JP2007294028A - テスト回路およびテスト方法 - Google Patents

Abstract

【課題】増幅部のテストおよび受光素子間のリーク電流のテストを行う、チップサイズの小さいテスト回路を提供する。
【解決手段】本発明に係るテスト回路は、複数の受光素子１０１〜１０４と、受光素子１０１〜１０４からの光電流をそれぞれ電圧に変換する増幅部１１１〜１１４と、受光素子１０１〜１０４および増幅部１１１〜１１４に電流を供給する電流供給部１２１および１２２とを備え、電流供給部１２１および１２２は、複数の受光素子１０１〜１０４のうち行および列方向に互いに隣接しない複数の受光素子１０１および１０３、および、受光素子１０１および１０３に行および列方向に隣接する複数の受光素子１０２および１０４に対して選択的に電流を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、テスト回路およびテスト方法に関し、特に、複数の受光素子からの光電流をそれぞれ電圧に変換する増幅部をテストするテスト回路およびテスト方法に関する。

ＣＤプレーヤまたはＤＶＤプレーヤ等には、ＣＤまたはＤＶＤからの光信号を電気信号に変換するために光ピックアップ用PDIC（Photo Detector IC）が用いられている。光ピックアップ用PDICは、光信号を電気信号に変換する受光素子と、受光素子からの光電流を電圧に変換する増幅部とを備える。従来、製品の出荷時等に行われる光ピックアップ用PDICの増幅部のテスト（電流特性および周波数特性等のテスト）は、光ピックアップ用PDICに光を照射し、光電流を変換した増幅部の出力電圧を測定する方法が用いられている。しかしながら、光を照射するためのテスト装置は、高価である。また、光を照射するテストを行うとテスト時間が長くなり、半導体のコストが高くなるという問題がある。

これに対し、光の照射により発生する受光素子の光電流の代わりに、光ピックアップ用PDICに内蔵されたテスト回路により増幅部に電流を供給し、増幅部のテストを行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図５は、特許文献１記載のテスト回路の構成を示す図である。

図５に示すように特許文献１記載のテスト回路５００は、電流供給部５１０と、ｎ−１個の増幅部５２２〜５２ｎとを備える。

電流供給部５１０は、バイポーラトランジスタにより形成されるカレントミラー回路である。電流供給部５１０は、外部から端子５１１に電圧を印加されることで、印加された電圧に応じた電流を複数の増幅部５２２〜５２ｎに供給する。また、図示していないが、各増幅部の入力には受光素子が接続されている。

以上の構成により、特許文献１記載のテスト回路５００は、外部より電圧を印加することで、複数の増幅部に電流を印加することができる。これにより、増幅部の出力であるＶｏｕｔ端子の電圧を測定することで、増幅部の特性を測定することができる。よって、特許文献１記載のテスト回路５００は、テスト時に光の照射を行うことなく、複数の増幅部を同時にテストすることができる。
特許３２０３９９６号公報

しかしながら、特許文献１記載のテスト回路は、増幅部のテストを行うことはできるが、受光素子間のリーク電流の測定を行うことはできない。従来、リーク電流の測定は、増幅部のテストとは別に、各受光素子単体に対しテストパッドから電流または電圧を印加することで行われる。そのため、従来のリーク電流の測定を行うテスト回路は、各受光素子に対してテストパッドを設ける必要があり、チップサイズが大きくなるという問題がある。

そこで、本発明は、増幅部のテストおよび受光素子間のリーク電流のテストを行う、チップサイズの小さいテスト回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るテスト回路は、複数の受光素子と、前記各受光素子からの光電流をそれぞれ電圧に変換する増幅手段と、前記受光素子および増幅手段に電流を供給する電流供給手段とを備え、前記電流供給手段は、前記複数の受光素子のうち行および列方向に互いに隣接しない複数の受光素子からなる第１受光素子群、および、前記第１受光素子群に含まれる受光素子に行および列方向に隣接する複数の受光素子からなる第２受光素子群に対して選択的に電流を供給する。

この構成によれば、本発明に係るテスト回路は、テスト時において、行および列方向に互いに隣接しない複数の受光素子に電流を供給し、電流を供給する受光素子に行および列方向に隣接する受光素子には電流を供給しない。これにより、隣接する受光素子間にリーク電流が生じる場合には、電流供給手段より受光素子に供給された電流は、該受光素子から該受光素子に隣接する受光素子に流れる。リーク電流により受光素子間に流れた電流は、増幅手段により増幅され、電圧として出力される。よって、増幅手段が変換し出力した電圧を測定することで、隣接する受光素子間のリーク電流を測定することができる。また、電流供給手段が電流を供給している受光素子の光電流を増幅する増幅手段が変換した出力電圧を測定することで、増幅手段の特性をテストすることができる。すなわち、本発明に係るテスト回路は、増幅手段のテストおよび受光素子間のリーク電流のテストを同時に行うことができる。また、本発明に係るテスト回路は、外部端子から電流供給手段を制御することで、複数の増幅手段の特性および受光素子間のリーク電流をテストすることができる。よって、本発明に係るテスト回路は、従来のテスト回路のように、リーク電流をテストするために各受光素子に対しテストパッドを設ける必要がなく、電流供給手段を制御するための外部端子（テストパッド）のみを設ければよい。よって、本発明に係るテスト回路は、小さいチップサイズで、増幅手段のテストおよび受光素子間のリーク電流のテストを行うことができる。

また、前記電流供給手段は、前記第１受光素子群に電流を供給する第１の電流供給部と、前記第２受光素子群に電流を供給する第２の電流供給部とを備え、前記第１の電流供給部は、前記第２の電流供給部が電流を供給している間は、電流を供給せず、前記第２の電流供給部は、前記第１の電流供給部が電流を供給している間は、電流を供給しなくてもよい。

