JP2010038709A - 半導体試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】増幅器の動作の安定化を図りつつ、消費電力の低減を図ることを目的とする。
【解決手段】第１の増幅器２３と第２の増幅器２４との間に第１の抵抗２５と第２の抵抗２６とを直列に接続し、第１の抵抗２５と第２の抵抗２６との中間点に接続される出力端子２７にＤＵＴ１２を接続した半導体試験装置１０であって、ＤＵＴ２が接続されているときには第１の増幅器２３と第２の増幅器２４とが異なる電圧を出力するように、ＤＵＴ１２が接続されていないときには第１の増幅器２４と第２の増幅器２５とが同じ電圧を出力するように制御を行う制御手段として、電源供給のオンまたはオフを切り替える電源供給スイッチ３１と、バイアス電圧源の機能のオンまたはオフを切り替えるバイアススイッチ３２と、各スイッチの切り替え制御を行うスイッチ制御部３３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、特に被試験デバイスに電源を供給する半導体試験装置に関するものである。

被試験デバイス（ＤＵＴ：Device Under Test）に所定の電源を供給して試験を行う半導体試験装置がある。この種の半導体試験装置には、ＤＵＴに流れ込む負荷電流を変動させないために、ＤＵＴの入力側に容量負荷を接続している。そして、半導体試験装置には、ＤＵＴに電圧を印加するための増幅器を用いているが、容量負荷が一定値以上大きくなると、増幅器の動作が不安定になる。これは、一般的な増幅器は、無負荷時（出力電流がゼロのとき）における消費電力を抑制するために、出力段のアイドリング電流を小さくしているからであり、これにより増幅器の出力インピーダンスが大きくなるからである。

この点を解消した技術が特許文献１に開示されている。図４は特許文献１に開示されている発明の概略構成図である。この半導体試験装置１００は、ｎ個の電源モジュール１０１−１〜１０１−ｎ（総称して電源モジュール１０１とする）と、ＤＵＴ１０２と、容量負荷１０３−１〜１０３−ｎ（総称して容量負荷１０３とする）とを備えて概略構成している。各電源モジュール１０１は、ＤＵＴ１０２に所定の電源を供給するものであり、ＤＵＴ１０２は試験対象である被試験デバイスである。図４の例では、ＤＵＴ１０２には電源モジュール１０１と接続するための複数の接続ピンが形成され、各接続ピンに各電源モジュール１０１が接続される。各容量負荷１０３は、各電源モジュール１０１とＤＵＴ１０２との間にそれぞれ接続されており、電源モジュール１０１からＤＵＴ１０２に対して流れる負荷電流が変動したとしても、電源端子の電位を変動させないために設けてある。

電源モジュール１０１は、ＤＡＣ１１１とバイアス電圧源１１２と第１の増幅器１１３と第２の増幅器１１４と第１の抵抗１１５と第２の抵抗１１６と出力端子１１７−１〜１１７−ｎ（総称して出力端子１１７とする）とを備えて概略構成している。ＤＡＣ１１１は図示しない電圧設定部から出力される設定値に基づいて設定電圧Ｖｉを出力するデジタル・アナログ・コンバータである。バイアス電圧源１１２は、一定のバイアス電圧Ｖｂを発生するための電圧源である。第１の増幅器１１３および第２の増幅器１１４は、それぞれ出力端子が反転入力端子に接続されてボルテージフォロワを形成している。また、第１の増幅器１１３の非反転入力端子にはバイアス電圧源１１２の正電圧端子が接続され、第２の増幅器１１４の非反転入力端子にはバイアス電圧源１１２の負電圧端子が接続されている。

第１の増幅器１１３の出力端子と第２の増幅器１１４の出力端子との間には第１の抵抗１１５と第２の抵抗１１６とが直列接続されており、第１の抵抗１１５は第１の増幅器１１３に接続され、第２の抵抗１１６は第２の増幅器１１４に接続されている。第１の抵抗１１５と第２の抵抗１１６との中間点は出力端子１１７に接続されており、この出力端子１１７にＤＵＴ１０２が接離可能に接続される。

