JP2010032401A - 半導体試験装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】試験速度や装置構成に影響を与えることなく、高品質なクロック信号を被試験デバイスに供給することを目的とする。
【解決手段】DUT2のアナログ試験を行うアナログ試験部1を備える半導体試験装置であって、クロック信号を生成する第1のクロック信号生成部11および第2のクロック信号生成部12と、DUT2にアナログ波形を出力するアナログ波形出力部13とDUT2からアナログ波形を入力するアナログ波形入力部14とに生成されたクロック信号を分配するとともに、DUT2に対しても生成されたクロック信号を分配する第1のクロック信号分配部15および第2のクロック信号分配部16と、を備えている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、被試験デバイスの試験を行う半導体試験装置に関し、特にアナログ波形を入力して試験を行うアナログ試験部を備えた半導体試験装置に関するものである。
ICやLSI等の被試験デバイス(DUT:Device Under Test)に対してアナログ信号とデジタル信号とを入力して試験を行う半導体試験装置が、例えば特許文献1に開示されている。この半導体試験装置は、アナログ信号およびデジタル信号の2種類の信号を入力するために、アナログ試験を行うためのアナログ試験ボードとデジタル試験を行うためのデジタル試験ボードを搭載して、DUTの試験を行うようにしている。このうち、DUTのアナログ試験を行う対象としては、例えばA/D(アナログ・デジタル・コンバータ)やD/A(デジタル・アナログ・コンバータ)等がある。
図3は、アナログ試験を行うための従来の半導体試験装置の概略構成を示した図である。この半導体試験装置は、アナログ試験ボード101とDUT102とを備えて概略構成している。アナログ試験ボード101は、第1のクロック信号生成部111と第2のクロック信号生成部112とアナログ波形出力部113とアナログ波形入力部114と第1のクロック信号分配部115と第2のクロック信号分配部116と第1のスイッチ部117と第2のスイッチ部118とを備えて概略構成している。
第1のクロック信号生成部111および第2のクロック信号生成部112は、図示しない基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成部から基準クロック信号を入力してクロック信号を生成する。第1のクロック信号生成部111と第2のクロック信号生成部112とは、それぞれ異なる周波数のクロック信号F1とF2とを生成する。アナログ波形出力部113は、第1のクロック信号生成部111が生成したクロック信号F1のタイミングに基づいて、所定のアナログ試験を行うためのアナログ波形を生成してDUT102に出力する。また、アナログ波形入力部114は、第2のクロック信号生成部112が生成したクロック信号F2のタイミングに基づいて、DUT2からアナログ波形を入力する。
第1のクロック信号分配部115は第1のクロック信号生成部111から出力されたクロック信号を分配するための分配回路であり、第2のクロック信号分配部116は第2のクロック信号生成部112から出力されたクロック信号を分配するための分配回路である。図3の例では、第1のクロック信号分配部115はアナログ波形出力部113とアナログ波形入力部114とにクロック信号F1を分配し、第2のクロック信号分配部116はアナログ波形出力部113とアナログ波形入力部114とにクロック信号F2を分配している。第1のクロック信号分配部115および第2のクロック信号分配部116と、アナログ波形出力部113およびアナログ波形入力部114との間には、第1のスイッチ部117と第2のスイッチ部118とが設けられている。第1のスイッチ部117は、クロック信号F1とF2とのうち何れか一方を選択して、アナログ波形出力部113に対して出力をするための高周波スイッチであり、第2のスイッチ部118は、クロック信号F1とF2とのうち何れか一方を選択して、アナログ波形入力部114に対して出力をするための高周波スイッチである。
