CN109580992B - 电流泄漏和电荷注入减轻固态开关 - Google Patents

Abstract

公开了一种测试和测量开关矩阵。所述测试和测量开关矩阵包括固态开关，所述固态开关用于将来自被测装置（DUT）的测试信号耦合到测试系统。所述固态开关具有双T形防护布置，从而在关断时提供低泄漏。所述固态开关还包括光学耦合驱动器，光学耦合驱动器在改变开关状态时进一步改善隔离并减少不期望的电荷注入。

Description

电流泄漏和电荷注入减轻固态开关

技术领域

本公开涉及与测试和测量系统的各方面相关联的机构，并且更具体地，涉及在信号测试期间用于固态切换的机构。

背景技术

测试和测量系统被设计为接收并测试例如来自被测装置（DUT）的信号。在一些自动测试设置中，测试DUT输出的序列和/或组合。为了完成这种测试，采用切换装置在DUT与测试和测量系统之间切换这种输出。这种切换装置可以采用机械继电器。针对对应的隔离电压，这种机械继电器尺寸小，这允许产生高密度切换装置。然而，机械继电器对于切换系统也具有许多缺点。首先，这种机械继电器包括在失效之前固有的有限切换寿命，这导致切换装置的有限寿命。第二，机械继电器通常需要很长时间来切换。例如，簧片继电器需要几毫秒来改变状态，这对于生产测试系统中的快速测试装置可能是有问题的。第三，机械继电器触点易受热切换的影响，热切换导致继电器过早失效。

本公开中的示例解决了这些和其他问题。

发明内容

本公开的实施例涉及一种测试和测量开关矩阵，包括：

固态开关，用于将来自被测装置（DUT）的测试信号耦合到测试系统，所述固态开关包括输入端（switch_in）和输出端（switch_out）；

输入防护开关，耦合到所述固态开关的switch_in，所述输入防护开关用于在所述固态开关关断时向所述固态开关施加防护电压；以及

输出防护开关，耦合到所述固态开关的switch_out，用于在所述固态开关关断时施加所述防护电压。

本公开的实施例还涉及一种电流泄露和电荷注入减轻设备，包括：

输入防护开关，包括耦合到开关矩阵输入端的源极、漏极和栅极；

输入防护开关光学隔离器，耦合到所述输入防护开关的栅极；

固态开关，包括耦合到所述输入防护开关的漏极的输入端（switch_in）、输出端（switch_out）和栅极；

开关光学隔离器，耦合到所述固态开关的栅极；

输出防护开关，包括耦合到所述固态开关的switch_out的源极、耦合到开关矩阵输出端的漏极以及栅极；以及

输出防护开关光学隔离器，耦合到所述输出防护开关的栅极。

另外，本公开的实施例还涉及一种操作固态切换网络的方法，包括：

由开关驱动器将开路开关信号传送到开关矩阵，以使耦合在测试和测量开关矩阵中的输入防护开关和输出防护开关之间的固态开关开路，所述固态开关用于提供电压隔离，并且所述输入防护开关和所述输出防护开关用于减轻电流泄漏，所述开路开关信号用于断开从被测装置（DUT）到测试和测量系统的测试信号；以及

由防护驱动器向所述输入防护开关和所述输出防护开关传送开路防护信号，所述开路防护信号用于在所述固态开关处于关断状态时使所述输入防护开关和所述输出防护开关开路并且向所述固态开关施加防护输入电压。

附图说明

根据参考附图对实施例的以下描述，本公开的实施例的各方面、特征和优点将变得显而易见，其中：

图1是根据本公开的各个方面的包括开关矩阵的示例测试网络的示意图。

图2是根据本公开的各个方面的示例固态开关的示意图。

图3是根据本公开的各个方面的具有防护机制的示例固态切换网络的示意图。

图4是根据本公开的各个方面的具有防护机制和光学隔离的示例固态切换网络的示意图。

图5是根据本公开的各个方面的用于减轻电荷注入的示例性固态切换网络的示意图。

图6是根据本公开的各个方面的操作固态切换网络的示例方法的流程图。

具体实施方式

切换矩阵中的固态开关提供了对一些上述缺点的解决方案。例如，固态开关没有寿命切换限制。此外，固态开关提供比机械继电器快一到两个数量级的切换速度。另外，固态开关较不易受热切换损坏的影响。不幸的是，固态开关也在半导体测试系统中添加了额外的损害。首先，被选择用于高电压应用的固态开关在关断状态下具有高漏电流。当对高电压DUT进行低电流测量时，这种泄漏电流改变测试结果。第二，对于特定尺寸，固态开关在处于关断状态时与机械继电器相比具有差的电压隔离。第三，被选择用于高隔离电压的固态开关还包括处于导通状态时的高串联电阻，该高串联电阻对DUT的高电流测量产生负面影响。第四，固态开关在改变状态时表现出电荷注入。这种电荷注入导致开关矩阵电流被注入到测试信号电流中，这可能对测试和测量系统处的测量产生负面影响。

本文公开了一种固态切换机构，其可以在切换矩阵中采用，同时解决上述缺点。采用固态切换网络。固态切换网络布置成双T形布置，双T形布置允许电压防护以减轻电流泄漏。例如，固态开关位于输入防护开关和输出防护开关之间。当固态开关处于关断状态时，防护电压耦合在输入防护开关和固态开关之间。固态开关采用具有低导通状态电阻和高电压隔离的装置，高电压隔离通常本来会导致高电流泄漏。输入防护开关和输出防护开关采用具有低电压隔离、低导通状态电阻和低关断状态电流泄漏的装置。这种配置的结果是防护装置驱动任何漏电流跨固态开关，从而防止这种电流影响DUT或测试系统中的仪器。此外，该实施例还可以在不牺牲高电压隔离的情况下保持低导通状态电阻。该实施例通过使用光学隔离机构来减轻电荷注入和电压隔离尺寸限制。根据开关状态，由于固态开关的栅极和源极之间和/或固态开关的栅极和漏极之间的电容而发生电荷注入。在具有接地参考驱动电路的切换系统中，由这种电容注入的大部分电荷被注入到穿过DUT的路径中。在一些情况下，这可能会导致DUT损坏。为了克服这个问题，光学隔离器耦合到每个开关的栅极，其中太阳能电池耦合到每个开关的源极。这种布置使得大部分注入的电荷返回到光学隔离器而不是被引导穿过DUT。虽然一些电荷仍可以经由开关漏极注入到DUT中，但这种电流极微小，因为栅极到漏极电容与栅极到源极电容相比较小。最后，导电元件之间的安全相关电压隔离间隔要求随着固态开关两端的电压增加而上升。通过采用允许通过空气隔离的光学隔离器，基于安全的尺寸要求显著降低，从而导致更小的开关，同时保持高电压隔离。

