【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＩＣテスタに用いられる半導体リレーに関し、高オフ耐圧、低オン抵抗、低オフ容量の半導体リレーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特許文献１に示されるように、ＩＣテスタでは多くのリレーが用いられ、計測モジュールのオン、オフを行っている。そして、ＩＣテスタに用いられるリレーとして、メカニカルリレーとフォトモスリレーとがある。
【０００３】
メカニカルリレーは、オフ耐圧、オフ容量、オン抵抗に優れるが、ＩＣテスタにおいては、使用状態によって約１年で故障に至ってしまう。一方、フォトモスリレーは、寿命は半永久的だが、オフ耐圧を上げると、オン抵抗、オフ容量の積が増大してしてしまうという特性がある。また、同じ耐圧のものを比較しても、オン抵抗を下げるとオフ容量が増大し、オフ容量を下げるとオン抵抗が増大するトレードオフの関係が存在している。このため、高オフ耐圧、低オン抵抗、低オフ容量が要求される場合には、フォトモスリレーを用いることができず、寿命を犠牲にして、メカニカルリレーを用いなければならなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２９８４４６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高オフ耐圧、低オン抵抗、低オフ容量の半導体リレーを実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
高オフ耐圧、低オン抵抗、高オフ容量の第１のフォトモスリレーと、
低オフ耐圧、低オン抵抗、低オフ容量の第２のフォトモスリレーとを有し、
前記第１のフォトモスリレーと前記第２のフォトモスリレーとが直列に接続され、第１、第２のフォトモスリレーの開放端を入力端あるいは出力端とし、第１、第２のフォトモスリレーをオン、オフすることを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
第２のフォトモスリレーと並列に設けられ、微小電流を流す微小電流バイパス回路を具備したことを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、
第２のフォトモスリレーと並列に、逆向きで直列に２つのダイオードを設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。
【０００８】
図において、第１のフォトモスリレー１０は、高オフ耐圧、低オン抵抗、高オフ容量で、ＭＯＳ型ＦＥＴを発光ダオードとフォトダイオードによりオン、オフする。第２のフォトモスリレー２０は、低オフ耐圧、低オン抵抗、低オフ容量で、第１のフォトモスリレー１０に直列に接続し、ＭＯＳ型ＦＥＴを発光ダオードとフォトダイオードによりオン、オフする。微小電流バイアス回路３０は、ダイオード３１、３２からなり、第２のフォトモスリレー２０と並列に設けられ、微小電流を流す。ダイオード３１は、アノードを第２のフォトモスリレー２０の一端に接続する。ダイオード３２は、カソードをダイオード３１のカソードに接続し、アノードを第２のフォトモスリレー２０の他端に接続する。ここで、ダイオード３１、３２のオフ容量は、通常、第２のフォトモスリレー２０より小さく、全体の合計容量において、要求仕様以下になるように選択する。また、オフリーク電流をフォトモスリレー１０より大きいものを選ぶと共に、リーク電流により、電圧がフォトモスリレー２０の耐圧以下になるものを選ぶ。
【０００９】
このような装置の動作を以下で説明する。ここで、説明を簡単にするために、ダイオード３１、３２のオフ容量はないものとして説明する。フォトモスリレー１０、フォトモスリレー２０のオフ耐圧をそれぞれＶ１，Ｖ２（Ｖ１（高オフ耐圧）＞Ｖ２（低オフ耐圧））、低オン抵抗をそれぞれＲ１、Ｒ２（Ｒ１（低オン抵抗）＝Ｒ２（低オン抵抗））、オフ容量をそれぞれＣ１，Ｃ２（Ｃ１（高オフ容量）＞Ｃ２（低オフ容量））とする。これにより、フォトモスリレー１０，２０全体のオフ耐圧ＶｏｎはＶ１となり、低オン抵抗ＲｏｆｆはＲ１＋Ｒ２となり、オフ容量Ｃｏｎは、Ｃ１・Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）となる。
【００１０】
例えば、Ｖ１＝１００［Ｖ］、Ｖ２＝２０［Ｖ］、Ｒ１＝Ｒ２＝０．１［Ω］、Ｃ１＝１０００［ｐＦ］、Ｃ２＝５０［ｐＦ］とすると、Ｖｏｎ＝１００［Ｖ］、Ｒｏｆｆ＝０．２［Ω］、Ｃｏｎ≒４７．６［ｐＦ］となる。
【００１１】
このように、高オフ耐圧、低オン抵抗、高オフ容量の第１のフォトモスリレー１０と、低オフ耐圧、低オン抵抗、低オフ容量の第２のフォトモスリレー２０とを直列に接続することで、高オフ耐圧、低オン抵抗、低オフ容量を実現することができる。そして、ＩＣテスタに用いた場合、試験精度がよく、故障を少なくすることができ、信頼性を向上させることができる。
【００１２】
次に、微小電流バイパス回路３０の動作について説明する。図２はフォトモスリレー２０の特性を示す図である。
【００１３】
図１において微小電流バイパス回路３０が接続されていない状態で、フォトモスリレー１０、２０のオフ時に、フォトモスリレー１０、２０の開放端に電圧を印加すると、オフリーク電流が流れる。通常、高オフ耐圧のフォトモスリレー１０のオフリーク電流の方が、低オフ耐圧のフォトモスリレー２０より大きい。例えば、フォトモスリレー１０のオフリーク電流は１［ｎＡ］、フォトモスリレー２０のオフリーク電流は１００［ｐＡ］となる。このため、電源投入直後の電圧はほとんど低オフ容量のフォトモスリレー２０に印加される。そして、フォトモスリレー２０のオフ耐圧電圧、図２に示すＡ点を超えると、急激にブレークダウン電流が流れ始める。この電流はフォトモスリレー１０のリーク電流値、図２のＢ点まで上昇するが、高オフ耐圧のリーク電流以上は流れないため、ある点、つまり、Ｂ点で電圧がバランスすることになる。すなわち、フォトモスリレー２０がブレークダウンしかかりの状態となり、フォトモスリレー２０の特性劣化や破壊してしまう可能性がある。
【００１４】
これを防止するために、微小電流バイパス回路３０が、オフリーク電流を流し、フォトモスリレー２０に大きな電圧は印加されなくなる。フォトモスリレー１０のリーク電流と微小電流バイパス回路３０のバイパス電流との比が、フォトモスリレー２０に印加される電圧になるので、フォトモスリレー２０のブレークダウン電圧以下になるように制御される。