ＤＡＣ１１１から出力される設定電圧Ｖｉは第１の増幅器１１３に入力される。第１の増幅器１１３はボルテージフォロワを形成しているため、出力側からは同じ電圧Ｖｉが出力される。一方、第２の増幅器１１４とＤＡＣ１１１との間にはバイアス電圧源１１２が介在しているため、第２の増幅器１１４にはバイアス電圧Ｖｂを減じた電圧Ｖｉ−Ｖｂが入力される。第２の増幅器１１４もボルテージフォロワを形成しているため、電圧Ｖｉ−Ｖｂが第２の増幅器１１４から出力される。従って、第１の増幅器１１３からの出力電圧Ｖｉと第２の増幅器１１４からの出力電圧Ｖｉ−Ｖｂとの差電圧Ｖｂ（＝Ｖｉ−（Ｖｉ−Ｖｂ））が、直列接続された第１の抵抗１１５（抵抗値Ｒ１とする）と第２の抵抗１１６（抵抗値Ｒ２とする）とに分圧される。この差電圧Ｖｂはバイアス電圧Ｖｂであり、設定電圧Ｖｉの値によらず一定である。そして、出力端子１１７は、第１の抵抗１１５と第２の抵抗１１６との中間地点に設けられているため、出力端子１１７の出力電圧Ｖｄは、
Ｖｄ＝Ｖｉ−Ｖｂ×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。

一方、第１の増幅器１１３と第２の増幅器１１４との間には、第１の抵抗１１５と第２の抵抗１１６とが直列接続されており、差電圧はＶｂとなっていることから、バイアス電流Ｉｂ（Ｉｂ＝Ｖｂ／（Ｒ１＋Ｒ２））が流れることになる。このバイアス電流Ｉｂは設定電圧Ｖｉによらない一定値の電流であり、第１の増幅器１１３からバイアス電流Ｉｂが流れることにより、第１の増幅器１１３の出力インピーダンスを低い値で安定させるようにしている。第１の増幅器１１３の出力インピーダンスを低い値にすることで、高負荷の容量負荷１０３を接続したとしても、第１の増幅器１１３の動作を安定化させている。
特開２００８−３０３７号公報

前述した特許文献１では、バイアス電流Ｉｂを流すことにより、第１の増幅器１１３の動作安定化を図り、高負荷の容量負荷１０３を接続することができるという点で非常に有利な効果を奏する一方で、バイアス電流Ｉｂは常時流れている状態になっている。ＤＵＴ１０２の試験を行っていない状況下では、バイアス電流Ｉｂを流して増幅器の動作安定化を図る必要性はなく、却ってバイアス電流Ｉｂを流すことにより、消費電力の増大を招来する。例えば、ＤＵＴ１０２の交換作業を行っているときや半導体試験装置１００のメンテナンスを行っているとき等においても、本来的には必要のない第１の増幅器１１３の動作安定化のためのバイアス電流Ｉｂを消費していることになる。特に、ＤＵＴ１０２の試験の非稼動時間が長時間になるほど、本来的には必要のない消費電力は大きくなる。

そこで、本発明では、増幅器の動作の安定化を図りつつ、消費電力の低減を図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、第１の増幅器と第２の増幅器との間に第１の抵抗と第２の抵抗とを直列に接続し、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との中間点に接続される出力端子に被試験デバイスを接続した半導体試験装置であって、前記被試験デバイスが接続されているときには前記第１の増幅器と前記第２の増幅器とが異なる電圧を出力するように、前記被試験デバイスが接続されていないときには前記第１の増幅器と前記第２の増幅器とが同じ電圧を出力するように制御を行う制御手段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、被試験デバイスが接続されているときには、第１の増幅器の動作を安定化させるためのバイアス電流が流れ、被試験デバイスが接続されていないときには、バイアス電流は流れなくなる。これにより、増幅器の動作安定化と消費電力の低減とを同時に達成できるようになる。

