JP2002014119A - Ａ／ｄ変換器の測定時間決定方法 - Google Patents
Ａ／ｄ変換器の測定時間決定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微少電流を測定するためのＡ／Ｄ変換器に
おいて分解能を維持しつつ、測定に要する時間を削減す
る。 【解決手段】 本発明は、測定すべき電流を予備的に測
定する予備測定ステップと、測定に用いる電圧レンジと
電流レンジとを決定するステップと、決定された電圧レ
ンジと電流レンジと測定された電流値とに基づいて電流
測定用のＡ／Ｄ変換器のための測定時間を決定するステ
ップとを含んでなるＡ／Ｄ変換器の測定時間決定方法を
提供する。
おいて分解能を維持しつつ、測定に要する時間を削減す
る。 【解決手段】 本発明は、測定すべき電流を予備的に測
定する予備測定ステップと、測定に用いる電圧レンジと
電流レンジとを決定するステップと、決定された電圧レ
ンジと電流レンジと測定された電流値とに基づいて電流
測定用のＡ／Ｄ変換器のための測定時間を決定するステ
ップとを含んでなるＡ／Ｄ変換器の測定時間決定方法を
提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ａ／Ｄ変換器の測
定時間の決定方法に関する。より具体的には、本発明
は、微小信号を高精度に測定するためのＡ／Ｄ変換器に
おける測定時間の決定方法に関する。
定時間の決定方法に関する。より具体的には、本発明
は、微小信号を高精度に測定するためのＡ／Ｄ変換器に
おける測定時間の決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＦＥＴ、ＩＣ等の半導体デバイス
の特性試験には、SMU（ソース・モニタ・ユニット）と
呼ばれる装置が用いられる。半導体試験装置には、通
常、複数のSMUがあって、個々のSMUが測定対象の半導体
デバイスの各端子につながれる。このSMUのそれぞれに
は、入出力のためのＡ／Ｄ変換器とＤ／Ａ変換器を介し
て、SMUコントローラ、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ、
ＲＯＭを含んでなる測定メイン回路が接続される。この
Ａ／Ｄ変換器は測定対象の半導体デバイスからの信号を
デジタル化するものであり、Ｄ／Ａ変換器は測定メイン
回路からのデジタル信号をアナログ化して電流電圧を測
定対象の半導体デバイスに入力するために用いられるも
のである。このとき用いられるＡ／Ｄ変換器には各種の
ものがあり、それぞれの特性に応じて使い分けられてい
る。一般的には、積分型Ａ／Ｄ変換器と逐次比較型Ａ／
Ｄ変換器など複数のタイプのＡ／Ｄ変換器が半導体試験
装置に搭載されることがある。
の特性試験には、SMU（ソース・モニタ・ユニット）と
呼ばれる装置が用いられる。半導体試験装置には、通
常、複数のSMUがあって、個々のSMUが測定対象の半導体
デバイスの各端子につながれる。このSMUのそれぞれに
は、入出力のためのＡ／Ｄ変換器とＤ／Ａ変換器を介し
て、SMUコントローラ、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ、
ＲＯＭを含んでなる測定メイン回路が接続される。この
Ａ／Ｄ変換器は測定対象の半導体デバイスからの信号を
デジタル化するものであり、Ｄ／Ａ変換器は測定メイン
回路からのデジタル信号をアナログ化して電流電圧を測
定対象の半導体デバイスに入力するために用いられるも
のである。このとき用いられるＡ／Ｄ変換器には各種の
ものがあり、それぞれの特性に応じて使い分けられてい
る。一般的には、積分型Ａ／Ｄ変換器と逐次比較型Ａ／
Ｄ変換器など複数のタイプのＡ／Ｄ変換器が半導体試験
装置に搭載されることがある。
【０００３】そして、近年、半導体回路の動作電圧と消
費電力の一層の削減がはかられるなか、より微小な電流
電圧値の測定が求められており、Ａ／Ｄ変換器の測定レ
ンジは広がっており、解像度が向上すると共に、求めら
れるＳ／Ｎ比の条件も厳しくなっている。
費電力の一層の削減がはかられるなか、より微小な電流
電圧値の測定が求められており、Ａ／Ｄ変換器の測定レ
ンジは広がっており、解像度が向上すると共に、求めら
れるＳ／Ｎ比の条件も厳しくなっている。
【０００４】SMUを用いた半導体試験装置の最も基本的
な測定方法であるスポット測定は、以下のような手順で
