间。第2期间τ2是从第2定时tres起到结束控制的第3定时tend的期间。
时刻t0以前，处于稳定状态，利用线性控制模式φL使输出电压VS稳定。在此，在t＜t0，将负载电流IL及输出电流Iout设为0。在时刻t0，负载从0急剧增加到某程度。接收到该情况后，转移至非线性控制部20进行的非线性控制模式φNL。
在第1期间τ1期间，IL＞Iout成立。因此不足的电流IC＝(IL-Iout)被从负载电容CL供给到DUT1的电源端子。即，电容CL以充放电电流IC＝IL-Iout而放电。在第1期间τ1中阴影面积表示放电电荷量Qdischarge。由于第1期间τ1中负载电容CL的放电，电源电压Vdd比稳定状态降低了ΔV。
在第2定时tres以后，变成IL＜Iout。由此，以电流IC＝Iout-IL充电负载电容CL，电源电压Vdd开始增加。在第2期间τ2中的充电电荷量Qcharge被标记阴影。
非线性控制部20控制其输出量Sout、即输出电压VS2及输出电流Iout，以使得在第1期间τ1中被负载电容CL充放电的电荷量Qdischarge与在第2期间τ2中被负载电容CL充放电的电荷量Qcharge平衡(一致)。
在负载电流IL、输出电流Iout、放电电荷量Qdischarge、充电电荷量Qcharge之间，式(1)、(2)的关系式成立。并且，通过使式(3)成立来控制输出量Sout，从而电源电压Vdd恢复至目标电压Vref。
Q disch arg e = ∫ t 0 t res ( I L - I out ( t ) ) dt = I L ( t res - t 0 ) - ∫ t 0 t res I out ( t ) dt · · · ( 1 )
Q ch arg e , = ∫ t res t end ( I out ( t ) - I L ) dt = ∫ t res t end I out ( t ) dt = I L ( t end - t res ) · · · ( 2 )
Qdischarge＝Qcharge＝CLΔV     …(3)
通过非线性控制部20的非线性控制，时刻tend时的电源电压Vdd与基准电压Vref一致。若负载变为稳定状态，则从非线性控制切换为线性控制。
在本实施方式中，着眼于负载电流IL从某程度急剧增加的情况进行说明。
若在发生了急剧的负载变动时继续进行线性控制，则由于反馈的响应速度的制约，电源电压Vdd恢复到目标电压Vref的时间变长，其降低量ΔV变大。另一方面，根据图2的电源装置100，在发生了急剧的负载变动时，进行基于电荷量的非线性控制，从而能够缩短电源电压Vdd恢复到原来的稳定电平(level)的时间。另外，将在后面说明在进行线性控制和非线性控制时的降低量ΔV及恢复时间(稳定化时间)的比较。
下面说明非线性控制部20的具体处理及结构例。
图4是表示图2的电源装置100的具体结构例的框图。图4表示电源装置100由数字电路构成的情况。
A/D转换器34、58分别将模拟的输出电流检测信号S2、电压检测信号S3转换为数字信号。非线性控制部20包括负载电流运算部22、电荷量运算部24、输出量运算部26、D/A转换器28。D/A转换器28将输出量运算部26的数字输出量Sout2转换为模拟的输出量Sout2。D/A转换器28可以是电压DAC，也可以是电流DAC。前者时，输出量Sout2为输出电压VS，后者时，输出量Sout2为输出电流Iout。
负载电流运算部22计算流入DUT1的电源端子P1的负载电流IL，生成表示该电流的负载电流检测信号S4。电荷量运算部24计算在负载电容CL充放电的电荷量Q，生成表示该电荷量的电荷量检测信号S5。输出量运算部26基于负载电流检测信号S4所示的负载电流IL及电荷量检测信号S5所示的电荷量Q，计算输出量Sout2，以使第1期间τ1的电荷量与第2期间τ2的电荷量平衡。
负载电流运算部22将负载电容CL的电容值与电源电压Vdd的微分值dVdd/dt相乘，从而生成表示对应于负载电容CL的充放电电流IC的充放电电流检测信号S6。如上所述，充放电电流IC是负载电流IL与输出电流Iout的差分。并且，负载电流运算部22从输出电流Iout(S2)减去充放电电流IC(S6)，从而生成表示负载电流IL的负载电流检测信号S4。