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、前記制御手段は、前記被試験デバイスに対する電源供給のオンまたはオフを切り替える電源供給スイッチと、前記第１の増幅器と前記第２の増幅器とに異なる電圧を入力するためのバイアス電圧源の機能のオンまたはオフを切り替えるバイアススイッチと、前記電源供給スイッチの切り替え動作とバイアススイッチの切り替え動作とを連動させるスイッチ制御部と、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、スイッチ制御部が電源供給スイッチとバイアススイッチとのスイッチ制御を行うことで、被試験でバイアスに対する電源供給とバイアス電圧源の機能とを選択的に切り替えることができるようになる。これにより、必要なときはバイアス電流を流し、必要でないときにはバイアス電流を流さないようにすることができるようになる。

本発明の請求項３の半導体試験装置は、請求項２記載の半導体試験装置において、前記バイアス電圧源を前記第１の増幅器の入力側と前記第２の増幅器の入力側との間に接続し、前記バイアススイッチを前記バイアス電圧源の両端を接続する経路上に設けたことを特徴とする。

この半導体試験装置によれば、バイアススイッチのオン・オフの切り替え動作により、バイアス電圧源を有効・無効にすることができ、バイアス電流の制御を選択的に切り替えることができるようになる。

本発明の半導体試験装置は、被試験デバイスが接続されているときには第１の増幅器と第２の増幅器とが異なる電圧を出力するようにし、被試験デバイスが接続されていないときには第１の増幅器と第２の増幅器とが同じ電圧を出力するように制御している。これにより、被試験デバイスの試験を行っているときにはバイアス電流を流し、被試験デバイスの試験を行っていないときにはバイアス電流を流さないようにでき、動作安定化と消費電力の抑制とを達成できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１において、本発明の半導体試験装置１０は、複数の電源モジュール１１−１〜１１−ｎ（総称して、電源モジュール１１とする）とＤＵＴ１２と複数の容量負荷１３−１〜１３−ｎ（総称して、容量負荷１３とする）とを備えて概略構成している。ＤＵＴ１２および容量負荷１３は、それぞれ従来の技術で説明したＤＵＴ１０２および容量負荷１０３と同じであるため、説明を省略する。

各電源モジュール１１は、ＤＵＴ１２に所定の電圧を供給して試験を行う点で従来の技術で説明した電源モジュール１０１と同じであるが、一部の構成が異なっている。各電源モジュール１１は、ＤＡＣ２１とバイアス電圧源２２と第１の増幅器２３と第２の増幅器２４と第１の抵抗２５と第２の抵抗２６とｎ個の出力端子２７−１〜２７−ｎ（総称して、出力端子２７とする）とを備えており、これらの構成は従来の技術と同じである。一方、各電源モジュール１１は、電源供給スイッチ３１とバイアススイッチ３２とスイッチ制御部３３とを備えている点で従来の技術と異なる。これらの電源供給スイッチ３１とバイアススイッチ３２とスイッチ制御部３３とは、ＤＵＴ１２の接続状況によって、第１の増幅器２３と第２の増幅器２４とが同じ電圧を出力するようにするか、または異なる電圧を出力するようにするかの制御を行う制御手段としての機能を発揮する。そして、第１の抵抗２５と第２の抵抗２６との間の中間点と出力端子２７との間を結ぶ経路を電源供給経路４１とし、バイアス電圧源２２の正電圧端子と負電圧端子との両端を接続する経路をバイアス回避経路４２とする。

電源供給スイッチ３１は電源供給経路４１上に設けられるスイッチであり、電源供給スイッチ３１がオンのときには電源供給経路４１が接続された状態になり、電源モジュール１１からＤＵＴ２に対して電源が供給される。一方、電源供給スイッチ３１がオフのときには電源供給経路４１が非接続の状態になり、電源モジュール１１からＤＵＴ２に対して電源は供給されない。また、バイアススイッチ３２はバイアス回避経路４２上に設けられるスイッチである。バイアス回避経路４２はバイアス電圧源２２の正電圧端子と負電圧端子とを接続している経路であり、バイアススイッチ３２がオンのときにはバイアス電圧源２２の両端が接続された状態になる。この場合には、バイアス電圧源２２は無効な状態になり、バイアス電圧Ｖｂは発生しない。一方、バイアススイッチ３２がオフのときにはバイアス電圧源２２の両端は接続されていない状態になるため、この場合には、バイアス電圧源２２は有効な状態になり、バイアス電圧Ｖｂを発生する。