图1是包括开关矩阵106的示例测试网络100的示意图。开关矩阵106被配置为将测试信号105从DUT切换到测试系统103。开关矩阵106由开关驱动器102和防护驱动器104控制，防护驱动器104也可以称为T形驱动器。

DUT101是被配置为传导电信号（诸如测试信号105）的任何信号源。DUT101可以是用户期望测试以便确定相关电特性的任何装置或装置组。例如，DUT101可以包括包含导电电路的（一个或多个）半导体装置，该导电电路包括生成测试信号105的多个测试点。测试信号105可以是由DUT101生成并转发到测试系统103用于测试的（一个或多个）任何电信号。DUT101经由一个或多个端口耦合到开关矩阵106。DUT101还可以交替以预定序列和/或以预定组合发送的测试信号105。

开关矩阵106包括如下所讨论的多个固态开关。开关矩阵106被配置为将一个或多个测试信号105切换到测试系统103。开关矩阵106由开关驱动器102和防护驱动器104控制。尽管分开描绘，但是在一些示例中，开关驱动器102和防护驱动器104可以被包括在单个装置中。开关驱动器102是可编程部件，该可编程部件被配置为以预定模式操作开关矩阵106中的固态开关以按照期望组合和/或序列将测试信号105转发到测试系统103以进行适当的测试。防护驱动器104（例如，T形驱动器）可编程为操作防护电路以便减轻来自测试信号106的跨固态开关的电流泄漏。开关驱动器102和防护驱动器104均可包含处理器、存储器、网络端口和/或输入输出（I/O）端口。端口传送用于利用指令对存储器进行编程的命令，当指令由（一个或多个）处理器执行时使开关驱动器102和防护驱动器104操作开关矩阵106。

测试系统103可以是被配置为通过测量测试信号106来测试DUT101的电特性的任何系统。例如，测试系统103可以包括示波器、参数分析器、参数曲线跟踪器、参数测试系统等。在一些示例中，可以采用测试系统103来对防护驱动器104和开关驱动器102进行编程。测试系统103可以包括一个或多个处理器、存储器、I/O端口、网络端口、显示器等。测试系统103测量测试信号106，将结果存储在存储器中，和/或根据需要将这样的结果显示给用户。

图2是示例固态开关200的示意图，固态开关200可以在开关矩阵中（诸如开关矩阵106）中被采用。固态开关200被描绘为基于金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的开关，但也可以根据本文讨论的任何其他固态开关类型被构建。

固态开关200包括用于接收测试信号（诸如测试信号106）的输入端215。出于清楚的目的，在一些情况下，输入端215可以被称为switch_in以区别于其他部件的输入端。固态开关200还包括输出端216，输出端216用于在固态开关200处于导通状态时输出测试信号，并在固态开关200处于关断状态时输出近似零电流。出于清楚的目的，在一些情况下，输出端216可以被称为switch_out以区别于其他部件的输出端。固态开关200还包括栅极217，栅极217可操作为将固态开关200的状态从关断改变为导通，以及反之。固态开关200还包括耦合在晶体管211和晶体管212之间的接地218。在固态开关200中描绘的MOSFET示例中，栅极217上的相对于接地218的电压改变开关200的状态。

固态开关200包括晶体管211和212，晶体管211和212可以是MOSFET。晶体管211和212均包括源极（例如输入端）、漏极（例如输出端）和栅极。向栅极217施加相对于接地218的电压使得固态开关200通过导通晶体管211和212而进入导通状态。当处于导通状态时，固态开关200从输入端215传导到输出端216。当从栅极217去除电压时，固态开关200通过使晶体管211和212开路而进入关断状态。当处于关断状态时，固态开关200在理想情况下停止传导。固态开关200包括体二极管213。体二极管213允许电流从晶体管211的源极流动到晶体管211的漏极并从晶体管212的源极流动到晶体管212的漏极。体二极管213可以是对应晶体管固有的。

当用于切换时，固态开关200表现出某些不期望的特性。例如，当在切换矩阵中采用固态开关200时，固态开关200被选择用于保持高电压系统中的电压隔离。例如，固态开关200可能需要在正常操作期间承受超过一千伏（V）。这样，晶体管211和212可能均需要承受高电压电平。由于与MOSFET构造有关的因素，承受高电压的晶体管（诸如晶体管211和212）具有低关断状态电流泄漏和高导通状态沟道电阻，或者具有高关断状态电流泄漏和低导通状态沟道电阻。如下所讨论的，固态开关200应该被选择为具有低导通状态沟道电阻以便测试系统进行适当的测量。因此，应该采用附加电路来减轻这种晶体管选择中固有的高电流泄漏。

图3是具有防护机制的示例固态切换网络300的示意图，该防护机制减轻诸如固态开关200之类的固态开关的电流泄漏。固态切换网络300被实现在测试和测量开关矩阵（诸如开关矩阵106）中。应当注意，固态开关310的输入侧上的部件被标记为输入部件，而固态开关的输出侧上的部件被标记为输出部件。除非另有说明，否则这种标记是为了清楚，并不意味着输入部件与输出部件不同。

网络300包括用于将来自DUT的测试信号耦合到测试系统的信号通道。信号通道包括固态开关310、输入防护开关340和输出防护开关320。固态开关310可以基本上类似于固态开关200。如上所示，固态开关310中的晶体管均可以包含源极和漏极。固态开关310还可以包含栅极317和接地318，栅极317和接地318分别基本上类似于栅极217和接地218。栅极317由开关驱动器（诸如开关驱动器102）控制。固态开关310被选择为具有高电压隔离、低导通状态电阻和高漏电流。虽然固态开关310可以配置为如图2中所描绘的MOSFET开关，但固态开关也可以配置为双极结型晶体管（BJT）开关、绝缘栅双极晶体管（IGBT）开关、光电金属氧化物半导体（photomos）晶体管开关和/或任何其他固态开关。

