JP2003199264A - 電源切替装置 - Google Patents
電源切替装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電圧降下が小さく、短絡や電圧供給瞬断が生
じない電源切替装置を提供する。 【解決手段】 スイッチＳ２が閉じられていてスイッチ
Ｓ３が開かれている期間では、第２電源２０から出力さ
れた電圧は、スイッチＳ２を経て負荷３０に供給される
ので、電圧降下が無い。スイッチＳ２が開かれていてス
イッチＳ３が閉じられている期間では、第１電源１０か
ら出力された電圧は、第１差動アンプＵ１および第１ト
ランジスタＱ１からなる利得１のバッファアンプを経て
負荷３０に供給されるので、電圧降下が無い。スイッチ
Ｓ２およびＳ３が開かれていてスイッチＳ１およびＳ４
が閉じられている期間では、負荷３０に供給される電圧
ＶSは、第２トランジスタＱ２のコレクタ端子とエミッ
タ端子との間の飽和電圧Ｖsa tだけ降下して、ＶS＝Ｖ0
−Ｖsat となる。
じない電源切替装置を提供する。 【解決手段】 スイッチＳ２が閉じられていてスイッチ
Ｓ３が開かれている期間では、第２電源２０から出力さ
れた電圧は、スイッチＳ２を経て負荷３０に供給される
ので、電圧降下が無い。スイッチＳ２が開かれていてス
イッチＳ３が閉じられている期間では、第１電源１０か
ら出力された電圧は、第１差動アンプＵ１および第１ト
ランジスタＱ１からなる利得１のバッファアンプを経て
負荷３０に供給されるので、電圧降下が無い。スイッチ
Ｓ２およびＳ３が開かれていてスイッチＳ１およびＳ４
が閉じられている期間では、負荷３０に供給される電圧
ＶSは、第２トランジスタＱ２のコレクタ端子とエミッ
タ端子との間の飽和電圧Ｖsa tだけ降下して、ＶS＝Ｖ0
−Ｖsat となる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１電源および第
２電源それぞれから出力される電圧値を切り替えて何れ
か一方の電圧を負荷に供給する電源切替装置に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】電源切替装置は、第１電源および第２電
源それぞれから出力される電圧を切り替えて何れか一方
の電圧を負荷に供給するものであり、例えば、負荷とし
ての揮発性メモリのバックアップの為に用いられ、或い
は、負荷としての通信装置等の動作停止を回避する為に
用いられる。 【０００３】従来の電源切替装置として、図３に示され
る構成のものが知られている。この図に示される従来の
電源切替装置は、２つのダイオードＤ１およびＤ２を有
している。一方のダイオードＤ１は、アノード端子が第
１電源１０に接続され、カソード端子が負荷３０に接続
されている。また、他方のダイオードＤ２は、アノード
端子が第２電源２０に接続され、カソード端子が負荷３
０に接続されている。この電源切替装置では、第１電源
１０の出力電圧値より第２電源２０の出力電圧値が大き
ければ、ダイオードＤ１のアノード端子とカソード端子
との間の抵抗値が大きくなる一方で、ダイオードＤ２の
アノード端子とカソード端子との間の抵抗値が小さくな
って、第２電源２０より出力された電圧が負荷３０に供
給されることになる。 【０００４】また、従来の電源切替装置として、図４に
示される構成のものも知られている。この図に示される
従来の電源切替装置は、例えば特開平１１−２１５７３
５号公報および特開平８−２８９４８３号公報それぞれ
に開示された発明のものを簡略化して示したものであ
る。この電源切替装置は、１つの差動アンプＵおよび２
つのＦＥＴトランジスタＱ１，Ｑ２を有している。差動
アンプＵは、反転入力端子が第１電源１０に接続され、
非反転入力端子が第２電源２０に接続されており、反転
入力端子および非反転入力端子それぞれに入力する電圧
の大小に応じた電圧を出力する。トランジスタＱ１は、
ソース端子が第１電源１０に接続され、ドレイン端子が
負荷３０に接続され、ゲート端子が差動アンプＵの出力
端子に接続されている。また、トランジスタＱ２は、ソ
ース端子が第２電源２０に接続され、ドレイン端子が負
荷３０に接続され、ゲート端子が差動アンプＵの反転出
力端子に接続されている。この電源切替装置では、差動
アンプＵの反転入力端子および非反転入力端子それぞれ
に入力する電圧の大小が差動アンプＵにより比較され
て、第１電源１０の出力電圧値より第２電源２０の出力
電圧値が大きければ、トランジスタＱ１のソース端子と
ドレイン端子との間の抵抗値が大きくなる一方で、トラ
ンジスタＱ２のソース端子とドレイン端子との間の抵抗
値が小さくなって、第２電源２０より出力された電圧が
負荷３０に供給されることになる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】図３に示された電源切
替装置は、２つのダイオードＤ１およびＤ２のみから構
成されるので簡易である。しかし、この電源切替装置で
は、ダイオードＤ１およびＤ２それぞれにおける順方向
電圧降下が大きく、第１電源１０または第２電源２０か
ら出力された電圧から上記順方向電圧降下分が差し引か
れた電圧が負荷３０に供給されるので、負荷３０に供給
される電圧の値が低くなってしまうという問題点があ
る。例えば、ダイオードＤ１，Ｄ２が一般的なシリコン
ダイオードである場合には、順方向電圧降下は約０．７
Ｖである。負荷３０が低電圧（例えば１．８Ｖ）で駆動
