JP2012021935A - Signal output device and semiconductor testing device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正電源および負電源からそれぞれ供給される電源電圧に基づいて出力信号の電圧範囲が決定されるドライバを有する信号出力装置およびこれを用いた半導体試験装置に関し、詳しくは、消費電力を低減させると共に小型化およびコスト低減が可能な信号出力装置およびこれを用いた半導体試験装置に関するものである。 The present invention relates to a signal output device having a driver in which a voltage range of an output signal is determined based on power supply voltages respectively supplied from a positive power supply and a negative power supply, and a semiconductor test apparatus using the signal output device. The present invention relates to a signal output apparatus that can be reduced in size and cost and a semiconductor test apparatus using the same.
図5は、従来の信号出力装置の一例を示した構成図である。
図5において、制御部1は、CPU(Central Processing Unit)やメモリ等から構成され、信号出力装置を統括的に制御する。D/A変換器2およびD/A変換器3は、入力されたデジタルデータをアナログ信号に変換して出力する。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional signal output apparatus.
In FIG. 5, the
ドライバ4は、切換部4aおよびバッファ4bを有する。切換部4aは、一方の入力端子にD/A変換器2からのアナログ信号が入力され、他方の入力端子にD/A変換器3からのアナログ信号が入力される。そして、切換部4aは、制御端子に入力される波形データに応じて、D/A変換器2からのアナログ信号またはD/A変換器3からのアナログ信号のどちらか一方を選択して出力する。
The driver 4 includes a
ここで、波形データは、デジタルデータであり、信号出力装置からローレベル(負論理レベル)を出力するか、または、ハイレベル(正論理レベル)を出力するかの制御に用いられる。バッファ4bは、切換部4aで選択されたアナログ信号と同じ電圧値の出力信号を出力する。正電源5は、直流電源であり、正側端子がドライバ4の正側電源端子に接続され、負側端子が共通電位に接続される。負電源6は、直流電源であり、正側端子が共通電位に接続され、負側端子がドライバ4の負側電源端子に接続される。
Here, the waveform data is digital data, and is used for controlling whether to output a low level (negative logic level) or a high level (positive logic level) from the signal output device. The buffer 4b outputs an output signal having the same voltage value as the analog signal selected by the
このような信号出力装置の動作を説明する。
信号出力装置のユーザが、出力信号のハイレベル(VIH)とローレベル(VIL)を予め設定する。この設定に基づいて、制御部1は、D/A変換器2を設定し、ハイレベルのアナログ信号を出力させる。同様に、制御部1は、D/A変換器3を設定し、ローレベルのアナログ信号を出力させる。
The operation of such a signal output device will be described.
The user of the signal output device presets the high level (VIH) and low level (VIL) of the output signal. Based on this setting, the
ドライバ4の切換部4aは、D/A変換器2からのハイレベルのアナログ信号とD/A変換器3からのローレベルのアナログ信号がそれぞれ入力される。この状態で、切換部4は、波形データに応じて、ハイレベルのアナログ信号またはローレベルのアナログ信号のどちらか一方を選択して出力する。例えば、切換部4は、波形データが1の時にはハイレベルのアナログ信号を選択し、波形データが0の時にはローレベルのアナログ信号を選択する。そして、バッファ4bは、切換部4aで選択されたアナログ信号と同じ電圧値の出力信号を出力する。
The
特許文献1には、電子デバイスを試験する試験装置、及び試験装置等に用いられる電源回路に関し、消費電力を低減した電源回路が記載されている。
また、特許文献2には、負荷への印加電圧が可変であっても、小型化が可能な電源装置および半導体試験システムが記載されている。
しかし、図5に示す従来例では、ドライバ4に供給される正電源5の電圧値とドライバ4から出力される出力信号のハイレベルの電圧値との差、または、ドライバ4に供給される負電源6の電圧値とドライバ4から出力される出力信号のローレベルの電圧値との差が大きいほど、ドライバ4での消費電力が大きくなり、発熱も多くなるという問題があった。
However, in the conventional example shown in FIG. 5, the difference between the voltage value of the
また、図5に示すドライバ4は、デジタルデータ等の信号波形を出力する用途に用いられるため、例えば、半導体試験装置に実装されている電源供給モジュールと比較すると、一般的には、出力する電流が少なく、チャンネル数(ドライバ数)が多い。このため、ドライバ4毎にドライバ駆動用の電源を設けた場合、実装する部品点数および実装面積の増大を招き、コスト低減および小型化の支障となるという問題があった。 The driver 4 shown in FIG. 5 is used for outputting a signal waveform such as digital data. Therefore, for example, compared with a power supply module mounted on a semiconductor test apparatus, for example, generally, an output current is output. There are few and there are many channels (the number of drivers). For this reason, when a power source for driving the driver is provided for each driver 4, the number of components to be mounted and the mounting area are increased, resulting in a problem of cost reduction and downsizing.
そこで本発明の目的は、消費電力を低減させると共に小型化およびコスト低減が可能な信号出力装置およびこれを用いた半導体試験装置を実現することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to realize a signal output device capable of reducing power consumption and reducing the size and cost, and a semiconductor test device using the signal output device.