当关断时，固态开关310提供高电压隔离（例如，超过1000V），但也经受显著的漏电流。因此，网络300包括输入防护开关340和输出防护开关320。这些开关的功能是在开关关断时减少泄漏。这因为输入防护开关340和输出防护开关320在其端子两端没有经受显著电压（例如几毫伏或更小）而发生，因为防护装置处于与信号本身几乎相同的电压。输入防护开关340和输出防护开关320被选择为具有低导通状态电阻。此外，固态开关310在关断时表现出比输入防护开关340和输出防护开关320更高的电压隔离。当输入防护开关340、固态开关310和输出防护开关320在导通时都包含低电阻时，穿过网络300的整个信号通道在导通时也包含低电阻。

输入防护开关340耦合到固态开关310的输入端。具体地，输入防护开关340包括晶体管341，晶体管341具有连接到网络输入端的源极345、连接到固态开关310的输入端的漏极346和栅极347。晶体管341被描绘为MOSFET，但是可以包括任何固态开关。栅极347由防护驱动器（诸如防护驱动器104）控制。输入防护开关340还包括反并联二极管343。反并联二极管343允许在状态改变（例如切换）期间电流在源极345和漏极346之间经过，以及反之。这使电压均衡并确保输入防护开关340不会经历高电压负载。反并联二极管343限制施加到对应晶体管的最大电压，并因此允许针对输入防护开关340所采用的晶体管被选择为物理上小的低电压部件。在操作中，当固态开关310处于导通状态时，输入防护开关340闭合（例如，通过防护驱动器）以向固态开关310提供测试信号。当固态开关310处于关断状态时，输入防护开关340也开路以从固态开关310去除测试信号并将输入防护电压施加到固态开关310。

输出防护开关320耦合到固态开关310的输出端。具体地，输出防护开关320包括耦合到固态开关310的输出端的漏极325。输出防护开关320还包括耦合到网络输出端的源极326。输出防护开关320还包括栅极327，栅极327由防护驱动器以类似于输入防护开关340的方式控制。输出防护开关320包括耦合到源极326、栅极327和漏极325的晶体管321。输出防护开关320还包括反并联二极管323。晶体管321和反并联二极管323可以分别基本上类似于晶体管341和反并联二极管343。

网络300还包括防护电路。当固态开关处于关断状态时，防护电路向固态开关310提供防护电压。如上所述，固态开关310在关断时引起不期望的电流泄漏。防护电路允许固态开关310从防护电路而不是从信号通道汲取漏电流。因此，防护电路减轻了固态开关310的电流泄漏对穿越信号通道的测试信号的影响。防护电路包括输入防护缓冲器360、输入缓冲器开关333、输出防护缓冲器350和输出缓冲器开关331。防护电路以输入防护开关340和输出防护开关320为边界。如所示的，防护电路产生双T形，并且可以称为T形电路。因此，操作防护电路的防护驱动器也可以称为T形驱动器。

输入防护缓冲器360经由输入缓冲器开关333耦合到输入防护开关340的漏极346和固态开关310的输入端。当固态开关310处于关断状态时，输入防护缓冲器360经由防护输入端361接收防护输入电压并将该电压施加到固态开关310。在一些示例中，防护输入电压是在网络输入端345处接收的电压的拷贝。输入防护缓冲器360可以包括放大器，诸如运算放大器（opamp）。输入防护缓冲器360产生与防护输入端361相同电压的防护信号并且充当源，当固态开关310关断时固态开关310的漏电流可以从该源汲取电流。输入缓冲器开关333可以是晶体管，并且用于在固态开关关断时将防护输入电压从防护缓冲器360切换到固态开关310，以及当固态开关310导通时阻挡防护输入电压到达固态开关310。这防止当固态开关310导通时防护缓冲器360影响信号通道中的测试信号。输入缓冲器开关333包括栅极334，栅极334由防护驱动器控制。

输出防护缓冲器350经由输出缓冲器开关331耦合到输出防护开关320的漏极325和固态开关310的输出端。当固态开关310处于关断状态时，输出防护缓冲器350通过输出缓冲器开关331向固态开关310的输出端提供电压，以减轻穿过固态开关310以及输出防护开关320的电流泄漏的影响。输出防护缓冲器350可包括放大器，诸如opamp。输出防护缓冲器350可以基本上类似于输入防护缓冲器360，但是被布置为缓冲输出信号而不是输入信号。当固态开关310处于关断状态时，输出缓冲器开关331将路径连接到输出防护缓冲器350。此外，当固态开关310处于导通状态时，输出缓冲器开关331断开到输出防护缓冲器350的路径。当固态开关310关断时，防护电路将任何穿过固态开关310的漏电流引导到防护缓冲器输出端350。输出缓冲器开关331开路以防止当固态开关310导通时信号通道中的测试信号受到防护电压的影响。此外，因为输出防护开关320两端的电压几乎与输入防护开关340两端的电压相同，所以穿过输出防护开关320的泄漏非常少，从而减小了对DUT的影响。输出缓冲器开关331包括栅极332，栅极332由防护驱动器控制。应注意，输入防护缓冲器360和输出防护缓冲器350是防护电路中的可选部件。即使当防护输入端361和/或防护输出端352被断开时，防护缓冲器也防止测试信号泄漏。此外，当网络300与源测量单元（SMU）一起用作测试系统时，防护缓冲器通过驱动输出电缆和DUT电容来改善SMU输出稳定性。在一些示例中，防护输入端361和防护输出端352通过附加开关连接，并且省略防护缓冲器350和360。

现在描述网络300的整体切换操作。出于讨论的目的，网络300最初处于导通状态，其中输入防护开关340、固态开关310和输出防护开关320都处于导通状态并且跨网络输入端345和网络输出端之间的信号通道耦合测试信号。驱动系统通过使网络300转换为关断状态来确定断开测试信号。应当注意，输入防护开关340和输出防护开关320可能被所谓的热切换损坏，这在固态装置在开关状态改变期间超过其安全操作电压时发生。因此，开关驱动器首先将固态开关310切换到关断状态，使得输入防护开关340和输出防护开关320不经历热切换。然后，防护驱动器信号通知输入防护开关340和输出防护开关320关断。防护驱动器还信号通知输入缓冲器开关333和输出缓冲器开关331导通（例如，防护开关的逻辑反相）。这分别地使测试信号与固态开关310断开并将防护信号连接到固态开关310。应当注意，防止输入防护开关340、输出防护开关320、输入缓冲器开关333和输出缓冲器开关331发生热切换放宽了对网络300的装置选择要求。因此，可以采用较小尺寸的部件用于这些晶体管，这继而减小了网络300的尺寸要求。