この構成によれば、第１の電流供給部が電流を供給し、第２の電流供給部が電流を供給しない状態で、第２受光素子群に含まれる受光素子の光電流を変換する増幅手段の出力電圧を測定することで、受光素子間のリーク電流を測定することができる。また、同時に、第１の電流供給部が電流を供給している受光素子の光電流を変換する増幅手段の出力電圧を測定することで、該増幅手段の特性をテストすることができる。また、第２の電流供給部が電流を供給し、第１の電流供給部が電流をしない状態で、第１受光素子群に含まれる受光素子の光電流を変換する増幅手段の出力電圧を測定することで、受光素子間のリーク電流を測定することができる。また、同時に、第２の電流供給部が電流を供給している受光素子の光電流を変換する増幅手段の出力電圧を測定することで、該増幅手段の特性をテストすることができる。よって、本発明に係るテスト回路は、増幅部のテストおよび受光素子間のリーク電流のテストを同時に行うことができる。また、本発明に係るテスト回路は、外部端子から第１の電流供給部および第２の電流供給部を制御することで、複数の増幅手段の特性および受光素子間のリーク電流をテストすることができる。よって、本発明に係るテスト回路は、従来のテスト回路のように、リーク電流をテストするために各受光素子に対しテストパッドを設ける必要がなく、第１の電流供給部および第２の電流供給部を制御するための外部端子のみを設ければよい。よって、本発明に係るテスト回路は、小さいチップサイズで、増幅手段のテストおよび受光素子間のリーク電流のテストを行うことができる。

また、前記電流供給手段は、前記第１受光素子群に含まれる第１の受光素子に第１の電流値の電流を供給し、前記第１受光素子群に含まれる第２の受光素子に第２の電流値の電流を供給してもよい。

この構成によれば、各受光素子および増幅手段に異なる電流値の電流を同時に供給することができる。これにより、受光素子のサイズ等が異なり、増幅手段のゲインが異なる場合であっても、増幅手段のゲインに応じた電流を供給することができる。よって、本発明に係るテスト回路は、増幅手段のゲインが異なる場合であっても、複数の増幅手段の特性を同時に、かつ、効率よく測定することができる。

また、前記電流供給手段は、電流を出力する電流供給部と、前記電流供給部の出力と、前記複数の受光素子および前記増幅手段との間にそれぞれ形成されるスイッチとを備えてもよい。

この構成によれば、スイッチのＯＮ／ＯＦＦにより、選択的に受光素子に電流を供給することができる。これにより、互いに隣接しない複数の受光素子に接続されたスイッチをＯＮし、該受光素子に隣接する受光素子に接続されたスイッチをＯＦＦした状態で、スイッチがＯＦＦされている受光素子の光電流を変換する増幅手段の出力電圧を測定することで、受光素子間のリーク電流を測定することができる。また、同時に、スイッチがＯＮされている受光素子の光電流を変換する増幅手段の出力電圧を測定することで、該増幅手段の特性をテストすることができる。よって、本発明に係るテスト回路は、増幅部のテストおよび受光素子間のリーク電流のテストを同時に行うことができる。また、本発明に係るテスト回路は、外部端子からスイッチを制御することで、複数の増幅手段の特性および受光素子間のリーク電流をテストすることができる。よって、本発明に係るテスト回路は、従来のテスト回路のように、リーク電流をテストするために各受光素子に対しテストパッドを設ける必要がなく、スイッチを制御するための外部端子のみを設ければよい。よって、本発明に係るテスト回路は、小さいチップサイズで、増幅手段のテストおよび受光素子間のリーク電流のテストを行うことができる。

また、前記テスト回路は、さらに、前記第１受光素子群に含まれる受光素子の光電流を変換する増幅手段に第１の基準電圧を供給し、前記第２受光素子群に含まれる受光素子の光電流を変換する増幅手段に第２の基準電圧を供給する電圧供給手段を備えてもよい。

この構成によれば、互いに隣接しない複数の受光素子の光電流を変換する増幅部と、該受光素子に隣接する受光素子の光電流を変換する増幅部とに異なる基準電圧を供給する。これにより、互いに隣接しない複数の受光素子と、該受光素子に隣接する受光素子とに異なる電圧を供給することができる。よって、受光素子間に電圧差が生じ、隣接する受光素子間にリーク電流が存在する場合には、該受光素子間に電流が流れ、対応する増幅手段の出力電圧が変化する。すなわち、互いに隣接しない複数の受光素子の光電流を変換する増幅部と、該受光素子に隣接する受光素子の光電流を変換する増幅部とに異なる基準電圧を供給した状態において、複数の増幅手段の出力電圧を測定することで、受光素子間のリーク電流を測定することができる。また、隣接する受光素子間に電圧差を生じさせることで、電流を供給した場合に検出できるリーク電流とは異なるモードのリーク電流を検出することができる。

また、本発明に係るテスト方法は、複数の受光素子からの光電流をそれぞれ電圧に変換する増幅部をテストするテスト方法であって、前記複数の受光素子のうち行および列方向に互いに隣接しない複数の受光素子からなる第１受光素子群、および、前記第１受光素子群に含まれる受光素子に行および列方向に隣接する複数の受光素子からなる第２受光素子群に対して選択的に電流を供給する電流供給ステップと、前記各増幅手段が変換した電圧を測定する測定ステップと、前記第１受光素子群に含まれる受光素子の光電流を変換する増幅部が変換した電圧に基づき、該増幅部が正常に動作しているか否かを判定する第１の判定ステップと、前記第２受光素子群に含まれる受光素子の光電流を変換する増幅部が変換した電圧に基づき、前記複数の受光素子間のリーク電流を判定する第２の判定ステップとを含む。

