-
TECHNISCHER
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Automatische
Prüfeinrichtungen
oder ATE werden zum Prüfen
von Halbleiterbauelementen oder anderen Bauelementtypen in verschiedenen Fertigungsstufen
eingesetzt. Ein ATE-Prüfgerät erzeugt
Signale, legt die Signale an ein zu prüfendes Bauelement bzw. einen
Prüfling
an und überwacht die
Reaktionen auf diese Signale, um die Tauglichkeit des Prüflings zu
beurteilen. Zu diesen Signalen gehören Gleichstromsignale und
zeitvariable Signale, wie z. B. Wechselstrom-, Impuls- oder andere
periodische Signale.
-
Um
diese Signale mit Präzision
bereitzustellen, verwenden Prüfgeräte Gleichstromschaltungen und
zeitvariable Signalschaltungen, die manchmal als Pinelektronikschaltungen
bezeichnet werden. Es werden getrennte Schaltungen verwendet, weil
die Schaltungen, die Gleichstromsignale liefern und messen können, keine
Präzisionshochfrequenzsignale
liefern und messen können.
Ebenso können Schaltungen
für zeitvariable
Präzisionssignale
keine Präzisionsgleichstromsignale
liefern und messen. Daher muß das
Prüfgerät bei der
Prüfung
eines zu prüfenden
Bauelements zwischen diesen beiden Schaltungen umschalten können.
-
Ferner
müssen
zur Aufrechterhaltung präziser
Eigenschaften von zeitvariablen Signalen Prüfgeräte eine Selbsteichung ausführen können. Die Selbsteichung
schließt
eine Signalpegeleichung sowie eine Signaltakteichung ein. Daher
muß das
Prüfgerät auch diese
Umschaltung zur Eichung bereitstellen.
-
1 zeigt
einen "T"-Schaltkreis, der
gewöhnlich
in ATE-Prüfgeräten nach
dem Stand der Technik eingesetzt wird, um diese Umschaltung auszuführen. Typischerweise
werden Relais benutzt, um für
die Umschaltung zu sorgen. Relaisschalter erleichtern die Präzisionsprüfung, indem
sie im geschlossenen Zustand einen niedrigen Widerstand und im geöffneten
Zustand eine niedrige Kapazität bieten.
Dies ermöglicht
die genaue Übertragung
und Messung von Signaltakten und Signalpegeln über eine große Bandbreite
und einen Bereich von Signalpegeln. Mit einer geeigneten Relaisumschaltung
ist daher der "T"-Schaltkreis in der
Lage, Übertragungswege
mit niedrigem Widerstand und niedriger Kapazität zwischen der zeitvariablen
Signalschaltung 10 und dem zu prüfenden Bauelement 30,
zwischen der Gleichstromprüfschaltung/Eichschaltung
für zeitvariable
Signale 20 und dem zu prüfenden Bauelement 30 sowie
zwischen der Schaltung für
zeitvariable Signale 10 und der Gleichstromprüfschaltung/Eichschaltung
für zeitvariable
Signale 20 bereitzustellen.
-
Relais
haben jedoch einen wesentlichen Nachteil. Relais weisen im Vergleich
zu anderen Prüfgerätkomponenten
eine relativ kurze mittlere Zeit bis zum Ausfall (MTBF) auf. Eine
Ursache für
die kurze MTBF von Relais ist der Polymeraufbau an der Oberfläche der
Relaiskontakte. Kontakte sind empfindlich gegen Polymeraufbau, wenn
sie trocken geschaltet werden, statt unter einem angelegten Strom oder
einer angelegten Spannung. Ein solcher Polymeraufbau erhöht den Kontaktwiderstand.
Darüberhinaus
variiert der durch Polymeraufbau verursachte Widerstand bei jedem
Schließen
der Kontakte. Dies gilt besonders bei Relais, die für Anwendungen
mit hoher Bandbreite ausgelegt sind. Bei derartigen Anwendungen
weisen Relais mit kleinen Kontakten, um entlang den Hochfrequenzübetragungsleitungen eine
niedrigere Kapazität
zu bieten, auch eine geringere Federkraft auf, wodurch Widerstandsschwankungen
in polymerisierten Kontakten erleichtert werden. In Prüfgeräten, die
für die
Prüfung
von Bauelementen mit 125 MHz–500
MHz oder mehr ausgelegt sind, können
Relais, die normalerweise einen Widerstand von einem Bruchteil eines
Ohms aufweisen, einen Widerstand von mehreren Ohm entwickeln. Daraus
ergibt sich, daß jedes
Schließen
des Relais zu einem anderen Widerstandswert führt, wodurch die Meßgenauigkeit
und folglich die Zuverlässigkeit
des Prüfgeräts beeinflußt wird.