スイッチ制御部３３は、電源供給スイッチ３１のオン・オフの切り替え動作と連動してバイアススイッチ３２のオン・オフの切り替え動作を行う制御を行なう。つまり、電源供給スイッチ３１をオンに切り替えたときには、バイアススイッチ３２をオフに切り替え、電源供給スイッチ３１をオフに切り替えたときには、バイアススイッチ３２をオンに切り替える制御を行っている。電源供給スイッチ３１とバイアススイッチ３２とはリレースイッチで構成しており、スイッチ制御部３３は一方のリレースイッチの切り替えに連動して他方のリレースイッチの切り替え動作を行っている。

次に、以上の構成における動作について説明する。最初に、電源モジュール１１からＤＵＴ２に電源を供給している場合について説明する。ＤＵＴ２に電源を供給する場合には、スイッチ制御部３３は電源供給スイッチ３１をオンに切り替え、この切り替え動作に連動してバイアススイッチ３２をオフに切り替える制御を行う。この場合、ＤＡＣ２１は、図示しない電圧設定部からの信号を入力して、設定電圧Ｖｉを出力し、第１の増幅器２３には設定電圧Ｖｉが入力される。このときには、バイアススイッチ３２はオフになっており、バイアス電圧源２２のバイアス電圧Ｖｂは有効に発生している。従って、第１の増幅器２３には設定電圧Ｖｉが入力され、第２の増幅器２４には設定電圧Ｖｉからバイアス電圧Ｖｂを減じたＶｉ−Ｖｂの電圧が入力される。つまり、第１の増幅器２３と第２の増幅器２４とには異なる電圧が入力される。

第１の増幅器２３および第２の増幅器２４はボルテージフォロワを形成しており、入力された電圧と同じ電圧が出力される。つまり、第１の増幅器２３からは電圧Ｖｉが、第２の増幅器２４からは電圧Ｖｉ−Ｖｂが出力される。従って、直列に接続されている第１の抵抗２５（抵抗値Ｒ１とする）および第２の抵抗２６（抵抗値Ｒ２とする）の両端の電位差は「Ｖｉ−（Ｖｉ−Ｖｂ）」となり、バイアス電圧Ｖｂとなる。このバイアス電圧Ｖｂによりバイアス電流Ｉｂ（Ｉｂ＝Ｖｂ／（Ｒ１＋Ｒ２））が流れ、バイアス電圧Ｖｂは直列接続された第１の抵抗２５と第２の抵抗２６とにより分圧されて、出力端子２７の出力電圧Ｖｄが出力される。この出力電圧Ｖｄは、
「Ｖｄ＝Ｖｉ−Ｖｂ×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）」となる。

第１の増幅器２３からバイアス電流Ｉｂが流れることにより、第１の増幅器２３の出力インピーダンスが低下する。第１の増幅器２３の動作安定条件は、第１の増幅器２３の出力インピーダンスに反比例して条件が緩和されるため、第１の増幅器の出力インピーダンスを低下させることにより動作安定条件が緩和、つまり高負荷の容量負荷１３に対しても、その動作を安定させることができるようになる。

次に、電源モジュール１１からＤＵＴ２に電源を供給しない場合について説明する。この場合には、スイッチ制御部３３は、電源供給スイッチ３１をオフに切り替え、この切り替え動作に連動してバイアススイッチ３２をオンに切り替える。電源供給スイッチ３１がオフの場合には、電源モジュール１１とＤＵＴ１２とは非接続の状態になっており、容量負荷１３と第１の増幅器２３とは切り離された状態にある。このため、容量負荷１３が高負荷であることに基づく動作不安定の問題は生じない。従って、この状況下で、バイアス電流Ｉｂを流す必要はなく、逆に流す必要のない電流を流すことにより、不必要な電力を消費していることになる。