以上の構成における動作について説明する。図示しない基準クロック信号生成部から出力された基準クロック信号に基づいて、第1のクロック信号生成部111と第2のクロック信号生成部112とはそれぞれ異なる周波数のクロック信号F1とF2とを生成する。クロック信号F1は第1のクロック信号分配部115により、アナログ波形出力部113とアナログ波形入力部114とに向けて分配される。クロック信号F2は第2のクロック信号分配部116により、アナログ波形出力部113とアナログ波形入力部114とに向けて分配される。第1のスイッチ部117はクロック信号F1とF2とのうち何れか一方を選択してアナログ波形出力部113に出力し、第2のスイッチ部118はクロック信号F1とF2とのうち何れか一方を選択してアナログ波形入力部114に出力する。図3の例では、第1のスイッチ部117はクロック信号F1を選択し、また第2のスイッチ部118もクロック信号F1を選択している。従って、アナログ波形出力部113はクロック信号F1のタイミングに基づいて、DUT102に対してアナログ波形を出力し、アナログ波形入力部114はクロック信号F1のタイミングに基づいて、DUT102からアナログ波形を入力する。
特開2003−248039号公報
図3のような従来の半導体試験装置の場合、アナログ波形出力部113およびアナログ波形入力部114には、クロック信号F1とF2とのうち何れか一方が必ず入力される構成となっているが、DUT102には直接的にクロック信号が入力されない。従って、DUT102にアナログ試験ボード101と同期したクロック信号が必要な場合には、アナログ波形出力部113とDUT2とを結ぶ信号経路(波形出力経路121とする)またはアナログ波形入力部114とDUT2とを結ぶ信号経路(波形入力経路122とする)の何れかを利用することにより、クロック信号がDUT102に供給される。
ただし、波形出力経路121および波形入力経路122はそれぞれアナログ波形を出力および入力するための信号経路であるため、これらの信号経路をクロック信号供給用として使用すると、クロック信号を供給している間はアナログ波形を入出力することができなくなり、テスト効率が低下して試験速度が低速化する。特に、近年の半導体試験装置では試験速度の高速化の要請が高いため、クロック信号のためにアナログ波形の入出力に影響を与えることは回避しなければならない。
一方、半導体試験装置にはアナログボードとデジタルボードとの2種類が搭載されており、DUT102はデジタルボードにも接続されているため、デジタルボードの信号経路を利用してクロック信号を供給するようにすれば、前記の試験速度の低速化といった問題は回避できる。ただし、デジタルボードで使用される信号はデジタル信号であり、デジタル回路特有のノイズやジッタ等の問題により、アナログのクロック信号の信号品質が劣化する。これにより、高品質なクロック信号をDUT102に供給することができないという問題が生じる。
また、アナログボードとデジタルボードとの他にクロック信号を供給するための専用のボードを設ければ、波形出力経路121や波形入力経路122を使用することがないことから、試験速度が低速になることはなく、またデジタルボードの信号経路を利用することもないことから、ノイズやジッタ等の問題が生じることもない。しかし、クロック信号供給用の専用ボードを半導体試験装置に実装しなければならず、実装スペースが増加し、装置構成の大型化や複雑化といった問題を招来する。
そこで、本発明は、試験速度や装置構成に影響を与えることなく、高品質なクロック信号を被試験デバイスに供給することを目的とする。
以上の課題を解決するため、本発明の請求項1の半導体試験装置は、被試験デバイスのアナログ試験を行うアナログ試験部を備える半導体試験装置であって、クロック信号を生成する1または複数のクロック信号生成部と、前記クロック信号生成部にそれぞれ接続され、前記アナログ試験部の内部と前記被試験デバイスとに前記クロック信号を分配するクロック信号分配部と、を備えたことを特徴とする。
この半導体試験装置によれば、クロック信号分配部によりアナログ試験部の内部だけではなく、被試験デバイスに向けてクロック信号を分配しているため、アナログ試験部に備えられる他の手段のための信号経路を利用することなく被試験デバイスにクロック信号を供給できる。また、デジタルボードやクロック信号供給の専用ボードを使用する必要もなくなる。このため、試験速度や装置構成に影響を与えることなく、アナログ試験部と同期した高品質なクロック信号を被試験デバイスに供給できるようになる。