請求項1記載の発明は、
正電源および負電源からそれぞれ供給される電源電圧に基づいて出力信号の電圧範囲が決定されるドライバを有する信号出力装置において、
前記ドライバから出力される出力信号のハイレベル側の設定電圧を生成する第1のD/A変換器と、
前記ハイレベル側の設定電圧に正側バイアス電圧を加算した正側電源電圧を前記ドライバの正側電源端子に供給する正側電源供給部と、
前記ドライバから出力される出力信号のローレベル側の設定電圧を生成する第2のD/A変換器と、
前記ローレベル側の設定電圧から負側バイアス電圧を減算した負側電源電圧を前記ドライバの負側電源端子に供給する負側電源供給部と、
前記第1のD/A変換器へ前記ハイレベル側の設定電圧の設定、前記正側電源供給部へ前記正側電源電圧の設定、前記第2のD/A変換器へ前記ローレベル側の設定電圧の設定、および、前記負側電源供給部へ前記負側電源電圧の設定をそれぞれ行う制御部と
を備えた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、
前記正側電源供給部は、
前記ドライバから出力される出力信号のハイレベル側の設定値に所定の電圧値を加算した正側制御電圧を出力する第3のD/A変換器と、
この第3のD/A変換器から入力される前記正側制御電圧に応じて前記正電源を前記正側電源電圧に変換する第1の電圧変換部と
を有する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または2記載の発明において、
前記負側電源供給部は、
前記ドライバから出力される出力信号のローレベル側の設定値から所定の電圧値を減算した負側制御電圧を出力する第4のD/A変換器と、
この第4のD/A変換器から入力される前記負側制御電圧に応じて前記負電源を前記負側電源電圧に変換する第2の電圧変換部と
を有することを特徴とするものである。
請求項4記載の発明は、請求項2記載の発明において、
前記第3のD/A変換器を複数有し、
前記複数の第3のD/A変換器と前記第1の電圧変換部との間に設けられ、前記複数の第3のD/A変換器からのそれぞれの出力の中から最大値を選択して前記正側制御電圧として前記第1の電圧変換部へ出力する最大値選択回路を有することを特徴とするものである。
請求項5記載の発明は、請求項3記載の発明において、
前記第4のD/A変換器を複数有し、
前記複数の第4のD/A変換器と前記第2の電圧変換部との間に設けられ、前記複数の第4のD/A変換器からのそれぞれの出力の中から最小値を選択して前記負側制御電圧として前記第2の電圧変換部へ出力する最小値選択回路を有することを特徴とするものである。
請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、
前記制御部は、
前記ハイレベル側の設定電圧と前記正側電源電圧との差が前記正側バイアス電圧より小さくならないように前記第1のD/A変換器および前記正側電源供給部への設定順序を制御すると共に、前記ローレベル側の設定電圧と前記負側電源電圧との差が前記負側バイアス電圧より小さくならないように前記第2のD/A変換器および前記負側電源供給部への設定順序を制御することを特徴とするものである。
請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、
前記ドライバを複数有し、
前記複数のドライバのそれぞれの正側電源端子に前記正側電源供給部から同一の前記正側電源電圧を供給すると共に前記複数のドライバのそれぞれの負側電源端子に前記負側電源供給部から同一の前記負側電源電圧を供給することを特徴とするものである。
請求項8記載の発明は、
請求項1〜7のいずれかに記載の信号出力装置を用いたことを特徴とするものである。
The invention described in
In a signal output device having a driver in which a voltage range of an output signal is determined based on a power supply voltage supplied from each of a positive power supply and a negative power supply,
A first D / A converter that generates a set voltage on a high level side of an output signal output from the driver;
A positive power supply section for supplying a positive power supply voltage obtained by adding a positive bias voltage to the set voltage on the high level side to the positive power supply terminal of the driver;
A second D / A converter that generates a setting voltage on a low level side of an output signal output from the driver;
A negative power supply section for supplying a negative power supply voltage obtained by subtracting a negative bias voltage from the low level set voltage to the negative power supply terminal of the driver;
Setting of the high-level set voltage to the first D / A converter, setting of the positive-side power supply voltage to the positive-side power supply unit, and setting of the low-level side to the second D / A converter A control unit configured to set a set voltage and set the negative power supply voltage to the negative power supply unit, respectively.
The invention according to
The positive power supply section is
A third D / A converter that outputs a positive control voltage obtained by adding a predetermined voltage value to a setting value on the high level side of the output signal output from the driver;
And a first voltage conversion unit that converts the positive power supply into the positive power supply voltage in accordance with the positive control voltage input from the third D / A converter. .
The invention according to
The negative side power supply unit is
A fourth D / A converter that outputs a negative control voltage obtained by subtracting a predetermined voltage value from a setting value on the low level side of the output signal output from the driver;
And a second voltage converter that converts the negative power source into the negative power source voltage in accordance with the negative control voltage input from the fourth D / A converter. .
The invention according to claim 4 is the invention according to
A plurality of the third D / A converters;
Provided between the plurality of third D / A converters and the first voltage conversion unit, and selects a maximum value from respective outputs from the plurality of third D / A converters. And a maximum value selection circuit that outputs the positive-side control voltage to the first voltage conversion unit.
The invention according to
A plurality of the fourth D / A converters;
Provided between the plurality of fourth D / A converters and the second voltage conversion unit, and selects a minimum value from respective outputs from the plurality of fourth D / A converters. And a minimum value selection circuit that outputs the negative side control voltage to the second voltage conversion unit.
The invention according to
The controller is
The order of setting to the first D / A converter and the positive power supply is controlled so that the difference between the high level set voltage and the positive power supply voltage is not smaller than the positive bias voltage. In addition, the setting order to the second D / A converter and the negative power supply unit is set so that the difference between the low level set voltage and the negative power supply voltage does not become smaller than the negative bias voltage. It is characterized by controlling.
The invention according to
A plurality of the drivers;
The same positive power supply voltage is supplied from the positive power supply unit to the positive power supply terminals of the plurality of drivers and the same from the negative power supply unit to the negative power supply terminals of the drivers. The negative side power supply voltage is supplied.