负载电流运算部22可以包括使电压检测信号S3乘上系数CL/dt的乘法器50、使乘法器50的输出延迟1采样时间的延迟电路52、计算乘法器50的输出与延迟电路52的输出的差分的加法器54、从输出电流检测信号S2减去加法器54的输出的减法器56。dt表示1采样时间。
电荷量运算部24通过对负载电流IL与输出电流Iout的差分、即充放电电流IC进行积分，来算出电荷量Q。电荷量运算部24可以包括通过从负载电流检测信号S4减去输出电流检测信号S2来算出充放电电流检测信号S6’的加法器60、通过对加法器60的输出积分来生成电荷量检测信号S5的积分器62。另外，也可以省略加法器60，对积分器62输入作为加法器54的输出的充放电电流检测信号S6。
下面说明输出量运算部26的具体处理。
图5是图2的电源装置100的状态转变图。图6是表示图2的电源装置100的第1控制的时间图。
在图5中，s-0表示线性控制模式φL，s-1～s-4表示非线性控制模式φNL。在系统为稳定状态时，设定为线性控制模式φL，在状态s-0下进行线性控制。当发生负载变动，当负载变动检测部42检测到该负载变动时，转变为状态s-1。作为负载变动检测部42的负载变动的检测条件，如以下例示。
1.基于差分信号S1(Vref-Vdd)的检测
在目标电压Vref与电源电压Vdd的差分大于预定的阈值Vth时，负载变动检测部42可以判断发生了负载变动。
2.基于输出电流检测信号S2(Iout)的检测
在输出电流Iout大于某阈值Ith时，负载变动检测部42可以判断发生了负载变动。
3.基于充放电电流检测信号S6(IC)的检测
在充放电电流IC实质上成为非0的值时，或其绝对值大于某阈值时，负载变动检测部42可以判断发生了负载变动。
4.基于负载电流检测信号S4(负载电流IL)的时间变化率(dIL/dt)的检测
在负载电流IL的时间变化率(微分值)实质上成为非0的值时，或微分值的绝对值大于某阈值时，负载变动检测部42可以判断发生了负载变动。
5.基于负载电流检测信号S4(负载电流IL)的检测
在负载电流IL大于某阈值时，负载变动检测部42可以判断发生了负载变动。
即，负载变动检测部42无论用何种方法，只要检测到负载的急剧变动(从稳定状态到过渡状态的变化)即可。
在从负载变动发生到由负载变动检测部42检测到该负载变动而开始非线性控制的定时tstart，发生了一定的延迟。在该延迟期间进行线性控制部10的线性控制。在状态s-1下，作为非线性控制的前处理，计算在延迟期间从负载电容CL放电的初期电荷量Q0。
若线性控制的响应速度慢，则可假定从时刻t0到时刻tstart的输出电流Iout为0。在以系统的采样时间TS为单位而在Ndelay周期给出延迟时间Tdelay时，初期电荷量Q0可基于式(4)计算。延迟周期数Ndelay可以使用预先设定的值，也可以根据电源电压Vdd的斜率及时刻tstart时的电源电压Vdd的值推定。
Q 0 = ∫ t 0 t start ( I L - I out ( t ) ) dt ≅ I L · t start ≅ I L · N delay · T s · · · ( 4 )
或者也可以不使用该近似式而更详细地计算初期电荷量Q0。此外，在延迟时间Tdelay十分短时，可以省略初期电荷量Q0的计算。
接着转变为状态s-2，进行与上述的第1期间τ1相当的处理。在本实施方式中，第1期间τ1的长度Tres作为信号处理的周期数Nres被预先规定。在第1期间τ1(Tres＝TS×Nres)，控制输出量Sout，以使得第1期间τ1的长度Tres成为预定值，换言之，以使得在从控制开始到Nres周期后，输出电流Iout与负载电流IL一致。
输出量运算部26在第1期间τ1控制输出量Sout，以使得输出电流Iout单调变化(以恒定的斜率α变化)。若时刻tstart时的输出电流Iout与0近似，则输出电流Iout的斜率α由IL/Tres＝IL/(tres-tstart)给出。
即，第1期间τ1的输出电流Iout由式(5)给出。
Iout(t)＝IL/Tres×(t-tstart)  ...(5)
若沿时间方向离散化，则输出电流Iout的斜率α由IL/(TS×Nres)给出。