されるデバイスである場合、約０．７Ｖもの順方向電圧
降下は、無視し得ないほどに大きい。 【０００６】一方、図４に示された電源切替装置では、
トランジスタＱ１，Ｑ２それぞれにおけるソース端子と
ドレイン端子との間が低抵抗となったときの電圧降下は
小さい。したがって、この電源切替装置は、負荷３０が
低電圧駆動のデバイスである場合にも好適に用いられ得
る。しかし、２つのトランジスタＱ１およびＱ２のうち
の一方がオン状態（ソース端子とドレイン端子との間が
低抵抗）へ変化するタイミングと、他方がオフ状態（ソ
ース端子とドレイン端子との間が高抵抗）へ変化するタ
イミングとは、互いに異なる場合がある。その結果、２
つのトランジスタＱ１およびＱ２の双方がオン状態であ
る期間が生じ、或いは、双方がオフ状態である期間が生
じ得る。２つのトランジスタＱ１およびＱ２の双方がオ
ン状態である期間には、第１電源１０と第２電源２０と
が短絡することになり、第１電源１０または第２電源２
０がダメージを受ける場合がある。一方、２つのトラン
ジスタＱ１およびＱ２の双方がオフ状態である期間に
は、負荷３０へ電圧が供給されず、負荷３０の動作が停
止してしまう。 【０００７】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、電圧降下が小さく、短絡や電圧供給瞬
断が生じない電源切替装置を提供することを目的とす
る。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明に係る電源切替装
置は、第１電源および第２電源それぞれから出力される
電圧を切り替えて何れか一方の電圧を負荷に供給する電
源切替装置であって、(1) 第１入力端子，第２入力端子
および出力端子を有し、第２入力端子が前記第２電源に
接続され、第１入力端子および第２入力端子それぞれに
おける電圧値の差に応じた値を出力端子より出力する第
１差動アンプと、(2) 第１入力端子，第２入力端子およ
び出力端子を有し、第２入力端子が前記第２電源に接続
され、第１入力端子および第２入力端子それぞれにおけ
る電圧値の差に応じた値を出力端子より出力する第２差
動アンプと、(3) 第１端子，第２端子および第３端子を
有し、第３端子が前記第１差動アンプの出力端子に接続
され、第１端子が前記第１電源に接続され、第２端子が
前記第１差動アンプの第１入力端子に接続され、第１端
子と第２端子との間の抵抗値が前記第３端子における電
圧値に依存する第１トランジスタと、(4) 第１端子，第
２端子および第３端子を有し、第３端子が前記第２差動
アンプの出力端子に接続され、第１端子と第２端子との
間の抵抗値が前記第３端子における電圧値に依存する第
２トランジスタと、(5) アノード端子およびカソード端
子を有し、アノード端子が前記第２差動アンプの出力端
子に接続され、カソード端子が前記第２差動アンプの第
１入力端子に接続されたダイオードと、(6) 前記第２電
源と前記第２トランジスタの第１端子との間に設けられ
た第１スイッチと、(7) 前記第２電源と前記負荷との間
に設けられた第２スイッチと、(8) 前記第１トランジス
タの第２端子と前記負荷との間に設けられた第３スイッ
チと、(9) 前記第２トランジスタの第２端子と前記負荷
との間に設けられた第４スイッチと、を備えることを特
徴とする。 【０００９】この電源切替装置では、第１〜第４のスイ
ッチの一連の開閉動作が行われて、負荷への電圧の供給
元は、第２電源から第１電源へ（または、第１電源から
第２電源へ）切り替えられる。その切替のタイミング
は、第３スイッチが閉じられる（または、開かれる）こ
とに因り第２トランジスタがオフ状態（または、オン状
態）へ変化する時刻である。したがって、第１電源と第
２電源とが短絡することは無く、短絡に因り第１電源ま
たは第２電源がダメージを受けることが無い。また、負
荷へ電圧が供給されないという事態が生じることは無
く、電圧供給停止に因り負荷の動作が停止してしまうこ
とが無い。 【００１０】また、この電源切替装置では、第２スイッ
チが閉じられていて第３スイッチが開かれている期間で
は、第２電源から出力された電圧は、第２スイッチを経
て負荷に供給されるので、電圧降下が無い。また、第２
スイッチが開かれていて第３スイッチが閉じられている
期間では、第１電源から出力された電圧は、第１差動ア
ンプおよび第１トランジスタからなる利得１のバッファ
アンプを経て負荷に供給されるので、やはり電圧降下が
無い。第２スイッチおよび第３スイッチが開かれていて
第１スイッチおよび第４スイッチが閉じられている期間
では、負荷に供給される電圧は、第２トランジスタの第
１端子と第２端子との間の飽和電圧だけ降下する。しか
し、この第２トランジスタにおける電圧降下（飽和電
圧）は小さい。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。先ず、本実施形態に係
る電源切替装置１の構成について説明する。図１は、本
実施形態に係る電源切替装置１の構成図である。この図
には、電源切替装置１の他に、第１電源１０、第２電源
２０および負荷３０も示されている。この図に示される
電源切替装置１は、第１電源１０および第２電源２０そ
れぞれから出力される電圧を切り替えて何れか一方の電
圧を負荷３０に供給するものである。本実施形態に係る
電源切替装置１は、第１差動アンプＵ１、第２差動アン
プＵ２、第１トランジスタＱ１、第２トランジスタＱ
２、ダイオードＤ、スイッチＳ１、スイッチＳ２、スイ
