JP2000329829A - 半導体装置およびその試験方法 - Google Patents

半導体装置およびその試験方法

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JP2000329829A JP11135745A JP13574599A JP2000329829A JP 2000329829 A JP2000329829 A JP 2000329829A JP 11135745 A JP11135745 A JP 11135745A JP 13574599 A JP13574599 A JP 13574599A JP 2000329829 A JP2000329829 A JP 2000329829A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内蔵されたDAコンバータおよびADコンバ
ータの試験を、アナログ試験用の試験装置を用いること
なく行えるようにする。 【解決手段】 アッテネータ9はDAコンバータ2Aの
出力信号を減衰させ、また、レベルシフタ10は、DA
コンバータ2Aの出力信号の直流レベルを変更して、ア
ナログスイッチ8を通じADコンバータ3Aに供給す
る。したがって、DAコンバータの出力信号の変化幅お
よび直流レベルとADコンバータの変化幅および直流レ
ベルとが異なっていても、また、DAコンバータおよび
ADコンバータの分解能が異なっていても、それらを一
致させて試験を行うことができ、アナログ試験用の高価
な試験装置はいっさい不要である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、DAコンバータお
よびADコンバータを備えた半導体装置、およびその試
験方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】DAコンバータやADコンバータを搭載
した半導体装置ではDAコンバータおよびADコンバー
タの試験を行う場合、DAコンバータが出力するアナロ
グ信号、およびADコンバータに入力するアナログ信号
を調べる必要がある。そのため、半導体装置の試験装置
としてアナログ試験用の高価な半導体装置試験装置を用
いていた。図20は従来の半導体装置の一例を示すブロ
ック図である。この半導体装置940はDAコンバータ
902およびADコンバータ903を備え、DAコンバ
ータ902の出力は端子915に、ADコンバータ90
3の入力は端子916にそれぞれ接続されている。試験
実行時には、テスト制御回路904の制御のもとでセレ
クタ905、906を制御し、端子913から試験用の
デジタル信号をセレクタ905を通じてDAコンバータ
に供給できるようにし、また、ADコンバータ903が
出力するデジタル信号をセレクタ906を通じ端子91
4から取得できるようにする。
【0003】そして、端子913より試験用のデジタル
信号を入力したときDAコンバータ902が出力するア
ナログ信号を端子915を通じて取得する。また、端子
916を通じて試験用のアナログ信号を入力したときA
Dコンバータ903が出力するデジタル信号を端子91
4をより取得する。これら試験信号の供給および変換後
の信号の取得は上記アナログ用の試験装置によって行
い、半導体装置に供給した試験信号と、半導体装置が出
力した変換後の信号を試験装置において比較することで
DAコンバータ902、ADコンバータ903の良否が
判定される。
【0004】しかし、アナログ試験用の半導体装置試験
装置はきわめて高価であるため、このような試験装置を
配備することは設備費用の上昇を招き、望ましくない。
そこで、アナログ試験用の試験装置を使用せずにDAコ
ンバータおよびADコンバータを試験する方法として、
図20に示した半導体装置のようにDAコンバータとA
Dコンバータの両方が搭載されている場合には、半導体
装置内でDAコンバータのアナログ出力とADコンバー
タのアナログ入力とを接続することにより、DAコンバ
ータおよびADコンバータの試験を行うことが考えられ
る。
【0005】しかし、通常、DAコンバータとADコン
バータとは分解能が同じでも、DAコンバータの出力信
号の変化幅および直流レベルと、ADコンバータの入力
信号の変化幅および直流レベルとは異なっているため、
単に、DAコンバータの出力をADコンバータの入力に
接続しただけでは、すべての信号範囲で完全な試験を行
うことはできない。また、DAコンバータとADコンバ
ータの分解能が異なる場合には、上記信号の変化幅およ
び直流レベルが同じであっても、変化ピッチが異なるた
め、必要な分解能で試験を行うことができない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決するためになされたもので、その目的は、DA
コンバータの出力信号の変化幅および直流レベルとAD
コンバータの入力信号の変化幅および直流レベルとが異
なっていても、また、DAコンバータとADコンバータ
の分解能が異なっていても、アナログ試験用の試験装置
を用いることなくDAコンバータおよびADコンバータ
の試験を行える半導体装置、および半導体装置の試験方
法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、DAコンバータおよびADコンバータを備
えた半導体装置であって、前記半導体装置の外部から入
力された試験用の信号を前記DAコンバータに供給する
信号入力手段と、前記DAコンバータの出力信号を減衰
させるアッテネータ、または前記DAコンバータの出力
信号を増幅するアンプと、前記DAコンバータの出力信
号の直流レベルを変更するレベルシフタと、前記アッテ
ネータにより減衰するか、または前記アンプにより増幅
され、かつ前記レベルシフタにより直流レベルを変更さ
れた前記DAコンバータの出力信号を前記ADコンバー
タに供給する信号供給手段と、前記ADコンバータの出