これによれば、本発明に係るテスト方法は、テスト時において、互いに隣接しない複数の受光素子に電流を供給し、電流を供給する受光素子に隣接する受光素子には電流を供給しない。これにより、隣接する受光素子間にリーク電流が生じる場合には、受光素子に供給された電流は、該受光素子から該受光素子に隣接する受光素子に流れる。リーク電流により該受光素子に隣接する受光素子に流れた電流は、増幅部により増幅され、電圧として出力される。よって、増幅部が出力した電圧を測定することで、隣接する受光素子間のリーク電流を測定することができる。また、電流を供給している受光素子の光電流を増幅する増幅部の出力電圧を測定することで、増幅部の特性をテストすることができる。すなわち、本発明に係るテスト方法は、増幅部のテストおよび受光素子間のリーク電流のテストを同時に行うことができる。また、本発明に係るテスト方法は、外部端子から受光素子に供給する電流を制御することで、複数の増幅部の特性および受光素子間のリーク電流をテストすることができる。よって、本発明に係るテスト方法は、従来のように、リーク電流をテストするために各受光素子に対しテストパッドを設ける必要がなく、受光素子に供給する電流を制御するための外部端子（テストパッド）のみを設ければよい。よって、本発明に係るテスト方法を用いることで、小さいチップサイズで、増幅部のテストおよび受光素子間のリーク電流のテストを行うことができる。

本発明は、増幅部のテストおよび受光素子間のリーク電流のテストを行う、チップサイズの小さいテスト回路を提供することができる。

以下、本発明に係るテスト回路の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

(実施の形態１)
本実施の形態に係るテスト回路は、２つの電流供給部を用い、互いに隣接しない複数の受光素子に選択的に電流を供給する。これにより、増幅部のテストと受光素子間のリーク電流のテストとを同時に行うことができる。

まず、実施の形態１に係るテスト回路の構成を説明する。

図１は、実施の形態１に係るテスト回路の構成を示す図である。

図１に示すテスト回路１００は、受光素子１０１〜１０４と、増幅部１１１〜１１４と、第１の電流供給部１２１と、第２の電流供給部１２２とを備える。テスト回路１００は、複数の増幅部１１１〜１１４の特性のテスト行う。さらに、テスト回路１００は、受光素子１０１〜１０４間のリーク電流のテストを行う。

受光素子１０１〜１０４は、照射された光を電流に変換するフォトダイオード等である。また、受光素子１０１〜１０４は、格子状に配置される。

増幅部１１１〜１１４は、例えば、差動増幅回路である。増幅部１１１〜１１４には、それぞれ基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆ４が入力され、それぞれ抵抗Ｒ０１〜Ｒ０４を介して負帰還を形成する。増幅部１１１〜１１４は、それぞれ受光素子１０１〜１０４からの光電流を電圧に変換する。増幅部１１１は、受光素子１０１からの光電流を変換および増幅し、電圧Ｖｏｕｔ１として出力する。増幅部１１２は、受光素子１０２からの光電流を変換および増幅し、電圧Ｖｏｕｔ２として出力する。増幅部１１３は、受光素子１０３からの光電流を変換および増幅し、電圧Ｖｏｕｔ３として出力する。増幅部１１４は、受光素子１０４からの光電流を変換および増幅し、電圧Ｖｏｕｔ４として出力する。

第１の電流供給部１２１は、行および列方向に互いに隣接しない複数の受光素子に電流を供給する。具体的には、第１の電流供給部１２１は、受光素子１０１および受光素子１０１の光電流を変換する増幅部１１１と、受光素子１０１と隣接しない受光素子１０３および受光素子１０３の光電流を変換する増幅部１１３とに電流を供給する。第１の電流供給部１２１は、抵抗Ｒ１０〜Ｒ１４およびＮＰＮバイポーラトランジスタＴｒ１０〜Ｔｒ１２により構成されるカレントミラー回路である。第１の電流供給部１２１は、外部（半導体テスタ等）からＶｉｎ１端子に印加された電圧に応じた電流を供給する。

抵抗Ｒ１０は、Ｖｉｎ１端子とＧＮＤとの間に接続される。トランジスタＴｒ１０のコレクタおよびベースは抵抗Ｒ１１を介してＶｉｎ１端子に接続され、エミッタは抵抗Ｒ１２を介してＧＮＤに接続される。トランジスタＴｒ１１のベースはトランジスタＴｒ１０のコレクタおよびベースと接続され、コレクタは受光素子１０１および増幅部１１１の入力と接続され、エミッタは抵抗Ｒ１３を介してＧＮＤと接続される。トランジスタＴｒ１２のベースはトランジスタＴｒ１０のコレクタおよびベースと接続され、コレクタは受光素子１０３および増幅部１１３の入力と接続され、エミッタは抵抗Ｒ１４を介してＧＮＤと接続される。例えば、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４の抵抗値は等しく、トランジスタＴｒ１０、Ｔｒ１１およびＴｒ１２のサイズは等しい。これにより、Ｖｉｎ１端子に印加された電圧に応じた電流値が抵抗Ｒ１１、トランジスタＴｒ１０および抵抗Ｒ１２に流れ、該電流値と等しい電流がトランジスタＴｒ１１およびＴｒ１２に流れ、該電流が増幅部１１１および１１３に供給される。

第２の電流供給部１２２は、第１の電流供給部１２１が電流を供給する受光素子に行および列方向に隣接する受光素子に電流を供給する。具体的には、第２の電流供給部１２２は、受光素子１０２および受光素子１０２の光電流を変換する増幅部１１２と、受光素子１０２と隣接しない受光素子１０４および受光素子１０４の光電流を変換する増幅部１１４に電流を供給する。第２の電流供給部１２２は、抵抗Ｒ２０〜Ｒ２４およびＮＰＮバイポーラトランジスタＴｒ２０〜Ｔｒ２２により構成されるカレントミラー回路である。第２の電流供給部１２２は、Ｖｉｎ２端子に印加された電圧に応じた電流を供給する。なお、第２の電流供給部１２２の詳細な構成は、第１の電流供給部１２１と同様であり、詳細な説明は省略する。

次に、本実施の形態に係るテスト回路１００の動作を説明する。

まず、Ｖｉｎ１端子に外部より所定の電圧の信号が印加され、Ｖｉｎ２端子はＧＮＤレベルに接続される。ここで、所定の電圧の信号とは、テスト内容に応じた信号であり、例えば、所定の周波数の正弦波形の信号またはＤＣ電圧等である。また、テスト時には、受光素子１０１〜１０４に光照射は行われず、受光素子１０１〜１０４は光電流を生成しない。