在状态s-2的第k周期，式(6)、(7)成立。
t＝tstart+k×TS  ...(6)
Iout(tstart+kTS)＝IL/Nres×k ...(7)
如果为了容易理解及简化说明而忽略寄生参数4，则在输出电压VS2与输出电流Iout之间式(8)成立。因此在非线性控制部20的输出级由电压源构成时，只要生成满足式(8)的输出电压VS2即可。
VS(t)＝Iout(t)·RM+Vdd(t) ...(8)
图7是表示第1期间的控制的算法的图。在状态s-2下，按照图7的算法(源代码)控制输出电压VS即可。此外，在每周期更新放电电荷量Q。根据图7的算法，可以在Nres周期后使输出电流Iout与负载电流IL一致。
另外，在非线性控制部20的输出级由电流源构成时，按照式(7)使输出量Sout变化即可，不需要式(8)的运算。
接着转变为状态s-3，进行相当于第2期间τ2的处理。在本实施方式中，第2期间τ2的长度也作为周期数Nend被预先规定。在第2期间τ2，进行以下的处理。
输出量运算部26控制输出量Sout，以使得在第2期间τ2，输出电流Iout成为恒定值。即，为了在预定的第2期间τ2的长度Tend(＝tend-tres)充电在第1期间(状态s-2)计算出的放电电荷量Qdischarge所需的输出电流Iout由式(9)给出。
Iout＝Qdischarge/Tend ...(9)
图8(a)、(b)是表示第2期间的控制的算法的图。在图8(a)中，不在每个周期进行电荷量的更新，而是持续生成与式(9)对应的输出电压VS。在图8(b)的算法中，在每个周期更新电荷量，并与此相应地再次计算式(9)的电流量。
然后，若在时刻tend结束处理，则转变为状态s-4。处理结束时的输出电压VS为理想控制量IL·RM+Vref，在该时点成为Vdd＝Vref是理想的。实际上考虑到误差，优选是在状态s-4下输出几周期的理想控制量后，恢复至状态s-0的线性控制。
图9是表示图2的电源装置100的第2控制的时间图。图9的时间图与图6的时间图相比，第2期间τ2的工作不同。
在第2期间τ2，输出量运算部26控制输出量Sout，以使输出电流Iout单调变化且在第2期间τ2的终点即第3定时tend，输出电流Iout与负载电流IL相等。
给出在第2期间τ2应充电的电荷量Q和第2期间τ2的长度(tend-tres)时，只要以下的关系式可以即可。
(Iout(tres)-IL)×Tend/2＝Q ...(10)
根据式(10)，时刻tres时的输出电流Iout由式(11)给出。
Iout(tres)＝Q×2/Tend+IL  ...(11)
第2期间τ2的输出电流Iout的斜率β由式(12)给出。
β＝Q×2/Tend 2  ...(12)
因此，第2期间τ2的输出电流Iout(t)，由式(13)给出。
Iout(t)＝Q×2/Tend+IL-β×(t-tres)  ...(13)
若使用Tend＝Nend×TS，t＝tres+kTS将式(13)离散，则得到式(14)。
Iout(t)＝Q×2/(TS×Nend)×{1-k/Nend}+IL  ...(14)
输出量运算部26根据式(8)及式(14)计算周期k时的输出电压VS，并向D/A转换器28输出。
图10是进行了第2控制时的输出电压Vdd及输出电流Iout的仿真波形图。表示采样频率fS＝2MHz、负载电流IL在时刻t＝200μS时从0A变化为1.3A的情况。负载电容CL＝120μF，RM＝0.2Ω。
波形(i)表示Nres＝Nend＝7、共计14周期的情况，波形(ii)表示Nres＝Nend＝11、共计22周期的情况，波形(iii)表示进行了线性控制(PID控制)的情况。Nres及Nend的长度可以不相等，可以分别单独确定。如此，根据实施方式的电源装置100，在负载变动状态下，进行使用了电容平衡的非线性控制，从而与进行线性控制时相比，可减小输出电压Vdd的变动量及/或缩短稳定化时间。此外，若使第1期间τ1的长度Tres变化，则能够控制电源电压Vdd的波形。同样也可利用第2期间τ2的长度Tend控制电源电压Vdd的波形。