The invention described in
The signal output device according to any one of
本発明によれば、以下のような効果がある。
正電源および負電源からそれぞれ供給される電源電圧に基づいて出力信号の電圧範囲が決定されるドライバを有する信号出力装置において、前記ドライバから出力される出力信号のハイレベル側の設定電圧を生成する第1のD/A変換器と、前記ハイレベル側の設定電圧に正側バイアス電圧を加算した正側電源電圧を前記ドライバの正側電源端子に供給する正側電源供給部と、前記ドライバから出力される出力信号のローレベル側の設定電圧を生成する第2のD/A変換器と、前記ローレベル側の設定電圧から負側バイアス電圧を減算した負側電源電圧を前記ドライバの負側電源端子に供給する負側電源供給部と、前記第1のD/A変換器へ前記ハイレベル側の設定電圧の設定、前記正側電源供給部へ前記正側電源電圧の設定、前記第2のD/A変換器へ前記ローレベル側の設定電圧の設定、および、前記負側電源供給部へ前記負側電源電圧の設定をそれぞれ行う制御部とを備えたことにより、ドライバでの不要な消費電力の損失を削減することができるので、ドライバでの消費電力を低減することができる。また、ドライバの消費電力が低減されることにより、ドライバのチップサイズを小さくすることができ、パッケージコストを低減できるので、小型化およびコストを低減することができる。さらに、ドライバの消費電力が低減されることにより、ドライバからの発熱も低減されてドライバの冷却方式を自然空冷にすることができ、冷却に必要な放熱器等が不要になるので、さらなる小型化およびコストを低減することができる。
The present invention has the following effects.
In a signal output device having a driver in which a voltage range of an output signal is determined based on a power supply voltage respectively supplied from a positive power supply and a negative power supply, a setting voltage on the high level side of the output signal output from the driver is generated A first D / A converter, a positive power supply section that supplies a positive power supply voltage obtained by adding a positive bias voltage to the set voltage on the high level side to the positive power supply terminal of the driver; A second D / A converter that generates a setting voltage on the low level side of the output signal to be output; and a negative power supply voltage obtained by subtracting a negative bias voltage from the setting voltage on the low level side. A negative-side power supply unit for supplying power to the power supply terminal; setting of the high-level set voltage to the first D / A converter; setting of the positive-side power supply voltage to the positive-side power supply unit; D By providing a control unit for setting the low-level set voltage to the A converter and setting the negative power supply voltage to the negative power supply unit, unnecessary power consumption in the driver can be reduced. Since loss can be reduced, power consumption in the driver can be reduced. In addition, since the power consumption of the driver is reduced, the chip size of the driver can be reduced and the package cost can be reduced, so that the size and cost can be reduced. Furthermore, by reducing the power consumption of the driver, the heat generation from the driver is also reduced, the driver cooling method can be naturally air-cooled, and the heatsink necessary for cooling is no longer required, further miniaturization And cost can be reduced.
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
[第1の実施例]
図1は、本発明の信号出力装置の第1の実施例を示した構成図である。ここで、図5と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図1において、図5に示す構成と異なる点は、制御部1の代わりに制御部7が設けられている点、正側電源供給部8および負側電源供給部9が新たに設けられている点である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the signal output apparatus of the present invention. Here, the same components as those shown in FIG. 1 differs from the configuration shown in FIG. 5 in that a
図1において、制御部7は、図5に示す制御部1と同様であり、CPUやメモリ等から構成され、信号出力装置を統括的に制御する。正側電源供給部8は、D/A変換器8aおよび電圧変換部8bを有し、ドライバ4から出力される出力信号のハイレベル側の設定電圧に正側バイアス電圧を加算した正側電源電圧をドライバ4の正側電源端子に供給する。負側電源供給部9は、D/A変換器9aおよび電圧変換部9bを有し、ドライバ4から出力される出力信号のローレベル側の設定電圧から負側バイアス電圧を減算した負側電源電圧をドライバ4の負側電源端子に供給する。
In FIG. 1, the
D/A変換器8aは、ドライバ4から出力される出力信号のハイレベル側の設定電圧に正側バイアス電圧ΔVHを加算した正側制御電圧を出力する。電圧変換部8bは、例えば、DC/DCコンバータであり、D/A変換器8aから入力される正側制御電圧に応じて、正電源5から入力される電圧をドライバ4の正側電源電圧に変換する。
The D /
D/A変換器9aは、ドライバ4から出力される出力信号のローレベル側の設定電圧から負側バイアス電圧ΔVLを減算した負側制御電圧を出力する。電圧変換部9bは、例えば、DC/DCコンバータであり、D/A変換器9aから入力される負側制御電圧に応じて、負電源6から入力される電圧をドライバ4の負側電源電圧に変換する。
The D /
このような信号出力装置の動作を図2を用いて説明する。
図2は、図1の信号出力装置の動作を示したタイミングチャートである。一例として、図2に示すように、TEST1〜TEST3の3種類のテストを実行し、テスト毎にドライバ4から出力される出力信号の電圧値を変えるものとする。
The operation of such a signal output device will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the signal output apparatus of FIG. As an example, as shown in FIG. 2, three types of tests TEST1 to TEST3 are executed, and the voltage value of the output signal output from the driver 4 is changed for each test.