実行される。 １．SMUに流れている電流を測定し、最高分解能が得ら
れる電流レンジを探索する。 ２．得られた電流レンジにSMUの電流レンジを変更す
る。 ３．Ａ／Ｄ変換器の入力とSMUの出力を接続する。 ４．所望のＳ／Ｎ比を得るために、使用するＡ／Ｄ変換
器に従って積分時間または測定値平均回数を設定した上
で、Ａ／Ｄ変換を実行する。 ５．得られたデジタルデータを測定結果とする。
な測定方法であるスポット測定は、以下のような手順で
実行される。 １．SMUに流れている電流を測定し、最高分解能が得ら
れる電流レンジを探索する。 ２．得られた電流レンジにSMUの電流レンジを変更す
る。 ３．Ａ／Ｄ変換器の入力とSMUの出力を接続する。 ４．所望のＳ／Ｎ比を得るために、使用するＡ／Ｄ変換
器に従って積分時間または測定値平均回数を設定した上
で、Ａ／Ｄ変換を実行する。 ５．得られたデジタルデータを測定結果とする。
【０００５】このときＡ／Ｄ変換器について所望のＳ／
Ｎ比を得るためには、測定信号に含まれるノイズを除去
する必要がある。ここで考慮すべきノイズは通常三つの
カテゴリーに分類される。すなわち（１）１／ｆノイ
ズ、（２）ホワイトノイズ（熱雑音ともいわれる）、
（３）電源の周波数に同期したノイズ成分である。この
うち、１／ｆノイズについては対応が難しい。また、電
源電圧に同期したノイズは電源の１周期以上の測定時間
を設定すればほぼ除去することができる。ホワイトノイ
ズは積分時間や測定値平均回数（測定値平均回数とは逐
次比較型Ａ／Ｄ変換器における測定回数であり、この回
数が増えると測定時間は長くなる）で表される測定時間
の設定によって低減することができる。
Ｎ比を得るためには、測定信号に含まれるノイズを除去
する必要がある。ここで考慮すべきノイズは通常三つの
カテゴリーに分類される。すなわち（１）１／ｆノイ
ズ、（２）ホワイトノイズ（熱雑音ともいわれる）、
（３）電源の周波数に同期したノイズ成分である。この
うち、１／ｆノイズについては対応が難しい。また、電
源電圧に同期したノイズは電源の１周期以上の測定時間
を設定すればほぼ除去することができる。ホワイトノイ
ズは積分時間や測定値平均回数（測定値平均回数とは逐
次比較型Ａ／Ｄ変換器における測定回数であり、この回
数が増えると測定時間は長くなる）で表される測定時間
の設定によって低減することができる。
【０００６】原理的にはＡ／Ｄ変換の測定時間を長くす
るほど、ノイズ除去の効果は高くなるが、測定に要する
時間が長くなる欠点がある。測定信号に含まれるノイズ
成分の大きさを支配する主要な要因には、（１）設定電
圧レンジ、（２）使用する電流レンジ、（３）SMUに流
れる電流の大きさ、がある。所望のＳ／Ｎ比を得るため
には、上記の要因を考慮したＡ／Ｄ変換測定時間を決定
してＡ／Ｄ変換を行う必要がある。従来の技術では、上
記（１）と（２）の設定電圧レンジと電流レンジのみを
考慮して、ある一つの表（あるいは関係式）に基づいて
Ａ／Ｄ変換の測定時間を静的に決定している。微小信号
測定用のＡ／Ｄ変換測定時間は、表１に示すとおりであ
る。この例では、設定電圧レンジは、２Ｖ、２０Ｖ、４
０Ｖ、１００Ｖの各レンジのうちのいずれの場合につい
ても適用可能で、設定電圧はこれらのレンジ内の任意の
値を設定できる。Ａ／Ｄ変換の測定時間は１６ＰＬＣ
（ＰＬＣは、パワー・ライン・サイクルの略であり、５
０サイクル／秒の電源の場合、１ＰＬＣは２０ミリ秒で
ある）で均一である。これは、上記の（３）のSMUに流
れている電流の大きさを考慮していないため、Ｓ／Ｎ比
が最悪になる場合（SMUに流れている電流値が測定可能
な最大電流値の１０％以下の場合）を想定して決定され
ているからである。従って、測定電流値が最大電流値に
対して比較的に大きい場合には、測定の時間的な効率が
悪くなっている。そして、この傾向は、より微小な電流
を測定できるようにすればするほど強調されたものとな
り、測定時間の無駄が大きくなる。
るほど、ノイズ除去の効果は高くなるが、測定に要する
時間が長くなる欠点がある。測定信号に含まれるノイズ
成分の大きさを支配する主要な要因には、（１）設定電
圧レンジ、（２）使用する電流レンジ、（３）SMUに流
れる電流の大きさ、がある。所望のＳ／Ｎ比を得るため
には、上記の要因を考慮したＡ／Ｄ変換測定時間を決定
してＡ／Ｄ変換を行う必要がある。従来の技術では、上
記（１）と（２）の設定電圧レンジと電流レンジのみを