以上，基于实施方式说明了本发明。该实施方式只是例示，其各结构要素、各处理程序步骤、它们的组合中可存在各种变形例。以下，说明这样的变形例。
在实施方式中，说明了在第1期间τ1，输出电流Iout线性增加的情况，但本发明不限于此。例如，可以使输出电流Iout以指数函数的方式变化。在第2期间τ2也可以使输出电流Iout以指数函数的方式变化。
在实施方式中，说明了规定了第1期间τ1、第2期间τ2的长度时的处理，但本发明不限于此。例如可以在第1期间τ1，预先设定输出电流Iout的斜率α，根据其斜率α计算第1期间τ1。
同样在第2期间τ2，也可以预先规定输出电流Iout的斜率β或其量，根据其计算第2期间τ2的长度。
在实施方式中，着眼于负载电流IL从某电平急剧增加的情况进行了说明，但在负载电流IL急剧减少时本发明也有效。此时，只要进行与实施方式同样的控制，在第1期间τ1进行充电，在第2期间τ2进行放电，并使它们的电荷量平衡即可。
在实施方式中，说明了电源电压Vdd在短时间内达到稳定化的工作，但本发明不限于此。通过变更以上说明的各种参数、例如Nres、Nend等，可以对各种性能进行仿真。
在非线性控制部20的输出级由可控制其输出电流Iout的电流源构成时，可以省略电流检测部30，将对电流源的控制量用作输出电流检测信号S2。
在实施方式中，说明了搭载于测试装置中的电源，但本发明不限于此，可广泛应用于向通常的半导体器件、电子电路供给电力的电源装置。
基于实施方式说明了本发明，但实施方式不过是表示本发明的原理、应用，在不脱离权利要求书所规定的本发明的构思的范围内，实施方式中包括大量变形例、配置的变更。

Claims (24)

1.一种电源装置，经由电源线向在电源端子连接有电容器的半导体器件供给电力，其特征在于，该电源装置包括：
电流检测部，检测从所述电源装置输出的输出电流；
非线性控制部，控制其输出量，以使在第1期间所述电容器充放电的电荷量与在第2期间所述电容器充放电的电荷量平衡，所述第1期间是从流入所述半导体器件的电源端子的负载电流发生变动的第1定时到所述负载电流与所述输出电流一致的第2定时为止的期间，所述第2期间是从所述第2定时到结束控制的第3定时为止的期间。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，
所述非线性控制部包括：
负载电流运算部，计算流入所述半导体器件的电源端子的负载电流；
电荷量运算部，计算所述电容器充放电的电荷量；
输出量运算部，基于所述负载电流及所述电荷量，计算所述输出量，以使所述第1期间的电荷量与所述第2期间的电荷量平衡。
3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述负载电流运算部通过使所述电源端子的电源电压的微分值乘以所述电容器的电容值，来计算出对所述电容器的充放电电流，通过从所述输出电流减去该充放电电流来计算出所述负载电流。
4.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述电荷量运算部通过对所述负载电流与所述输出电流的差分进行积分，来计算出所述电荷量。
5.根据权利要求3所述的电源装置，其特征在于，
所述电荷量运算部通过对所述充放电电流积分来计算出所述电荷量。
6.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述第1期间的长度被预先确定。
7.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述输出量运算部控制所述输出量，以使在所述第1期间，所述输出电流单调变化。
8.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述第2期间的长度被预先确定。
9.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述输出量运算部控制所述输出量，以使在所述第2期间，所述输出电流成为恒定值。
10.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述输出量运算部控制所述输出量，以使所述输出电流单调变化，且在所述第2期间的终点即所述第3定时，所述输出电流与所述负载电流相等。