Im Grunde genommen tragen Relais zur Stillstandszeit von Prüfgeräten bei, verlangsamen
die Produktion und verringern Produktspielräume. Um auf Märkten für Halbleiter
und andere elektronische Bauelemente zu konkurrieren, fordern Hersteller
zuverlässigere
Prüfeinrichtungen.
-
Halbleiterschalter
weisen andererseits um Größenordnungen
längere
mittlere Zeiten bis zum Ausfall (MTBF) auf. Halbleiterschalter können jedoch nicht
den gleichen niedrigen Widerstand und die gleiche niedrige Kapazität wie Relais
bieten. 2 zeigt einen Vergleich von
Widerstands-Kapazitäts-Charakteristiken
von Halbleiterschaltern und Relais. Während das Produkt aus dem Widerstand
im geschlossenen Zustand und der Kapazität im geöffneten Zustand eines Hochfrequenzrelais
in der Größenordnung
von 0,07 pF-Ohm liegen kann, bieten die besten im Handel erhältlichen
Halbleiterbauelemente nur etwa 15–40 pF-Ohm.
-
Obwohl
der Austausch von RELAIS1, RELAIS2 und RELAIS3 von 1 durch
einen Halbleiterschalter an sich die mittlere Zeit bis zum Ausfall verbessern
könnte,
beeinträchtigt
er auch auf unzulässige
Weise die Fähigkeiten
des Prüfgeräts. Dies gilt
besonders bei Hochfrequenzanwendungen, wo die Bandbreite des zeitvariablen
Signals durch die Kapazität
des zeitvariablen Übertragungskanals
begrenzt wird. Ferner begrenzt ein erhöhter Widerstand die Genauigkeit
der Gleichstromsignalmessung und der Eichung von zeitvariablen Signalen.
-
JP-A-09
2881188 offenbart die Eichung eines Prüfgeräts durch Einsetzen eines Schalters
zwischen dem Prüfgerät und einer
Leistungsleiterplatte, um die Leistungsleiterplatte elektrisch von
dem Prüfgerät zu trennen,
so daß das
Prüfgerät geeicht
werden kann, ohne die Leistungsleiterplatte von einem Prüfkopf abzunehmen.
-
US-A-5200696
offenbart eine Vorrichtung zur Prüfung einer elektronischen Schaltung,
die einen Verbindungsweg aufweist, dessen eines Ende mit der zu
prüfenden
elektronischen Schaltung und dessen anderes Ende mit einem Komparator
gekoppelt ist, wobei der Komparator zum Vergleich eines Signals
von der elektronischen Schaltung mit einer Bezugsspannung dient.
Die Vorrichtung weist außerdem
eine Takteichschaltung und eine Gleichstromparametermeßschaltung
auf, die jeweils über
Schalter mit dem Verbindungsweg gekoppelt werden.
-
Nach
einem Aspekt bietet die vorliegende Erfindung eine Schaltung zum
Prüfen
und Eichen an automatischen Prüfplätzen, die
aufweist: a) einen Kanal, der für
die Übertragung
von zeitvariablen Signalen konfiguriert ist, mit einem Ende, das
für den
Anschluß an
eine Schaltung für
zeitvariable Signale konfiguriert ist, und einem Ende, das für den Anschluß an ein
zu prüfendes
Bauelement konfiguriert ist, wobei der Kanal für zeitvariable Signale einen
in Reihe geschalteten Halbleiterschalter aufweist; b) einen Gleichstromprüfkanal,
der zwischen dem in Reihe geschalteten Halbleiterschalter und dem
Ende für das
zu prüfende
Bauelement an den Kanal für
zeitvariable Signale angeschlossen ist, wobei der Gleichstromprüfkanal mindestens
einen entlang dem Gleichstromprüfkanal
zwischengeschalteten Halbleiterschalter aufweist, um eine schaltbare
Kopplung zwischen einer Gleichstromparameterschaltungsseite des
Gleichstromprüfkanals
und dem Kanal für
zeitvariable Signale bereitzustellen; und i) einen Signalpegeleichkanal,
der zwischen dem in Reihe geschalteten Halbleiterschalter und dem
Ende für
die Schaltung für
zeitvariable Signale an den Kanal für zeitvariable Signale angeschlossen
ist, wobei der Signalpegeleichkanal mindestens einen entlang dem
Signalpegeleichkanal zwischengeschalteten Halbleiterschalter aufweist,
um eine schaltbare Kopplung zwischen der Seite einer Gleichstromparameterschaltung
des Signalpegeleichkanals und dem Kanal für zeitvariable Signale bereitzustellen.