力信号を半導体装置の外部に出力する信号出力手段とを
備えたことを特徴とする。
【0008】本発明の半導体装置では、アッテネータま
たはアンプによってDAコンバータの出力信号を減衰さ
せるか増幅し、また、レベルシフタによってDAコンバ
ータの出力信号の直流レベルを変更した上で、DAコン
バータの出力信号を信号供給手段を通じてADコンバー
タに供給することができる。したがって、DAコンバー
タの出力範囲とADコンバータの入力範囲とが異なって
いても、それらを一致させて試験を行うことができ、ま
た、DAコンバータとADコンバータの分解能が異なっ
ていても、Nを自然数としてDAコンバータの出力信号
を2のN乗倍に増幅したり、あるいは2のN乗分の1に
減衰させて必要な分解能で試験を行うことができる。そ
の結果、本発明の半導体装置では、アナログ試験用の高
価な試験装置はいっさい不要となる。
【0009】また、本発明は、半導体装置を構成するD
AコンバータおよびADコンバータを試験する方法であ
って、前記DAコンバータに前記半導体装置の外部から
信号を入力し、前記DAコンバータの出力信号を前記半
導体装置内で減衰させるかまたは増幅し、前記DAコン
バータの出力信号の直流レベルを前記半導体装置内で変
更し、減衰させるかまたは増幅し、かつ直流レベルを変
更した前記DAコンバータの出力信号を前記ADコンバ
ータに供給し、前記ADコンバータの出力信号を前記半
導体装置の外部に取り出し、半導体装置の外部において
前記DAコンバータの前記入力信号と前記ADコンバー
タの出力信号とを比較して前記DAコンバータおよび前
記ADコンバータの試験結果の良否を判定することを特
徴とする。
【0010】本発明の半導体装置の試験方法では、DA
コンバータの出力信号を半導体装置内で減衰させるかま
たは増幅し、かつDAコンバータの出力信号の直流レベ
ルを半導体装置内で変更してADコンバータに供給す
る。したがって、DAコンバータの出力範囲とADコン
バータの入力範囲とが異なっていても、それらを一致さ
せて試験を行うことができ、また、DAコンバータとA
Dコンバータの分解能が異なっていても、Nを自然数と
してDAコンバータの出力信号を2のN乗倍に増幅した
り、あるいは2のN乗分の1に減衰させて必要な分解能
で試験を行うことができる。その結果、本発明の半導体
装置の試験方法では、アナログ試験用の高価な試験装置
はいっさい不要となる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て図面を参照して説明する。 (第1の実施の形態例)図1は本発明による半導体装置
の一例を示すブロック図、図2の(A)ないし(D)は
図1の半導体装置の動作を説明するためのグラフであ
る。以下では、これらの図面を参照して本発明の半導体
装置および半導体装置の試験方法の第1の実施の形態例
について説明する。
【0012】図1に示した半導体装置40は、演算処理
等を行うロジック回路や一時記憶メモリを含むデジタル
信号処理回路1を備え、デジタル信号処理回路1で信号
処理されたデジタル信号をアナログ信号に変換するDA
コンバータ2Aと、デジタル信号処理回路1で信号処理
を行うためにアナログ信号をデジタル信号に変換するA
Dコンバータ3Aとを備えている。
【0013】また、半導体装置40は、複数からなる入
力端子13より入力されるテスト用のデジタル信号とデ
ジタル信号処理回路1から出力されるデジタル信号のい
ずれかを選択してDAコンバータ2Aに供給するセレク
タ5と、ADコンバータ3Aからのデジタル信号をデジ
タル信号処理回路1と、複数からなる出力端子14のい
ずれかに選択して出力するセレクタ6とを備えている。
ここで、入力端子13およびセレクタ5は本発明に係わ
る信号入力手段を構成し、セレクタ6および出力端子1
4は本発明に係わる信号出力手段を構成している。
【0014】さらに、半導体装置40は、DAコンバー
タ2Aのアナログ出力信号を出力端子15と、アッテネ
ータ9のいずれかに切り替えて出力するアナログスイッ
チ7と、DAコンバータ2Aのアナログ出力信号を減衰
させるアッテネータ9と、アッテネータ9の出力信号の
直流レベルを変化させるレベルシフタ10Aとを備え、
そして、入力端子16から入力されるアナログ信号と、
レベルシフタ10Aの出力信号のいずれかを選択してA
Dコンバータ3Aに供給するアナログスイッチ8(本発
明に係わる信号供給手段)と、テスト制御回路4とを備
えている。このテスト制御回路4は、デジタル信号処理
回路1、セレクタ5、セレクタ6、アナログスイッチ
7、アナログスイッチ8などに制御信号を供給してDA
コンバータおよびADコンバータの試験を行うべく制御
するように構成されている。上記アナログスイッチ7、
8、アッテネータ9、ならびにレベルシフタ10Aはア
ナログテストブロック30を構成している。また、半導
体装置40の上述した各構成要素は単一の半導体基板上
に搭載されている。
【0015】図16はアッテネータ9の一例を示す回路
図、図18はレベルシフタの一例を示す回路図である。
上記アッテネータ9は図16に示したように、入力端子
50から入力された信号を抵抗52と抵抗53とにより
分圧し、出力端子51に出力する構成となっている。な
お、アッテネータ9としては、このような構成のものを
用いる以外にも、たとえば、後述するレベルシフタ10
Aの回路定数を、入力信号を減衰させるように設定し
て、レベルシフタ10Aにアッテネータとしての機能も
持たせるようにしてもよい。本実施の形態例では、レベ
ルシフタ10Aは、図18に示したように、入力端子5
9から入力される信号に、抵抗63と抵抗64とによっ
て電源電圧62を分圧した電圧を加算することにより、
入力信号の直流レベルを変更する構成となっている。
【0016】次に、このように構成された半導体装置4
0においてDAコンバータ2AおよびADコンバータ3
Aをいかに試験するかについて詳しく説明する。ここで