ッチＳ３およびスイッチＳ４を備えている。 【００１２】第１差動アンプＵ１は、反転入力端子（第
１入力端子），非反転入力端子（第２入力端子）および
出力端子を有している。第１差動アンプＵ１の非反転入
力端子は第２電源２０に接続されている。この第１差動
アンプＵ１は、反転入力端子および非反転入力端子それ
ぞれにおける電圧値を大小比較し、その比較結果に応じ
た値を出力端子より出力する。 【００１３】同様に、第２差動アンプＵ２は、反転入力
端子（第１入力端子），非反転入力端子（第２入力端
子）および出力端子を有している。第２差動アンプＵ２
の非反転入力端子は第２電源２０に接続されている。こ
の第２差動アンプＵ２は、反転入力端子および非反転入
力端子それぞれにおける電圧値を大小比較し、その比較
結果に応じた値を出力端子より出力する。 【００１４】第１トランジスタＱ１は、バイポーラ型の
ものであって、コレクタ端子（第１端子），エミッタ端
子（第２端子）およびベース端子（第３端子）を有して
いる。第１トランジスタＱ１のベース端子は第１差動ア
ンプＵ１の出力端子に接続され、コレクタ端子は第１電
源１０に接続され、エミッタ端子は第１差動アンプＵ１
の反転入力端子に接続されている。この第１トランジス
タＱ１におけるコレクタ端子とエミッタ端子との間の抵
抗値は、ベース端子における電圧値に依存する。 【００１５】第２トランジスタＱ２は、バイポーラ型の
ものであって、コレクタ端子（第１端子），エミッタ端
子（第２端子）およびベース端子（第３端子）を有して
いる。第２トランジスタＱ２のベース端子は第２差動ア
ンプＵ２の出力端子に接続されている。この第２トラン
ジスタＱ２におけるコレクタ端子とエミッタ端子との間
の抵抗値は、ベース端子における電圧値に依存する。 【００１６】ダイオードＤは、アノード端子およびカソ
ード端子を有している。ダイオードＤのアノード端子は
第２差動アンプＵ２の出力端子に接続され、カソード端
子は第２差動アンプＵ２の反転入力端子に接続されてい
る。第１スイッチＳ１は、第２電源２０と第２トランジ
スタＱ２のコレクタ端子との間に設けられている。第２
スイッチＳ２は、第２電源２０と負荷３０との間に設け
られている。第３スイッチＳ３は、第１トランジスタＱ
１のエミッタ端子と負荷３０との間に設けられている。
第４スイッチＳ４は、第２トランジスタＱ２のエミッタ
端子と負荷３０との間に設けられている。 【００１７】次に、本実施形態に係る電源切替装置１の
動作について説明する。図２は、本実施形態に係る電源
切替装置１の動作を説明するタイミングチャートであ
る。ここで、第１電源１０および第２電源２０それぞれ
からの出力電圧値をＶ0とし、第１トランジスタＱ１の
エミッタ端子の電圧値をＶ1とし、第２トランジスタＱ
２のエミッタ端子の電圧値をＶ2とし、負荷３０に供給
される電圧の値をＶSとする。また、第２トランジスタ
Ｑ２のコレクタ端子とエミッタ端子との間の飽和電圧を
Ｖsatとする。 【００１８】第２電源２０から出力された電圧を負荷３
０に供給する際には、スイッチＳ２のみが閉じられ、他
のスイッチＳ１，Ｓ３およびＳ４は開かれている。この
とき、第２電源２０から出力された電圧は、スイッチＳ
２を経て負荷３０に供給される。すなわち、ＶS＝Ｖ0
となる。また、第１差動アンプＵ１の非反転入力端子に
おける電圧値がＶ0であるから、第１差動アンプＵ１の
反転入力端子における電圧値もＶ0であり、Ｖ1＝Ｖ0 と
なる。さらに、第２差動アンプＵ２の非反転入力端子に
おける電圧値がＶ0であり、ダイオードＤの順方向電圧
降下が第２トランジスタＱ２のベース・エミッタ間の電
圧と等しいので、Ｖ2＝Ｖ0 となる。 【００１９】時刻ｔ1にスイッチＳ１およびＳ４それぞ
れが閉じられて、時刻ｔ2にスイッチＳ２が開かれる。
これにより、第２電源２０から出力された電圧は、スイ
ッチＳ１、第２トランジスタＱ２およびスイッチＳ４を
経て負荷３０に供給されることになる。このとき、第２
トランジスタＱ２のコレクタ端子とエミッタ端子との間
の飽和電圧だけ降下して、ＶS＝Ｖ2＝Ｖ0−Ｖsat とな
る。なお、Ｖ1＝Ｖ0 のままである。 【００２０】その後、時刻ｔ3にスイッチＳ３が閉じら
れる。この状態では、Ｖ1＝Ｖ0＞Ｖ2であるから、第２
トランジスタＱ２がオフ状態となり、第２電源２０から
出力された電圧が負荷３０に供給されなくなり、第１電
源１０から出力された電圧が負荷３０に供給される。こ
れにより、ＶS＝Ｖ1＝Ｖ0 となる。そして、時刻ｔ4に
スイッチＳ１およびＳ４それぞれが開かれる。このとき
既に第２電源２０から負荷３０への経路は遮断されてい
るから、負荷３０に供給される電圧ＶSの値は変化しな
い。 【００２１】以上のように、本実施形態では、４つのス
イッチＳ１〜Ｓ４の一連の開閉動作が行われて、負荷３
０への電圧の供給元は第２電源２０から第１電源１０へ
切り替えられる。その切替のタイミングは、スイッチＳ
３が閉じられることに因り第２トランジスタＱ２がオフ
状態へ変化する時刻ｔ3である。したがって、第１電源
１０と第２電源２０とが短絡することは無く、短絡に因
り第１電源１０または第２電源２０がダメージを受ける
ことが無い。また、負荷３０へ電圧が供給されないとい
う事態が生じることは無く、電圧供給停止に因り負荷３
０の動作が停止してしまうことが無い。 【００２２】また、本実施形態では、スイッチＳ２が閉
じられていてスイッチＳ３が開かれている期間（時刻ｔ
2以前）では、第２電源２０から出力された電圧は、ス