考慮して、ある一つの表（あるいは関係式）に基づいて
Ａ／Ｄ変換の測定時間を静的に決定している。微小信号
測定用のＡ／Ｄ変換測定時間は、表１に示すとおりであ
る。この例では、設定電圧レンジは、２Ｖ、２０Ｖ、４
０Ｖ、１００Ｖの各レンジのうちのいずれの場合につい
ても適用可能で、設定電圧はこれらのレンジ内の任意の
値を設定できる。Ａ／Ｄ変換の測定時間は１６ＰＬＣ
（ＰＬＣは、パワー・ライン・サイクルの略であり、５
０サイクル／秒の電源の場合、１ＰＬＣは２０ミリ秒で
ある）で均一である。これは、上記の（３）のSMUに流
れている電流の大きさを考慮していないため、Ｓ／Ｎ比
が最悪になる場合（SMUに流れている電流値が測定可能
な最大電流値の１０％以下の場合）を想定して決定され
ているからである。従って、測定電流値が最大電流値に
対して比較的に大きい場合には、測定の時間的な効率が
悪くなっている。そして、この傾向は、より微小な電流
を測定できるようにすればするほど強調されたものとな
り、測定時間の無駄が大きくなる。
【０００７】
【表１】
【０００８】なお、熱雑音に起因するＳ／Ｎ比と測定電
流との関係を異なる測定時間（１，２，４，８，１６Ｐ
ＬＣ）についてまとめたグラフを図１に示す。このグラ
フは、２３℃、１０ｐＡレンジ（レンジ抵抗４５ＧΩ）
の場合の理論値である。
流との関係を異なる測定時間（１，２，４，８，１６Ｐ
ＬＣ）についてまとめたグラフを図１に示す。このグラ
フは、２３℃、１０ｐＡレンジ（レンジ抵抗４５ＧΩ）
の場合の理論値である。
【０００９】また、別の従来技術においては、ノイズを
低減するためにSMUの出力電流と出力電圧のレンジを考
慮して、測定時間の二次元の表を作成しておき、内部デ
ータとして半導体試験装置に保持させておく。そして、
この表は、望まれる分解能あるいはＳ／Ｎ比の範囲に合
わせて複数準備しておき、その一つを選択して使用する
ようになっている。この方式では、測定信号がある限定
された範囲にある場合には、最適な表を一つ選択するこ
とが可能である。しかし、掃引測定において、測定信号
の変化が大きい場合、測定時間を短くしようとし、Ａ／
Ｄ変換時間を短くすると、Ｓ／Ｎ比が微小信号の領域で
犠牲になり、Ｓ／Ｎ比を高めようとして、Ａ／Ｄ変換時
間を長くすると、大信号に対しても長い測定時間を用い
ることになり、全体的な測定にかかる時間が長くなって
しまう。従って、高分解能と測定の早さを両立させるこ
とが望まれていた。
低減するためにSMUの出力電流と出力電圧のレンジを考
慮して、測定時間の二次元の表を作成しておき、内部デ
ータとして半導体試験装置に保持させておく。そして、
この表は、望まれる分解能あるいはＳ／Ｎ比の範囲に合
わせて複数準備しておき、その一つを選択して使用する
ようになっている。この方式では、測定信号がある限定
された範囲にある場合には、最適な表を一つ選択するこ
とが可能である。しかし、掃引測定において、測定信号
の変化が大きい場合、測定時間を短くしようとし、Ａ／
Ｄ変換時間を短くすると、Ｓ／Ｎ比が微小信号の領域で
犠牲になり、Ｓ／Ｎ比を高めようとして、Ａ／Ｄ変換時
間を長くすると、大信号に対しても長い測定時間を用い
ることになり、全体的な測定にかかる時間が長くなって
しまう。従って、高分解能と測定の早さを両立させるこ
とが望まれていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、分
解能を維持しつつＡ／Ｄ変換器の測定時間を短縮するこ
とを目的とする。
解能を維持しつつＡ／Ｄ変換器の測定時間を短縮するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、測定すべき電
流に関して選択された電圧レンジと電流レンジと、予備
的に測定した電流値とに応じてＡ／Ｄ変換器の測定時間
を決定することを特徴とするＡ／Ｄ変換器の測定時間決
定方法を提供する。
流に関して選択された電圧レンジと電流レンジと、予備
的に測定した電流値とに応じてＡ／Ｄ変換器の測定時間
を決定することを特徴とするＡ／Ｄ変換器の測定時間決
定方法を提供する。
【００１２】また、本発明は、測定すべき電流を予備的
に測定する予備測定ステップと、測定に用いる電圧レン
ジと電流レンジとを決定するステップと、決定された電
圧レンジと電流レンジと測定された電流値とに基づいて
電流測定用のＡ／Ｄ変換器のための測定時間を決定する
ステップとを含んでなるＡ／Ｄ変換器の測定時間決定方