-
Nach
einem anderen Aspekt bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Prüfen
und Eichen in automatischen Prüfeinrichtungen,
das aufweist: a) Steuerung der Kopplung zwischen einer Schaltung
für zeitvariable
Signale und einem zu prüfenden
Bauelement mit Hilfe eines in Reihe geschalteten Halbleiterschalters;
b) Steuerung der Kopplung zwischen einer Gleichstromparameterschaltung
und dem zu prüfenden
Bauelement mit Hilfe mindestens eines Halbleiterschalters, der die
Gleichstromparameterschaltung unabhängig von dem in Reihe geschalteten
Halbleiterschalter mit dem zu prüfenden Bauelement
koppelt; und c) Steuerung der Kopplung zwischen der Gleichstromparameterschaltung
und der Schaltung für
zeitvariable Signale mit Hilfe mindestens eines Halbleiterschalters,
der die Gleichstromparameterschaltung unabhängig von dem in Reihe geschalteten
Halbleiterschalter mit der Schaltung für zeitvariable Signale koppelt.
-
In
stärker
bevorzugten Ausführungsformen können der
Gleichstromprüfkanal,
der Signalpegeleichkanal oder beide einen Zwangssignalzweig und einen
Meßsignalzweig
aufweisen wobei der Zwangssignalzweig und der Meßsignalzweig jeweils einen Halbleiterschalter
aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen
weist der Kanal für
zeitvariable Signale einen Halbleiterschaltertyp mit niedrigem Widerstand auf,
während
der Gleichstromprüfkanal,
der Signalpegeleichkanal oder beide Halbleiterschalter mit niedriger
Kapazität
aufweisen. Außerdem
weisen in bestimmten Ausführungsformen
einige oder alle von dem Kanal für
zeitvariable Signale, dem Gleichstromprüfkanal und dem Signalpegeleichkanal
vorzugsweise optisch gekoppelte Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren
(MOSFET-Transistoren) auf.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
einen Prüf-
und Eichrelaisschaltkreis nach dem Stand der Technik.
-
2 veranschaulicht
einen Vergleich von Widerstands- und Kapazitätscharakteristiken eines Relais
und eine Halbleiterschalters.
-
3 zeigt
eine mögliche
Implementierung unter Verwendung von Halbleiterschaltern
-
4 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
einer verbesserten ATE-Prüf-
und Eichschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
5 zeigt
eine bevorzugte Ausfuhrungsform einer verbesserten ATE-Prüf- und Eichschaltung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
3 zeigt
eine mögliche
Implementierung zur Verbesserung des Halbleiterschaltvorgangs. In dieser
Implementierung werden zwei Typen von Halbleiterschaltern eingesetzt.
Ein Halbleiterschalter vom Typ A weist einen niedrigen Widerstand
im geschlossenen Zustand und eine hohe Kapazität im geöffneten Zustand auf, und ein
Halbleiterschalter vom Typ B wiest eine niedrige Kapazität im geöffneten
Zustand und einen hohen Widerstand im geschlossenen Zustand auf.
Schalter vom Typ A, SSSW1T und SSSW3T, koppeln die Schaltung für zeitvariable
Signale 10 und das zu prüfende Bauelement (DUT) 30, um
einen Kanal für
zeitvariable Signale zu bilden. Ein Schalter vom Typ B, SSSW2T,
koppelt die Gleichstromprüfschaltung
und die Eichschaltung für
zeitvariable Signale mit dem Kanal für zeitvariable Signale.