本発明の請求項2の半導体試験装置は、請求項1記載の半導体試験装置において、前記アナログ試験部は、前記クロック信号分配部から分配された前記クロック信号に基づいて、前記被試験デバイスにアナログ波形を出力するアナログ波形出力部と、前記クロック信号分配部から分配された前記クロック信号に基づいて、前記被試験デバイスからアナログ波形を入力するアナログ波形入力部と、を備えたことを特徴とする。
この半導体試験装置によれば、アナログ試験部に備えられるアナログ波形出力部やアナログ波形入力部を使用することなく高品質なクロック信号が被試験デバイスに供給される。従って、アナログ波形の入出力とクロック信号の供給とは別個独立にすることができ、試験速度が低速になることを回避できるようになる。
本発明の請求項3の半導体試験装置は、請求項1記載の半導体試験装置において、前記クロック信号分配部から前記被試験デバイスに分配される前記クロック信号の信号経路に、前記クロック信号を分周する分周部を備えたことを特徴とする。
この半導体試験装置によれば、分周部によりクロック信号が分周されるため、クロック信号生成部により生成されたクロック信号の周波数と異なる周波数のクロック信号を被試験デバイスに供給できるようになる。
本発明の請求項4の半導体試験装置は、請求項2記載の半導体試験装置において、前記アナログ波形出力部と前記アナログ波形入力部と前記被試験デバイスとにそれぞれ設けられ、複数のクロック信号のうち1つのクロック信号を選択するスイッチ部を備えたことを特徴とする。
この半導体試験装置によれば、アナログ波形出力部とアナログ波形入力部と被試験デバイスとに複数のクロック信号のうち1つのクロック信号を選択して供給することが可能になる。複数のクロック信号生成部がそれぞれ異なるクロック信号を生成している場合は、アナログ波形出力部とアナログ波形入力部と被試験デバイスとに対してそれぞれ異なる周波数のクロック信号を供給することができるようになる。
本発明の請求項5の半導体試験装置は、請求項1記載の半導体試験装置において、前記被試験デバイスと複数のクロック信号分配部とがそれぞれ接続されていることを特徴とする。
この半導体試験装置によれば、複数のクロック信号分配部から分配される各クロック信号がそれぞれ被試験デバイスに供給される。各クロック信号の周波数が異なる場合には、周波数の異なる複数のクロック信号を被試験デバイスに供給できるようになる。
本発明の請求項6の半導体試験装置は、請求項5記載の半導体試験装置において、前記クロック信号分配部から前記被試験デバイスに分配される前記クロック信号の信号経路に、前記クロック信号を分周する分周部を備えたことを特徴とする。
この半導体試験装置によれば、被試験デバイスに供給される複数のクロック信号の周波数をそれぞれの分周部により適宜変化させることができる。従って、被試験デバイスに供給するクロック信号の周波数の選択の幅を広げることができるようになる。
本発明は、クロック信号分配部によりクロック信号をアナログ試験部の内部に供給するとともに、被試験デバイスに対しても供給しているため、アナログ試験部に備えられる他の手段の信号経路やデジタル試験部の信号経路を利用することがなく、またクロック信号供給用の専用ボードを設ける必要がなくなる。このため、試験速度や装置構成に影響を与えることなく、高品質なクロック信号を被試験デバイスに供給できるようになる。
以下、本発明の実施形態について説明する。図1における半導体試験装置は、アナログ試験ボード1(アナログ試験部に相当)とDUT2とを備えて概略構成している。アナログ試験ボード1は、第1のクロック信号生成部11と第2のクロック信号生成部12とアナログ波形出力部13とアナログ波形入力部14と第1のクロック信号分配部15と第2のクロック信号分配部16と分周部17と第1のスイッチ部18と第2のスイッチ部19と第3のスイッチ部20とを備えて概略構成している。
第1のクロック信号生成部11と第2のクロック信号生成部12とは、図示しない基準クロック信号生成部から基準クロック信号を入力して、アナログ試験を行うためのクロック信号をそれぞれ生成する。ここでは、第1のクロック信号生成部11が生成するクロック信号をF1とし、第2のクロック信号生成部12が生成するクロック信号をF2とし、クロック信号F1とF2とはそれぞれ異なる周波数のクロック信号であるものとする。図1では、2つのクロック信号生成部を設けているが、クロック信号生成部は1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、クロック信号生成部を複数備える場合に、各クロック信号生成部は異なる周波数のクロック信号を生成するものであってもよいし、同じ周波数のクロック信号を生成するものであってもよい。