一方、スイッチ制御部３３はバイアススイッチ３２をオンに切り替えているため、バイアス電圧源２２の両端が接続された状態になる。このため、バイアス電圧源２２が無効な状態になり、バイアス電圧Ｖｂは生じなくなる。従って、第１の増幅器２３と第２の増幅器２４とには同じ電圧Ｖｉが入力される。第１の増幅器２３および第２の増幅器２４はボルテージフォロワを形成しているため、入力電圧と同じ電圧（Ｖｉ）を出力する。このため、直列接続されている第１の抵抗２５および第２の抵抗２６には電流が流れなくなる。これにより、自動的にバイアス電流Ｉｂを流さないように制御を切り替えることができ、不必要な電力消費を抑制することができる。

つまり、必要なとき（ＤＵＴ１２が接続されているとき）にはバイアス電流Ｉｂを流すことにより、容量負荷１３に対する動作安定化を図り、必要でないとき（ＤＵＴ１２が接続されていないとき）にはバイアス電流Ｉｂを流さないことにより、消費電力を抑制することができるようになる。

例えば、ＤＵＴ１２に必要な電源を約３ボルトとし、第１の増幅器２３に持たせる余裕分（ヘッドルーム）を約５ボルトとして見込むと、第１の増幅器２３には±１０ボルトの出力電圧（図１中の第１の増幅器２３の上部Ｖ＋と下部Ｖ−との間の電圧）を持たせるようにしている。また、容量負荷１３として１ミリファラド程度の大きな容量の負荷を接続した場合に、第１の増幅器２３を安定的に動作させるために必要なバイアス電流Ｉｂは約１００ミリアンペアが必要となる。第１の増幅器２３は±１０ボルトであるため、約２ワット（２０ボルト×１００ミリアンペア）程度の電力が動作安定化のためのバイアス電流Ｉｂのために必要になる。

図１にも示しているように、半導体試験装置１はｎ個の電源モジュール１１−１〜１１−ｎから構成されており、各電源モジュール１１のそれぞれに動作安定化のためのバイアス電圧源２２を設けている。例えば、電源モジュール１１の個数が１０個である場合には、合計として２０ワット程度の電力が第１の増幅器２３の動作安定化のために消費される。そこで、ＤＵＴ１２が接続しないときには、スイッチ制御部３３は電源供給スイッチ３１をオフに切り替え、この切り替え動作に連動してバイアススイッチ３２をオフに切り替えることで、前記の２０ワットの電力を消費しないようにしている。特に、各電源モジュール１１の非稼動状態の時間が長いときには、さらに消費電力の抑制効果が向上することになる。

また、半導体試験装置１は、多種多様な種類のＤＵＴ１２に対応すべく、電源モジュール１１の数は予め余裕を持たせている。そうすると、ＤＵＴ１２の接続ピン数（ｍ）に対して電源モジュール１１の数（ｎ）が多い場合（つまり、ｍ＜ｎの場合）には、余剰の電源モジュール１１が生じる。例えば、ＤＵＴ１２のピン数が７個であり、電源モジュール１１の数が１０個である場合には、３個の電源モジュール１１が余剰になり、これら３個の電源モジュール１１については稼動状態にする必要はない。ＤＵＴ１２の試験時間はある程度長いことから、これら余剰の電源モジュール１１に長時間バイアス電流を流しておくと、本来的には必要のない電力を大きく消費する。

本発明では、稼動状態の７個の電源モジュール１１については、電源供給スイッチ３１をオンおよびバイアススイッチ３２をオフに切り替えるように、非稼動状態の３個の電源モジュール１１については、電源供給スイッチ３１をオフおよびバイアススイッチ３２をオンに切り替えるように、各スイッチ制御部３３が制御を行っている。これにより、複数の電源モジュール１１の個別的な稼動状態に応じて、第１の増幅器２３の動作安定化または消費電力の抑制の何れの機能を有効にするかを選択しているため、動作安定化を図りつつ、同時に消費電力の抑制を図ることができるようになる。