法を提供する。このとき、好ましくは、各電流レンジに
おけるフルスケールに対する前記の測定された電流値の
比を求め、該比に基づいて測定時間を決定する。
に測定する予備測定ステップと、測定に用いる電圧レン
ジと電流レンジとを決定するステップと、決定された電
圧レンジと電流レンジと測定された電流値とに基づいて
電流測定用のＡ／Ｄ変換器のための測定時間を決定する
ステップとを含んでなるＡ／Ｄ変換器の測定時間決定方
法を提供する。このとき、好ましくは、各電流レンジに
おけるフルスケールに対する前記の測定された電流値の
比を求め、該比に基づいて測定時間を決定する。
【００１３】さらに、本発明は、測定すべき電流に関す
る電圧レンジと電流レンジの関数としてそれぞれ異なる
Ａ／Ｄ変換器の測定時間を規定する関数を複数設けるス
テップと、複数設けられた関数のうちの二以上の関数を
選択するステップと、選択された関数を結合して、選択
された関数から求まる測定時間から、比較的小電流の信
号については比較的長い測定時間を選択し、比較的大電
流の信号については比較的短い測定時間を選択するステ
ップとを含んでなるＡ／Ｄ変換の測定時間決定方法を提
供する。好ましくは、境界レンジを設定し、その境界レ
ンジを境界として２以上の関数を結合する。ここで、関
数とは、２以上の変数の間の一定の関係をいうものであ
り、具体的には、数学的な式や数表が含まれる。
る電圧レンジと電流レンジの関数としてそれぞれ異なる
Ａ／Ｄ変換器の測定時間を規定する関数を複数設けるス
テップと、複数設けられた関数のうちの二以上の関数を
選択するステップと、選択された関数を結合して、選択
された関数から求まる測定時間から、比較的小電流の信
号については比較的長い測定時間を選択し、比較的大電
流の信号については比較的短い測定時間を選択するステ
ップとを含んでなるＡ／Ｄ変換の測定時間決定方法を提
供する。好ましくは、境界レンジを設定し、その境界レ
ンジを境界として２以上の関数を結合する。ここで、関
数とは、２以上の変数の間の一定の関係をいうものであ
り、具体的には、数学的な式や数表が含まれる。
【００１４】ここで、Ａ／Ｄ変換器は、半導体試験装置
にあって、SMUに接続しているものであるのが好まし
い。また、測定時間とは、Ａ／Ｄ変換器のタイプに応じ
て、積分型のＡ／Ｄ変換器においては、積分時間を意味
し、逐次比較型のＡ／Ｄ変換器においては、測定値の平
均回数を意味する。測定時間は、他のタイプのＡ／Ｄ変
換器においても、積分時間や平均回数に対応するパラメ
ータである。
にあって、SMUに接続しているものであるのが好まし
い。また、測定時間とは、Ａ／Ｄ変換器のタイプに応じ
て、積分型のＡ／Ｄ変換器においては、積分時間を意味
し、逐次比較型のＡ／Ｄ変換器においては、測定値の平
均回数を意味する。測定時間は、他のタイプのＡ／Ｄ変
換器においても、積分時間や平均回数に対応するパラメ
ータである。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態によれ
ば、まず、予備測定により電流値を測定する。その結果
の電流値に基づいて、用いる電流レンジを決定する。そ
して、この電流レンジのフルスケールに対する測定値の
比率（％ＦＳ）を求める。そして、例示する表２に当て
はめて、その電流レンジに与えられた規定値に対する実
際の測定時間の比率を見いだし、現実に用いる測定時間
を求める。この例では、Ｓ／Ｎ比を重視して測定時間を
長めに設定した例を示した。Ｓ／Ｎ比を若干でも犠牲に
できる場合には、より短い測定時間を設定することも可
能である。
ば、まず、予備測定により電流値を測定する。その結果
の電流値に基づいて、用いる電流レンジを決定する。そ
して、この電流レンジのフルスケールに対する測定値の
比率（％ＦＳ）を求める。そして、例示する表２に当て
はめて、その電流レンジに与えられた規定値に対する実
際の測定時間の比率を見いだし、現実に用いる測定時間
を求める。この例では、Ｓ／Ｎ比を重視して測定時間を
長めに設定した例を示した。Ｓ／Ｎ比を若干でも犠牲に
できる場合には、より短い測定時間を設定することも可
能である。
【００１６】
【表２】
【００１７】これを測定レンジ毎に分けて、測定値と％
ＦＳ、測定時間（Ａ／Ｄ変換時間）、熱雑論の理論値
（２５℃を仮定）と、Ｓ／Ｎ比を求めると、表３のよう
になる。表２と表３からも分かるように、測定電流があ
る測定レンジのフルスケールの１０％より大きい場合、