将网络300切换回导通状态按照与将网络切换到关断状态相反的顺序完成。防护驱动器首先分别导通输入防护开关340和输出防护开关320以及关断输入缓冲器开关333和输出缓冲器开关331。然后，开关驱动器将固态开关310切换到导通状态，这防止了固态开关310之外的部件的热切换。通过采用上述方法，网络300减轻了与热切换相关的问题。网络300还提供低导通状态电阻和高电压隔离。此外，网络300通过采用防护电路来排除漏电流，并因此减轻了漏电流对测试信号的影响。

图4是具有防护机制和光学隔离的示例固态切换网络400的示意图。网络400基本上类似于网络300，但还包含光学隔离部件。光学隔离部件将网络400的切换部件与对应的驱动系统隔离。将切换电路与驱动电路物理隔离有许多优点。这种隔离减轻了跨印刷电路板表面的从高电压开关节点到低电压驱动电路击穿的可能性。此外，隔离减小了驱动电路和网络400的开关之间的电容。这继而通过浮置栅极驱动信号（例如，将驱动信号与大地接地隔离）来减轻关断状态泄漏和电荷注入。低电荷注入是合乎期望的，因为当开关改变状态时电荷注入导致电流流过DUT，这可能导致测量问题。

网络400包括信号通道，信号通道具有输入防护开关440、固态开关410和输出防护开关420，它们可以基本上分别类似于输入防护开关340、固态开关310和输出防护开关320。网络400还包括防护电路，防护电路具有输入防护缓冲器460、输入缓冲器开关433、输出缓冲器开关431和输出防护缓冲器450，它们可以基本上分别类似于输入防护缓冲器360、输入缓冲器开关333、输出缓冲器开关331和输出防护缓冲器350。网络400还包括分别耦合到固态开关410的栅极、输入防护开关440的栅极和输出防护开关420的栅极的多个光学隔离器。光学隔离器通过确保切换电路的局部浮置接地不直接连接到与DUT耦合的接地来减轻与栅极电容相关的电荷注入。防护电路还包括防护开关455，防护开关455将防护信号从输入端切换到输出端。

具体地，网络400包括输入防护开关光学隔离器470，其经由反相器435耦合到输入防护开关440的栅极并且耦合到输入缓冲器开关433的栅极。输入防护开关光学隔离器470包括光学发射器472，诸如LED。光学发射器472提供穿过隔离屏障（诸如气隙）的光，在一些示例中隔离屏障可以是大约10厘米（cm）。在隔离屏障的另一侧，输入防护开关光学隔离器470包括光伏电池473。光伏电池473是能够将光能转换成电能的任何电池。因此，光伏电池473为切换防护开关440和输入缓冲器开关433的电路供电。此外，输入防护开关光学隔离器470包括耦合到防护驱动器的光学发射器475（例如LED）。光学发射器475也提供穿过隔离屏障（诸如气隙）的光。与提供电力的光学发射器472不同，光学发射器475基于来自防护驱动电路的信号提供光学信号。输入防护开关光学隔离器470还包括光学接收器474，其跨隔离屏障在光学发射器475对面（例如由气隙分离）。光学接收器474经由第一反相器435耦合到输入防护开关440的栅极，并且耦合到输入缓冲器开关433。这样，第一反相器435将输入防护开关440的栅极耦合到输入防护开关光学隔离器470。在操作中，光学接收器474通过隔离屏障经由光学发射器475接收来自防护驱动器的防护信号。光学接收器474基于所接收的防护信号允许电流从光伏电池473流出，从而跨隔离屏障产生浮置防护信号。然后，逻辑上反相的防护信号被转发到输入防护开关440，并且所述防护信号被转发到输入缓冲器开关433。

防护信号还经由第三反相器437被转发到防护开关455。防护开关455接收防护输入，该防护输入镜像信号通道中的网络输入。当信号通道被连接时，防护开关455闭合，这允许防护输入直接流动到防护输出端而不转发到信号通道。当来自光学接收器474的防护信号指示防护电路将加入时，防护开关455断开，这经由输入缓冲器开关433将防护输入向固态开关410转发。当防护输入镜像网络输入时，仅有跨输入防护开关440的极微小（如果有的话）电流泄漏。因此，跨固态开关410的任何电流泄漏都来自防护输入端，而不是网络输入端。

网络400还包括输出防护开关光学隔离器490，其可以基本上类似于输入防护开关光学隔离器470。输出防护开关光学隔离器490包括光学发射器492，诸如LED，光学发射器492跨隔离屏障为光伏电池493充电，如上所述。输出防护开关光学隔离器490还包括耦合到防护驱动器的光学发射器495（例如LED）。输出防护开关光学隔离器490还包括光学接收器494。输出防护开关光学隔离器490的光学发射器495和光学接收器494也被诸如气隙之类的隔离屏障分离。光学接收器494经由第二反相器436耦合到输出防护开关420的栅极。光学接收器494还耦合到输出缓冲器开关431。反相器436把输出防护开关420的栅极耦合到输出防护开关光学隔离器490。与输入防护开关光学隔离器470一样，光学接收器494通过隔离屏障经由光学发射器495接收来自防护驱动器的防护信号。然后，光学接收器494基于所接收的防护信号允许电流从光伏电池493流出，从而跨隔离屏障产生浮置防护信号。逻辑上反相的防护信号然后被转发到输出防护开关420，并且防护信号被转发到输出缓冲器开关431。这在防护电路加入时使防护输入穿越固态开关410去往防护输出端的路径开路，并且在防护电路脱离时闭合这种路径。

网络400还包括开关光学隔离器480，其可以基本上类似于输入防护开关光学隔离器470和输出防护开关光学隔离器490，但是被连接到开关驱动器而不是防护驱动器。开关光学隔离器480包括光学发射器482，诸如LED，光学发射器482跨如上所述的隔离屏障为光伏电池483供电。开关光学隔离器480还包括耦合到开关驱动器的光学发射器485（例如LED）。开关光学隔离器480还包括光学接收器484。开关光学隔离器480的光学发射器485和光学接收器484也通过诸如气隙之类的隔离屏障分离。光学接收器484例如经由另一缓冲器被耦合到固态开关410的栅极417。与其他光学隔离器一样，光学接收器484通过隔离屏障经由光学发射器485接收来自开关驱动器的开关信号。然后，光学接收器484基于所接收的开关信号允许电流从光伏电池483流出，从而跨隔离屏障产生浮置开关信号。然后，所述开关信号被转发到固态开关410。此外，固态开关410的接地418被耦合到光伏电池483的负端子和光学接收器484。如上所述，固态开关410中的晶体管的栅极电容可以引起电荷注入。接地418提供了路径用于这样的电荷返回到光伏电池483并在电容器上被捕获，而不是在固态开关410处被注入到信号通道中。