以上説明したように、スイッチ制御部３３が、ＤＵＴ２の接続状況によって、電源供給スイッチ３１とバイアススイッチ３２との切り替え動作を連動して行っているため、必要なときにはバイアス電流Ｉｂを流し、必要でないときにはバイアス電流Ｉｂを流さないようにすることができる。これにより、動作安定化と消費電力の抑制との両者を達成することができるようになる。

ここで、スイッチ制御部３３はＤＵＴ２の接続状況によって電源供給スイッチ３１とバイアススイッチ３２との制御を行っているが、ＤＵＴ２の接続状況を検出するために、例えば第１の抵抗２５に流れる電流を検出する適宜の電流検出手段や電源供給スイッチ３１と出力端子２７との間に適宜の電流検出手段を設けて、ＤＵＴ１２の接続状況を検出するようにしてもよい。勿論、別途の手段によりＤＵＴ２の接続状況を検出してもよい。

次に、図２に第１の変形例を示す。図２の例では、負電源５１と正電源５２と第３の抵抗５３（抵抗値Ｒ３）と第４の抵抗５４（抵抗値Ｒ４）と第５の抵抗５５（抵抗値Ｒ５）と第６の抵抗５６（抵抗値Ｒ６）と第１のバイアススイッチ３４と第２のバイアススイッチ３５とを備えている。

図２において、負電源５１は負の電圧ＶＥＥを出力する電圧源であり、正電源５２は正の電圧ＶＣＣを出力する電圧源である。第３の抵抗５３は第１の増幅器２３の出力側に接続されており、第４の抵抗５４は負電源５１に接続されている。第５の抵抗５５は第２の増幅器２４の出力側に接続されており、第６の抵抗は正電源５２に接続されている。第１の増幅器２３の反転入力端子は、第３の抵抗５３および第４の抵抗５４に接続され、第２の増幅器２４の反転入力端子は、第５の抵抗５５および第６の抵抗５６に接続されている。第１の増幅器２３および第２の増幅器２４の非反転入力端子はＤＡＣ２１に接続されている。本変形例では、負電源５１が接続される経路上に第１のバイアススイッチ３４を設け、正電源５２が接続される経路上に第２のバイアススイッチ３５を設けている。

そして、スイッチ制御部３３は、電源供給スイッチ３１と第１のバイアススイッチ３４と第２のバイアススイッチ３５との３つのリレースイッチの制御を行っている。なお、負電源５１と正電源５２とは、負の電圧ＶＥＥと正の電圧ＶＣＣとをそれぞれ出力しているが、各電源が異なる電圧を出力するものであれば、両者とも正または負であるものでもよい。

以上の構成において、ＤＵＴ１２が電源モジュール１１に接続されている場合には、スイッチ制御部３３は電源供給スイッチ３１をオンに切り替える動作を行い、この切り替え動作に連動して第１のバイアススイッチ３４および第２のバイアススイッチ３５をオンに切り替える制御を行う。第１の増幅器２３の反転入力端子には第３の抵抗５４および第４の抵抗５４が接続され、第２の増幅器２４の反転入力端子には第５の抵抗５５および第６の抵抗５６が接続され、第１の増幅器２３および第２の増幅器２４の非反転入力端子にはＤＡＣ２１が直接接続されていることから、第１の増幅器２３の出力電圧Ｖ１と第２の増幅器２４の出力電圧Ｖ２とは、それぞれ
Ｖ１＝（１＋Ｒ３／Ｒ４）×Ｖｉ−Ｒ３／Ｒ４×ＶＥＥ
Ｖ２＝（１＋Ｒ５／Ｒ６）×Ｖｉ−Ｒ５／Ｒ６×ＶＣＣ
となる。このため、第１の増幅器２３の出力電圧Ｖ１と第２の増幅器２４の出力電圧Ｖ２とは異なり、一定の差電圧Ｖｂを出力する。この差電圧Ｖｂは、Ｒ３＝Ｒ５、Ｒ２＝Ｒ４とし、Ｒ３／Ｒ４＝Ｒ５／Ｒ６＝ｍとすると、
Ｖｂ＝Ｖ１−Ｖ２＝ｍ×（ＶＣＣ−ＶＥＥ）
となる。つまり、ＤＡＣ２１の出力電圧Ｖｉにかかわらず、一定の差電圧Ｖｂが発生し、これがバイアス電圧Ｖｂとなる。そして、このバイアス電圧Ｖｂにより第１の抵抗２５および第２の抵抗２６にはバイアス電流Ｉｂが流れる。これにより、第１の増幅器２３の動作安定化を図れる。