アナログ波形出力部13は、クロック信号F1またはF2に基づいて、DUT2に対してアナログ試験を行うためのアナログ波形を生成および出力を行う。アナログ波形入力部14は、クロック信号F1またはF2に基づいて、DUT2からアナログ波形を入力するアナログ波形入力部である。図示はしていないが、アナログ波形出力部13にはD/A(デジタル・アナログ・コンバータ)が備えられており、デジタルデータからアナログデータに変換してアナログ波形をDUT2に出力している。また、アナログ波形入力部14にはA/D(アナログ・デジタル・コンバータ)が備えられており、DUT2から入力したアナログ波形をアナログデータからデジタルデータに変換して、良否判定を行うようにしている。なお、D/AとA/Dとは、それぞれアナログ波形出力部13とアナログ波形入力部14との内部に備えるものであってもよいし、別個独立に備えるものであってもよい。また、良否判定を行う手段についても、アナログ波形入力部14の内部に備えるものであってもよいし、別個独立に備えるものであってもよい。
第1のクロック信号分配部15および第2のクロック信号分配部16は、それぞれ入力したクロック信号と同じ信号を複数出力するための分配部である。第1のクロック信号分配部15は第1のクロック信号生成部11に接続されており、入力したクロック信号F1をアナログ波形出力部13とアナログ波形入力部14とDUT2とに向けて分配している。また、第2のクロック信号分配部16は第2のクロック信号生成部12に接続されており、入力したクロック信号F2をアナログ波形出力部13とアナログ波形入力部14とDUT2とに向けて分配している。
アナログ波形出力部13およびアナログ波形入力部14はアナログ試験ボード1の内部に備えられる機構であり、DUT2はアナログ試験ボード1と接続される外部の機構である。第1のクロック信号分配部15および第2のクロック信号分配部16は、アナログ試験ボード1の内部の機構であるアナログ波形出力部13およびアナログ波形入力部14にクロック信号F1、F2を分配するととともに、外部の機構としてDUT2に対してクロック信号F1、F2を分配している。分周部17は入力したクロック信号F1またはF2を所定の周波数に分周するための分周器であり、DUT2に対して分配されるクロック信号F1またはF2の信号経路上に設けられる。
第1のクロック信号分配部15および第2のクロック信号分配部16とアナログ波形出力部13、アナログ波形入力部14および分周部17との間には第1のスイッチ部18と第2のスイッチ部19と第3のスイッチ部20とを設けている。第1のスイッチ部18は、第1のクロック信号分配部16から分配されたクロック信号F1と第2のクロック信号分配部16から分配されたクロック信号F2とのうち何れか一方が入力されるように選択するための高周波スイッチである。同様に、第2のスイッチ部19と第3のスイッチ部20とは、クロック信号F1とクロック信号F2とのうち何れか一方が入力されるように選択するための高周波スイッチである。図1の例では、クロック信号生成部を2つ備えているため、各スイッチ部を設けているが、クロック信号生成部が1つの場合には、生成されるクロック信号は1つであるため、複数のクロック信号から選択を行うためのスイッチ部を設ける必要はない。また、クロック信号生成部が3つ以上の場合には、各スイッチ部は3つ以上のクロック信号から1つのクロック信号を選択可能なような高周波スイッチを適用する。
以上の構成における動作について説明する。第1のクロック信号生成部11と第2のクロック信号生成部12とは基準クロック信号に基づいて、所定の周波数のクロック信号F1とF2とを生成する。第1のクロック信号生成部11はクロック信号F1を、アナログ波形出力部13に向けた信号経路(第1の出力部用信号経路31)とアナログ波形入力部14に向けた信号経路(第1の入力部用信号経路32)とDUT2に向けた信号経路(第1のDUT用信号経路33)とに分配する。同様に、第2のクロック信号生成部12はクロック信号F2を、アナログ波形出力部13に向けた信号経路(第2の出力部用信号経路34)とアナログ波形入力部14に向けた信号経路(第2の入力部用信号経路35)とDUT2に向けた信号経路(第2のDUT用信号経路36)とに分配する。