Ａ／Ｄ変換時間（測定時間）は、従来技術と比較して８
〜１５ＰＬＣだけ短縮できる。電源周波数が５０サイク
ル／秒の場合、短縮される時間は、１６０ミリ秒から３
００ミリ秒となる。一方、予備測定の結果から測定レン
ジとその測定レンジのフルスケールに対する比率（％Ｆ
Ｓ）を計算するのに用いられるソフトウエアの実行時間
は、このような短縮時間分に対して無視できるほど小さ
い。従って、ここで示した例によれば、測定時間は最大
３００ミリ秒短縮され、全体的な測定速度が大きく向上
することとなる。
ＦＳ、測定時間（Ａ／Ｄ変換時間）、熱雑論の理論値
（２５℃を仮定）と、Ｓ／Ｎ比を求めると、表３のよう
になる。表２と表３からも分かるように、測定電流があ
る測定レンジのフルスケールの１０％より大きい場合、
Ａ／Ｄ変換時間（測定時間）は、従来技術と比較して８
〜１５ＰＬＣだけ短縮できる。電源周波数が５０サイク
ル／秒の場合、短縮される時間は、１６０ミリ秒から３
００ミリ秒となる。一方、予備測定の結果から測定レン
ジとその測定レンジのフルスケールに対する比率（％Ｆ
Ｓ）を計算するのに用いられるソフトウエアの実行時間
は、このような短縮時間分に対して無視できるほど小さ
い。従って、ここで示した例によれば、測定時間は最大
３００ミリ秒短縮され、全体的な測定速度が大きく向上
することとなる。
【００１８】
【表３】
【００１９】また、ここではスポット測定の場合を例に
したが、掃引測定、サーチ測定などの応用測定は、全て
スポット測定を利用して実現される。スポット測定の速
度向上は、そのまま応用測定の速度向上に反映されるも
のである。なお、表２および３は、あくまで例として示
されているものであり、示されたような数値の選択に本
発明が限定されるものでは全くない。
したが、掃引測定、サーチ測定などの応用測定は、全て
スポット測定を利用して実現される。スポット測定の速
度向上は、そのまま応用測定の速度向上に反映されるも
のである。なお、表２および３は、あくまで例として示
されているものであり、示されたような数値の選択に本
発明が限定されるものでは全くない。
【００２０】本発明の第２の実施形態によれば、SMUの
出力電流レンジと出力電圧レンジの二つをパラメータと
して積分時間や測定値平均回数といったＡ／Ｄ変換の測
定時間を決定する。そのため、本実施形態においては、
複数の表または関数を準備して、これらの表または関数
の中から、二つ以上の表または関数を組み合わせて用い
る。以下には、四つの表を準備して、この中から二つの
表を組み合わせる例を説明する。
出力電流レンジと出力電圧レンジの二つをパラメータと
して積分時間や測定値平均回数といったＡ／Ｄ変換の測
定時間を決定する。そのため、本実施形態においては、
複数の表または関数を準備して、これらの表または関数
の中から、二つ以上の表または関数を組み合わせて用い
る。以下には、四つの表を準備して、この中から二つの
表を組み合わせる例を説明する。
【００２１】用意される四つの表の性質は次のようなも
のである。 ［マニュアルテーブル］全ての電圧と電流のレンジにお
いて同じ測定時間で測定を実行する。ただし、測定時間
は、測定速度を重視して小さい値が採用されており、所
望の分解能が得られる保証はないものである。マニュア
ル操作によって、測定時間を整数倍にすることができる
ようになっているので、「マニュアル」の名がある。 ［ショートテーブル］分解能と速度の要求をある程度両
立させるため信号レベルが小さい領域では測定時間を大
きく、大信号に対しては測定時間を小さく設定した表で
ある。現実には最適な測定時間は測定対象に大きく依存
するため、非常に小さい信号レベルでは所望の分解能を
得ることは困難である。 ［ミディアムテーブル］全ての電流と電圧のレンジで同
じ測定時間で測定を実行する。測定時間は分解能重視の
ために大きな値が採用されおり、大信号測定時にも測定
時間が大きくなる。 ［ロングテーブル］上記ミディアムテーブルと同様であ
るが、測定時間としてさらに大きな値が設定されてい
る。
のである。 ［マニュアルテーブル］全ての電圧と電流のレンジにお
いて同じ測定時間で測定を実行する。ただし、測定時間
は、測定速度を重視して小さい値が採用されており、所
望の分解能が得られる保証はないものである。マニュア
ル操作によって、測定時間を整数倍にすることができる
ようになっているので、「マニュアル」の名がある。 ［ショートテーブル］分解能と速度の要求をある程度両