【００１５】
このように、微小電流バイパス回路３０により、オフリーク電流を流すので、フォトモスリレー２０の破壊や劣化の可能性を防止することができる。
【００１６】
なお、微小電流バイパス回路３０を設けた構成を示したが、フォトモスリレー２０がブレークダウンしかかりの状態で、特性劣化や破壊の可能性がなければ、微小電流バイアス回路３０を設けなくともよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、高オフ耐圧、低オン抵抗、高オフ容量の第１のフォトモスリレーと、低オフ耐圧、低オン抵抗、低オフ容量の第２のフォトモスリレーとを直列に接続することで、高オフ耐圧、低オン抵抗、低オフ容量を実現することができる。そして、ＩＣテスタに用いた場合、試験精度がよく、故障を少なくすることができ、信頼性を向上させることができる。
【００１８】
また、請求項２，３によれば、微小電流バイパス回路またはダイオードにより、オフリーク電流を流すので、第２のフォトモスリレーの破壊や劣化の可能性を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】フォトモスリレー２０の特性を示した図である。
【符号の説明】
１０ 第１のフォトモスリレー
２０ 第２のフォトモスリレー
３０ 微小電流バイパス回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor relay used for an IC tester, for example, and relates to a semiconductor relay having a high off-state breakdown voltage, a low on-resistance, and a low off-state capacitance.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in Patent Literature 1, many relays are used in an IC tester to turn on and off a measurement module. As a relay used in the IC tester, there are a mechanical relay and a photo MOS relay.
[0003]
A mechanical relay is excellent in off-breakdown voltage, off-capacity, and on-resistance, but in an IC tester, a failure occurs in about one year depending on a use condition. On the other hand, the photo MOS relay has a characteristic that although its life is semi-permanent, when the off breakdown voltage is increased, the product of the on resistance and the off capacitance increases. Further, even when compared with those having the same breakdown voltage, there is a trade-off relationship in which when the on-resistance is reduced, the off-capacity increases, and when the off-capacity is reduced, the on-resistance increases. For this reason, when high off-breakdown voltage, low on-resistance, and low off-capacity are required, a photo MOS relay cannot be used, and a mechanical relay has to be used at the expense of life.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-298446 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to realize a semiconductor relay having a high off-state breakdown voltage, a low on-resistance, and a low off-state capacitance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is
A first photo MOS relay having a high off-breakdown voltage, a low on-resistance, and a high off-capacity;
A second photomos relay having a low off-breakdown voltage, a low on-resistance, and a low off-capacity,
The first photomos relay and the second photomos relay are connected in series, and the open ends of the first and second photomos relays are used as an input end or an output end. The relay is turned on and off.
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
A minute current bypass circuit, which is provided in parallel with the second photo MOS relay and flows a minute current, is provided.