イッチＳ２を経て負荷３０に供給されるので、電圧降下
が無い。また、スイッチＳ２が開かれていてスイッチＳ
３が閉じられている期間（時刻ｔ3以後）では、第１電
源１０から出力された電圧は、第１差動アンプＵ１およ
び第１トランジスタＱ１からなる利得１のバッファアン
プを経て負荷３０に供給されるので、やはり電圧降下が
無い。スイッチＳ２およびＳ３が開かれていてスイッチ
Ｓ１およびＳ４が閉じられている期間（時刻ｔ2〜ｔ3）
では、負荷３０に供給される電圧ＶSは、第２トランジ
スタＱ２のコレクタ端子とエミッタ端子との間の飽和電
圧Ｖsatだけ降下して、ＶS＝Ｖ0−Ｖsat となる。しか
し、この第２トランジスタＱ２における電圧降下（飽和
電圧）Ｖsatは、例えば０．１Ｖ以下であって小さい。
このように、負荷３０への電圧の供給元が第２電源２０
から第１電源１０へ切り替えられる過渡期間（時刻ｔ2
〜ｔ3）では、負荷３０に供給される電圧ＶSは電圧降下
が生じるが、その電圧変動は僅かである。 【００２３】なお、逆に負荷３０への電圧の供給元を第
１電源１０から第２電源２０へ切り替える際には、スイ
ッチＳ１〜Ｓ４それぞれは上述した開閉動作を逆に行え
ばよい。 【００２４】負荷３０は、例えば、ＲＡＭ等の揮発性メ
モリであり、その他の半導体デバイスであり、或いは、
通信装置等である。また、負荷３０が半導体デバイスで
ある場合、例えば、第１電源１０は、ＯＢＩＲＣＨ法に
拠り半導体デバイスを検査する際に該半導体デバイスに
電圧を供給する為のものであり、第２電源２０は、半導
体テスタを用いて半導体デバイスを検査する際に該半導
体デバイスに電圧を供給する為のものである。ＯＢＩＲ
ＣＨ（Optical Beam Induced Resistance Change）法
は、半導体デバイスの故障を解析する手法であって、半
導体デバイスにレーザビームを照射し、その照射の際に
発生する熱に因る配線抵抗値の変化を、その半導体デバ
イス中を流れる電流の値の変化として検出し、これによ
り、半導体デバイス中の故障の位置を特定するものであ
る。半導体デバイスは、ＯＢＩＲＣＨ法により故障解析
が行われるとともに、半導体テスタにより多くのテスト
パターンが入力されることにより、より多くの位置で故
障解析を行うことが可能となる。その際、ＯＢＩＲＣＨ
解析用電源（第１電源）および半導体テスタ用電源（第
２電源）それぞれから出力される電圧を切り替えて何れ
か一方の電圧を半導体デバイス（負荷）に供給すること
が必要になる。この切替を行う際に本実施形態に係る電
源切替装置１を用いれば、電圧変動が小さく、短絡する
ことなく、また、電圧供給が停止することがない。した
がって、半導体デバイスの故障位置を正確に解析するこ
とができる。 【００２５】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、トランジ
スタＱ１，Ｑ２は、バイポーラ型トランジスタであって
もよいし、ＦＥＴトランジスタであってもよい。トラン
ジスタＱ１，Ｑ２がバイポーラ型トランジスタである場
合、ｐｎｐ型のものであってもよいし、ｎｐｎ型のもの
であってもよい。トランジスタＱ１，Ｑ２がＦＥＴトラ
ンジスタである場合、ｐチャネル型のものであってもよ
いし、ｎチャネル型のものであってもよい。トランジス
タＱ１，Ｑ２のタイプに応じて、差動アンプＵ１，Ｕ２
の入出力は適切に設定される。 【００２６】 【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、第１電源と第２電源とが短絡することは無く、
また、負荷へ電圧が供給されないという事態が生じるこ
とは無い。さらに、切替の際に負荷へ供給される電圧の
変動は小さい。
２電源それぞれから出力される電圧値を切り替えて何れ
か一方の電圧を負荷に供給する電源切替装置に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】電源切替装置は、第１電源および第２電
源それぞれから出力される電圧を切り替えて何れか一方
の電圧を負荷に供給するものであり、例えば、負荷とし
ての揮発性メモリのバックアップの為に用いられ、或い
は、負荷としての通信装置等の動作停止を回避する為に
用いられる。 【０００３】従来の電源切替装置として、図３に示され
る構成のものが知られている。この図に示される従来の
電源切替装置は、２つのダイオードＤ１およびＤ２を有
している。一方のダイオードＤ１は、アノード端子が第
１電源１０に接続され、カソード端子が負荷３０に接続
されている。また、他方のダイオードＤ２は、アノード
端子が第２電源２０に接続され、カソード端子が負荷３
０に接続されている。この電源切替装置では、第１電源
１０の出力電圧値より第２電源２０の出力電圧値が大き
ければ、ダイオードＤ１のアノード端子とカソード端子
との間の抵抗値が大きくなる一方で、ダイオードＤ２の
アノード端子とカソード端子との間の抵抗値が小さくな
って、第２電源２０より出力された電圧が負荷３０に供
給されることになる。 【０００４】また、従来の電源切替装置として、図４に
示される構成のものも知られている。この図に示される
従来の電源切替装置は、例えば特開平１１−２１５７３
５号公報および特開平８−２８９４８３号公報それぞれ
に開示された発明のものを簡略化して示したものであ
る。この電源切替装置は、１つの差動アンプＵおよび２
つのＦＥＴトランジスタＱ１，Ｑ２を有している。差動
アンプＵは、反転入力端子が第１電源１０に接続され、