TEST1において、ドライバ4は、ハイレベルがVIH1、ローレベルがVIL1の出力信号を出力するものとする。制御部7は、D/A変換器8aに対して、電圧値(VIH1+ΔVH)を出力するように設定する。ここで、正側バイアス電圧ΔVHは、ドライバ4へ供給される正側電源電圧の電圧値から出力信号のハイレベルの電圧値を差し引いた値であり、ドライバ4が出力信号のハイレベルを問題無く出力するのに必要な電源電圧値から求めることができる。一般的に、ドライバ4が出力信号のハイレベルを問題無く出力するのに必要な電源電圧値は、ドライバ4の仕様で規定されている。
In TEST1, the driver 4 outputs an output signal whose high level is VIH1 and whose low level is VIL1. The
同様に、制御部7は、D/A変換器9aに対して、電圧値(VIL1−ΔVL)を出力するように設定する。ここで、負側バイアス電圧ΔVLは、ドライバ4へ供給される負側電源電圧の電圧値から出力信号のローレベルの電圧値を差し引いた値であり、ドライバ4が出力信号のローレベルを問題無く出力するのに必要な電源電圧値から求めることができる。一般的に、ドライバ4が出力信号のローレベルを問題無く出力するのに必要な電源電圧値は、ドライバ4の仕様で規定されている。
Similarly, the
D/A変換器8aは、電圧値が(VIH1+ΔVH)である正側制御電圧を出力する。電圧変換部8bは、D/A変換器8aからの正側制御電圧の電圧値と電圧変換部8bの出力電圧(ドライバ4の正側電源電圧)が一致するように、出力電圧を出力する。
The D /
また、D/A変換器9aは、電圧値が(VIL1−ΔVL)である負側制御電圧を出力する。電圧変換部9bは、D/A変換器9aからの負側制御電圧の電圧値と電圧変換部9bの出力電圧(ドライバ4の負側電源電圧)が一致するように、出力電圧を出力する。
The D /
制御部7は、D/A変換器2に対して、電圧値VIH1を出力するように設定し、D/A変換器3に対して、電圧値VIL1を出力するように設定する。D/A変換器2は、電圧値VIH1を出力し、D/A変換器3は、電圧値VIL1を出力する。そして、波形データが切換部4aに入力され、切換部4aは、波形データに応じて、電圧値VIH1または電圧値VIL1を選択して出力する。バッファ4bは、切換部4aで選択された電圧値と同じ電圧値の出力信号を出力し、TEST1が実行される。
The
次に、TEST2を実行するため、D/A変換器1〜4の設定を変更する。図2に示すように、TEST2はTEST1に比べて、ドライバ4から出力する出力信号のハイレベルの電圧値が上がり、ローレベルの電圧値が下がっている。このような場合には、制御部7は、ドライバ4に供給する電源電圧の電圧値を設定した後に、ドライバ4の出力信号の電圧値を設定する。
Next, in order to execute TEST2, the settings of the D /
TEST2において、ドライバ4は、ハイレベルがVIH2、ローレベルがVIL2の出力信号を出力するものとする。制御部7は、D/A変換器8aに対して、電圧値(VIH2+ΔVH)を出力するように設定する。同様に、制御部7は、D/A変換器9aに対して、電圧値(VIL2−ΔVL)を出力するように設定する。
In TEST2, the driver 4 outputs an output signal whose high level is VIH2 and whose low level is VIL2. The
D/A変換器8aは、電圧値が(VIH2+ΔVH)である正側制御電圧を出力する。電圧変換部8bは、D/A変換器8aからの正側制御電圧の電圧値と電圧変換部8bの出力電圧(ドライバ4の正側電源電圧)が一致するように、出力電圧を出力する。
The D /
また、D/A変換器9aは、電圧値が(VIL2−ΔVL)である負側制御電圧を出力する。電圧変換部9bは、D/A変換器9aからの負側制御電圧の電圧値と電圧変換部9bの出力電圧(ドライバ4の負側電源電圧)が一致するように、出力電圧を出力する。
Further, the D /
制御部7は、D/A変換器2に対して、電圧値VIH2を出力するように設定し、D/A変換器3に対して、電圧値VIL2を出力するように設定する。D/A変換器2は、電圧値VIH2を出力し、D/A変換器3は、電圧値VIL2を出力する。そして、波形データが切換部4aに入力され、切換部4aは、波形データに応じて、電圧値VIH2または電圧値VIL2を選択して出力する。バッファ4bは、切換部4aで選択された電圧値と同じ電圧値の出力信号を出力し、TEST2が実行される。
The
次に、TEST3を実行するため、D/A変換器1〜4の設定を変更する。図2に示すように、TEST3はTEST2に比べて、ドライバ4から出力する出力信号のハイレベルの電圧値が下がり、ローレベルの電圧値が上がっている。このような場合には、制御部7は、ドライバ4の出力信号の電圧値を設定した後に、ドライバ4に供給する電源電圧の電圧値を設定する。
Next, in order to execute TEST3, the settings of the D /
TEST3において、ドライバ4は、ハイレベルがVIH3、ローレベルがVIL3の出力信号を出力するものとする。制御部7は、D/A変換器2に対して、電圧値VIH3を出力するように設定し、D/A変換器3に対して、電圧値VIL3を出力するように設定する。D/A変換器2は、電圧値VIH3を出力し、D/A変換器3は、電圧値VIL3を出力する。
In TEST3, the driver 4 outputs an output signal whose high level is VIH3 and whose low level is VIL3. The
制御部7は、D/A変換器8aに対して、電圧値(VIH3+ΔVH)を出力するように設定する。同様に、制御部7は、D/A変換器9aに対して、電圧値(VIL3−ΔVL)を出力するように設定する。
The
D/A変換器8aは、電圧値が(VIH3+ΔVH)である正側制御電圧を出力する。電圧変換部8bは、D/A変換器8aからの正側制御電圧の電圧値と電圧変換部8bの出力電圧(ドライバ4の正側電源電圧)が一致するように、出力電圧を出力する。
The D /
また、D/A変換器9aは、電圧値が(VIL3−ΔVL)である負側制御電圧を出力する。電圧変換部9bは、D/A変換器9aからの負側制御電圧の電圧値と電圧変換部9bの出力電圧(ドライバ4の負側電源電圧)が一致するように、出力電圧を出力する。
The D /
そして、波形データが切換部4aに入力され、切換部4aは、波形データに応じて、電圧値VIH3または電圧値VIL3を選択して出力する。バッファ4bは、切換部4aで選択された電圧値と同じ電圧値の出力信号を出力し、TEST3が実行される。
Then, the waveform data is input to the