はDAコンバータ2AとADコンバータ3Aは同じ分解
能を有し、DAコンバータ2AがADコンバータ3Aの
入力範囲よりも広い出力範囲を持っているものとする。
なお、ADコンバータの入力範囲とは、ADコンバータ
の入力信号の最小値から最大値までの範囲を言い、最小
値の入力信号が供給されたときADコンバータが出力す
るデジタル信号が表す値、すなわち出力コードは最小値
となり、最大値の入力信号が供給されたときADコンバ
ータの出力コードは最大値となる。また、DAコンバー
タの出力範囲とは、DAコンバータの出力信号の最小値
から最大値までの範囲を言い、最小値の入力コード(入
力デジタル信号が表すコード)が供給されたときDAコ
ンバータは最小値の出力信号を出力し、最大値の入力コ
ードが供給されたときDAコンバータは最大値の出力信
号を出力する。
【0017】まず、テストモードを設定するため、外部
端子12に所定の信号を入力する。これによりテスト制
御回路4は、セレクタ5およびセレクタ6を制御して、
外部端子13からのデジタル信号がDAコンバータ2A
に入力され、ADコンバータ3Aの出力信号が外部端子
14に出力されるようにする。テスト制御回路4はま
た、アナログスイッチ7およびアナログスイッチ8を制
御して、DAコンバータ2Aの出力信号がアッテネータ
9へ、一方、レベルシフタ10Aの出力信号がADコン
バータ3Aに入力されるようにする。
【0018】この状態で、外部端子13より、試験用の
デジタル信号を入力し、そのコード値を一定の速度で、
2進数の1ずつ大きくする。本実施の形態例では、アッ
テネータ9の減衰量は次のように設定されている。すな
わち、ADコンバータ3Aに供給される信号の変化範囲
の幅が、ADコンバータ3Aの入力範囲の幅に一致する
ように、アッテネータ9によりDAコンバータ2Aの出
力信号は減衰する。また、レベルシフタ10Aのシフト
量は次のように設定されている。すなわち、ADコンバ
ータ3Aに供給される信号が、ADコンバータ3Aの入
力範囲に一致して変化するようにDAコンバータ2Aの
出力信号、つまりアッテネータ9の出力信号の直流レベ
ルが、レベルシフタ10Aにより変更される。
【0019】図2の(A)は、半導体装置40における
DAコンバータ2Aの入力コードとDAコンバータ2A
の出力電圧との関係を示し、(B)はアッテネータ9の
出力電圧の時間変化を示している。また、図2の(C)
はレベルシフタ10Aの出力電圧の時間変化を示し、
(D)はADコンバータ3Aの入力電圧と出力コードと
の関係を示している。
【0020】図2の(A)に示したように、DAコンバ
ータ2Aの入力コードが一定速度で大きくなると、DA
コンバータ2Aの出力電圧(出力信号)も一定速度で、
入力コードに比例して大きくなり、この電圧がアッテネ
ータ9に供給される。アッテネータ9は減衰量が上述の
ように設定されているため、アッテネータ9の出力電圧
(出力信号)の変化範囲の幅は、図2の(B)に示した
ように、ADコンバータ3Aの入力範囲の幅に一致す
る。また、アッテネータ9の出力電圧は、レベルシフタ
10Aにより直流レベルが変更され、レベルシフタ10
Aは上述のように設定されているため、レベルシフタ1
0Aの出力電圧は、ADコンバータ3Aの入力範囲に一
致して変化する。
【0021】そして、ADコンバータ3Aの出力信号は
セレクタ6を通じて外部端子14から出力されるので、
このデジタル信号の値を期待値と比較することにより、
DAコンバータ2AおよびADコンバータ3Aが正しく
動作しているか否かを判定することができる。このよう
に本実施の形態例の半導体装置40では、DAコンバー
タ2AがADコンバータ3Aの入力範囲よりも広い出力
範囲を持っているにもかかわらず、DAコンバータ2A
の全出力範囲、およびADコンバータ3Aの全入力範囲
で試験を行うことができる。したがって、アナログ試験
用の高価な試験装置はいっさい不要である。
【0022】(第2の実施の形態例)次に本発明の第2
の実施の形態例の半導体装置および半導体装置の試験方
法について説明する。図3は第2の実施の形態例の半導
体装置を示すブロック図、図4の(A)ないし(D)は
図3の半導体装置の動作を説明するためのグラフであ
る。なお、図3において図1と同一の要素には同一の符
号が付されており、それらに関する詳しい説明はここで
は省略する。
【0023】図4に示した半導体装置140が上記半導
体装置40と異なるのは、アッテネータ9に代えてアン
プ117を用いたアナログテストブロック130を備え
ている点である。図17はアンプ117を詳しく示す回
路図である。図17に示したように、アンプ117は、
OPアンプを用いた非反転増幅器であり入力端子54か
ら入力された信号を、抵抗57と抵抗58との比によっ
て決まる増幅率で増幅し出力端子55に出力する構成と
なっている。なお、レベルシフタ10Aの回路定数を、
入力信号を増幅するように設定しレベルシフタ10Aが
アンプとレベルシフタの両方の機能を合わせ持つような
回路として、アンプ117を個別には設けない構成にす
ることも可能である。
【0024】次に、半導体装置140の動作について説
明する。ここでは、DAコンバータ102BとADコン
バータ103Bは同じ分解能で、DAコンバータ102
BがADコンバータ103Bの入力範囲より狭い出力範
囲を持っているものとする。まず、上述の場合と同様、
テストモードを設定するために外部端子12に所定の信
号を入力する。これによりセレクタ5、6およびアナロ
グスイッチ7、8はテスト制御回路4によって半導体装
置40の場合と同様に設定される。DAコンバータ10
2Bの出力信号はアンプ117によって、その変化範囲
の幅が、ADコンバータ3Aの入力範囲の幅に一致する
ように増幅される(図4(A)、図4(B))。そし
て、アンプ117により増幅されたDAコンバータ10
2Bの出力信号は、レベルシフタ10Aにより直流レベ
ルがシフトされ、レベルシフタ10Aの出力信号の変化