非反転入力端子が第２電源２０に接続されており、反転
入力端子および非反転入力端子それぞれに入力する電圧
の大小に応じた電圧を出力する。トランジスタＱ１は、
ソース端子が第１電源１０に接続され、ドレイン端子が
負荷３０に接続され、ゲート端子が差動アンプＵの出力
端子に接続されている。また、トランジスタＱ２は、ソ
ース端子が第２電源２０に接続され、ドレイン端子が負
荷３０に接続され、ゲート端子が差動アンプＵの反転出
力端子に接続されている。この電源切替装置では、差動
アンプＵの反転入力端子および非反転入力端子それぞれ
に入力する電圧の大小が差動アンプＵにより比較され
て、第１電源１０の出力電圧値より第２電源２０の出力
電圧値が大きければ、トランジスタＱ１のソース端子と
ドレイン端子との間の抵抗値が大きくなる一方で、トラ
ンジスタＱ２のソース端子とドレイン端子との間の抵抗
値が小さくなって、第２電源２０より出力された電圧が
負荷３０に供給されることになる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】図３に示された電源切
替装置は、２つのダイオードＤ１およびＤ２のみから構
成されるので簡易である。しかし、この電源切替装置で
は、ダイオードＤ１およびＤ２それぞれにおける順方向
電圧降下が大きく、第１電源１０または第２電源２０か
ら出力された電圧から上記順方向電圧降下分が差し引か
れた電圧が負荷３０に供給されるので、負荷３０に供給
される電圧の値が低くなってしまうという問題点があ
る。例えば、ダイオードＤ１，Ｄ２が一般的なシリコン
ダイオードである場合には、順方向電圧降下は約０．７
Ｖである。負荷３０が低電圧（例えば１．８Ｖ）で駆動
されるデバイスである場合、約０．７Ｖもの順方向電圧
降下は、無視し得ないほどに大きい。 【０００６】一方、図４に示された電源切替装置では、
トランジスタＱ１，Ｑ２それぞれにおけるソース端子と
ドレイン端子との間が低抵抗となったときの電圧降下は
小さい。したがって、この電源切替装置は、負荷３０が
低電圧駆動のデバイスである場合にも好適に用いられ得
る。しかし、２つのトランジスタＱ１およびＱ２のうち
の一方がオン状態（ソース端子とドレイン端子との間が
低抵抗）へ変化するタイミングと、他方がオフ状態（ソ
ース端子とドレイン端子との間が高抵抗）へ変化するタ
イミングとは、互いに異なる場合がある。その結果、２
つのトランジスタＱ１およびＱ２の双方がオン状態であ
る期間が生じ、或いは、双方がオフ状態である期間が生
じ得る。２つのトランジスタＱ１およびＱ２の双方がオ
ン状態である期間には、第１電源１０と第２電源２０と
が短絡することになり、第１電源１０または第２電源２
０がダメージを受ける場合がある。一方、２つのトラン
ジスタＱ１およびＱ２の双方がオフ状態である期間に
は、負荷３０へ電圧が供給されず、負荷３０の動作が停
止してしまう。 【０００７】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、電圧降下が小さく、短絡や電圧供給瞬
断が生じない電源切替装置を提供することを目的とす
る。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明に係る電源切替装
置は、第１電源および第２電源それぞれから出力される
電圧を切り替えて何れか一方の電圧を負荷に供給する電
源切替装置であって、(1) 第１入力端子，第２入力端子
および出力端子を有し、第２入力端子が前記第２電源に
接続され、第１入力端子および第２入力端子それぞれに
おける電圧値の差に応じた値を出力端子より出力する第
１差動アンプと、(2) 第１入力端子，第２入力端子およ
び出力端子を有し、第２入力端子が前記第２電源に接続
され、第１入力端子および第２入力端子それぞれにおけ
る電圧値の差に応じた値を出力端子より出力する第２差
動アンプと、(3) 第１端子，第２端子および第３端子を
有し、第３端子が前記第１差動アンプの出力端子に接続
され、第１端子が前記第１電源に接続され、第２端子が
前記第１差動アンプの第１入力端子に接続され、第１端
子と第２端子との間の抵抗値が前記第３端子における電
圧値に依存する第１トランジスタと、(4) 第１端子，第
２端子および第３端子を有し、第３端子が前記第２差動
アンプの出力端子に接続され、第１端子と第２端子との
間の抵抗値が前記第３端子における電圧値に依存する第
２トランジスタと、(5) アノード端子およびカソード端
子を有し、アノード端子が前記第２差動アンプの出力端
子に接続され、カソード端子が前記第２差動アンプの第
１入力端子に接続されたダイオードと、(6) 前記第２電
源と前記第２トランジスタの第１端子との間に設けられ
た第１スイッチと、(7) 前記第２電源と前記負荷との間
に設けられた第２スイッチと、(8) 前記第１トランジス
タの第２端子と前記負荷との間に設けられた第３スイッ
チと、(9) 前記第２トランジスタの第２端子と前記負荷
との間に設けられた第４スイッチと、を備えることを特
徴とする。 【０００９】この電源切替装置では、第１〜第４のスイ
ッチの一連の開閉動作が行われて、負荷への電圧の供給
元は、第２電源から第１電源へ（または、第１電源から
第２電源へ）切り替えられる。その切替のタイミング
は、第３スイッチが閉じられる（または、開かれる）こ
とに因り第２トランジスタがオフ状態（または、オン状
態）へ変化する時刻である。したがって、第１電源と第