第１の電流供給部１２１は、Ｖｉｎ１端子に印加された電圧に応じた電流を増幅部１１１および１１３に供給する。増幅部１１１および１１３は、該電流を増幅および電圧に変換し、Ｖｏｕｔ１端子およびＶｏｕｔ３端子に出力する。よって、Ｖｉｎ１端子に印加された電圧に対するＶｏｕｔ１端子およびＶｏｕｔ３端子の電圧を測定することで、増幅部１１１および１１３の特性（電流電圧特性および周波数特性等）を測定するこができる。すなわち、増幅部１１１および１１３が変換した電圧に基づき、増幅部１１１および１１３が正常に動作しているか否かを判定することができる。

一方、第２の電流供給部１２２は、Ｖｉｎ２端子がＧＮＤレベルに接続されているので、受光素子１０２、受光素子１０４、増幅部１１２および増幅部１１４に電流を供給しない。このとき、受光素子間でリーク電流が発生していると、第１の電流供給部１２１から供給された電流が、受光素子１０１または１０３から、受光素子１０２または１０４に流れる。これにより、増幅部１１２または１１４は、受光素子１０２または１０４に流れ込んだ電流を増幅し、電圧に変換する。よって、Ｖｏｕｔ２端子およびＶｏｕｔ４端子の電圧を測定することで、受光素子間に発生するリーク電流を測定することができる。

次に、Ｖｉｎ２端子に外部より所定の電圧が印加され、Ｖｉｎ１端子はＧＮＤレベルに接続される。

第２の電流供給部１２２は、Ｖｉｎ２端子に印加された電圧に応じた電流を増幅部１１２および１１４に供給する。増幅部１１２および１１４は、該電流を増幅および電圧に変換し、Ｖｏｕｔ２端子およびＶｏｕｔ４端子に出力する。よって、Ｖｉｎ２端子に印加された電圧に対するＶｏｕｔ２端子およびＶｏｕｔ４端子の電圧を測定することで、増幅部１１２および１１４の特性を測定するこができる。すなわち、増幅部１１２および１１４が変換した電圧に基づき、増幅部１１２および１１４が正常に動作しているか否かを判定することができる。

一方、第１の電流供給部１２１は、Ｖｉｎ１端子がＧＮＤレベルに接続されているので、受光素子１０１、受光素子１０１、増幅部１１１および増幅部１１３に電流を供給しない。このとき、受光素子間でリーク電流が発生していると、第２の電流供給部１２２から供給された電流が、受光素子１０２または１０４から、受光素子１０１または１０３に流れる。これにより、増幅部１１１または１１３は、受光素子１０１または１０３に流れ込んだ電流を増幅し、電圧に変換する。よって、Ｖｏｕｔ１端子およびＶｏｕｔ３端子の電圧を測定することで、受光素子間に発生するリーク電流を測定することができる。また、この時測定される受光素子間のリーク電流は、Ｖｉｎ１端子に電圧が印加され、Ｖｉｎ２端子はＧＮＤレベルに接続された状態で測定できる受光素子間のリーク電流とは逆方向のリーク電流である。

以上の動作により、増幅部１１１〜１１４の特性の測定、および、受光素子１０１〜１０４間のリーク電流を測定することができる。従来のテスト回路では、増幅部１１１〜１１４の特性の測定と、受光素子１０１〜１０４間のリーク電流の測定は、個別に行われていた。これに対し、本実施の形態に係るテスト回路は、増幅部１１１〜１１４の特性の測定と、受光素子１０１〜１０４間のリーク電流を測定とを同じ回路で、同時に測定することができる。よって、本実施の形態に係るテスト回路は、増幅部１１１〜１１４のテストおよび受光素子１０１〜１０４間のリーク電流のテストを短時間で効率よく行うことができる。

また、本実施の形態に係るテスト回路１００は、外部からＶｉｎ１端子およびＶｉｎ２端子の電圧を制御することで、増幅部１１１〜１１４の特性の測定、および、受光素子１０１〜１０４間のリーク電流を測定することができる。すなわち、本実施の形態に係るテスト回路１００は、Ｖｉｎ１端子およびＶｉｎ２端子に電圧を印加するための２つのテストパッドのみを設ければよい。一方、従来のリーク電流のテストを行うテスト回路は、各受光素子１０１〜１０４に対しテストパッドを設ける必要があり、受光素子が４つの場合には４つのテストパッドが必要である。よって、本実施の形態に係るテスト回路１００は、従来のテスト回路と比べ、テストパッドの数を減らすことができる。すなわち、チップサイズを小さくすることができる。

なお、上記説明において、受光素子および増幅部の数が４の場合について説明したが、これに限定されるものではない。受光素子および増幅部は複数であればよく、受光素子および増幅部の数が３以下または５以上であっても同様の効果を得ることができる。また、受光素子および増幅部の数が多い場合には、従来のリーク電流のテストを行うテスト回路と比べ、より多くのテストパッドを削減することができる。

また、上記説明において、第１の電流供給部１１１のカレントミラー回路を構成する抵抗Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４の抵抗値は等しく、トランジスタＴｒ１０、Ｔｒ１１およびＴｒ１２のサイズは等しいとしたが、これに限定されるものでなく、任意の抵抗値またはトランジスタサイズであってよい。例えば、トランジスタＴｒ１０に流れる電流を整数倍した電流がＴｒ１１およびＴｒ１２に流れるようにトランジスタＴｒ１０、Ｔｒ１１およびＴｒ１２のサイズを設定してもよい。

また、上記説明において、第１の電流増幅部１１１および第２の電流増幅部１１２は、ＮＰＮバイポーラトランジスタで構成されるとしたが、ＰＮＰバイポーラトランジスタで構成してもよい。さらに、第１の電流増幅部１１１および第２の電流増幅部１１２を電界効果トランジスタで構成してもよい。