立させるため信号レベルが小さい領域では測定時間を大
きく、大信号に対しては測定時間を小さく設定した表で
ある。現実には最適な測定時間は測定対象に大きく依存
するため、非常に小さい信号レベルでは所望の分解能を
得ることは困難である。 ［ミディアムテーブル］全ての電流と電圧のレンジで同
じ測定時間で測定を実行する。測定時間は分解能重視の
ために大きな値が採用されおり、大信号測定時にも測定
時間が大きくなる。 ［ロングテーブル］上記ミディアムテーブルと同様であ
るが、測定時間としてさらに大きな値が設定されてい
る。
【００２２】具体的には、ショートテーブルとロングテ
ーブルは、表４および表５のようになる。
ーブルは、表４および表５のようになる。
【表４】
【表５】
【００２３】マニュアルテーブルとミディアムテーブル
については、表１などと同趣旨のものであるので、ここ
ではあえて例示しない。
については、表１などと同趣旨のものであるので、ここ
ではあえて例示しない。
【００２４】本発明においては、これらの表（テーブ
ル）を２以上結合して用いることにより、分解能の維持
と測定時間の短縮を実現する。具体的には、例えば、オ
ペレータに対するインターフェース用ソフトウエアのＡ
／Ｄ変換器の設定に関する画面において、本発明による
テーブルの結合を行うか否かの設定を行うことができ
る。その際には、結合の境界となる電流（または電圧）
のレンジを設定できるようになっている。すなわち、上
述の第１の実施形態と異なるのは、実際の電流値によっ
て使用する測定時間をダイナミックに変動させるのでは
なく、２以上の表を結合することにより、その表に基づ
いて測定時間は（電流レンジには依存するが）ある電流
レンジ内で測定される電流の値には依存せずに測定時間
が決定される点にある。
ル）を２以上結合して用いることにより、分解能の維持
と測定時間の短縮を実現する。具体的には、例えば、オ
ペレータに対するインターフェース用ソフトウエアのＡ
／Ｄ変換器の設定に関する画面において、本発明による
テーブルの結合を行うか否かの設定を行うことができ
る。その際には、結合の境界となる電流（または電圧）
のレンジを設定できるようになっている。すなわち、上
述の第１の実施形態と異なるのは、実際の電流値によっ
て使用する測定時間をダイナミックに変動させるのでは
なく、２以上の表を結合することにより、その表に基づ
いて測定時間は（電流レンジには依存するが）ある電流
レンジ内で測定される電流の値には依存せずに測定時間
が決定される点にある。
【００２５】下記の表６にロングテーブルとショートテ
ーブルとを結合してできた結合テーブルの例を示す。こ
のような結合テーブルは、結合すべきテーブルとして、
ロングテーブルとショートテーブルを指定し、境界とし
て１０μＡのレンジを指定することにより、ソフトウエ
アにより容易に作成することができる。このとき、結合
すべき各テーブルに異なる基準時間を設定することによ
り、結合テーブルにおけるショートテーブルに対応する
部分とロングテーブルに対応する部分とで、測定時間を
もとのテーブルの値から変更することも可能である。
ーブルとを結合してできた結合テーブルの例を示す。こ
のような結合テーブルは、結合すべきテーブルとして、
ロングテーブルとショートテーブルを指定し、境界とし
て１０μＡのレンジを指定することにより、ソフトウエ
アにより容易に作成することができる。このとき、結合
すべき各テーブルに異なる基準時間を設定することによ
り、結合テーブルにおけるショートテーブルに対応する
部分とロングテーブルに対応する部分とで、測定時間を
もとのテーブルの値から変更することも可能である。
【００２６】
【表６】
【００２７】このように小さい信号に対してはロングテ
ーブルを、大きい信号に対してはショートテーブルを選
択することにより、微小信号については十分長い測定時
間をとることによって高分解能測定を行い、大信号測定
では短い測定時間をとることによって高速の測定が可能
になる。このほかのテーブルの組み合わせももちろん可
能であり、境界レンジについても、種々の選択が可能で
ある。また、３以上のテーブルを組み合わせることも可
能である。
ーブルを、大きい信号に対してはショートテーブルを選
択することにより、微小信号については十分長い測定時
間をとることによって高分解能測定を行い、大信号測定
では短い測定時間をとることによって高速の測定が可能