図1の例では、第1のスイッチ部18と第2のスイッチ部19と第3のスイッチ部20とは、全てクロック信号F1を入力するように選択を行っている。つまり、第1のスイッチ部18は第1の出力部用信号経路31を選択し、第2のスイッチ部19は第1の入力部用信号経路32を選択し、第3のスイッチ部20は第1のDUT用信号経路33を選択している。従って、アナログ波形出力部13とアナログ波形入力部14と分周部17とには、それぞれクロック信号F1が入力される。アナログ波形出力部13はクロック信号F1のタイミングに基づいて、DUT2に対してアナログ波形を出力し、アナログ波形入力部14はDUT2からクロック信号F1のタイミングに基づいて、DUT2からアナログ波形を入力する。
図1の例では、全てのスイッチ部がクロック信号F1を入力するようにしているが、各スイッチ部が選択するクロック信号を個別的に異ならせるようにしてもよい。例えば、第2のスイッチ部19が第2の入力部用信号経路35を接続するようにすれば、アナログ波形入力部14にはクロック信号F2が入力される。そうすると、アナログ波形出力部13とアナログ波形入力部14とには異なる周波数のクロック信号F1とF2とが入力されるため、異なる周波数でアナログ波形出力部13とアナログ波形入力部14とを動作させることができるようになる。前述したように、クロック信号の種類数をさらに増やせば(クロック信号生成部の数を増やせば)、クロック信号の周波数の選択の幅をさらに広げることが可能になる。
分周部17には分配されたクロック信号F1が入力され、クロック信号F1は所定の周波数に分周されて(分周率=Dとする)、クロック信号f1(=D×F1)になる。このクロック信号f1がDUT2に対して供給される。また、第3のスイッチ部20によりクロック信号F2が選択されている場合には、分周部17によりクロック信号F2は分周されてクロック信号f2(=D×F2)になる。従って、DUT2に対しては、第3のスイッチ部20の選択により、クロック信号f1またはf2の2種類のクロック信号から選択的にクロック信号が供給されるようになる。
分周部17をDUT2に合わせた分周率で分周を行うように設定すれば、DUT2の動作周波数に応じた周波数のクロック信号f1またはf2を供給できるようになる。なお、クロック信号F1またはクロック信号F2がDUT2の動作周波数と同じである場合には、分周部17の分周率DをD=1として、クロック信号F1またはF2を直接DUT2に供給してもよい。
ここで、アナログ試験ボード1とDUT2とはそれぞれ異なる機構であり、その間は複数の信号線を包含するケーブルにより接続される。そして、このケーブル内部に、波形出力経路37(DUT2とアナログ波形出力部13とを接続する信号経路)と波形入力経路38(DUT2とアナログ波形入力部14とを接続する信号経路)とクロック供給経路39(DUT2にクロック信号f1またはf2を供給する信号経路)とを構成する各信号線が内包される。半導体試験装置には、複数チャネルのアナログ試験ボード1が備えられており、ケーブル内部にはチャネル数分の各信号線が内包される。また、半導体試験装置には、アナログ試験ボード1の他にデジタル試験ボード(図示せず)も搭載されており、アナログ試験ボード1とデジタル試験ボードとで共通のケーブルを使用する場合、アナログ試験ボード1の信号線数はデジタル試験ボードの信号線数よりも少ないことから、アナログ試験ボード1に接続されるケーブル内には使用されない余剰の信号線が生じる。
そこで、DUT2に対してクロック信号を供給するための信号線としては、ケーブル内の余剰の信号線を利用するようにすることが好適である。余剰の信号線を活用することにより、クロック供給経路のための信号線を別途新たに設けなくても、クロック信号をDUT2に供給することが可能になる。また、波形出力経路および波形入力経路以外の信号経路のうち、他の信号を入出力する信号経路であり、且つ使用していないものがあれば、その信号経路をクロック信号供給用として共用することにようにしてもよい。
以上説明したように、クロック信号分配部を設けて、アナログ試験部の内部の手段であるアナログ波形出力部およびアナログ波形入力部とDUTとに対して、入力したクロック信号を分配するようにしている。これにより、DUTに対してクロック信号を供給するときに、アナログ波形を入出力する信号経路を使用することがないため、試験速度に影響を与えることがなくなる。また、デジタルボードを使用することなくクロック信号をDUTに供給できるため、ジッタやノイズ等の問題もなく、また専用のクロック供給ボードを設ける必要もないことから、装置構成が複雑化することもない。