一方、ＤＵＴ１２が電源モジュール１１に接続されていない場合には、スイッチ制御部３３は電源供給スイッチ３１をオフに切り替え、この切り替え動作に連動して第１のバイアススイッチ３４および第２のバイアススイッチ３５をオフに切り替える制御を行う。第１のバイアススイッチ３４および第２のバイアススイッチ３５がオフになっていることから、負電源５１および正電源５２は無効になる。従って、第１の増幅器２３の反転入力端子と第２の増幅器２４の反転入力端子とには同じ電圧が入力されることになり、第１の増幅器２３の出力電圧Ｖ１と第２の増幅器２４の出力電圧Ｖ２とは同じになる。これにより、第１の抵抗２５および第２の抵抗２６にバイアス電流Ｉｂが流れなくなり、ＤＵＴ１２が接続されていない場合には、消費電力の抑制を図ることができる。

この例においては、第１のバイアススイッチ３４および第２のバイアススイッチ３５は、バイアス電圧源に相当する正電源５２および負電源５１を切り離すために設けたスイッチであり、図１の例とは、オン・オフの動作が異なる。つまり、ＤＵＴ１２に対して電源供給を行うときには、正電源５２および負電源５１を有効にするために、電源供給スイッチ３１をオンに切り替えるとともに、第１のバイアススイッチ３２および第２のバイアススイッチ３２もオフに切り替える制御をスイッチ制御部３３が行う。そして、ＤＵＴ１２に対して電源供給を行わないときには、正電源５２および負電源５１を無効にするために、電源供給スイッチ３１をオフに切り替えるとともに、第１のバイアススイッチ３２および第２のバイアススイッチ３２もオフに切り替える制御をスイッチ制御部３３が行う。これにより、第１の変形例においても、ＤＵＴ１２の接続状況に応じて、バイアス電流Ｉｂを流すか否かを選択しているため、動作安定化と消費電力の抑制とを達成できる。

次に、図３を用いて、バイアス電流を流すための第２の変形例を示す。この例では、定電流源６１を新たに備えている。定電流源６１は所定の電流Ｊｂを出力する電流源であり、定電流源６１の入力側は正電源５２に接続されている。第１の増幅器２３の出力端子は反転入力端子に接続され、非反転入力端子はＤＡＣ２１に接続されている。第２の増幅器２４の出力端子は第５の抵抗５５および定電流源６１に接続されており、非反転入力端子はＤＡＣ２１に接続されている。本変形例では、定電流源６１の出力側にバイアススイッチ３６を設けており、スイッチ制御部３３は電源供給スイッチ３１とバイアススイッチ３６との切り替え制御を行なっている。

本変形例では、スイッチ制御部３３は、電源供給スイッチ３１をオンに切り替えたときには、この切り替え動作に連動してバイアススイッチ３６もオンに切り替え、電源供給スイッチ３１をオフに切り替えたときには、この切り替え動作に連動してバイアススイッチ３６もオフに切り替える制御を行う。