如所示的，网络400经由来自开关驱动器的切换信号控制固态开关410。所述切换信号经由光脉冲在开关光学隔离器中通过气隙传送，以保持开关矩阵和开关驱动器之间的电隔离。此外，输入防护开关440、输出防护开关420、输入缓冲器开关433、输出缓冲器开关431和防护开关455由来自防护驱动器的信号控制。防护驱动信号经由光脉冲在光学隔离器470和490中通过气隙传送，以保持开关矩阵和防护驱动器之间的电隔离。另外，防护驱动信号在施加到输入防护开关440、输出防护开关420和防护开关455之前分别由反相器435、436和437反相。以这种方式，当在输入防护开关440和输出防护开关420处关断测试信号时，防护驱动信号在固态开关410两端施加来自输入防护缓冲器460和输出防护缓冲器450的防护电压。

网络400的布置允许光学发射器与开关电路物理分离。在一些示例中，光学发射器可以位于与光学接收器和对应的电路物理上分离的电路板上。网络400的操作机制如下。电压源向光学发射器472、482和492提供恒定电流，光学发射器472、482和492继而提供电力以通过太阳能电池操作驱动电路。当固态开关410关断时，防护驱动信号为高并且开关驱动信号为高。当开关驱动信号为高时，固态开关410中的晶体管保持关断。当防护驱动信号为高时，光学接收器474和494把输入防护开关440和输出防护开关420中晶体管的栅极拉到低，这将它们关断。防护驱动信号的反相增强了输入缓冲器开关433和输出缓冲器开关431的栅极，从而将防护信号耦合到固态开关410的源极和漏极。因为防护输入信号与来自网络输入的对应测试信号具有几乎相同电压，所以电流泄漏被最小化。

为了导通网络400，防护驱动信号变低。这去除了来自光学发射器475、485和495的光。这继而使光学接收器474和494开路，从而增强了输入防护开关440和输出防护开关420的栅极。通过反相，相同的改变关断输入缓冲器开关433和输出缓冲器开关431。在防护驱动器变为低之后的某个时间，开关驱动器变为低。这提高了固态开关410的非反相输入端上的电压，这使对应晶体管导通。如上所述，由固态开关410的晶体管产生的电荷被引导回光伏电池483，这减轻了固态开关410处的电荷注入。

图5是用于减轻电荷注入的示例固态切换网络500的示意图。网络500可以基本上类似于网络400，为了讨论清楚，省略了某些部件。网络500包含具有晶体管511和512、输入端515、输出端516和栅极517的固态开关510，其可以基本上分别类似于具有晶体管211和212、输入端215、输出端216和栅极217的固态开关200、310和/或410。网络500还包含DUT501，DUT501可以基本上类似于DUT101。此外，网络500包括开关光学隔离器580，开关光学隔离器580耦合到固态开关510的栅极和开关驱动器，如所示的。开关光学隔离器580包括由电压源581供电的光学发射器582、光伏电池583、光学发射器585和光学接收器584，它们可以基本上分别类似于光学发射器482、光伏电池483、光学发射器485和光学接收器484。现在通过采用网络500来解释由于隔离导致的电荷注入的减轻。

在诸如MOSFET之类的晶体管中，栅极相对于源极的电压改变导致位移电流流动，根据下面的等式1：

i=Cdv/dt

等式1

其中i是位移电流，并且C是晶体管的输入电容。转到固态开关510的晶体管511和512，位移电流返回到在栅极517上生成电压改变的电压源。在图5中，该最终是V-。尽管大部分电流流过栅极517到源极电容直接到光伏电池583处的V-，但是一些电流也流过输出端516，穿过DUT501并流到接地。在驱动电路参考接地的非隔离开关布置中，大部分位移电流作为电荷注入流过该路径到DUT501中。这是不合乎期望的，因为它可能干扰DUT501测量和/或导致装备损坏。

网络500减轻了这个问题。光学部件（例如光伏电池583和/或光学接收器584）直接耦合到晶体管511和512的源极。因此，大部分电荷注入电流被引导到源极而不流过DUT501路径。这是因为晶体管511和512具有比栅极到漏极电容更大的栅极到源极电容，例如10或100倍。与这些电容成比例地划分电流，因此大多数电流返回到源极（例如，在光学部件处）。一小部分电流仍然穿过固态开关510的输出端516（例如，漏极）流向DUT501。在网络500中，甚至该电流被显著减小，因为接地和光学接收器584参考之间的电容由于光学隔离而非常小，例如不到1皮法（pF）。应当注意，虽然网络500仅针对固态开关510晶体管描绘了该问题，但是电路中（例如，防护开关中，缓冲器开关中等）的其他晶体管存在同样的问题。然而，电流注入问题在量值上较小。因此，这种光学隔离和电容减少技术，如网络400和/或500中所示，减少或消除了在由于晶体管栅极处的改变引起的切换期间由晶体管引起的电荷注入。

应当注意，前面的文本涉及由于循环固态开关310、410和/或510引起的电荷注入。还存在与改变输入防护开关340和/或440以及输出防护开关320和/或420的状态相关联的电荷注入。如果用于防护装置的远程电源接地参考每个防护开关的源极（例如光伏电池473、483和/或493），则减轻了电荷注入。然而，如果为输入防护开关440实现单个电源，并且为输出防护开关420实现第二单个电源，则可能存在穿过DUT的共模电流路径。在这种情况下，输入防护电路和输出防护电路之间的对称性通过提供相等量值和定时的抵消电流来消除该共模电流。

图6是基于如网络100中所示的驱动系统来操作诸如网络300、400和/或500之类的固态切换网络的示例方法600的流程图。方法600由开关驱动器和/或防护驱动器（诸如开关驱动器102和/或防护驱动器104）实现。出于清楚目的，假定开关网络在导通状态下进行操作并在启动方法600之前耦合测试信号。