２電源とが短絡することは無く、短絡に因り第１電源ま
たは第２電源がダメージを受けることが無い。また、負
荷へ電圧が供給されないという事態が生じることは無
く、電圧供給停止に因り負荷の動作が停止してしまうこ
とが無い。 【００１０】また、この電源切替装置では、第２スイッ
チが閉じられていて第３スイッチが開かれている期間で
は、第２電源から出力された電圧は、第２スイッチを経
て負荷に供給されるので、電圧降下が無い。また、第２
スイッチが開かれていて第３スイッチが閉じられている
期間では、第１電源から出力された電圧は、第１差動ア
ンプおよび第１トランジスタからなる利得１のバッファ
アンプを経て負荷に供給されるので、やはり電圧降下が
無い。第２スイッチおよび第３スイッチが開かれていて
第１スイッチおよび第４スイッチが閉じられている期間
では、負荷に供給される電圧は、第２トランジスタの第
１端子と第２端子との間の飽和電圧だけ降下する。しか
し、この第２トランジスタにおける電圧降下（飽和電
圧）は小さい。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。先ず、本実施形態に係
る電源切替装置１の構成について説明する。図１は、本
実施形態に係る電源切替装置１の構成図である。この図
には、電源切替装置１の他に、第１電源１０、第２電源
２０および負荷３０も示されている。この図に示される
電源切替装置１は、第１電源１０および第２電源２０そ
れぞれから出力される電圧を切り替えて何れか一方の電
圧を負荷３０に供給するものである。本実施形態に係る
電源切替装置１は、第１差動アンプＵ１、第２差動アン
プＵ２、第１トランジスタＱ１、第２トランジスタＱ
２、ダイオードＤ、スイッチＳ１、スイッチＳ２、スイ
ッチＳ３およびスイッチＳ４を備えている。 【００１２】第１差動アンプＵ１は、反転入力端子（第
１入力端子），非反転入力端子（第２入力端子）および
出力端子を有している。第１差動アンプＵ１の非反転入
力端子は第２電源２０に接続されている。この第１差動
アンプＵ１は、反転入力端子および非反転入力端子それ
ぞれにおける電圧値を大小比較し、その比較結果に応じ
た値を出力端子より出力する。 【００１３】同様に、第２差動アンプＵ２は、反転入力
端子（第１入力端子），非反転入力端子（第２入力端
子）および出力端子を有している。第２差動アンプＵ２
の非反転入力端子は第２電源２０に接続されている。こ
の第２差動アンプＵ２は、反転入力端子および非反転入
力端子それぞれにおける電圧値を大小比較し、その比較
結果に応じた値を出力端子より出力する。 【００１４】第１トランジスタＱ１は、バイポーラ型の
ものであって、コレクタ端子（第１端子），エミッタ端
子（第２端子）およびベース端子（第３端子）を有して
いる。第１トランジスタＱ１のベース端子は第１差動ア
ンプＵ１の出力端子に接続され、コレクタ端子は第１電
源１０に接続され、エミッタ端子は第１差動アンプＵ１
の反転入力端子に接続されている。この第１トランジス
タＱ１におけるコレクタ端子とエミッタ端子との間の抵
抗値は、ベース端子における電圧値に依存する。 【００１５】第２トランジスタＱ２は、バイポーラ型の
ものであって、コレクタ端子（第１端子），エミッタ端
子（第２端子）およびベース端子（第３端子）を有して
いる。第２トランジスタＱ２のベース端子は第２差動ア
ンプＵ２の出力端子に接続されている。この第２トラン
ジスタＱ２におけるコレクタ端子とエミッタ端子との間
の抵抗値は、ベース端子における電圧値に依存する。 【００１６】ダイオードＤは、アノード端子およびカソ
ード端子を有している。ダイオードＤのアノード端子は
第２差動アンプＵ２の出力端子に接続され、カソード端
子は第２差動アンプＵ２の反転入力端子に接続されてい
る。第１スイッチＳ１は、第２電源２０と第２トランジ
スタＱ２のコレクタ端子との間に設けられている。第２
スイッチＳ２は、第２電源２０と負荷３０との間に設け
られている。第３スイッチＳ３は、第１トランジスタＱ
１のエミッタ端子と負荷３０との間に設けられている。
第４スイッチＳ４は、第２トランジスタＱ２のエミッタ
端子と負荷３０との間に設けられている。 【００１７】次に、本実施形態に係る電源切替装置１の
動作について説明する。図２は、本実施形態に係る電源
切替装置１の動作を説明するタイミングチャートであ
る。ここで、第１電源１０および第２電源２０それぞれ
からの出力電圧値をＶ0とし、第１トランジスタＱ１の
エミッタ端子の電圧値をＶ1とし、第２トランジスタＱ
２のエミッタ端子の電圧値をＶ2とし、負荷３０に供給
される電圧の値をＶSとする。また、第２トランジスタ
Ｑ２のコレクタ端子とエミッタ端子との間の飽和電圧を
Ｖsatとする。 【００１８】第２電源２０から出力された電圧を負荷３
０に供給する際には、スイッチＳ２のみが閉じられ、他
のスイッチＳ１，Ｓ３およびＳ４は開かれている。この
とき、第２電源２０から出力された電圧は、スイッチＳ
２を経て負荷３０に供給される。すなわち、ＶS＝Ｖ0
となる。また、第１差動アンプＵ１の非反転入力端子に
おける電圧値がＶ0であるから、第１差動アンプＵ１の
反転入力端子における電圧値もＶ0であり、Ｖ1＝Ｖ0 と
なる。さらに、第２差動アンプＵ２の非反転入力端子に
おける電圧値がＶ0であり、ダイオードＤの順方向電圧
降下が第２トランジスタＱ２のベース・エミッタ間の電
圧と等しいので、Ｖ2＝Ｖ0 となる。 【００１９】時刻ｔ1にスイッチＳ１およびＳ４それぞ