この例における動作を説明する。ＤＵＴ１２が接続されているときには、スイッチ制御部３３は、電源供給スイッチ３１をオンに切り替え、バイアススイッチ３６をオンに切り替える制御を行う。この場合には、定電流源６１が流れる。そして、第１の増幅器２３の反転入力端子と出力端子とが接続されており、第２の増幅器２４の反転入力端子には第５の抵抗５５および定電流源６１が接続されているため、第１の増幅器２３の出力電圧Ｖ１および第２の増幅器２４の出力電圧Ｖ２は、それぞれ
Ｖ１＝Ｖｉ
Ｖ２＝Ｖｉ−Ｊｂ×Ｒ５
になる。従って、第１の増幅器２３の出力電圧Ｖ１と第２の増幅器２４の出力電圧Ｖ２との差電圧Ｖｂは、
Ｖｂ＝Ｖ１−Ｖ２＝Ｊｂ×Ｒ５
になる。この差電圧Ｖｂがバイアス電圧Ｖｂとなり、第１の抵抗２５および第２の抵抗２６にバイアス電流Ｉｂを流す。そして、バイアス電圧ＶｂはＤＡＣ２１の出力電圧Ｖｉによらず一定であり、バイアス電流Ｉｂも常に一定の電流が流れることになる。これにより、第１の増幅器２３の動作安定化を図れる。

一方、ＤＵＴ１２を接続しないときには、スイッチ制御部３３は電源供給スイッチ３１をオフに切り替え、バイアススイッチ３６をオフに切り替える制御を行う。これにより、定電流源６１からの電流Ｊｂは流れなくなる。そうすると、第２の増幅器２４の反転入力端子には出力端子から出力される電圧がそのまま入力されるため、第２の増幅器２４の出力電圧はＶｉとなる。よって、第１の増幅器２３と第２の増幅器２４との出力電圧は両者ともＶｉとなり、バイアス電流Ｉｂは流れなくなる。これにより、必要な場合にのみバイアス電流Ｉｂを流し、必要でない場合にはバイアス電流Ｉｂを流さなくできる。従って、動作安定化と消費電力の抑制とを達成することができるようになる。

第２の変形例においても、第１の変形例と同様に、バイアス電圧源に相当する定電流源６１を切り離すために、バイアススイッチ３６を設けている。従って、電源供給スイッチ３１とバイアススイッチ３６とは、オン・オフの切り替えが同じになる。

半導体試験装置の概略構成図である。 第１の変形例における半導体試験装置の概略構成図である。 第２の変形例における半導体試験装置の概略構成図である。 従来の半導体試験装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 半導体試験装置 １１ 電源モジュール
１２ ＤＵＴ １３ 容量負荷
２２ バイアス電圧源 ２３ 第１の増幅器
２４ 第２の増幅器 ２５ 第１の抵抗
２６ 第２の抵抗 ２７ 出力端子
３１ 電源供給スイッチ ３２ バイアススイッチ
３３ スイッチ制御部 ４１ 第１の経路
４２ 第２の経路 ５１ 負電源
５２ 正電源 ６１ 定電流源

Claims (3)

1. 第１の増幅器と第２の増幅器との間に第１の抵抗と第２の抵抗とを直列に接続し、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との中間点に接続される出力端子に被試験デバイスを接続した半導体試験装置であって、
   前記被試験デバイスが接続されているときには前記第１の増幅器と前記第２の増幅器とが異なる電圧を出力するように、前記被試験デバイスが接続されていないときには前記第１の増幅器と前記第２の増幅器とが同じ電圧を出力するように制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする半導体試験装置。
2. 前記制御手段は、
   前記被試験デバイスに対する電源供給のオンまたはオフを切り替える電源供給スイッチと、
   前記第１の増幅器と前記第２の増幅器とに異なる電圧を入力するためのバイアス電圧源の機能のオンまたはオフを切り替えるバイアススイッチと、
   前記電源供給スイッチの切り替え動作とバイアススイッチの切り替え動作とを連動させるスイッチ制御部と、
   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. 前記バイアス電圧源を前記第１の増幅器の入力側と前記第２の増幅器の入力側との間に接続し、前記バイアススイッチを前記バイアス電圧源の両端を接続する経路上に設けたことを特徴とする請求項２記載の半導体試験装置。

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