-
In
dieser Implementierung werden durch Verwendung unterschiedlicher
Halbleiterschaltertypen, von denen einer so angepaßt ist,
daß er
einen niedrigen Widerstand bietet, und einer so angepaßt ist,
daß er
eine niedrige Kapazität
bietet, einige der Nachteile des Halbleiterschaltvorgangs gemildert. Während der
Prüfung
von zeitvariablen Signalen, wird der Widerstand des Übertragungswegs
des Kanals für
zeitvariable Signale durch die Schalter SSSW1 und SSSW3 vom Typ
A mit niedrigem Widerstand gebildet, während der geöffnete Schalter
vom Typ B, SSSW2T auf dem Übertragungsweg
für zeitvariable
Signale eine niedrige Kapazität
bietet.
-
Bei
dieser Implementierung wird jedoch die Gleichstromsignalprüfung des
zu prüfenden
Bauelements (DUT) 30 mittels eines Schalters SSSW2T vom
Typ B mit hohem Widerstand ausgeführt. Dadurch vermindert sich
die Genauigkeit der Gleichstromsignalprüfung des zu prüfenden Bauelements 30.
Ferner tritt dies auch während
der Eichung der Schaltung 10 für zeitvariable Signale auf,
da die Schaltung 10 für
zeitvariable Signale über
den Schalter SSSW2T vom Typ B mit hohem Widerstand mit der Eichschaltung 20 gekoppelt
ist.
-
4 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform verbindet ein Kanal 1030 für zeitvariable Signale
die Schaltung 10 für
zeitvariable Signale mit dem zu prüfenden Bauelement 30.
Der Kanal 1030 für
zeitvariable Signale weist einen in Reihe geschalteten Halbleiterschalter
SSSW1 auf, der die Schaltung 10 für zeitvariable Signale umschaltbar
mit dem zu prüfenden
Bauelement 30 koppeln kann.
-
Ein
Gleichstromprüfkanal 2530 ist
mit dem Kanal 1030 für
zeitvariable Signale verbunden, um die Gleichstromparameterschaltung 25 mit
dem zu prüfenden
Bauelement 30 zu koppeln. Der Gleichstromprüfkanal 2530 ist
zwischen dem Halbleiterschalter SSSW1 und einem DUT-Ende des Kanals 1030 für zeitvariable
Signale mit dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale verbunden.
Mindestens einer von den Halbleiterschaltern SSSW3 uns SSSW5 ist entlang
dem Gleichstromprüfkanal 2530 eingefügt, um für eine umschaltbare
Kopplung der Gleichstromparameterschaltung 25 mit dem zu
prüfenden
Bauelement (DUT) 30 zu sorgen. In der Ausführungsform von 4 sind
vorzugsweise zwei Halbleiterschalter vorgesehen, SSSW3 und SSSW5,
um eine umschaltbare Kopplung zwischen der Gleichstromparameterschaltung 25 und
dem zu prüfenden
Bauelement 30 herzustellen, wie weiter unten diskutiert
wird. Daher koppeln die Halbleiterschalter SSSW3 und SSSW5 die Gleichstromparameterschaltung 25 mit dem
zu prüfenden
Bauelement 30 unabhängig
von dem in Reihe geschalteten Schalter SSSW1 und nicht mit diesem
in Reihe geschaltet.
-
Ein
Signalpegeleichkanal 1025 ist mit dem Kanal 1030 für zeitvariable
Signale verbunden, um die Gleichstromparameterschaltung 25 mit
der Schaltung 10 für
zeitvariable Signale zu koppeln. Mindestens einer der Halbleiterschalter
SSSW2 und SSSW4 wird entlang dem Signalpegeleichkanal 1025 zwischengeschaltet,
um für
eine umschaltbare Kopplung der Gleichstromparameterschaltung 25 mit der
Schaltung 10 für
zeitvariable Signale zu sorgen. In der Ausführungsform von 4 werden
vorzugsweise zwei Halbleiterschalter SSSW2 und SSSW4 bereitgestellt,
um für
eine umschaltbare Kopplung zwischen der Gleichstromparameterschaltung 25 und
der Schaltung 10 für
zeitvariable Signale zu sorgen, wie weiter unten diskutiert wird.
Daher koppeln die Halbleiterschalter SSSW2 und SSSW4 die Gleichstromparameterschaltung 25 mit
der Schaltung 10 für
zeitvariable Signale unabhängig
von dem in Reihe geschalteten Schalter SSSW1 und nicht mit diesem
in Reihe geschaltet.