れが閉じられて、時刻ｔ2にスイッチＳ２が開かれる。
これにより、第２電源２０から出力された電圧は、スイ
ッチＳ１、第２トランジスタＱ２およびスイッチＳ４を
経て負荷３０に供給されることになる。このとき、第２
トランジスタＱ２のコレクタ端子とエミッタ端子との間
の飽和電圧だけ降下して、ＶS＝Ｖ2＝Ｖ0−Ｖsat とな
る。なお、Ｖ1＝Ｖ0 のままである。 【００２０】その後、時刻ｔ3にスイッチＳ３が閉じら
れる。この状態では、Ｖ1＝Ｖ0＞Ｖ2であるから、第２
トランジスタＱ２がオフ状態となり、第２電源２０から
出力された電圧が負荷３０に供給されなくなり、第１電
源１０から出力された電圧が負荷３０に供給される。こ
れにより、ＶS＝Ｖ1＝Ｖ0 となる。そして、時刻ｔ4に
スイッチＳ１およびＳ４それぞれが開かれる。このとき
既に第２電源２０から負荷３０への経路は遮断されてい
るから、負荷３０に供給される電圧ＶSの値は変化しな
い。 【００２１】以上のように、本実施形態では、４つのス
イッチＳ１〜Ｓ４の一連の開閉動作が行われて、負荷３
０への電圧の供給元は第２電源２０から第１電源１０へ
切り替えられる。その切替のタイミングは、スイッチＳ
３が閉じられることに因り第２トランジスタＱ２がオフ
状態へ変化する時刻ｔ3である。したがって、第１電源
１０と第２電源２０とが短絡することは無く、短絡に因
り第１電源１０または第２電源２０がダメージを受ける
ことが無い。また、負荷３０へ電圧が供給されないとい
う事態が生じることは無く、電圧供給停止に因り負荷３
０の動作が停止してしまうことが無い。 【００２２】また、本実施形態では、スイッチＳ２が閉
じられていてスイッチＳ３が開かれている期間（時刻ｔ
2以前）では、第２電源２０から出力された電圧は、ス
イッチＳ２を経て負荷３０に供給されるので、電圧降下
が無い。また、スイッチＳ２が開かれていてスイッチＳ
３が閉じられている期間（時刻ｔ3以後）では、第１電
源１０から出力された電圧は、第１差動アンプＵ１およ
び第１トランジスタＱ１からなる利得１のバッファアン
プを経て負荷３０に供給されるので、やはり電圧降下が
無い。スイッチＳ２およびＳ３が開かれていてスイッチ
Ｓ１およびＳ４が閉じられている期間（時刻ｔ2〜ｔ3）
では、負荷３０に供給される電圧ＶSは、第２トランジ
スタＱ２のコレクタ端子とエミッタ端子との間の飽和電
圧Ｖsatだけ降下して、ＶS＝Ｖ0−Ｖsat となる。しか
し、この第２トランジスタＱ２における電圧降下（飽和
電圧）Ｖsatは、例えば０．１Ｖ以下であって小さい。
このように、負荷３０への電圧の供給元が第２電源２０
から第１電源１０へ切り替えられる過渡期間（時刻ｔ2
〜ｔ3）では、負荷３０に供給される電圧ＶSは電圧降下
が生じるが、その電圧変動は僅かである。 【００２３】なお、逆に負荷３０への電圧の供給元を第
１電源１０から第２電源２０へ切り替える際には、スイ
ッチＳ１〜Ｓ４それぞれは上述した開閉動作を逆に行え
ばよい。 【００２４】負荷３０は、例えば、ＲＡＭ等の揮発性メ
モリであり、その他の半導体デバイスであり、或いは、
通信装置等である。また、負荷３０が半導体デバイスで
ある場合、例えば、第１電源１０は、ＯＢＩＲＣＨ法に
拠り半導体デバイスを検査する際に該半導体デバイスに
電圧を供給する為のものであり、第２電源２０は、半導
体テスタを用いて半導体デバイスを検査する際に該半導
体デバイスに電圧を供給する為のものである。ＯＢＩＲ
ＣＨ（Optical Beam Induced Resistance Change）法
は、半導体デバイスの故障を解析する手法であって、半
導体デバイスにレーザビームを照射し、その照射の際に
発生する熱に因る配線抵抗値の変化を、その半導体デバ
イス中を流れる電流の値の変化として検出し、これによ
り、半導体デバイス中の故障の位置を特定するものであ
る。半導体デバイスは、ＯＢＩＲＣＨ法により故障解析
が行われるとともに、半導体テスタにより多くのテスト
パターンが入力されることにより、より多くの位置で故
障解析を行うことが可能となる。その際、ＯＢＩＲＣＨ
解析用電源（第１電源）および半導体テスタ用電源（第
２電源）それぞれから出力される電圧を切り替えて何れ
か一方の電圧を半導体デバイス（負荷）に供給すること
が必要になる。この切替を行う際に本実施形態に係る電
源切替装置１を用いれば、電圧変動が小さく、短絡する
ことなく、また、電圧供給が停止することがない。した
がって、半導体デバイスの故障位置を正確に解析するこ
とができる。 【００２５】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、トランジ
スタＱ１，Ｑ２は、バイポーラ型トランジスタであって
もよいし、ＦＥＴトランジスタであってもよい。トラン
ジスタＱ１，Ｑ２がバイポーラ型トランジスタである場
合、ｐｎｐ型のものであってもよいし、ｎｐｎ型のもの
であってもよい。トランジスタＱ１，Ｑ２がＦＥＴトラ
ンジスタである場合、ｐチャネル型のものであってもよ
いし、ｎチャネル型のものであってもよい。トランジス
タＱ１，Ｑ２のタイプに応じて、差動アンプＵ１，Ｕ２
の入出力は適切に設定される。 【００２６】 【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、第１電源と第２電源とが短絡することは無く、
また、負荷へ電圧が供給されないという事態が生じるこ
とは無い。さらに、切替の際に負荷へ供給される電圧の