また、上記説明において、第１の電流増幅部１１１および第２の電流増幅部１１２は、外部からＶｉｎ１端子またはＶｉｎ２端子に電圧を印加されることで動作するとしたが、外部より電流を印加されることで動作してもよい。例えば、抵抗Ｒ１０およびＲ１１（抵抗Ｒ２０およびＲ２１）を設けず、トランジスタＴｒ１０のコレクタおよびベースに電流を印加する方式としてもよい。

また、上記説明において、Ｖｉｎ１端子およびＶｉｎ２端子に印加される電圧は、外部から供給されるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、テスト回路１００と同じ半導体基板上に形成された内部回路が、外部からの信号に基づいてＶｉｎ１端子およびＶｉｎ２端子に電圧を印加してもよい。

また、上記説明において、電流供給部の数は２としたが、各電流供給部が互いに隣接しない受光素子に選択的に電流を供給できる構成であれば３以上であってもよい。

（実施の形態２）
実施の形態１では、テスト時において、各受光素子に等しい電流値の電流を供給するテスト回路１００について説明したが、実施の形態２では、各受光素子に異なる電流を供給するテスト回路２００について説明する。

例えば、ＣＤまたはＤＶＤからの光信号を電気信号変換するための光ピックアップ用PDICにおいては、設計上、各受光素子のサイズを同一にしない場合、または、サイズが同一であっても各受光素子が受光する光の光量が異なる場合がある。この場合、各受光素子が受光した時に生成する光電流の電流値も異なる。また、各増幅部は、対応する受光素子の光電流の電流値に応じゲインが設定される。ゲインが異なる増幅部をテストする場合、テスト時に要求される増幅部に入力される電流値の範囲は異なる。よって、電流供給部が、選択した増幅部の全てに同じ電流値の電流を供給しテストを行った場合、各増幅部のゲインが異なると効率よくテストを行うことができない。

図２は、本発明の実施の形態２に係るテスト回路の構成を示す図である。なお、図１と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。

図２に示すテスト回路２００は、受光素子１０１、１０２、２０３および２０４と、増幅部１１１、１１２、２１３および２１４と、第１の電流供給部１３１と、第２の電流供給部１３２とを備える。テスト回路２００は、複数の増幅部１１１、１１２、２１３および２１４の特性のテスト行う。さらに、テスト回路２００は、受光素子１０１、１０２、２０３および２０４間のリーク電流のテストを行う。

受光素子２０３および２０４は、受光素子１０１および１０２の２倍のサイズであり、２倍の電流値の光電流を生成する。

増幅部２１３および２１４は、増幅部１１１および１１２の半分のゲインである。

第１の電流供給部１３１は、実施の形態１における第１の電流供給部１２１に加え、トランジスタＴｒ１３と、抵抗Ｒ１５とを備える。トランジスタＴｒ１３のベースはトランジスタＴｒ１０のコレクタおよびベースと接続され、コレクタは受光素子２０３および増幅部２１３の入力と接続され、エミッタは抵抗Ｒ１５を介してＧＮＤと接続される。ここで、トランジスタＴｒ１０〜Ｔｒ１３のサイズは同じであり、抵抗Ｒ１２〜Ｒ１５の抵抗値は同じとする。以上の構成により、第１の電流供給部１３１において、Ｖｉｎ１端子に印加された電圧に応じた電流がトランジスタＴｒ１０に流れる。トランジスタＴｒ１０に流れる電流値と同じ電流値の電流がトランジスタＴｒ１１、Ｔｒ１２およびＴｒ１３に流れる。すなわち、受光素子１０１および増幅部１１１に供給される電流の電流値の２倍の電流値の電流が受光素子２０３および増幅部２１３に供給される。

第２の電流供給部１３２は、実施の形態１における第２の電流供給部１２２に加え、トランジスタＴｒ２３と、抵抗Ｒ２５とを備える。トランジスタＴｒ２３のベースはトランジスタＴｒ２０のコレクタおよびベースと接続され、コレクタは受光素子２０４および増幅部２１４の入力と接続され、エミッタは抵抗Ｒ２５を介してＧＮＤと接続される。ここで、トランジスタＴｒ２０〜Ｔｒ２３のサイズは同じであり、抵抗Ｒ２２〜Ｒ２５の抵抗値は同じとする。以上の構成により、第２の電流供給部１３２において、Ｖｉｎ２端子に印加された電圧に応じた電流がトランジスタＴｒ２０に流れる。トランジスタＴｒ２０に流れる電流値と同じ電流値の電流がトランジスタＴｒ２１、Ｔｒ２２およびＴｒ２３に流れる。すなわち、受光素子１０２および増幅部１１２に供給される電流の電流値の２倍の電流値の電流が受光素子２０４および増幅部２１４に供給される。

以上の構成により、本実施の形態に係るテスト回路２００は、Ｖｉｎ１端子に外部より所定の電圧を印加し、Ｖｉｎ２端子をＧＮＤレベルに接続した状態において、増幅部２１３に増幅部１１１に供給される電流の電流値の２倍の電流値が供給される。すなわち、テスト時において、第１の電流供給部１３１は、受光素子１０１および２０３に光が照射された時に発生する光電流の電流値の比率と同じ比率の電流値の電流を、増幅部１１１および２１３に供給する。これにより、Ｖｉｎ１端子に印加された電圧に対するＶｏｕｔ１端子およびＶｏｕｔ３端子の電圧を測定することで、増幅部１１１と、増幅部１１１の半分のゲインの増幅部２１３との特性を、効率よく同時に測定することができる。また、実施の形態１と同様に、Ｖｏｕｔ２端子およびＶｏｕｔ４端子の電圧を測定することで、受光素子間のリーク電流を測定することができる。