-
Die
Konfiguration von 4 ermöglicht die Prüfung von
zeitvariablen und Gleichstromsignalen des zu prüfenden Bauelements 30,
die Selbsteichung der Pegel von zeitvariablen Signalen sowie die Abtrennung
der Schaltung 10 für
zeitvariable Signale von dem Kanal 1030 für zeitvariable
Signale zur Fehlerdiagnose. Die Prüfung von zu prüfenden Bauelementen
unter Verwendung von zeitvariablen Signalen wird mittels des Kanals 1030 für zeitvariable
Signale bei geschlossenem Schalter SSSW1 und geöffneten Schaltern SSSW2–SSSW5 durchgeführt. Die Gleichstromsignalprüfung des
zu prüfenden
Bauelements 30 wird mittels des Gleichstromprüfkanals 2530 bei
geschlossenen Schaltern SSSW3 und SSSW5 und geöffneten Schaltern SSSW1, SSSW2 und
SSSW4 durchgeführt.
Die Pegeleichung von zeitvariablen Signalen wird mittels des Signalpegeleichkanals 1025 mit
geschlossenen Schaltern SSSW2 und SSSW4 und geöffneten Schaltern SSSW1, SSSW3
und SSSW5 durchgeführt.
-
Gleichfalls
mit dieser Konfiguration kann eine Fehlerdiagnose des Kanals 1030 für zeitvariable Signale
auf seiner DUT-Seite zwischen SSSW1 und dem zu prüfenden Bauelement
(DUT) durch Schließen
des Schalters SSSW1 durchgeführt
werden. Diese Trennung ermöglicht
z. B. eine Überprüfung der
Funktionstüchtigkeit
der Anschlüsse,
die zur Herstellung eines Kontakts zwischen dem Kanal 1030 für zeitvariable
Signale und dem zu prüfenden
Bauelement (DUT) 30 benutzt werden. Mit dieser Ausführungsform
könnten
Fehler isoliert werden, wie z. B. der Kurzschluß von Anschlüssen. Diese
Fähigkeit
ist besonders wünschenswert
bei automatischen Prüfeinrichtungen
(ATE), die zur Prüfung
von Bauelementen mit hoher Anschlußzahl verwendet werden. Zum
Beispiel ist in automatischen Prüfeinrichtungen (ATE),
die für
die Prüfung
von 12000 oder mehr Anschlußstiften
eingerichtet sind, die Abtrennung der DUT-Seite des Kanals 1030 für zeitvariable
Signale wesentlich.
-
In
der Ausführungsform
von 4 werden vorzugsweise Halbleiterschalter vom Typ
A mit niedrigem Widerstand und vom Typ B mit niedriger Kapazität verwendet,
um bei Verwendung von Halbleiterschaltern verbesserte Kanaleigenschaften
bereitzustellen. Ein Halbleiterschalter vom Typ A mit niedrigem
Widerstand im geschlossenen Zustand wird in dem Kanal 1030 für zeitvariable
Signale in Reihe geschaltet. Halbleiterschalter vom Typ B mit niedriger Kapazität im geöffneten
Zustand werden entlang dem Gleichstromprüfkanal 2530 und dem
Signalpegeleichkanal 1025 zwischengeschaltet, um für eine umschaltbare
Kopplung zwischen der Gleichstromparameterschaltung 25 und
dem Kanal 1030 für
zeitvariable Signale zu sorgen.
-
Auf
diese Weise passiert während
der Prüfung
von zeitvariablen Signalen das zeitvariable Signal einen Schalter
SSSW1 mit niedrigem Widerstand. Ferner bieten die Schalter SSSW2–SSSW5 während der
Prüfung
von zeitvariablen Signalen eine niedrige Kapazität im geöffneten Zustand. Als Ergebnis
bietet die Ausführungsform
von 4 einen Kanal 1030 für zeitvariable Signale von
hoher Bandbreite und ermöglicht
auf diese Weise eine Hochfrequenzsignalübertragung durch den Kanal 1030 für zeitvariable
Signale.
-
In
einigen Ausführungsformen
wird der Halbleiterschalter SSSW1 vorzugsweise in der Nähe der Schaltung 10 für zeitvariable
Signale angeordnet, um die Signalübertragung auf dem Kanal 1030 für zeitvariable
Signale zu erleichtern. An sich scheint die Summe der Ausgangsimpedanz
der Schaltung 10 für zeitvariable
Signale und des geschlossenen Schalters SSSW1 die Ausgangsimpedanz
zu sein, die an die charakteristische Impedanz der DUT-Seite des Kanals 1030 für zeitvariable
Signale angepaßt
wird. Zum Beispiel wird in einer Ausführungsform ein optisch gekoppelter
MOSFET- oder optisch gekoppelter Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistorschalter
mit einem Widerstand von 2 bis 3 Ohm im geschlossenen Zustand verwendet.