11.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，
所述输出量运算部控制所述输出量，以使得所述输出电流以指数函数的方式变化，且在所述第2期间的终点即所述第3定时，所述输出电流与所述负载电流相等。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的电源装置，其特征在于，还包括：
线性控制部，控制其输出量，以使得所述电源端子的电源电压与预定的基准电压一致；
负载变动检测部，检测负载的变动；
选择器，接收所述线性控制部的输出量和所述非线性控制部的输出量，选择并输出与所述负载变动检测部的检测结果相应的一方。
13.根据权利要求12所述的电源装置，其特征在于，
所述负载变动检测部在所述电源电压与所述基准电压的差分大于预定的阈值电压时，判断为负载变动状态。
14.根据权利要求12所述的电源装置，其特征在于，
所述负载变动检测部基于所述电源电压与所述基准电压的差分，检测负载变动。
15.根据权利要求12所述的电源装置，其特征在于，
所述负载变动检测部基于所述输出电流检测负载变动。
16.根据权利要求12所述的电源装置，其特征在于，
所述负载变动检测部基于所述电荷量的微分值，检测负载变动状态。
17.根据权利要求12所述的电源装置，其特征在于，
所述负载变动检测部基于所述负载电流的微分值，检测负载变动状态。
18.一种测试装置，其特征在于，包括对被测试器件供给电源的权利要求1～11中任一项所述的电源装置。
19.一种电源装置的控制方法，该电源装置经由电源线向在电源端子连接有电容器的半导体器件供给电力，其特征在于，该方法包括如下步骤：
对从所述电源装置的控制端子输出的输出电流进行检测；
控制输出量，以使得在第1期间所述电容器充放电的电荷量与在第2期间所述电容器充放电的电荷量平衡，所述第1期间是从流入所述半导体器件的电源端子的负载电流发生变动的第1定时到所述负载电流与所述输出电流一致的第2定时为止的期间，所述第2期间是从所述第2定时到结束控制的第3定时为止的期间。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，
控制所述输出量的步骤包括如下步骤：
计算流入所述半导体器件的电源端子的负载电流；
计算所述电容器充放电的电荷量；
基于所述负载电流及所述电荷量，计算从所述控制端子输出的所述输出量，以使所述第1期间的电荷量与所述第2期间的电荷量平衡。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，
计算所述输出量的步骤通过使所述电源端子的电源电压的微分值乘以所述电容器的电容值，来计算出对所述电容器的充放电电流，通过从所述输出电流减去所述充放电电流来计算出所述负载电流。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，
计算所述电荷量的步骤，通过对所述负载电流与所述输出电流的差分积分，来计算出所述电荷量。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，
计算所述电荷量的步骤，通过对所述充放电电流积分来计算出所述电荷量。
24.一种电源装置的控制方法，该电源装置经由电源线向在电源端子连接有电容器的半导体器件供给电力，其特征在于，该方法包括如下步骤：
对从所述电源装置的控制端子输出的输出电流进行检测；
检测负载的变动，判断恒定状态和过渡状态；
在所述负载的恒定状态下，控制输出量，以使所述电源端子的电源电压与预定的基准电压一致；
在所述负载的过渡状态下，控制输出量，以使得在第1期间所述电容器充放电的电荷量与在第2期间所述电容器充放电的电荷量平衡，所述第1期间是从流入所述半导体器件的电源端子的负载电流发生变动的第1定时到所述负载电流与所述输出电流一致的第2定时为止的期间，所述第2期间是从所述第2定时到结束控制的第3定时为止的期间。
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