範囲は、ADコンバータ103Bの入力範囲に一致する
(図4(B)、図4(C)、図4(D))。したがっ
て、第2の実施の形態例においても、外部端子13から
試験用のデジタル信号を入力し、そのとき外部端子14
から出力されるデジタル信号の値を期待値と比較するこ
とにより、DAコンバータ102Bの全出力範囲、およ
びADコンバータ103Bの全入力範囲において試験を
行うことができ、アナログ試験用の高価な試験装置はい
っさい不要である。
【0025】次に、本発明の第3の実施の形態例の半導
体装置および半導体装置の試験方法について説明する。
図5は第3の実施の形態例の半導体装置を示すブロック
図、図6の(A)および(B)は図5の半導体装置を構
成するアッテネータの動作を示すグラフ、図7の(A)
ないし(F)は図5の半導体装置の動作を説明するため
のグラフである。なお、図5において図1と同一の要素
には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい
説明はここでは省略する。
【0026】図5に示した半導体装置240が上記半導
体装置40と異なるのは、レベルシフタ10Aに代えて
レベルシフタ210Bを用いたアナログテストブロック
230を備えている点である。図19はレベルシフタ2
10Bを詳しく示す回路図である。図19に示したよう
に、レベルシフタ210Bは入力端子74から入力され
るアナログの入力信号に対して、抵抗78、抵抗79、
ならびに抵抗80によって電源電圧62を分圧した電圧
のうち、アナログスイッチ88により選択された電圧を
加算することにより、入力信号の直流レベルを変更し、
出力端子75に出力する。アナログスイッチ83は、入
力端子73を通じてテスト制御回路4より入力される制
御信号により制御されて、入力信号に加算する電圧を切
り替え、その結果、入力信号の直流レベルのシフト量が
変化する。
【0027】次に、半導体装置240の動作について説
明する。ここでは、DAコンバータ202CがADコン
バータ203Cよりも1ビット分だけ分解能が低いもの
とする。まず、上述の場合と同様、テストモードを設定
するために外部端子12に所定の信号を入力する。これ
によりセレクタ5、6およびアナログスイッチ7、8は
テスト制御回路4によって半導体装置40の場合と同様
に設定される。本実施の形態例では、アッテネータ9が
DAコンバータ202Cの出力信号を減衰させるが、そ
の際、図6の(A)、(B)に示したように、DAコン
バータ202Cの出力信号における1ピッチの変化量
が、ADコンバータ203Cの入力信号の1ピッチの変
化量に一致するようにDAコンバータ202Cの出力信
号を減衰させる。なお、図6の(A)のグラフにおいて
横軸はDAコンバータ202Cの入力コードを表し、縦
軸はDAコンバータの出力電圧を表している。また、図
6の(B)のグラフでは、横軸はADコンバータ203
Cの出力コードを表し、縦軸はADコンバータの入力電
圧を表している。
【0028】そして、DAコンバータの出力信号(出力
電圧)における1ピッチの変化量とは、入力コードが2
進数の1だけ変化した場合のDAコンバータの出力信号
の変化量のことである。一方、ADコンバータの入力信
号(入力電圧)の1ピッチの変化量とは、出力コードが
2進数の1だけ変化するようなADコンバータの入力信
号の変化量のことである。
【0029】このとき、図7の(A)および(B)に示
したように、アッテネータ9は、ADコンバータ203
Cに供給される信号の変化幅が、ADコンバータの入力
範囲の幅を2で割った幅に一致するように、DAコンバ
ータの出力信号を減衰させることになる。その後、レベ
ルシフタ210Bはまず、図7の(B)、(C)、
(D)に示したように、ADコンバータに供給される信
号が、ADコンバータの入力範囲を2で割って等分割し
た各範囲のうちの下側の範囲で変化するようにDAコン
バータの出力信号の直流レベルを変更する。
【0030】したがって、この状態では、外部端子13
から試験用のデジタル信号を入力し、外部端子14から
出力されるデジタル信号の値を期待値と比較することに
より、DAコンバータ202Cの全出力範囲と、ADコ
ンバータ203Cの入力範囲の下半分に対して試験を行
うことができる。
【0031】次に、外部端子12より所定の信号を入力
してテスト制御回路4を操作し、レベルシフタ210B
における直流レベルのシフト量を変化させ、図7の
(B)、(E)、(F)に示したように、アッテネータ
B209で減衰されたDAコンバータ202Cの出力信
号が、ADコンバータ203Cの入力範囲の上半分の範
囲で変化するようにさせる。そして、この状態で、外部
端子13から試験用のデジタル信号を入力し、外部端子
14から出力されるデジタル信号の値を期待値と比較す
ることにより、DAコンバータ202Cの全出力範囲
と、ADコンバータ203Cの入力範囲の上半分に対し
て試験を行うことができる。
【0032】このように、第3の実施の形態例の半導体
装置240では、ADコンバータ203Cの入力範囲を
アッテネータ9とレベルシフタ210Bにより下半分と
上半分に2分割することで、ADコンバータ203Cよ
りも1ビット分だけ分解能が低いDAコンバータ202
Cで、ADコンバータ203Cの全ての入力範囲におい
て分解能を落とすことなく試験を行うことができる。な
お、ここでは、ADコンバータの分解能がDAコンバー
タの分解能よりも1ビット大きいとしたが、ADコンバ
ータの分解能がDAコンバータの分解能よりもNビット
大きい場合には、アッテネータ9とレベルシフタにより
ADコンバータの入力範囲を2のN乗で割って等分割す
ることによって同様に、ADコンバータの全ての入力範
囲を分解能を落とすことなく試験することができる。
【0033】次に、本発明の第4の実施の形態例の半導
体装置および半導体装置の試験方法について説明する。
図8は第4の実施の形態例の半導体装置を示すブロック
図、図9の(A)および(B)は図8の半導体装置を構