以上説明したように、制御部7は、ドライバ4のハイレベル側の設定電圧VIHと正側電源電圧との差が正側バイアス電圧ΔVHより小さくならないようにD/A変換器2および正側電源供給部8への設定順序を制御すると共に、ドライバ4のローレベル側の設定電圧VILと負側電源電圧との差が負側バイアス電圧ΔVLより小さくならないようにD/A変換器3および負側電源供給部9への設定順序を制御する。
As described above, the
また、制御部7は、TEST1からTEST2への設定変更の際には、正側電源供給部8および負側電源供給部9の出力が十分静定する時間ΔTだけ待ってから、D/A変換器2およびD/A変換器3を出力させる。同様に、制御部7は、TEST2からTEST3への設定変更の際には、D/A変換器2およびD/A変換器3の出力が十分静定する時間ΔTだけ待ってから、正側電源供給部8および負側電源供給部9を出力させる。
Further, when changing the setting from TEST1 to TEST2, the
以下に、具体的な数値を示して、本実施例の効果を説明する。例えば、正電源5の電圧値が10V、負電源6の電圧値が−5V、ドライバ4の出力信号の電圧値の上下限がそれぞれ6V/−2V、ドライバ4の静的消費電流が100mA、ドライバ4の出力抵抗が50Ω、ドライバ4の出力信号のハイレベルVIHが1.8V、ローレベルVILが0V、ドライバ4の出力信号を受ける負荷側で0.9Vで50Ωの終端を行うとする。また、波形データのデューティ比は50%とする。
The effects of the present embodiment will be described below with specific numerical values. For example, the voltage value of the
この場合、正側バイアス電圧ΔVHはΔVH=10V−6V=4Vとなり、負側バイアス電圧ΔVLはΔVL=−2V−(−5V)=3Vとなる。ドライバ4からの出力信号がハイレベルでの負荷への電流は、(1.8V−0.9V)/50Ω=18mAとなり、ドライバ4からの出力信号がローレベルでの負荷への電流は、(0V−0.9V)/50Ω=−18mAとなる。 In this case, the positive side bias voltage ΔVH is ΔVH = 10V−6V = 4V, and the negative side bias voltage ΔVL is ΔVL = −2V − (− 5V) = 3V. The current to the load when the output signal from the driver 4 is high level is (1.8V-0.9V) / 50Ω = 18 mA, and the current to the load when the output signal from the driver 4 is low level is ( 0V−0.9V) / 50Ω = −18 mA.
この条件にて、図5に示す従来例と図1に示す実施例の消費電力を比較する。
・従来例
{10V-(-5V)}×100mA+0.5×(10V-0.9V)×18mA+0.5×{0.9V-(-5V)}×18mA=1.635W
・実施例
{(1.8V+4V)-(0V-3V)}×100mA+0.5×(5.8V-0.9V)×18mA+0.5×{0.9V-(-3V)}×18mA=0.959W
上記に示すように、従来例と比較して、40%以上の低消費電力化を実現することができる。
Under this condition, the power consumption of the conventional example shown in FIG. 5 and the embodiment shown in FIG. 1 are compared.
・ Conventional example
{10V-(-5V)} × 100mA + 0.5 × (10V-0.9V) × 18mA + 0.5 × {0.9V-(-5V)} × 18mA = 1.635W
·Example
{(1.8V + 4V)-(0V-3V)} × 100mA + 0.5 × (5.8V-0.9V) × 18mA + 0.5 × {0.9V-(-3V)} × 18mA = 0.959W
As described above, it is possible to achieve a power consumption reduction of 40% or more compared to the conventional example.
また、制御部7が、ドライバ4の電源電圧と出力信号の設定電圧との差が正側バイアス電圧ΔVH、負側バイアス電圧ΔVLより小さくならないように制御することにより、ドライバ4が出力信号を出力するのに必要な電源電圧の電圧値を常に確保することができるので、設定変更によるドライバ4の電源電圧の変動が出力信号に与える影響を最小にすることができる。
Further, the
このように、正側電源供給部8が、ドライバ4の出力信号のハイレベルVIHに正側バイアス電圧ΔVHを加算した電圧値をドライバ4の正側電源に供給し、負側電源供給部9が、ドライバ4の出力信号のローレベルVILから負側バイアス電圧ΔVLを減算した電圧値をドライバ4の負側電源に供給することにより、ドライバ4での不要な消費電力の損失を削減することができるので、ドライバ4での消費電力を低減することができる。
Thus, the positive
また、ドライバ4の消費電力が低減されることにより、ドライバ4のチップサイズを小さくすることができ、パッケージコストを低減できるので、小型化およびコストを低減することができる。さらに、ドライバ4の消費電力が低減されることにより、ドライバ4からの発熱も低減されてドライバ4の冷却方式を自然空冷にすることができ、冷却に必要な放熱器等が不要になるので、さらなる小型化およびコストを低減することができる。 Further, since the power consumption of the driver 4 is reduced, the chip size of the driver 4 can be reduced, and the package cost can be reduced, so that the size and cost can be reduced. Furthermore, since the power consumption of the driver 4 is reduced, the heat generation from the driver 4 is also reduced, and the cooling method of the driver 4 can be naturally air-cooled. Further downsizing and cost can be reduced.