在框601处，由开关驱动器将开路开关信号传送到开关矩阵。转发所述开路开关信号以使耦合在测试和测量开关矩阵中的输入防护开关和输出防护开关之间的固态开关开路。如上所述，固态开关提供电压隔离，而输入防护开关和输出防护开关减轻电流泄漏。开路开关信号用于使固态开关开路，以及将从DUT传送到测试和测量系统的测试信号断开。

在框603处，由防护驱动器将开路防护信号传送到输入防护开关和输出防护开关。开路防护信号使所述输入防护开关和输出防护开关开路。当固态开关处于关断状态时，开路防护信号使防护输入电流被提供给固态开关。例如，通过将输入缓冲器开关和/或输出缓冲器开关切换到连接/导通状态来施加防护输入电流。如上所述，固态开关表现出电流泄漏。因此，防护输入电流导致从防护输入电流而不是测试信号中汲取电流泄漏。而且，如上所述，开路防护信号和开路开关信号经由多个光学隔离器经由光脉冲通过诸如气隙之类的隔离屏障被传送。这样可以保持测试和测量开关矩阵与防护驱动器和开关驱动器之间的电隔离。这继而减轻测试和测量切换矩阵的电荷注入。

稍后某个时间，方法600确定将固态切换网络转回到导通状态，以便将来自DUT的测试信号连接到测试系统。在框605，防护驱动器将闭合防护信号传送到输入防护开关和输出防护开关。这使得输入防护开关和输出防护开关闭合并将来自DUT的测试信号耦合到固态开关。此外，所述闭合防护信号将防护输入电流与固态开关断开。具体地，当固态开关处于导通状态时，闭合防护信号从固态开关去除防护输入电流。这是通过将输入缓冲器开关和/或输出缓冲器开关切换到断开/关断状态来实现的。

在框607处，开关驱动器传送闭合开关信号以闭合固态开关。这继而将测试信号从DUT耦合到测试和测量系统。方法600通过首先关断和最后导通固态开关来确保由固态开关而不是防护开关来完成任何热切换。此外，每当开关矩阵中的开关网络关断并且再次导通时，重复方法600。

本公开的示例可以在特别创建的硬件上，在固件、数字信号处理器上或在专门编程的通用计算机上操作，所述专门编程的通用计算机包括根据编程指令操作的处理器。这里使用的术语“控制器”或“处理器”旨在包括微处理器、微计算机、ASIC和专用硬件控制器。本公开的一个或多个方面可以体现在由一个或多个计算机（包括监视模块）或其他装置执行的计算机可用数据和计算机可执行指令中，诸如体现在一个或多个程序模块中。通常，程序模块包括在由计算机或其他装置中的处理器执行时执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。计算机可执行指令可以存储在计算机可读介质（诸如硬盘、光盘、可移动存储介质、固态存储器、RAM等）上。如本领域技术人员将理解的，在各种示例中，程序模块的功能可以根据需要被组合或分配。另外，该功能可以整体或部分地体现在固件或硬件等同物（诸如集成电路、现场可编程门阵列（FPGA）等）中。特定数据结构可以用于更有效地实现本公开的一个或多个方面，并且这样的数据结构被设想在本文描述的计算机可执行指令和计算机可用数据的范围内。

本公开的各方面在具有各种修改的情况下并以替代形式操作。已经在附图中作为示例示出了特定方面，并且在下文中对其进行详细描述。然而，应该注意，除非明确限定，否则本文公开的示例是出于清楚讨论的目的而呈现的，并且不旨在将公开的一般概念的范围限制于本文描述的特定示例。这样，本公开旨在覆盖根据附图和权利要求所描述的方面的所有修改、等同物和替代物。

说明书中对实施例、方面、示例等的引用指示所描述的项目可包括特定特征、结构或特性。然而，每个公开的方面可以或可以不必包括该特定特征、结构或特性。此外，除非特别说明，否则这些短语不一定指代相同的方面。此外，当结合特定方面描述特定特征、结构或特性时，可以结合另一公开的方面采用这样的特征、结构或特性，而不管是否结合这样的其他公开的方面明确描述了这样的特征。

在一些情况下，所公开的各方面可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。所公开的各方面还可以实现为由一个或多个或计算机可读介质承载或存储在其上的指令，该指令可以由一个或多个处理器读取和执行。这种指令可以称为计算机程序产品。如本文所讨论的，计算机可读介质意指可由计算装置访问的任何介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。

计算机存储介质意指可用于存储计算机可读信息的任何介质。作为示例而非限制，计算机存储介质可包括：随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、闪存或其他存储器技术；紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、数字视频盘（DVD）或其他光盘存储装置；磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储装置；以及以任何技术实现的任何其他易失性或非易失性、可移动或不可移动介质。计算机存储介质不包括信号本身和临时形式的信号传送。

通信介质意指可用于传送计算机可读信息的任何介质。作为示例而非限制，通信介质可包括同轴电缆、光纤电缆、空气或适合于电、光、射频（RF）、红外、声学或其他类型信号的传送的任何其他介质。

示例

以下提供本文公开的技术的说明性示例。这些技术的实施例可以包括下面描述的示例中的任何一个或多个以及任何组合。

示例1包括测试和测量开关矩阵，测试和测量开关矩阵包括：固态开关，用于将来自被测装置（DUT）的测试信号耦合到测试系统，所述固态开关包括输入端（switch_in）和输出端（switch_out）；输入防护开关，耦合到固态开关的switch_in，所述输入防护开关用于在固态开关关断时向所述固态开关施加防护电压；以及输出防护开关，耦合到所述固态开关的switch_out，用于在固态开关关断时施加所述防护电压。

示例2包括示例1的测试和测量开关矩阵，还包括耦合到输入防护开关和固态开关的switch_in的输入防护缓冲器，输入防护缓冲器用于在固态开关关断时提供所述防护电压给固态开关。

示例3包括示例1-2中任一个的测试和测量开关矩阵，还包括耦合到输出防护开关和固态开关的switch_out的输出防护缓冲器，输出防护缓冲器用于在固态开关关断时提供防护电压给所述固态开关。

示例4包括示例1-3中任一个的测试和测量开关矩阵，其中输入防护开关和输出防护开关表现出比固态开关更低的漏电流。

示例5包括示例1-4中任一个的测试和测量开关矩阵，其中固态开关表现出比输入防护开关和输出防护开关更高的电压隔离。

示例6包括示例1-5中任一个的测试和测量开关矩阵，其中固态开关是金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、双极结型晶体管（BJT）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）或光电金属氧化物半导体（photomos）晶体管。