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1,
It is characterized in that two diodes are provided in parallel in the opposite direction to the second photo MOS relay.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
[0008]
In the figure, a first photoMOS relay 10 has a high off-state breakdown voltage, a low on-resistance, and a high off-capacity, and turns a MOS-type FET on and off by a light emitting diode and a photodiode. The second photomos relay 20 is connected in series to the first photomos relay 10 with a low off-voltage, a low on-resistance, and a low off-capacity, and turns on and off the MOS FET by means of a light emitting diode and a photodiode. The minute current bias circuit 30 includes diodes 31 and 32, is provided in parallel with the second photo MOS relay 20, and flows a minute current. The diode 31 has an anode connected to one end of the second photomos relay 20. The diode 32 has a cathode connected to the cathode of the diode 31 and an anode connected to the other end of the second photomos relay 20. Here, the off-capacities of the diodes 31 and 32 are usually selected to be smaller than the required specifications in the total capacity of the second photomos relay 20 and smaller than the second photomos relay 20. In addition, an off-leak current larger than that of the photomos relay 10 is selected, and an off-leak current whose voltage is equal to or lower than the withstand voltage of the photomos relay 20 is selected.
[0009]
The operation of such a device is described below. Here, for the sake of simplicity, the description will be made assuming that the diodes 31 and 32 have no off-capacitance. The off-state breakdown voltages of the photo MOS relays 10 and 20 are V1 and V2 (V1 (high off-state breakdown voltage)> V2 (low off-state breakdown voltage)), and the low on-resistances are R1 and R2 (R1 (low on-state resistance) = R2, respectively). (Low on-resistance)) and the off-capacitances are respectively C1 and C2 (C1 (high off-capacity)> C2 (low off-capacity)). As a result, the off-state breakdown voltage Von of the entire photoMOS relays 10 and 20 becomes V1, the low on-resistance Roff becomes R1 + R2, and the off-capacitance Con becomes C1 · C2 / (C1 + C2).
[0010]
For example, if V1 = 100 [V], V2 = 20 [V], R1 = R2 = 0.1 [Ω], C1 = 1000 [pF], and C2 = 50 [pF], Von = 100 [V], Roff = 0.2 [Ω], Con ≒ 47.6 [pF].
[0011]
As described above, the first photoMOS relay 10 having a high off-voltage, low on-resistance, and high off-capacity and the second photomos relay 20 having a low off-voltage, low on-resistance, and low off-capacity are connected in series. Accordingly, a high off-state breakdown voltage, a low on-resistance, and a low off-state capacitance can be realized. When used in an IC tester, test accuracy is good, failures can be reduced, and reliability can be improved.
[0012]
Next, the operation of the minute current bypass circuit 30 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating characteristics of the photo MOS relay 20.
[0013]
In FIG. 1, when a voltage is applied to the open ends of the photo MOS relays 10 and 20 when the photo MOS relays 10 and 20 are turned off in a state where the minute current bypass circuit 30 is not connected, an off-leak current flows. Usually, the off-leak current of the photo-MOS relay 10 having a high off-state breakdown voltage is larger than that of the photo-MOS relay 20 having a low off-state breakdown voltage. For example, the off-leak current of the photo MOS relay 10 is 1 [nA], and the off-leak current of the photo MOS relay 20 is 100 [pA]. For this reason, the voltage immediately after the power is turned on is applied to the photo MOS relay 20 having almost low off-capacity. When the off withstand voltage of the photo MOS relay 20 exceeds the point A shown in FIG. 2, a breakdown current starts to flow rapidly. This current rises to the leak current value of the photo MOS relay 10 up to the point B in FIG. 2. However, since the current does not flow beyond the high off-breakdown voltage leak current, the voltage is balanced at a certain point, that is, at the point B. In other words, the photo MOS relay 20 is in a state of being broken down, and there is a possibility that the characteristics of the photo MOS relay 20 are deteriorated or destroyed.
[0014]
In order to prevent this, the minute current bypass circuit 30 causes an off-leak current to flow, and a large voltage is not applied to the photoMOS relay 20. Since the ratio between the leak current of the photo MOS relay 10 and the bypass current of the minute current bypass circuit 30 becomes the voltage applied to the photo MOS relay 20, the ratio is controlled to be equal to or lower than the breakdown voltage of the photo MOS relay 20. .
[0015]
As described above, since the off-leak current is caused to flow by the minute current bypass circuit 30, the possibility of destruction or deterioration of the photo MOS relay 20 can be prevented.
[0016]
Although the configuration in which the micro current bypass circuit 30 is provided is shown, the micro current bias circuit 30 may not be provided if the photo MOS relay 20 is about to break down and there is no possibility of characteristic deterioration or destruction. .
[0017]
【The invention's effect】
According to the present invention, the first photoMOS relay having a high off-voltage, low on-resistance, and high off-capacity and the second photomos relay having a low off-voltage, low on-resistance, and low off-capacity are connected in series. Accordingly, a high off-state breakdown voltage, a low on-resistance, and a low off-state capacitance can be realized. When used in an IC tester, test accuracy is good, failures can be reduced, and reliability can be improved.
[0018]
According to the second and third aspects, the off-leak current is caused to flow by the minute current bypass circuit or the diode, so that the possibility of destruction or deterioration of the second photomos relay can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing characteristics of the photo MOS relay 20.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 first photomos relay 20 second photomos relay 30 minute current bypass circuit