[第2の実施例]
図3は、本発明の信号出力装置の第2の実施例を示した構成図である。ここで、図1と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図3において、図1に示す構成と異なる点は、ドライバ4の代わりにドライバ41〜44が設けられている点である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the signal output apparatus of the present invention. Here, the same components as those in FIG. 3 is different from the configuration shown in FIG. 1 in that
ドライバ41〜44は、図1に示すドライバ4と同じであり、切換部4aおよびバッファ4bをそれぞれ有する。正側電源供給部8の出力(電圧変換部8bの出力)は、ドライバ41〜44のそれぞれの正側電源端子に接続され、負側電源供給部9の出力(電圧変換部9bの出力)は、ドライバ41〜44のそれぞれの負側電源端子に接続される。
The
D/A変換器2の出力は、ドライバ41〜44のそれぞれのVIH入力端子(図1の切換部4aの一方の入力端子に相当)に接続され、D/A変換器3の出力は、ドライバ41〜44のそれぞれのVIL入力端子(図1の切換部4aの他方の入力端子に相当)に接続される。また、波形データは、ドライバ41〜44のそれぞれのデータ入力端子(図1の切換部4aの制御端子に相当)に接続される。その他の接続に関しては、図1と同じため、説明を省略する。
The output of the D /
図3に示す信号出力装置の動作は、基本的には図1に示す信号出力装置と同じである。図3の信号出力装置では、ドライバ41〜44から出力される出力信号は、同一となる。すなわち、それぞれの出力信号のハイレベルVIHおよびローレベルVILが同一であり、入力される波形データも共有のため、波形も同じパターンとなる。さらに、ドライバ41〜44へ供給される正側電源電圧の電圧値(VIH+ΔVH)および負側電源電圧の電圧値(VIL+ΔVL)もそれぞれ同じとなる。
The operation of the signal output apparatus shown in FIG. 3 is basically the same as that of the signal output apparatus shown in FIG. In the signal output device of FIG. 3, the output signals output from the
このような構成をとる例として、半導体試験装置がある。半導体試験装置では、複数の被試験対象デバイス(以下、DUT(Device Under Test)という)を同時測定する場合が多い。この場合、予め定められたピングループ内で原則として同一の試験条件を設定するように構成され、それらのピングループは、複数のDUTの同一ピンに接続される。一般に、この構成をシェアード構成と呼ぶ。 An example of such a configuration is a semiconductor test apparatus. In a semiconductor test apparatus, a plurality of devices under test (hereinafter referred to as DUT (Device Under Test)) are often measured simultaneously. In this case, the same test condition is set in principle within a predetermined pin group, and these pin groups are connected to the same pin of a plurality of DUTs. In general, this configuration is called a shared configuration.
このように構成することにより、図1に示す実施例と同様に、ドライバ41〜44での不要な消費電力の損失を削減することができるので、ドライバ41〜44での消費電力を低減することができる。また、図1に示す実施例と同様に、ドライバ41〜44の消費電力が低減されることにより、小型化およびコストを低減することができる。
By configuring in this way, as in the embodiment shown in FIG. 1, it is possible to reduce the loss of unnecessary power consumption in the
さらに、図1に示す実施例と比較して、ドライバ毎に正側電源供給部8および負側電源供給部9を設ける必要は無く、部品の個数を低減できるため、さらなる小型化およびコストを低減することができる。また、部品個数を低減できることにより、図3に示す信号出力装置の回路を実装する基板設計において、部品配置の自由度が増すので、正側電源供給部8、負側電源供給部9とドライバ41〜44との離間距離を稼ぐことが可能になり、ドライバ41〜44に影響するノイズを低減することができる。
Further, as compared with the embodiment shown in FIG. 1, it is not necessary to provide the positive
[第3の実施例]
図4は、本発明の信号出力装置の第3の実施例を示した構成図である。ここで、図1と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図4において、図1に示す構成と異なる点は、D/A変換器2の代わりにD/A変換器21とD/A変換器22が設けられている点、D/A変換器3の代わりにD/A変換器31とD/A変換器32が設けられている点、ドライバ4の代わりにドライバ45〜46が設けられている点、制御部7の代わりに制御部10が設けられている点、正側電源供給部8の代わりに正側電源供給部81が設けられている点、負側電源供給部9の代わりに負側電源供給部91が設けられている点である。
[Third embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the signal output apparatus of the present invention. Here, the same components as those in FIG. 4 differs from the configuration shown in FIG. 1 in that a D /
制御部10は、図1に示す制御部7と同様であり、CPUやメモリ等から構成され、信号出力装置を統括的に制御する。D/A変換器21およびD/A変換器22は、図1に示すD/A変換器2と同様であり、入力されたデジタルデータをアナログ信号に変換して出力する。D/A変換器31およびD/A変換器32は、図1に示すD/A変換器3と同様であり、入力されたデジタルデータをアナログ信号に変換して出力する。
The
ドライバ45,46は、図1に示すドライバ4と同じであり、切換部4aおよびバッファ4bをそれぞれ有する。正側電源供給部81は、D/A変換器8a、電圧変換部8b、D/A変換器8c、最大値選択回路8dを有する。最大値選択回路8dは、D/A変換器8aからの出力とD/A変換器8cからの出力がそれぞれ入力され、これら入力のうち電圧値の大きい方を選択して出力する。
The
負側電源供給部91は、D/A変換器9a、電圧変換部9b、D/A変換器9c、最大値選択回路9dを有する。最大値選択回路9dは、D/A変換器9aからの出力とD/A変換器9cからの出力がそれぞれ入力され、これら入力のうち電圧値の小さい方を選択して出力する。
The negative side power supply unit 91 includes a D /
D/A変換器21の出力は、ドライバ45のそれぞれのVIH入力端子(図1の切換部4aの一方の入力端子に相当)に接続され、D/A変換器31の出力は、ドライバ45のそれぞれのVIL入力端子(図1の切換部4aの他方の入力端子に相当)に接続される。D/A変換器22の出力は、ドライバ46のそれぞれのVIH入力端子に接続され、D/A変換器32の出力は、ドライバ46のそれぞれのVIL入力端子に接続される。また、波形データは、ドライバ45,46のそれぞれのデータ入力端子(図1の切換部4aの制御端子に相当)に接続される。
The output of the D /
このような信号出力装置の動作を説明する。
例えば、あるテストにおいて、ドライバ45は、ハイレベルがVIH1、ローレベルがVIL1の出力信号を出力するものとし、ドライバ46は、ハイレベルがVIH2(>VIH1)、ローレベルがVIL2(<VIL1)の出力信号を出力するものとする。
The operation of such a signal output device will be described.