成するアッテネータの動作を示すグラフ、図10の
(A)ないし(F)は図8の半導体装置の動作を説明す
るためのグラフである。なお、図8において図3、図5
と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに
関する詳しい説明はここでは省略する。
【0034】図8に示した半導体装置340が上記半導
体装置240と異なるのは、アッテネータ9に代えてア
ンプ117を用いたアナログテストブロック330を備
えている点である。ここでは、DAコンバータ302D
がADコンバータ303Dよりも1ビット分だけ分解能
が高いものとする。まず、上述の場合と同様、テストモ
ードを設定するために外部端子12に所定の信号を入力
する。これによりセレクタ5、6およびアナログスイッ
チ7、8はテスト制御回路4によって半導体装置240
の場合と同様に設定される。本実施の形態例では、アン
プ117がDAコンバータ302Dの出力信号を増幅す
るが、その際、図9の(A)、(B)に示したように、
DAコンバータ302Dの出力信号における1ピッチの
変化量が、ADコンバータ303Dの入力信号の1ピッ
チの変化量に一致するようにDAコンバータ302Dの
出力信号を増幅する。
【0035】このとき、図10の(A)および(B)に
示したように、アンプ117は、DAコンバータ302
Dの出力範囲を2等分した各範囲の幅が、ADコンバー
タ303Dの入力範囲の幅に一致するように、DAコン
バータの出力信号を増幅することになる。
【0036】その後、レベルシフタ210Bはまず、図
10の(B)、(C)、(D)に示したように、DAコ
ンバータ302Dの出力範囲における下半分の範囲が、
ADコンバータ303Dの入力信号の最小値から最大値
までの範囲に一致するようにアンプ117の出力信号の
直流レベルを変更する。したがって、この状態で、外部
端子13から試験用のデジタル信号を入力し、外部端子
14から出力されるデジタル信号の値を期待値と比較す
ることにより、DAコンバータ302Dの出力範囲の下
半分と、ADコンバータ303Dの全入力範囲に対して
試験を行うことができる。
【0037】次に、外部端子12より所定の信号を入力
してテスト制御回路4を操作し、レベルシフタ210B
における直流レベルのシフト量を変化させ、図10の
(B)、(E)、(F)に示したように、アンプ117
で増幅されたDAコンバータ302Dの出力範囲におけ
る上半分が、ADコンバータ303Dの入力範囲に一致
するようにアンプ117の出力信号の直流レベルを変更
する。そして、この状態で、外部端子13から試験用の
デジタル信号を入力し、外部端子14から出力されるデ
ジタル信号の値を期待値と比較することにより、DAコ
ンバータ302Dの出力範囲の上半分と、ADコンバー
タ303Dの全入力範囲に対して試験を行うことができ
る。
【0038】このように、第4の実施の形態例の半導体
装置340では、DAコンバータ302Dの出力範囲を
アンプ117とレベルシフタ210Bにより下半分と上
半分に2分割することで、DAコンバータ302Dより
も1ビット分だけ分解能が低いADコンバータD302
で、DAコンバータ302Dの全ての出力範囲を分解能
を落とすことなく試験を行うことができる。なお、ここ
では、ADコンバータの分解能がDAコンバータの分解
能よりも1ビット低いとしたが、ADコンバータの分解
能がDAコンバータの分解能よりもNビット低い場合に
は、アッテネータ9とレベルシフタによりDAコンバー
タの出力範囲を2のN乗で割って等分割することによっ
て同様に、DAコンバータの全ての出力範囲を分解能を
落とすことなく試験することができる。
【0039】次に本発明の第5の実施の形態例の半導体
装置および半導体装置の試験方法について説明する。図
11は第5の実施の形態例の半導体装置を示すブロック
図、図12の(A)ないし(G)は図11の半導体装置
の動作を説明するためのグラフである。なお、図11に
おいて図8と同一の要素には同一の符号が付されてお
り、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
【0040】図11に示した半導体装置540が上記半
導体装置340と異なるのは、アナログテストブロック
530において、アンプ117とレベルシフタ210B
の順序が入れ替わっている点である。このような構成
は、DAコンバータの出力範囲が広い場合や、DAコン
バータとADコンバータの分解能の差が大きくアンプ1
17の出力が飽和してしまう場合に有効である。アンプ
117の増幅率は、DAコンバータ302Dの出力信号
における1ピッチの変化量が、ADコンバータ303D
の入力信号における1ピッチの変化量に一致するように
設定されている。DAコンバータ302Dの出力信号
は、レベルシフタ210Bによって、DAコンバータ3
02Dの出力範囲を2等分した各範囲の信号が特定の直
流レベルとなるように直流レベルが変更される。すなわ
ち、まずDAコンバータ302Dの出力範囲の下半分が
アンプ117で増幅後にADコンバータ303Dの入力
範囲と一致するようにレベルシフタ210BによりDA
コンバータ302Dの出力信号の直流レベルがシフトさ
れる(図12の(A)、(B))。
【0041】次に、DAコンバータ302Dの各範囲の
信号がADコンバータD302の入力範囲に一致して変
化するようにレベルシフタ210Bの出力信号がアンプ
117により増幅される。すなわち、アンプ117によ
って、DAコンバータ302Dの出力範囲のまず下半分
がADコンバータ303Dの入力範囲に一致するよう
に、レベルシフタ210Bで直流レベルをシフトされた
DAコンバータ302Dの出力信号が増幅される(図1
2の(B)、(C)、(D))。
【0042】この状態で、外部端子13から試験用のデ
ジタル信号を入力し、外部端子14から出力されるデジ
タル信号の値を期待値と比較することにより、DAコン