In einer solchen Ausführungsform
wird der Schalter SSSW1 in einem Abstand von etwa 1–2 cm von
der Prüfschaltung 10 für zeitvariable
Signale angeordnet.
-
Bei
dieser Implementierung erfolgt die Gleichstromprüfung des zu prüfenden Bauelements (DUT) 30 und
die Signalpegeleichung des zeitvariablen Signals über Schalter
vom Typ B mit hohem Widerstand. In Prüfgeräten von automatischen Prüfeinrichtungen
(ATE) der oberen Leistungsklasse kann die Gleichstromprüfung und
Signalpegeleichung über
Schaltertypen mit hohem Widerstand die Meßgenauigkeit auf nichtakzeptierbare
Weise verringern. Um dies zu überwinden,
weisen in der Ausfuhrungsform von 4 einer
oder beide von diesen Kanälen 2530 und 1025 einen
Zwangssignalweg oder -zweig und einen Meßsignalweg oder -zweig auf.
In der Ausführungsform
von 4 ist der Schalter SSSW3 im Zwangszweig des Gleichstromprüfkanals 2530 vorgesehen,
während
der Schalter SSSW5 im Meßzweig
des Gleichstromprüfkanals 2530 vorgesehen ist.
Der Meßzweig
des Gleichstromprüfkanals 2530 liefert
eine Rückkopplung
zur Steuerung des Gleichstroms oder der Gleichspannung am Meßzweiganschluß zum Kanal 1030 für zeitvariable
Signale. Ferner ist in der Ausführungsform
von 4 der Schalter SSSW2 im Zwangszweig des Signalpegeleichkanals 1025 vorgesehen,
während
der Schalter SSSW4 im Meßzweig
des Signalpegeleichkanals 1025 vorgesehen ist. An sich
liefert der Meßzweig des
Signalpegeleichkanals 1025 eine Rückkopplung zur Steuerung des
Gleichstroms oder der Gleichspannung am Meßzweiganschluß zu dem
Kanal 1030 für
zeitvariable Signale.
-
Wie
aus 5 erkennbar, kann in dieser Ausführungsform
die Gleichstromparameterschaltung 25 Signalpegel unter
Verwendung von Operationsverstärkern 22 und 26 erzeugen
und auswerten. In dieser Ausführungsform
wird eine Zwangsspannung an den nichtinvertierenden Eingang des
Operationsverstärkers 22 angelegt.
Im Rückkopplungsweg wird
ein hoher Widerstand bereitgestellt, wie z. B. 10 kOhm. Auf diese
Weise bewirkt der Operationsverstärker 22 bei der Prüfung des
zu prüfenden
Bauelements (DUT) eine Zwangsanpassung der Spannung im Punkt A' an die Spannung
im Punkt A, oder er bewirkt bei der Durchführung der Signalpegeleichung der
Schaltung 10 für
zeitvariable Signale eine Zwangsanpassung der Spannung im Punkt
A'' an die Spannung
im Punkt A. Ein anderer Operationsverstärker 24 erfaßt den Stromfluß durch
den Widerstand 27 und übermittelt
ein Ausgangssignal zu einem A/D-Wandler zur Auswertung durch eine
Digitalschaltung oder einen Computer (nicht dargestellt).
-
Obwohl
der Widerstand irgendwo im Rückkopplungsweg
zum Operationsverstärker 22 angeordnet
werden kann, sind in dieser Ausführungsform die
Widerstände 23' und 23'' in den Meßzweigen der Gleichstromprüf- und Signalpegeleichkanäle 2530 bzw. 1025 vorgesehen.
An sich enthalten in dieser Ausführungsform
die Meßzweige
jeweils einen Rückkopplungswiderstand.
Ferner werden in bestimmten Ausführungsformen
die Widerstände
vorzugsweise innerhalb der Meßzweige
in der Nähe
des Kanals 1030 für
zeitvariable Signale angeordnet, um die Kapazität entlang dem Kanal 1030 für zeitvariable
Signale zu verringern und seine Hochfrequenzleistung zu verbessern.