になる。このほかのテーブルの組み合わせももちろん可
能であり、境界レンジについても、種々の選択が可能で
ある。また、３以上のテーブルを組み合わせることも可
能である。
【００２８】
【発明の効果】本発明の第１の実施形態によれば、実際
に測定される電流の値も考慮して最適な測定時間が選定
されるので、分解能を維持しつつ、全体的な測定に要す
る時間を削減することができる。
に測定される電流の値も考慮して最適な測定時間が選定
されるので、分解能を維持しつつ、全体的な測定に要す
る時間を削減することができる。
【００２９】本発明の第２の実施形態よれば、特に、掃
引測定をして、微小信号から大信号まで連続的に変化す
るような現象を測定する際に、測定時間が自動的に最適
化されることになり、高速測定と高分解測定という目的
を両立することができる。また、同様な効果は、掃引測
定を応用したリニアサーチやバイナリサーチなどの各種
の測定についても得られる。
引測定をして、微小信号から大信号まで連続的に変化す
るような現象を測定する際に、測定時間が自動的に最適
化されることになり、高速測定と高分解測定という目的
を両立することができる。また、同様な効果は、掃引測
定を応用したリニアサーチやバイナリサーチなどの各種
の測定についても得られる。
【図１】熱雑音に起因するＳ／Ｎ比と測定電流との理論
値の関係を異なる測定時間（１，２，４，８，１６ＰＬ
Ｃ）についてまとめたグラフを示す。
値の関係を異なる測定時間（１，２，４，８，１６ＰＬ
Ｃ）についてまとめたグラフを示す。
Claims (9)
- 【請求項１】 測定すべき電流に関して選択された電圧
レンジと電流レンジと、予備的に測定した電流値とに応
じてＡ／Ｄ変換器の測定時間を決定することを特徴とす
るＡ／Ｄ変換器の測定時間決定方法。 - 【請求項２】 測定すべき電流を予備的に測定する予備
測定ステップと、測定に用いる電圧レンジと電流レンジ
とを決定するステップと、決定された電圧レンジと電流
レンジと測定された電流値とに基づいて電流測定用のＡ
／Ｄ変換器のための測定時間を決定するステップとを含
んでなるＡ／Ｄ変換器の測定時間決定方法。 - 【請求項３】 各電流レンジにおけるフルスケールに対
する前記の測定された電流値の比を求め、該比に基づい
て測定時間を決定することを特徴とする請求項１または
２に記載の方法。 - 【請求項４】 測定すべき電流に関する電圧レンジと電
流レンジの関数としてそれぞれ異なるＡ／Ｄ変換器の測
定時間を規定する関数を複数設けるステップと、複数設
けられた関数のうちの二以上の関数を選択するステップ
と、選択された関数を結合して、選択された関数から求
まる測定時間から、比較的小電流の信号については比較
的長い測定時間を選択し、比較的大電流の信号について
は比較的短い測定時間を選択するステップとを含んでな
るＡ／Ｄ変換の測定時間決定方法。 - 【請求項５】 境界レンジを設定し、その境界レンジを
境界として２以上の関数を結合することを特徴とする請
求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記関数が表であることを特徴とする請
求項４または５に記載の方法。 - 【請求項７】 前記Ａ／Ｄ変換器が、半導体試験装置に
あって、SMUに接続していることを特徴とする請求項１
から６のいずれかに記載の方法。 - 【請求項８】 前記測定時間がＡ／Ｄ変換器の積分時間
であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項９】 前記測定時間がＡ／Ｄ変換器の測定値平
均回数に対応することを特徴とする請求項１から７のい
ずれかに記載の方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000195917A JP2002014119A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | Ａ／ｄ変換器の測定時間決定方法 |
| US09/891,788 US6559782B2 (en) | 2000-06-29 | 2001-06-26 | Method of determining measuring time for an analog-digital converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000195917A JP2002014119A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | Ａ／ｄ変換器の測定時間決定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002014119A true JP2002014119A (ja) | 2002-01-18 |