バータ302Dの出力範囲の下半分と、ADコンバータ
303Dの全入力範囲に対して試験を行うことができ
る。
【0043】次に、次に外部端子12より所定の信号を
入力してテスト制御回路4を操作し、レベルシフタ21
0Bの直流レベルのシフト量を変化させて、DAコンバ
ータ302Dの出力範囲の上半分がアンプ117で増幅
後にADコンバータ303Dの入力範囲に一致するよう
にDAコンバータ302Dの出力信号の直流レベルがシ
フトされる(図12の(A)、(E))。そして、DA
コンバータ302Dの出力範囲の上半分がADコンバー
タ303Dの入力範囲に一致するように、レベルシフタ
210Bで直流レベルが変更されたDAコンバータ30
2Dの出力信号がアンプ117によって増幅される(図
12の(E)、(F)、(G))。この状態で、外部端
子13から試験用のデジタル信号を入力し、外部端子1
4から出力されるデジタル信号の値を期待値と比較する
ことにより、DAコンバータ302Dの出力範囲の上半
分と、ADコンバータ303Dの全入力範囲に対して試
験を行うことができる。
【0044】このように、アンプ117とレベルシフタ
の順序を入れ替えた構成にすることにより、上記第4の
実施の形態例と同様の効果を得ることができることに加
えて、アンプ117の出力が飽和することを防止できる
という新たな効果が得られる。
【0045】次に、本発明の第6の実施の形態例の半導
体装置および半導体装置の試験方法について説明する。
図13は、第6の実施の形態例の半導体装置を示すブロ
ック図、図14の(A)および(B)は図13の半導体
装置を構成するアッテネータの動作を説明するためのグ
ラフである。また、図15の(A)ないし(F)は図1
3の半導体装置の動作を説明するためのグラフである。
なお、図13において図5と同一の要素には同一の符号
が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは
省略する。
【0046】図13にに示した半導体装置440は、D
Aコンバータ402Eの分解能と、ADコンバータ40
3Eの分解能が等しく、そしてDAコンバータ402E
の出力信号における1ピッチの変化量が、ADコンバー
タ403Eの入力信号における1ピッチの変化量1の半
分よりも大きいという点で、図5の半導体装置240と
異なっている。
【0047】以下、図13ないし図15を参照して半導
体装置440の動作を説明する。まず、上述の場合と同
様、テストモードを設定するために外部端子12に所定
の信号を入力する。これによりセレクタ5、6およびア
ナログスイッチ7、8はテスト制御回路4によって半導
体装置240の場合と同様に設定される。この半導体装
置440では、アッテネータ9は、図14の(A)およ
び(B)に示したように、DAコンバータ402Eの出
力信号における1ピッチの変化量が、ADコンバータ4
03Eの入力信号における1ピッチの変化量の半分に一
致するようにDAコンバータ402Eの出力信号を減衰
させる。
【0048】すなわち、アッテネータ9は、DAコンバ
ータの出力範囲の幅が、ADコンバータの入力範囲の幅
の2分の1に一致するようにDAコンバータの出力信号
を減衰させる。その後、レベルシフタ210Bは、減衰
させたDAコンバータ402Eの出力範囲が、ADコン
バータ403Eの入力範囲を2等分した各範囲に一致す
るように、減衰させたDAコンバータ402Eの出力信
号の直流レベルを変更する。
【0049】すなわち、レベルシフタ210Bは、アッ
テネータ9で減衰したDAコンバータ402Eの出力信
号の直流レベルをシフトさせ、DAコンバータ402E
の出力範囲を、ADコンバータ403Eの入力範囲にお
ける、まず下半分の範囲に一致させる(図15の
(B)、(C)、(D))。この状態で外部端子13か
ら試験用のデジタル信号を入力し、外部端子14から出
力されるデジタル信号の値を期待値と比較することによ
り、ADコンバータ403Eの入力範囲の下半分に対し
て試験を行うことができる。
【0050】次に、外部端子12より所定の信号を入力
してテスト制御回路4を操作し、レベルシフタ210B
の直流レベルシフト量を変更する。これにより、レベル
シフタ210Bは、アッテネータ9で減衰したDAコン
バータ402Eの出力範囲を、ADコンバータ403E
の入力範囲の上半分に一致させる(図15の(B)、
(E)、(F))。この状態で外部端子13から試験用
のデジタル信号を入力し、外部端子14から出力される
デジタル信号の値を期待値と比較することにより、AD
コンバータ403Eの入力範囲における上半分に対して
試験を行うことができる。
【0051】このように、本実施の形態例の半導体装置
440では、ADコンバータ403Eの入力範囲をアッ
テネータ9とレベルシフタ210Bにより下半分と上半
分に2分割することで、ADコンバータ403Eと分解
能が同じDAコンバータ402Eによって、ADコンバ
ータ403Eを、その全入力範囲において、DAコンバ
ータ402Eの2倍の分解能で、したがって2倍の精度
で試験を行うことができる。
【0052】なお、本実施の形態例では、ADコンバー
タの入力範囲を2分割する方式としたが、Nを3以上の
整数として、アッテネータ9とレベルシフタによりAD
コンバータの入力範囲をN分割することにより、ADコ
ンバータをDAコンバータの分解能のN倍の分解能で試
験を行うことも可能となる。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、DAコン
バータおよびADコンバータを備えた半導体装置であっ
て、前記半導体装置の外部から入力された試験用の信号
を前記DAコンバータに供給する信号入力手段と、前記
DAコンバータの出力信号を減衰させるアッテネータ、
または前記DAコンバータの出力信号を増幅するアンプ
と、前記DAコンバータの出力信号の直流レベルを変更
するレベルシフタと、前記アッテネータにより減衰する