-
Im
Grunde genommen kann eine Präzisions-Gleichspannung
im Punkt A' zur
Auswertung der Gleichstromleistung des zu prüfenden Bauelements (DUT) 30 und
im Punkt A'' zur Eichung des Spannungspegels
des zeitvariablen Signals erzeugt werden. Da die Schalter SSSW3
und SSSW5 in den Zwangssignal- und Meßsignalzweigen des Gleichstromprüfkanals 2530 angeordnet
sind, beeinflußt der
hohe Widerstand dieser Schalter nicht den Gleichstromsignalpegel
in A'. Ebenso beeinflussen die
Schalter SSSW2 und SSSW4 mit hohem Widerstand, die in den Zwangssignal-
und Meßsignalzweigen
des Signalpegeleichkanals 1025 für zeitvariable Signale angeordnet
sind, nicht den Signalpegel in A''. Daher wird die
Spannung in A' und
A'' unabhängig von
Schalterwiderstand im Gleichstromprüfkanal und im Signalpegeleichkanal
für zeitvariable
Signale 1030 und 1025 erzeugt. Obwohl die obige
Ausführungsform
unter Bezugnahme auf zwangsweise Festlegung der Spannung und Messung
des Stroms beschrieben wird, wird der Fachmann erkennen, daß alternativ
eine zwangsweise Festlegung des Stroms und Messung der Spannung
möglich
ist.
-
Bei
der Ausführungsform
von 5 wird die Gleichstromparameterschaltung 25 für die Eichung des
zeitvariablen Signalpegels genutzt. In dieser Ausführungsform
wird vorzugsweise eine separate Takteichschaltung 40 zur
Eichung der Takteigenschaften der Schaltung 10 für zeitvariable
Signale bereitgestellt. Die Takteichschaltung kann über den Schalter
SW6, wie z. B. ein Relais oder einen Halbleiterschalter, mit dem
Kanal 1030 für
zeitvariable Signale gekoppelt werden. Änderungen des Signalpegels
in der Takteichschaltung 40 sind nicht kritisch für die Takteichung,
wie dies bei er Signadlpegeleichung der Fall ist. Daher ist ein
(Polymer-)Aufbau an einem Relaiskontakt nicht kritisch, da der zeitvariable
Signalpegel getrennt durch die Gleichstromparameterschaltung 25 über den
Signalpegeleichkanal 1025 geeicht wird. In einigen Ausführungsformen
kann die Takteichschaltung 40 ein Zeitbereichsreflektometer oder
TDR enthalten, um die Weglänge
des Kanals 1030 für
zeitvariable Signale zur Verwendung bei der Takteichung zu bestimmen.
-
Wie
in 5 dargestellt, werden in einer Ausführungsform
die zeitvariablen Signale durch Struktur- und Taktschaltungen 18 und 16 einem
Ausgangspuffer 12 zur Übertragung
auf dem Kanal 1030 für
zeitvariable Signale übermittelt.
Das zeitvariable Signal kann ein A/C-, ein Impulssignal oder dergleichen
sein. Ein Eingangspuffer 14 empfängt Signale von dem Kanal 1030 für zeitvariable
Signale und übermittelt
sie zu den Takt- und Strukturschaltungen 16 und 18 zur
Auswertung.
-
Bei
der vorliegenden Erfindung können
für SSSW1–SSSW5 Halbleiterschalter
jeder Art verwendet werden, die sich für die gewünschte Prüfsignalfrequenz und die gewünschten
Prüfsignalpegel
eignen. Ferner können
die Halbleiterschalter sämtlich eine
einzige Schalterart sein, oder in verschiedenen Positionen können unterschiedliche
Arten benutzt werden. Zum Beispiel können alle optisch gekoppelten
Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistorschalter, Stiftdiodenschalter
oder dergleichen benutzt werden. Als weiteres, nicht ausschließendes Beispiel
kann eine Art von Halbleiterschalter, der als Schaltertyp mit niedriger
Kapazität
gefertigt wird, in den Gleichstromprüf- und Signalpegeleichkanälen 2530 und 1025 verwendet
werden, während
eine andere Art von Halbleiterschalter, der als Schaltertyp mit
niedrigem Widerstand gefertigt wird, in dem Kanal 1030 für zeitvariable
Signale benutzt werden kann. Zum Beispiel könnten optisch gekoppelte Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistorschalter
für SSSW2–SSSW5 verwendet
werden, während
eine Stiftdiode für SSSW1
verwendet werden könnte.