Family
ID=18694501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000195917A Pending JP2002014119A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | Ａ／ｄ変換器の測定時間決定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6559782B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002014119A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010048635A (ja) * | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Hitachi Ltd | レーダ装置 |
| JP2013083565A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Hioki Ee Corp | 測定装置 |
| CN103245827A (zh) * | 2012-02-01 | 2013-08-14 | 亚旭电子科技(江苏)有限公司 | 电压电流量测装置 |
| JP2017138182A (ja) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | 富士通テン株式会社 | 電圧検出装置および電圧検出方法 |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
| US9876506B2 (en) * | 2014-06-26 | 2018-01-23 | Nec Corporation | Measuring device, measuring system, measuring method, and computer readable recording medium |
| US10228397B2 (en) | 2015-11-20 | 2019-03-12 | Keysight Technologies, Inc. | Apparatus and associated methods for monitoring noise level of a signal |
| CN105738673B (zh) * | 2016-02-04 | 2019-01-25 | 北京经纬恒润科技有限公司 | 一种量程切换方法和量程切换电路 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5294926A (en) * | 1992-10-09 | 1994-03-15 | Hewlett-Packard Company | Timing and amplitude error estimation for time-interleaved analog-to-digital converters |
| JP3213111B2 (ja) | 1993-03-05 | 2001-10-02 | アジレント・テクノロジー株式会社 | 半導体測定装置の待ち時間設定方法 |
-
2000
- 2000-06-29 JP JP2000195917A patent/JP2002014119A/ja active Pending
-
2001
- 2001-06-26 US US09/891,788 patent/US6559782B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6559782B2 (en) | 2003-05-06 |
| US20020030616A1 (en) | 2002-03-14 |
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