For example, in a test, the
制御部10は、D/A変換器8aに対して、電圧値(VIH1+ΔVH)を出力するように設定し、D/A変換器8cに対して、電圧値(VIH2+ΔVH)を出力するように設定する。同様に、制御部10は、D/A変換器9aに対して、電圧値(VIL1−ΔVL)を出力するように設定し、D/A変換器9cに対して、電圧値(VIL2−ΔVL)を出力するように設定する。ここで、正側バイアス電圧ΔVHおよび負側バイアス電圧ΔVLは、図1に示す実施例と同じため、説明を省略する。
The
最大値選択回路8dは、D/A変換器8aからの入力電圧とD/A変換器8cからの入力電圧とを比較し、大きい方の電圧であるD/A変換器8cからの入力電圧(VIH2+ΔVH)を選択して出力する。電圧変換部8bは、最大値選択回路8dで選択された正側制御電圧の電圧値と電圧変換部8bの出力電圧(ドライバ45,46の正側電源電圧)が一致するように、出力電圧を出力する。
The maximum
同様に、最小値選択回路9dは、D/A変換器9aからの入力電圧とD/A変換器9cからの入力電圧とを比較し、小さい方の電圧であるD/A変換器9cからの入力電圧(VIL2−ΔVL)を選択して出力する。電圧変換部9bは、最大値選択回路9dで選択された負側制御電圧の電圧値と電圧変換部9bの出力電圧(ドライバ45,46の負側電源電圧)が一致するように、出力電圧を出力する。
Similarly, the minimum value selection circuit 9d compares the input voltage from the D /
また、制御部10は、D/A変換器21に対して、電圧値VIH1を出力するように設定し、D/A変換器31に対して、電圧値VIL1を出力するように設定する。同様に、制御部10は、D/A変換器22に対して、電圧値VIH2を出力するように設定し、D/A変換器32に対して、電圧値VIL2を出力するように設定する。そして、波形データがドライバ45,46に入力され、テストが実行される。
Further, the
本実施例は、図1や図3に示す実施例と比較して、消費電力の低減効果は限定的なものとなる。しかし、ドライバ毎に正側電源供給部および負側電源供給部を設ける場合と比較して、部品の個数を低減できるため、小型化およびコストを低減することができる。 In this embodiment, the effect of reducing power consumption is limited compared to the embodiments shown in FIGS. However, since the number of components can be reduced as compared with the case where a positive power supply unit and a negative power supply unit are provided for each driver, downsizing and cost can be reduced.
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
(1)図4に示す実施例において、ドライバ45,46の2つのドライバと、それぞれに対応したD/A変換器21,22,31,32,8a,8c,9a,9cがあり、最大値選択回路8dは、D/A変換器8a,8cの出力のうち大きい方を選択し、最小値選択回路9dは、D/A変換器9a,9cの出力のうち小さい方を選択する構成を示したが、ドライバが2つ以上でそれぞれに対応したD/A変換器(図4の8a,8c,9a,9c相当)が複数あり、最大値選択回路8dは、複数のD/A変換器(図4の8a,8c相当)の出力の中から最大値を選択して出力し、最小値選択回路9dは、複数のD/A変換器(図4の9a,9c相当)の出力の中から最小値を選択して出力する構成としてもよい。
The present invention is not limited to this, and may be as shown below.
(1) In the embodiment shown in FIG. 4, there are two
(2)図4に示す実施例において、最大値選択回路8dと最小値選択回路9dとを設ける構成を示したが、最大値選択回路8dと最小値選択回路9dのどちらか一方だけを設ける構成としてもよい。最大値選択回路8dまたは最小値選択回路9dを設けない場合は、図1に示すような正側電源供給部8または負側電源供給部9をドライバ4毎に設けることになる。
(2) In the embodiment shown in FIG. 4, the configuration in which the maximum
(3)図1に示す実施例において、制御部7は、ドライバ4のハイレベル側の設定電圧VIHと正側電源電圧との差が正側バイアス電圧ΔVHより小さくならないようにD/A変換器2および正側電源供給部8への設定順序を制御すると共に、ドライバ4のローレベル側の設定電圧VILと負側電源電圧との差が負側バイアス電圧ΔVLより小さくならないようにD/A変換器3および負側電源供給部9への設定順序を制御する構成を示したが、連続的にテストを実行しない場合等では、必ずしも、このような設定順序の制御ができなくてもよい。一方、図3に示す制御部7や図4に示す制御部10が、このような設定順序を制御する機能を有してもよい。
(3) In the embodiment shown in FIG. 1, the
(4)図1〜図4に示す信号出力装置を、第2の実施例で説明した半導体試験装置に適用してもよい。 (4) The signal output apparatus shown in FIGS. 1 to 4 may be applied to the semiconductor test apparatus described in the second embodiment.