示例7包括示例1-6中任一个的测试和测量开关矩阵，还包括耦合到固态开关的栅极、输入防护开关的栅极以及输出防护开关的栅极的多个光学隔离器，所述光学隔离器用于减轻与栅极电容有关的电荷注入。

示例8包括示例7的测试和测量开关矩阵，其中经由来自开关驱动器的切换信号控制固态开关，所述切换信号经由光脉冲在光学隔离器中通过气隙传送以保持测试和测量开关矩阵与开关驱动器之间的电隔离。

示例9包括示例7-8中任一个的测试和测量开关矩阵，其中输入防护开关、输出防护开关、输入缓冲器开关和输出缓冲器开关由来自防护驱动器的防护信号控制，所述防护信号经由光脉冲在光学隔离器中通过气隙传送以保持测试和测量开关矩阵与防护驱动器之间的电隔离。

示例10包括示例9的测试和测量开关矩阵，其中当在输入防护开关和输出防护开关处关断测试信号时，防护信号经由输入防护缓冲器和输出防护缓冲器切换固态开关两端的防护电压。

示例11包括一种设备，所述设备包括：输入防护开关，包括耦合到开关矩阵输入端的源极、漏极和栅极；输入防护开关光学隔离器，耦合到输入防护开关的栅极；固态开关，包括耦合到输入防护开关的漏极的输入端（switch_in）、输出端（switch_out）和栅极；开关光学隔离器，耦合到固态开关的栅极；输出防护开关，包括耦合到固态开关的switch_out的源极、耦合到开关矩阵输出端的漏极以及栅极；以及输出防护开关光学隔离器，耦合到输出防护开关的栅极。

示例12包括示例11的设备，还包括：输入防护缓冲器，具有耦合到固态开关的switch_in和输入防护开关的漏极的输出端；以及输出防护缓冲器，具有耦合到固态开关的switch_out和输出防护开关的源极的输出端。

示例13包括示例12的设备，还包括：输入缓冲器开关，用于将输入防护缓冲器的输出端耦合到固态开关的switch_in和输入防护开关的漏极，输入缓冲器开关包括耦合到输入防护开关光学隔离器的栅极；以及输出缓冲器开关，用于将输出防护缓冲器的输出端耦合到固态开关的switch_out和输出防护开关的源极，输出缓冲器开关包括耦合到输入防护开关光学隔离器的栅极。

示例14包括示例13的设备，还包括：第一反相器，用于将输入防护开关的栅极耦合到输入防护开关光学隔离器；以及第二反相器，用于将输出防护开关的栅极耦合到输出防护开关光学隔离器。

示例15包括示例13-14中任一个的设备，其中输入防护开关光学隔离器包括：光学发射器，耦合到防护驱动器；以及光学接收器，耦合到输入防护开关的栅极，输入防护开关光学隔离器的光学发射器和光学接收器由气隙分离，并且其中输出防护开关光学隔离器包括：光学发射器，耦合到防护驱动器；以及光学接收器，耦合到输出防护开关的栅极，输出防护开关光学隔离器的光学发射器和光学接收器由气隙分离。

示例16包括示例13-15中任一个的设备，其中，开关光学隔离器包括：光学发射器，耦合到开关驱动器；以及光学接收器，耦合到固态开关的栅极，开关光学隔离器的光学发射器和光学接收器由气隙分离。

示例17包括一种方法，所述方法包括：由开关驱动器将开路开关信号传送到开关矩阵，以使耦合在测试和测量开关矩阵中的输入防护开关和输出防护开关之间的固态开关开路，所述固态开关用于提供电压隔离，并且输入防护开关和输出防护开关用于减轻电流泄漏，所述开路开关信号用于断开从被测装置（DUT）到测试和测量系统的测试信号；以及由防护驱动器向输入防护开关和输出防护开关传送开路防护信号，所述开路防护信号用于在固态开关处于关断状态时使输入防护开关和输出防护开关开路并且向固态开关施加防护输入电压。

示例18包括示例17的方法，其中固态开关包括电流泄漏，并且防护输入电压导致电流泄漏从防护输入电压而不是测试信号中汲取。

示例19包括示例17-18中任一个的方法，其中，开路防护信号和开路开关信号经由多个光学隔离器经由光脉冲通过气隙传送，以保持测试和测量开关矩阵与防护驱动器和开关驱动器之间的电隔离，从而减轻测试和测量开关矩阵的电荷注入。

示例20包括示例17-19中任一个的方法，还包括：由防护驱动器向输入防护开关和输出防护开关传送闭合防护信号以闭合输入防护开关和输出防护开关，将来自DUT的测试信号耦合到固态开关，以及把防护输入电流从固态开关断开；以及由开关驱动器传送闭合开关信号以闭合固态开关从而将测试信号耦合到测试和测量系统。

所公开的主题的先前描述的示例具有许多优点，这些优点已被描述或对于普通技术人员来说将是显而易见的。即便如此，在所公开的设备、系统或方法的所有版本中不都要求所有这些优点或特征。

另外，该书面描述提及特定特征。应理解，本说明书中的公开包括那些特定特征的所有可能组合。在特定方面或示例的上下文中公开特定特征的情况下，也可以在其他方面和示例的上下文中在可能的程度上使用该特征。

此外，当在本申请中提及具有两个或更多个定义的步骤或操作的方法时，可以按照任何顺序或同时执行所定义的步骤或操作，除非上下文排除那些可能性。

尽管出于说明的目的已经说明和描述了本公开的特定示例，但是将理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。因此，除了所附权利要求之外，本公开不应受到限制。

Claims (20)

1.一种测试和测量开关矩阵，包括：

固态开关，用于将来自被测装置DUT的测试信号耦合到测试系统，所述固态开关包括输入端switch_in和输出端switch_out；

输入防护开关，耦合到所述固态开关的switch_in，所述输入防护开关用于在所述固态开关关断时向所述固态开关施加防护电压；以及

输出防护开关，耦合到所述固态开关的switch_out，用于在所述固态开关关断时施加所述防护电压。

2.根据权利要求1的测试和测量开关矩阵，还包括耦合到所述输入防护开关和所述固态开关的switch_in的输入防护缓冲器，所述输入防护缓冲器用于在所述固态开关关断时提供所述防护电压给所述固态开关。