また、Ｖｉｎ２端子に外部より所定の電圧を印加し、Ｖｉｎ１端子をＧＮＤレベルに接続した状態において、増幅部２１４に増幅部１１２に供給される電流の電流値の２倍の電流値が供給される。これにより、Ｖｉｎ２端子に印加された電圧に対するＶｏｕｔ２端子およびＶｏｕｔ４端子の電圧を測定することで、増幅部１１２と、増幅部１１２の半分のゲインの増幅部２１４との特性を、効率よく同時に測定することができる。また、実施の形態１と同様に、Ｖｏｕｔ１端子およびＶｏｕｔ３端子の電圧を測定することで、受光素子間のリーク電流を測定することができる。また、実施の形態１と同様に、チップサイズを小さくすることができる。

なお、上記説明において、受光素子２０３および２０４の光電流の電流値が受光素子１１０１および１０２の光電流の電流値の２倍の場合について説明したが、これに限定されるものではない。各受光素子の光電流の電流値の比率または増幅部のゲインの比率は任意でよく、各受光素子の光電流の電流値の比率または増幅部のゲインの比率に応じ、電流供給部１３１または１３２が各受光素子および増幅部に供給する電流の電流値の比率を変更すればよい。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係るテスト回路は、１つの電流供給部から供給される電流をスイッチにより互いに隣接しない受光素子に選択的に供給する。これにより、増幅部のテストと受光素子間のリーク電流のテストとを同時に行うことができる。

まず、実施の形態３に係るテスト回路の構成を説明する。

図３は、本発明の実施の形態３に係るテスト回路の構成を示す図である。なお、図１と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。

図３に示すテスト回路３００は、受光素子１０１〜１０４と、増幅部１１１〜１１４と、電流供給部１４１と、スイッチ１５１〜１５４とを備える。テスト回路３００は、複数の増幅部１１１〜１１４の特性のテスト行う。さらに、テスト回路３００は、受光素子１０１〜１０４間のリーク電流のテストを行う。

電流供給部１４１は、ＮＰＮバイポーラトランジスタＴｒ４０〜Ｔｒ４４と、抵抗Ｒ４０〜Ｒ４６とを備えるカレントミラー回路である。電流供給部１４１は、Ｖｉｎ端子に印加された電圧に応じた電流を出力する。

抵抗Ｒ４０は、Ｖｉｎ端子とＧＮＤとの間に接続される。トランジスタＴｒ４０のコレクタおよびベースは抵抗Ｒ４１を介してＶｉｎ端子に接続され、エミッタは抵抗Ｒ４２を介してＧＮＤに接続される。トランジスタＴｒ４１のベースはトランジスタＴｒ４０のコレクタおよびベースと接続され、コレクタはスイッチ１５１と接続され、エミッタは抵抗Ｒ４３を介してＧＮＤと接続される。トランジスタＴｒ４２のベースはトランジスタＴｒ４０のコレクタおよびベースと接続され、コレクタはスイッチ１５２と接続され、エミッタは抵抗Ｒ４４を介してＧＮＤと接続される。トランジスタＴｒ４３のベースはトランジスタＴｒ４０のコレクタおよびベースと接続され、コレクタはスイッチ１５３と接続され、エミッタは抵抗Ｒ４５を介してＧＮＤと接続される。トランジスタＴｒ４４のベースはトランジスタＴｒ４０のコレクタおよびベースと接続され、コレクタはスイッチ１５４と接続され、エミッタは抵抗Ｒ４６を介してＧＮＤと接続される。例えば、抵抗Ｒ４２〜Ｒ４６の抵抗値は等しく、トランジスタＴｒ４０〜Ｔｒ４４のサイズは等しい。これにより、Ｖｉｎ１端子に印加された電圧に応じた電流値がトランジスタＴｒ４０に流れ、該電流値と等しい電流がＴｒ４１〜Ｔｒ４４に流れる。

スイッチ１５１〜１５４は、電流供給部１４１と、受光素子１０１〜１０４および増幅部１１１〜１１４の入力との間にそれぞれ形成される。スイッチ１５１〜１５４は、例えば、トランジスタで形成されるアナログスイッチ等である。例えば、スイッチ１５１〜１５４のＯＮ／ＯＦＦは、テスト時に外部から印加される信号により制御される。スイッチ１５１は、トランジスタＴｒ４１と受光素子１０１および増幅部１１１の入力との間に形成される。スイッチ１５２は、トランジスタＴｒ４２と受光素子１０２および増幅部１１２の入力との間に形成される。スイッチ１５３は、トランジスタＴｒ４３と受光素子１０３および増幅部１１３の入力との間に形成される。スイッチ１５４は、トランジスタＴｒ４４と受光素子１０４および増幅部１１４の入力との間に形成される。

次に、実施の形態３に係るテスト回路３００の動作を説明する。

まず、スイッチ１５１および１５３をＯＮし、スイッチ１５２および１５４をＯＦＦする。また、Ｖｉｎ端子には所定の電圧が印加される。

スイッチ１５１および１５３がＯＮしているので、電流供給部１４１は、Ｖｉｎ端子に印加された電圧に応じた電流を増幅部１１１および１１３に供給する。増幅部１１１および１１３は、該電流を増幅および電圧に変換し、Ｖｏｕｔ１端子およびＶｏｕｔ３端子に出力する。よって、Ｖｉｎ端子に印加された電圧に対するＶｏｕｔ１端子およびＶｏｕｔ３端子の電圧を測定することで、増幅部１１１および１１３の特性を測定するこができる。

一方、スイッチ１５２およびスイッチ１５４がＯＦＦしているので、受光素子１０２、受光素子１０４、増幅部１１２および増幅部１１４には電流が供給されていない。このとき、受光素子間でリーク電流が発生していると、電流供給部１４１から供給された電流が、受光素子１０１または１０３から、受光素子１０２または１０４に流れる。これにより、増幅部１１２または１１４は、受光素子１０２または１０４に流れ込んだ電流を増幅し、電圧に変換する。よって、Ｖｏｕｔ２端子およびＶｏｕｔ４端子の電圧を測定することで、受光素子間に発生するリーク電流を測定することができる。