2,21,22 D/A変換器(第1のD/A変換器)
3,31,32 D/A変換器(第2のD/A変換器)
4,41〜46 ドライバ
5 正電源
6 負電源
7,10 制御部
8,81 正側電源供給部
8a,8c D/A変換器(第3のD/A変換器)
8b 電圧変換部(第1の電圧変換部)
8d 最大値選択回路
9,91 負側電源供給部
9a,9c D/A変換器(第4のD/A変換器)
9b 電圧変換部(第2の電圧変換部)
2,21,22 D / A converter (first D / A converter)
3, 31, 32 D / A converter (second D / A converter)
4, 41 to 46
8b Voltage converter (first voltage converter)
8d Maximum
9b Voltage converter (second voltage converter)
Claims (8)
前記ドライバから出力される出力信号のハイレベル側の設定電圧を生成する第1のD/A変換器と、
前記ハイレベル側の設定電圧に正側バイアス電圧を加算した正側電源電圧を前記ドライバの正側電源端子に供給する正側電源供給部と、
前記ドライバから出力される出力信号のローレベル側の設定電圧を生成する第2のD/A変換器と、
前記ローレベル側の設定電圧から負側バイアス電圧を減算した負側電源電圧を前記ドライバの負側電源端子に供給する負側電源供給部と、
前記第1のD/A変換器へ前記ハイレベル側の設定電圧の設定、前記正側電源供給部へ前記正側電源電圧の設定、前記第2のD/A変換器へ前記ローレベル側の設定電圧の設定、および、前記負側電源供給部へ前記負側電源電圧の設定をそれぞれ行う制御部と
を備えたことを特徴とする信号出力装置。 In a signal output device having a driver in which a voltage range of an output signal is determined based on a power supply voltage supplied from each of a positive power supply and a negative power supply,
A first D / A converter that generates a set voltage on a high level side of an output signal output from the driver;
A positive power supply section for supplying a positive power supply voltage obtained by adding a positive bias voltage to the set voltage on the high level side to the positive power supply terminal of the driver;
A second D / A converter that generates a setting voltage on a low level side of an output signal output from the driver;
A negative power supply section for supplying a negative power supply voltage obtained by subtracting a negative bias voltage from the low level set voltage to the negative power supply terminal of the driver;
Setting of the high-level set voltage to the first D / A converter, setting of the positive-side power supply voltage to the positive-side power supply unit, and setting of the low-level side to the second D / A converter A signal output device comprising: a control unit configured to set a set voltage and set the negative power supply voltage to the negative power supply unit.
前記ドライバから出力される出力信号のハイレベル側の設定値に所定の電圧値を加算した正側制御電圧を出力する第3のD/A変換器と、
この第3のD/A変換器から入力される前記正側制御電圧に応じて前記正電源を前記正側電源電圧に変換する第1の電圧変換部と
を有することを特徴とする請求項1記載の信号出力装置。 The positive power supply section is
A third D / A converter that outputs a positive control voltage obtained by adding a predetermined voltage value to a setting value on the high level side of the output signal output from the driver;
2. A first voltage conversion unit that converts the positive power source into the positive power source voltage in accordance with the positive control voltage input from the third D / A converter. The signal output device described.
前記ドライバから出力される出力信号のローレベル側の設定値から所定の電圧値を減算した負側制御電圧を出力する第4のD/A変換器と、
この第4のD/A変換器から入力される前記負側制御電圧に応じて前記負電源を前記負側電源電圧に変換する第2の電圧変換部と
を有することを特徴とする請求項1または2記載の信号出力装置。 The negative side power supply unit is
A fourth D / A converter that outputs a negative control voltage obtained by subtracting a predetermined voltage value from a setting value on the low level side of the output signal output from the driver;
2. A second voltage conversion unit that converts the negative power source into the negative power source voltage in accordance with the negative control voltage input from the fourth D / A converter. Or the signal output device of 2.
前記複数の第3のD/A変換器と前記第1の電圧変換部との間に設けられ、前記複数の第3のD/A変換器からのそれぞれの出力の中から最大値を選択して前記正側制御電圧として前記第1の電圧変換部へ出力する最大値選択回路を有することを特徴とする請求項2記載の信号出力装置。 A plurality of the third D / A converters;
Provided between the plurality of third D / A converters and the first voltage conversion unit, and selects a maximum value from respective outputs from the plurality of third D / A converters. The signal output device according to claim 2, further comprising a maximum value selection circuit that outputs the positive side control voltage to the first voltage conversion unit.
前記複数の第4のD/A変換器と前記第2の電圧変換部との間に設けられ、前記複数の第4のD/A変換器からのそれぞれの出力の中から最小値を選択して前記負側制御電圧として前記第2の電圧変換部へ出力する最小値選択回路を有することを特徴とする請求項3記載の信号出力装置。 A plurality of the fourth D / A converters;
Provided between the plurality of fourth D / A converters and the second voltage conversion unit, and selects a minimum value from respective outputs from the plurality of fourth D / A converters. 4. The signal output device according to claim 3, further comprising a minimum value selection circuit that outputs the negative control voltage to the second voltage converter.
前記ハイレベル側の設定電圧と前記正側電源電圧との差が前記正側バイアス電圧より小さくならないように前記第1のD/A変換器および前記正側電源供給部への設定順序を制御すると共に、前記ローレベル側の設定電圧と前記負側電源電圧との差が前記負側バイアス電圧より小さくならないように前記第2のD/A変換器および前記負側電源供給部への設定順序を制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の信号出力装置。 The controller is
The order of setting to the first D / A converter and the positive power supply is controlled so that the difference between the high level set voltage and the positive power supply voltage is not smaller than the positive bias voltage. In addition, the setting order to the second D / A converter and the negative power supply unit is set so that the difference between the low level set voltage and the negative power supply voltage does not become smaller than the negative bias voltage. 6. The signal output device according to claim 1, wherein the signal output device is controlled.
前記複数のドライバのそれぞれの正側電源端子に前記正側電源供給部から同一の前記正側電源電圧を供給すると共に前記複数のドライバのそれぞれの負側電源端子に前記負側電源供給部から同一の前記負側電源電圧を供給することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の信号出力装置。 A plurality of the drivers;
The same positive power supply voltage is supplied from the positive power supply unit to the positive power supply terminals of the plurality of drivers and the same from the negative power supply unit to the negative power supply terminals of the drivers. The signal output device according to claim 1, wherein the negative side power supply voltage is supplied.
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KR20180083364A (en) * | 2015-11-10 | 2018-07-20 | 퀘리타우, 인크. | Pulse current source with internal impedance matching |
-
2010
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