か、または前記アンプにより増幅され、かつ前記レベル
シフタにより直流レベルを変更された前記DAコンバー
タの出力信号を前記ADコンバータに供給する信号供給
手段と、前記ADコンバータの出力信号を半導体装置の
外部に出力する信号出力手段とを備えたことを特徴とす
る。
【0054】本発明の半導体装置では、アッテネータま
たはアンプによってDAコンバータの出力信号を減衰さ
せるか増幅し、また、レベルシフタによってDAコンバ
ータの出力信号の直流レベルを変更した上で、DAコン
バータの出力信号を信号供給手段を通じてADコンバー
タに供給することができる。したがって、DAコンバー
タの出力範囲とADコンバータの入力範囲とが異なって
いても、それらを一致させて試験を行うことができ、ま
た、DAコンバータとADコンバータの分解能が異なっ
ていても、Nを自然数としてDAコンバータの出力信号
を2のN乗倍に増幅したり、あるいは2のN乗分の1に
減衰させて必要な分解能で試験を行うことができる。そ
の結果、本発明の半導体装置では、アナログ試験用の高
価な試験装置はいっさい不要となる。
【0055】また、本発明は、半導体装置を構成するD
AコンバータおよびADコンバータを試験する方法であ
って、前記DAコンバータに前記半導体装置の外部から
信号を入力し、前記DAコンバータの出力信号を前記半
導体装置内で減衰させるかまたは増幅し、前記DAコン
バータの出力信号の直流レベルを前記半導体装置内で変
更し、減衰させるかまたは増幅し、かつ直流レベルを変
更した前記DAコンバータの出力信号を前記ADコンバ
ータに供給し、前記ADコンバータの出力信号を前記半
導体装置の外部に取り出し、半導体装置の外部において
前記DAコンバータの前記入力信号と前記ADコンバー
タの出力信号とを比較して前記DAコンバータおよび前
記ADコンバータの試験結果の良否を判定することを特
徴とする。
【0056】本発明の半導体装置の試験方法では、DA
コンバータの出力信号を半導体装置内で減衰させるかま
たは増幅し、かつDAコンバータの出力信号の直流レベ
ルを半導体装置内で変更してADコンバータに供給す
る。したがって、DAコンバータの出力範囲とADコン
バータの入力範囲とが異なっていても、それらを一致さ
せて試験を行うことができ、また、DAコンバータとA
Dコンバータの分解能が異なっていても、Nを自然数と
してDAコンバータの出力信号を2のN乗倍に増幅した
り、あるいは2のN乗分の1に減衰させて必要な分解能
で試験を行うことができる。その結果、本発明の半導体
装置の試験方法では、アナログ試験用の高価な試験装置
はいっさい不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置の一例を示すブロック
図である。
【図2】(A)ないし(D)は図1の半導体装置の動作
を説明するためのグラフである。
【図3】第2の実施の形態例の半導体装置を示すブロッ
ク図である。
【図4】(A)ないし(D)は図3の半導体装置の動作
を説明するためのグラフである。
【図5】第3の実施の形態例の半導体装置を示すブロッ
ク図である。
【図6】(A)および(B)は図5の半導体装置を構成
するアッテネータの動作を示すグラフである。
【図7】(A)ないし(F)は図5の半導体装置の動作
を説明するためのグラフである。
【図8】第4の実施の形態例の半導体装置を示すブロッ
ク図である。
【図9】(A)および(B)は図8の半導体装置を構成
するアッテネータの動作を示すグラフである。
【図10】(A)ないし(F)は図8の半導体装置の動
作を説明するためのグラフである。
【図11】第5の実施の形態例の半導体装置を示すブロ
ック図である。
【図12】(A)ないし(G)は図11の半導体装置の
動作を説明するためのグラフである。
【図13】第6の実施の形態例の半導体装置を示すブロ
ック図である。
【図14】(A)および(B)は図13の半導体装置を
構成するアッテネータの動作を説明するためのグラフで
ある。
【図15】図15の(A)ないし(F)は図13の半導
体装置40の動作を説明するためのグラフである。
【図16】アッテネータの一例を示す回路図である。
【図17】アンプの一例を示す回路図である。
【図18】レベルシフタの一例を示す回路図である。
【図19】レベルシフタの他の例を示す回路図である。
【図20】従来の半導体装置の一例を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1……デジタル信号処理回路、3A……ADコンバー
タ、4……テスト制御回路、5……セレクタ、7……ア
ナログスイッチ、9……アッテネータ、10A……レベ
ルシフタ、13……入力端子、14……出力端子、30
……アナログテストブロック、40……半導体装置、4
0……半導体基板、40……半導体装置、57……抵
抗、102B……DAコンバータ、103B……ADコ
ンバータ、117……アンプ、130……アナログテス
トブロック、140……半導体装置、202C……DA
コンバータ、203C……ADコンバータ、210B…
…レベルシフタ、240……半導体装置、302D……
DAコンバータ、303D……ADコンバータ、330
……アナログテストブロック、340……半導体装置、
402E……DAコンバータ、403E……ADコンバ
ータ、440……半導体装置、530……アナログテス
トブロック、540……半導体装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G032 AA09 5J022 AC04 AC05 CB02 CD02 CF02 CF08 CG01 9A001 BB01 BB03 BB04 EE05 KK31 LL05

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DAコンバータおよびADコンバータを
    備えた半導体装置であって、 前記半導体装置の外部から入力された試験用の信号を前