次に、スイッチ１５２および１５４をＯＮし、スイッチ１５１および１５３をＯＦＦする。また、Ｖｉｎ端子には所定の電圧が印加される。

スイッチ１５２および１５４がＯＮしているので、電流供給部１４１は、Ｖｉｎ端子に印加された電圧に応じた電流を増幅部１１２および１１４に供給する。増幅部１１２および１１４は、該電流を増幅および電圧に変換し、Ｖｏｕｔ２端子およびＶｏｕｔ４端子に出力する。よって、Ｖｉｎ端子に印加された電圧に対するＶｏｕｔ２端子およびＶｏｕｔ４端子の電圧を測定することで、増幅部１１２および１１４の特性を測定するこができる。

一方、スイッチ１５１およびスイッチ１５３がＯＦＦしているので、受光素子１０１、受光素子１０３、増幅部１１１および増幅部１１３には電流が供給されていない。このとき、受光素子間でリーク電流が発生していると、電流供給部１４１から供給された電流が、受光素子１０２または１０４から、受光素子１０１または１０３に流れる。これにより、増幅部１１１または１１３は、受光素子１０１または１０３に流れ込んだ電流を増幅し、電圧に変換する。よって、Ｖｏｕｔ１端子およびＶｏｕｔ３端子の電圧を測定することで、受光素子間に発生するリーク電流を測定することができる。

以上の動作により、増幅部１１１〜１１４の特性の測定、および、受光素子１０１〜１０４間のリーク電流を測定することができる。従来のテスト回路では、増幅部１１１〜１１４の特性の測定と、受光素子１０１〜１０４間のリーク電流の測定は、個別に行われていた。これに対し、本実施の形態に係るテスト回路は、増幅部１１１〜１１４の特性の測定と、受光素子１０１〜１０４間のリーク電流を測定とを同じ回路で、同時に測定することができる。よって、本実施の形態に係るテスト回路は、増幅部１１１〜１１４のテストおよび受光素子１０１〜１０４間のリーク電流のテストを短時間で効率よく行うことができる。

また、実施の形態３に係るテスト回路３００は、外部からＶｉｎ端子およびスイッチ１５１〜１５４を制御することで、増幅部１１１〜１１４の特性の測定、および、受光素子１０１〜１０４間のリーク電流を測定することができる。例えば、実施の形態３に係るテスト回路３００は、Ｖｉｎ端子に電圧を印加するためのテストパッド、および、スイッチ１５１〜１５４を選択的にＯＮ／ＯＦＦさせる２ビットの制御信号（スイッチ１５１および１５３の制御信号と、スイッチ１５２および１５４の制御信号）を印加するための２つのテストパッドのみを設ければよい。なお、スイッチ１５１〜１５４を制御する制御信号は１ビットであり、制御信号のＨ／Ｌにより、スイッチ１５１および１５３と、スイッチ１５２および１５４の一方がＯＮ、他方がＯＦＦしてもよい。一方、従来のリーク電流のテストを行うテスト回路は、各受光素子１０１〜１０４に対しテストパッドを設ける必要があり、受光素子が４つの場合には４つのテストパッドが必要である。よって、実施の形態３に係るテスト回路３００は、従来のテスト回路と比べ、テストパッドの数を減らすことができる。すなわち、チップサイズを小さくすることができる。

また、実施の形態３に係るテスト回路３００は、出荷後の通常動作時（テスト時以外）においてスイッチ１５１〜１５４はＯＦＦされる。これにより、通常動作時には、受光素子および増幅部に対する電流供給部の寄生負荷の影響を低減することができる。

なお、上記説明において、電流供給部１４１は４つの電流出力を有し、スイッチとして４つのＳＰＳＴスイッチを用いた構成としたがこれに限定されるものではない。例えば、電流供給部１４１の電流出力を２とし（例えば、電流供給部１４１は、トランジスタＴｒ４３、Ｔｒ４４、抵抗Ｒ４５およびＲ４６を備えない。）、スイッチとして２つのＳＰＤＴスイッチを用い、選択的に受光素子および増幅部に電流を供給してもよい。

（実施の形態４）
上述した実施の形態１では、電流供給部が供給した電流の回り込み（例えば、受光素子１０１に供給した電流が、受光素子１０１と受光素子１０２との間のリーク電流により、受光素子１０２側に回り込むこと）を検出することで、各受光素子間のリーク電流を測定した。実施の形態３では、増幅部の基準電圧を選択的に制御することで、受光素子間に電圧差を生じさせ、電流の回り込みでは検出できないモードのリーク電流を検出するテスト回路について説明する。

まず、本発明の実施の形態４に係るテスト回路の構成を説明する。

図４は、本発明の実施の形態４に係るテスト回路の構成を示す図である。なお、図１と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。

図４に示すテスト回路４００は、図１に示す実施の形態１に係るテスト回路１００の構成に加え、電圧供給部１６０を備える。

電圧供給部１６０は、増幅部１１１〜１１４に基準電圧を供給する。また、電圧供給部１６０は、テスト時において、増幅部１１１および１１３と、増幅部１１２および１１４とに異なる基準電圧を供給する。すなわち、電圧供給部１６０は、複数の受光素子のうち、互いに隣接しない複数の受光素子の光電流を変換する増幅部と、該受光素子と隣接する受光素子の光電流を変換する増幅部とに、異なる基準電圧を供給する。

次に、実施の形態４に係るテスト回路４００の動作を説明する。

まず、実施の形態１と同様に、Ｖｉｎ１端子に外部より所定の電圧を印加し、Ｖｉｎ２端子をＧＮＤレベルに接続した状態で、Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４端子の電圧を測定することで、増幅部１１１および１１３の特性、および、受光素子間のリーク電流を測定する。また、Ｖｉｎ２端子に外部より所定の電圧が印加し、Ｖｉｎ１端子をＧＮＤレベルに接続した状態で、Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４端子の電圧を測定することで、増幅部１１２および１１４の特性、および、受光素子間のリーク電流を測定する。なお、上記テスト動作中は、電圧供給部１６０は、増幅部１１１〜１１４に同一の基準電圧を供給する。例えば、電圧供給部１６０が供給する基準電圧は、通常動作に用いられる基準電圧に基づく電圧（例えば、仕様に基づく増幅部１１１〜１１４の特性に対するワースト条件となる基準電圧等）である。