変動は小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る電源切替装置１の構成図であ
る。 【図２】本実施形態に係る電源切替装置１の動作を説明
するタイミングチャートである。 【図３】従来の電源切替装置の構成図である。 【図４】従来の電源切替装置の構成図である。 【符号の説明】 １…電源切替装置、１０…第１電源、２０…第２電源、
３０…負荷。
る。 【図２】本実施形態に係る電源切替装置１の動作を説明
するタイミングチャートである。 【図３】従来の電源切替装置の構成図である。 【図４】従来の電源切替装置の構成図である。 【符号の説明】 １…電源切替装置、１０…第１電源、２０…第２電源、
３０…負荷。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 第１電源および第２電源それぞれから出
力される電圧を切り替えて何れか一方の電圧を負荷に供
給する電源切替装置であって、 第１入力端子，第２入力端子および出力端子を有し、第
２入力端子が前記第２電源に接続され、第１入力端子お
よび第２入力端子それぞれにおける電圧値の差に応じた
値を出力端子より出力する第１差動アンプと、 第１入力端子，第２入力端子および出力端子を有し、第
２入力端子が前記第２電源に接続され、第１入力端子お
よび第２入力端子それぞれにおける電圧値の差に応じた
値を出力端子より出力する第２差動アンプと、 第１端子，第２端子および第３端子を有し、第３端子が
前記第１差動アンプの出力端子に接続され、第１端子が
前記第１電源に接続され、第２端子が前記第１差動アン
プの第１入力端子に接続され、第１端子と第２端子との
間の抵抗値が前記第３端子における電圧値に依存する第
１トランジスタと、 第１端子，第２端子および第３端子を有し、第３端子が
前記第２差動アンプの出力端子に接続され、第１端子と
第２端子との間の抵抗値が前記第３端子における電圧値
に依存する第２トランジスタと、 アノード端子およびカソード端子を有し、アノード端子
が前記第２差動アンプの出力端子に接続され、カソード
端子が前記第２差動アンプの第１入力端子に接続された
ダイオードと、 前記第２電源と前記第２トランジスタの第１端子との間
に設けられた第１スイッチと、 前記第２電源と前記負荷との間に設けられた第２スイッ
チと、 前記第１トランジスタの第２端子と前記負荷との間に設
けられた第３スイッチと、 前記第２トランジスタの第２端子と前記負荷との間に設
けられた第４スイッチと、 を備えることを特徴とする電源切替装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001397950A JP3837071B2 (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 電源切替装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001397950A JP3837071B2 (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 電源切替装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003199264A true JP2003199264A (ja) | 2003-07-11 |
| JP3837071B2 JP3837071B2 (ja) | 2006-10-25 |
Family
ID=27603569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001397950A Expired - Fee Related JP3837071B2 (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 電源切替装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3837071B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009115461A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体素子解析方法 |
| JP2009115459A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体素子解析装置 |
-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001397950A patent/JP3837071B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009115461A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体素子解析方法 |
| JP2009115459A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体素子解析装置 |
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| JP3837071B2 (ja) | 2006-10-25 |
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