    記DAコンバータに供給する信号入力手段と、 前記DAコンバータの出力信号を減衰させるアッテネー
    タ、または前記DAコンバータの出力信号を増幅するア
    ンプと、 前記DAコンバータの出力信号の直流レベルを変更する
    レベルシフタと、 前記アッテネータにより減衰するか、または前記アンプ
    により増幅され、かつ前記レベルシフタにより直流レベ
    ルを変更された前記DAコンバータの出力信号を前記A
    Dコンバータに供給する信号供給手段と、 前記ADコンバータの出力信号を半導体装置の外部に出
    力する信号出力手段とを備えたことを特徴とする半導体
    装置。
  2. 【請求項2】 前記レベルシフタは、前記アッテネータ
    または前記アンプの出力信号の直流レベルを変更し、前
    記信号供給手段は前記レベルシフタの出力信号を前記A
    Dコンバータに供給することを特徴とする請求項1記載
    の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記アンプは、前記レベルシフタの出力
    信号を増幅し、前記信号供給手段は前記アンプの出力信
    号を前記ADコンバータに供給することを特徴とする請
    求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 半導体装置を構成するDAコンバータお
    よびADコンバータを試験する方法であって、 前記DAコンバータに前記半導体装置の外部から信号を
    入力し、 前記DAコンバータの出力信号を前記半導体装置内で減
    衰させるかまたは増幅し、 前記DAコンバータの出力信号の直流レベルを前記半導
    体装置内で変更し、 減衰させるかまたは増幅し、かつ直流レベルを変更した
    前記DAコンバータの出力信号を前記ADコンバータに
    供給し、 前記ADコンバータの出力信号を前記半導体装置の外部
    に取り出し、半導体装置の外部において前記DAコンバ
    ータの前記入力信号と前記ADコンバータの出力信号と
    を比較して前記DAコンバータおよび前記ADコンバー
    タの試験結果の良否を判定することを特徴とする半導体
    装置の試験方法。
  5. 【請求項5】 前記ADコンバータに供給する信号の変
    化範囲の幅が、前記ADコンバータの入力範囲の幅に一
    致するように、前記DAコンバータの出力信号を減衰さ
    せるかまたは増幅することを特徴とする請求項4記載の
    半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記ADコンバータに供給する信号の変
    化範囲が、前記ADコンバータの入力範囲に一致するよ
    うに前記DAコンバータの出力信号の直流レベルを変更
    することを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記DAコンバータの分解能は前記AD
    コンバータの分解能より低く、 Nを自然数として、前記ADコンバータに供給する信号
    の変化範囲の幅が、前記ADコンバータの入力範囲の幅
    を2のN乗で割った幅に一致するように、前記DAコン
    バータの出力信号を減衰させ、 その上で、前記ADコンバータに供給する信号の変化範
    囲が、前記ADコンバータの入力範囲を2のN乗で割っ
    て等分割した各範囲に一致するように前記減衰させた前
    記DAコンバータの出力信号の直流レベルを順次、変更
    することを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】 前記DAコンバータの分解能は前記AD
    コンバータの分解能より高く、 Nを自然数として、前記DAコンバータの出力範囲を2
    のN乗で割って等分割した各範囲の幅が、前記ADコン
    バータの入力範囲の幅に一致するように、前記DAコン
    バータの出力信号を増幅し、 その上で、前記DAコンバータの出力信号の変化範囲を
    2のN乗で割って等分割した各範囲が、前記ADコンバ
    ータの入力範囲に一致するように前記増幅した前記DA
    コンバータの出力信号の直流レベルを順次、変更するこ
    とを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
  9. 【請求項9】 前記DAコンバータの分解能は前記AD
    コンバータの分解能より高く、 Nを自然数として、前記DAコンバータの出力範囲を2
    のN乗で割って等分割した各範囲の信号が特定の直流レ
    ベルとなるように前記DAコンバータの出力信号の直流
    レベルを変更し、 その上で、前記等分割した各範囲の信号が、前記ADコ
    ンバータの入力範囲に一致して変化するように前記DA
    コンバータの出力信号を増幅することを特徴とする請求
    項4記載の半導体装置。
  10. 【請求項10】 前記DAコンバータと前記ADコンバ
    ータは同一の分解能を有し、前記DAコンバータの出力
    信号の1ピッチの変化量は、前記ADコンバータの入力
    信号の1ピッチの変化量の半分より大きく、 Nを2以上の自然数として、前記DAコンバータの出力
    信号が、前記ADコンバータの入力範囲をN等分した幅
    内で変化するように前記DAコンバータの出力信号を減
    衰させ、 その上で、減衰させた前記DAコンバータの出力信号の
    変化範囲が、前記ADコンバータの入力範囲をN等分し
    た各範囲に一致するように、前記減衰させた前記DAコ
    ンバータの出力信号の直流レベルを変更することを特徴
    とする請求項4記載の半導体装置。
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