次に、Ｖｉｎ１端子およびＶｉｎ２端子をＧＮＤに接続した状態で、電圧供給部１６０は、増幅部１１１および１１３と、増幅部１１２および１１４とに異なる基準電圧を供給する。例えば、電圧供給部１６０は、増幅部１１１および１１３に基準電圧として２Ｖを供給し、増幅部１１２および１１４に基準電圧として１Ｖを供給する。この時、イマジナリーショートにより増幅部１１１および１１３の差動入力の他端の電圧は２Ｖとなり、増幅部１１２および１１４の差動入力の他端の電圧は１Ｖとなる。すなわち、受光素子１０１および１０３に２Ｖが供給され、受光素子１０２および１０４に１Ｖが供給される。これにより、隣接する受光素子間において電圧差（１Ｖ）が生じ、電圧差により隣接する受光素子間にリーク電流が発生すると、リーク電流が発生している受光素子に対応する増幅部の出力電圧が変動する。例えば、受光素子１０１と受光素子１０２との間にリーク電流が発生している場合には、Ｖｏｕｔ１端子およびＶｏｕｔ２端子の電圧が変動する。よって、増幅部１１１および１１３と、増幅部１１２および１１４とに異なる基準電圧を供給している状態において、Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔ４端子の電圧を測定することで受光素子間のリーク電流を測定することができる。また、隣接する受光素子間に電圧差を発生させることで、隣接する受光素子間での電流の回り込みにより検出するリーク電流とは異なるモードのリーク電流を検出することができる。

以上より、本発明の実施の形態４に係るテスト回路４００は、実施の形態１に係るテスト回路１００の効果に加え、受光素子間の多種のモードのリーク電流をテストすることができる。

なお、上記説明において、隣接しない受光素子に選択的に電流を供給するテストを行った後、異なる基準電圧を印加するテストを行うとしたが、電流の回り込みによる受光素子間のテストを行わない場合には、全ての増幅部１１１〜１１４に一括して電流を供給しテストを行った後、異なる基準電圧を印加するテストを行うことで、複数の増幅部のテストと、受光素子間の電圧差で検知できるリーク電流のテストを行うことができる。

本発明は、テスト回路に適用でき、特にＣＤプレーまたはＤＶＤプレーヤ等の光ドライブに用いられる光ピックアップ用PDICに内蔵されるテスト回路に適用できる。

本発明の実施の形態１に係るテスト回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るテスト回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態３に係るテスト回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態４に係るテスト回路の構成を示す図である。 従来のテスト回路の構成を示す図である。

符号の説明

１００、２００、３００、４００、５００ テスト回路
１０１〜１０４、２０３、２０４ 受光素子
１１１〜１１４、２１３、２１４、５２２〜５２ｎ 増幅部
１２１、１３１ 第１の電流供給部
１２２、１３２ 第２の電流供給部
１４１、５１０ 電流供給部
１５１〜１５４ スイッチ
１６０ 電圧供給部
５１１ 端子

Claims (6)

1. 複数の受光素子と、
   前記各受光素子からの光電流をそれぞれ電圧に変換する増幅手段と、
   前記受光素子および増幅手段に電流を供給する電流供給手段とを備え、
   前記電流供給手段は、前記複数の受光素子のうち行および列方向に互いに隣接しない複数の受光素子からなる第１受光素子群、および、前記第１受光素子群に含まれる受光素子に行および列方向に隣接する複数の受光素子からなる第２受光素子群に対して選択的に電流を供給する
   ことを特徴とするテスト回路。
2. 前記電流供給手段は、
   前記第１受光素子群に電流を供給する第１の電流供給部と、
   前記第２受光素子群に電流を供給する第２の電流供給部とを備え、
   前記第１の電流供給部は、前記第２の電流供給部が電流を供給している間は、電流を供給せず、
   前記第２の電流供給部は、前記第１の電流供給部が電流を供給している間は、電流を供給しない
   ことを特徴とする請求項１記載のテスト回路。
3. 前記電流供給手段は、前記第１受光素子群に含まれる第１の受光素子に第１の電流値の電流を供給し、前記第１受光素子群に含まれる第２の受光素子に第２の電流値の電流を供給する
   ことを特徴とする請求項１または２記載のテスト回路。
4. 前記電流供給手段は、
   電流を出力する電流供給部と、
   前記電流供給部の出力と、前記複数の受光素子および前記増幅手段との間にそれぞれ形成されるスイッチとを備える
   ことを特徴とする請求項１記載のテスト回路。
5. 前記テスト回路は、さらに、
   前記第１受光素子群に含まれる受光素子の光電流を変換する増幅手段に第１の基準電圧を供給し、前記第２受光素子群に含まれる受光素子の光電流を変換する増幅手段に第２の基準電圧を供給する電圧供給手段を備える
   ことを特徴とする請求項１記載のテスト回路。
6. 複数の受光素子からの光電流をそれぞれ電圧に変換する増幅部をテストするテスト方法であって、
   前記複数の受光素子のうち行および列方向に互いに隣接しない複数の受光素子からなる第１受光素子群、および、前記第１受光素子群に含まれる受光素子に行および列方向に隣接する複数の受光素子からなる第２受光素子群に対して選択的に電流を供給する電流供給ステップと、
   前記各増幅手段が変換した電圧を測定する測定ステップと、
   前記第１受光素子群に含まれる受光素子の光電流を変換する増幅部が変換した電圧に基づき、該増幅部が正常に動作しているか否かを判定する第１の判定ステップと、
   前記第２受光素子群に含まれる受光素子の光電流を変換する増幅部が変換した電圧に基づき、前記複数の受光素子間のリーク電流を判定する第２の判定ステップとを含む
   ことを特徴とするテスト方法。

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