次に、変形例について説明する。図2は、本発明の変形例を示した図であり、分周部を2つ設けた点で前述した例とは異なる。図2において、2つの分周部をそれぞれ第1の分周部41と第2の分周部42とし、第1の分周部41と第2の分周部42とは前述した例における分周部17と同じくクロック信号を所定の周波数に分周するためのものである。第1の分周部41の分周率をD1とし、第2の分周部42の分周率をD2とし、D1とD2とは異なるようにする。このため、第1の分周部41は入力したクロック信号F1をクロック信号f1(=D1×F1)に分周し、第2の分周部42は入力したクロック信号F2をクロック信号f2(=D2×F2)に分周する。なお、第1の分周部41と第2の分周部42とで同じ分周率を持たせるものであってもよい。
また、本変形例では、第3のスイッチ部20を備えておらず、第1の分周部41とDUT2との間を第1のクロック供給経路43で接続し、第2の分周部42とDUT2との間を第2のクロック供給経路44で接続している。このため、クロック信号f1とf2とのうち何れか一方が選択的にDUT2に対して供給されるのではなくクロック信号f1とf2との両者がDUT2に対して供給されるようになる。生成されるクロック信号F1とF2との周波数を異ならせ、また異なる分周率D1とD2とで分周することにより、周波数が大きく異なる2種類の周波数のクロック信号f1とf2とをDUT2に対して供給できるようになる。
図2の例では、第1の分周部41と第2の分周部42とを備えたものを例示しているが、分周する必要がない場合には、これらの分周器を備えないものであってもよい。この場合には、クロック信号F1とクロック信号F2とが、直接DUT2に対して供給されるようになる。また、クロック信号生成部を3つ以上備えるようにすれば、さらに多種類のクロック信号をDUT2に対して供給することができるようになる。
本発明の半導体試験装置の概略構成を示すブロック図である。 変形例における半導体試験装置の概略構成を示すブロック図である。 従来技術における半導体試験装置の概略構成を示すブロック図である。
符号の説明
1 アナログ試験部 2 アナログ試験部
11 第1のクロック信号生成部 12 第2のクロック信号生成部
13 アナログ波形出力部 14 アナログ波形入力部
15 第1のクロック信号分配部 16 第2のクロック信号分配部
17 分周部 18 第1のスイッチ部
19 第2のスイッチ部 20 第3のスイッチ部
41 第1の分周部 42 第2の分周部

Claims (6)

  1. 被試験デバイスのアナログ試験を行うアナログ試験部を備える半導体試験装置であって、
    クロック信号を生成する1または複数のクロック信号生成部と、
    前記クロック信号生成部にそれぞれ接続され、前記アナログ試験部の内部と前記被試験デバイスとに前記クロック信号を分配するクロック信号分配部と、
    を備えたことを特徴とする半導体試験装置。
  2. 前記アナログ試験部は、
    前記クロック信号分配部から分配された前記クロック信号に基づいて、前記被試験デバイスにアナログ波形を出力するアナログ波形出力部と、
    前記クロック信号分配部から分配された前記クロック信号に基づいて、前記被試験デバイスからアナログ波形を入力するアナログ波形入力部と、
    を備えたことを特徴とする請求項1記載の半導体試験装置。
  3. 前記クロック信号分配部から前記被試験デバイスに分配される前記クロック信号の信号経路に、前記クロック信号を分周する分周部を備えたことを特徴とする請求項1記載の半導体試験装置。
  4. 前記アナログ波形出力部と前記アナログ波形入力部と前記被試験デバイスとにそれぞれ設けられ、複数のクロック信号のうち1つのクロック信号を選択するスイッチ部を備えたことを特徴とする請求項2記載の半導体試験装置。
  5. 前記被試験デバイスと複数のクロック信号分配部とがそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項1記載の半導体試験装置。
  6. 前記クロック信号分配部から前記被試験デバイスに分配される前記クロック信号の信号経路に、前記クロック信号を分周する分周部を備えたことを特徴とする請求項5記載の半導体試験装置。
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