3.根据权利要求2的测试和测量开关矩阵，还包括耦合到所述输出防护开关和所述固态开关的switch_out的输出防护缓冲器，所述输出防护缓冲器用于在所述固态开关关断时提供所述防护电压给所述固态开关。

4.根据权利要求1的测试和测量开关矩阵，其中所述输入防护开关和所述输出防护开关表现出比所述固态开关更低的漏电流。

5.根据权利要求1的测试和测量开关矩阵，其中所述固态开关表现出比所述输入防护开关和所述输出防护开关更高的电压隔离。

6.根据权利要求1的测试和测量开关矩阵，其中所述固态开关是金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、双极结型晶体管（BJT）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）或光电金属氧化物半导体（photomos）晶体管。

7.根据权利要求3的测试和测量开关矩阵，还包括耦合到所述固态开关的栅极、所述输入防护开关的栅极以及所述输出防护开关的栅极的多个光学隔离器，所述光学隔离器用于减轻与栅极电容有关的电荷注入。

8.根据权利要求7的测试和测量开关矩阵，其中经由来自开关驱动器的切换信号控制所述固态开关，所述切换信号经由光脉冲在光学隔离器中通过气隙传送以保持所述测试和测量开关矩阵与所述开关驱动器之间的电隔离。

9.根据权利要求7的测试和测量开关矩阵，其中所述输入防护开关、所述输出防护开关、输入缓冲器开关和输出缓冲器开关由来自防护驱动器的防护信号控制，所述防护信号经由光脉冲在所述光学隔离器中通过气隙传送以保持所述测试和测量开关矩阵与所述防护驱动器之间的电隔离，其中所述输入缓冲器开关用于将所述输入防护缓冲器的输出端耦合到所述固态开关的switch_in和所述输入防护开关的漏极，所述输入缓冲器开关包括耦合到所述输入防护开关光学隔离器的栅极；以及

其中所述输出缓冲器开关用于将所述输出防护缓冲器的输出端耦合到所述固态开关的switch_out和所述输出防护开关的源极，所述输出缓冲器开关包括耦合到所述输入防护开关光学隔离器的栅极。

10.根据权利要求9的测试和测量开关矩阵，其中当在所述输入防护开关和输出防护开关处关断所述测试信号时，所述防护信号经由所述输入防护缓冲器和所述输出防护缓冲器切换所述固态开关两端的所述防护电压。

11.一种电流泄露和电荷注入减轻设备，包括：

输入防护开关，包括耦合到开关矩阵输入端的源极、漏极和栅极；

输入防护开关光学隔离器，耦合到所述输入防护开关的栅极；

固态开关，包括耦合到所述输入防护开关的漏极的输入端switch_in、输出端switch_out和栅极；

开关光学隔离器，耦合到所述固态开关的栅极；

输出防护开关，包括耦合到所述固态开关的switch_out的源极、耦合到开关矩阵输出端的漏极以及栅极；以及

输出防护开关光学隔离器，耦合到所述输出防护开关的栅极。

12.根据权利要求11的设备，还包括：

输入防护缓冲器，具有耦合到所述固态开关的switch_in和所述输入防护开关的漏极的输出端；以及

输出防护缓冲器，具有耦合到所述固态开关的switch_out和所述输出防护开关的源极的输出端。

13.根据权利要求12的设备，还包括：

输入缓冲器开关，用于将所述输入防护缓冲器的输出端耦合到所述固态开关的switch_in和所述输入防护开关的漏极，所述输入缓冲器开关包括耦合到所述输入防护开关光学隔离器的栅极；以及

输出缓冲器开关，用于将所述输出防护缓冲器的输出端耦合到所述固态开关的switch_out和所述输出防护开关的源极，所述输出缓冲器开关包括耦合到所述输入防护开关光学隔离器的栅极。

14.根据权利要求13的设备，还包括：

第一反相器，用于将所述输入防护开关的栅极耦合到所述输入防护开关光学隔离器；以及

第二反相器，用于将所述输出防护开关的栅极耦合到所述输出防护开关光学隔离器。

15.根据权利要求13的设备，其中所述输入防护开关光学隔离器包括：

光学发射器，耦合到防护驱动器；以及

光学接收器，耦合到所述输入防护开关的栅极，所述输入防护开关光学隔离器的光学发射器和光学接收器由气隙分离，并且其中所述输出防护开关光学隔离器包括：

光学发射器，耦合到所述防护驱动器；以及

光学接收器，耦合到所述输出防护开关的栅极，所述输出防护开关光学隔离器的光学发射器和光学接收器由气隙分离。

16.根据权利要求13的设备，其中，所述开关光学隔离器包括：

光学发射器，耦合到开关驱动器；以及

光学接收器，耦合到所述固态开关的栅极，所述开关光学隔离器的光学发射器和光学接收器由气隙分离。

17.一种操作固态切换网络的方法，包括：

由开关驱动器将开路开关信号传送到开关矩阵，以使耦合在测试和测量开关矩阵中的输入防护开关和输出防护开关之间的固态开关开路，所述固态开关用于提供电压隔离，并且所述输入防护开关和所述输出防护开关用于减轻电流泄漏，所述开路开关信号用于断开从被测装置DUT到测试和测量系统的测试信号；以及

由防护驱动器向所述输入防护开关和所述输出防护开关传送开路防护信号，所述开路防护信号用于在所述固态开关处于关断状态时使所述输入防护开关和所述输出防护开关开路并且向所述固态开关施加防护输入电压。

18.根据权利要求17的方法，其中所述固态开关包括电流泄漏，并且所述防护输入电压导致电流泄漏从所述防护输入电压而不是所述测试信号中汲取。

19.根据权利要求17的方法，其中，所述开路防护信号和所述开路开关信号经由多个光学隔离器经由光脉冲通过气隙传送，以保持所述测试和测量开关矩阵与所述防护驱动器和开关驱动器之间的电隔离，从而减轻所述测试和测量开关矩阵的电荷注入。

20.根据权利要求17的方法，还包括：

由所述防护驱动器向所述输入防护开关和所述输出防护开关传送闭合防护信号以闭合所述输入防护开关和所述输出防护开关，将来自DUT的测试信号耦合到固态开关，以及把防护输入电流从固态开关断开；以及

由所述开关驱动器传送闭合开关信号以闭合所述固态开关从而将所述测试信号耦合到所述测试和测量系统。

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