JP2012042241A - Leakage current measurement circuit and leakage current measurement method - Google Patents

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Toshifumi Shimizu
俊史 清水
Shinichi Shimoyama
進一 下山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a leakage current in a device to be measured with higher accuracy.SOLUTION: A leakage current measurement circuit comprises: a current mirror circuit (corresponding to MP1, MP2) for receiving the leakage current in a device 10 to be measured by one end and outputting a mirror current from an another end; a measuring terminal T1 for connecting a measurement system 20 which indirectly measures the leakage current; a switch element SW1 capable of connecting one end of the current mirror circuit with the measuring terminal T1; and a switch element SW2 capable of connecting the another end of the current mirror circuit with the measuring terminal T1 and to be opened/closed exclusively with the switch element SW1.

Description

本発明は、リーク電流測定回路およびリーク電流測定方法に係り、特に、半導体デバイスのリーク電流の測定技術に係る。   The present invention relates to a leakage current measuring circuit and a leakage current measuring method, and more particularly to a technique for measuring a leakage current of a semiconductor device.

半導体デバイスの微細化構造の進展に伴い、デバイスのリーク電流の電流値がデバイスを組み合わせた回路動作に与える影響が顕在化している。また、リーク電流は、半導体デバイスの生産上のばらつきに大きく影響される。したがって、半導体デバイスの特性検査において回路動作を確認するため個々のデバイスのリーク電流を高精度で測定することが求められている。   With the progress of the miniaturization structure of semiconductor devices, the influence of the current value of the leakage current of the device on the circuit operation combining the devices has become apparent. In addition, the leakage current is greatly influenced by variations in production of semiconductor devices. Therefore, it is required to measure the leak current of each device with high accuracy in order to confirm the circuit operation in the characteristic inspection of the semiconductor device.

このようなリーク電流の測定における精度を上げるための技術が特許文献1に開示されている。図8は、特許文献1に開示されているリーク電流測定回路の回路図である。図8において、それぞれn個(nは正整数)のPMOSトランジスタ1−1、1−2、……、1−nと、同じくn個のNMOSトランジスタ2−1、2−2、……、2−nが電源電圧と接地電位との間に配列されている。PMOSトランジスタ1−1、1−2、……、1−nは、ソースが電源(VDD)に共通接続され、ゲートは共通接続されて入力端子51に接続されており、ドレインは共通接続されて出力端子53に接続されている。また、NMOSトランジスタ2−1、2−2、……、2−nは、ソースが接地電位に対して共通接続され、ゲートは共通接続されて入力端子52に接続されており、ドレインは共通接続されて出力端子53に接続されている。従って、全MOSトランジスタのドレインは共通接続されて出力端子53に連結されている。   A technique for increasing the accuracy in measuring such a leakage current is disclosed in Patent Document 1. FIG. 8 is a circuit diagram of a leakage current measuring circuit disclosed in Patent Document 1. 8, n (n is a positive integer) PMOS transistors 1-1, 1-2,..., 1-n and n NMOS transistors 2-1, 2-2,. -N is arranged between the power supply voltage and the ground potential. The PMOS transistors 1-1, 1-2,..., 1-n have their sources commonly connected to the power supply (VDD), their gates commonly connected to the input terminal 51, and their drains commonly connected. The output terminal 53 is connected. The NMOS transistors 2-1, 2-2,..., 2-n have sources connected in common to the ground potential, gates connected in common and connected to the input terminal 52, and drains connected in common. And connected to the output terminal 53. Accordingly, the drains of all the MOS transistors are connected in common and connected to the output terminal 53.

今、入力端子51および52に、それぞれ“L”レベルの信号を入力すると、PMOSトランジスタ1−1、1−2、……、1−nは全てオン状態となり、NMOSトランジスタ2−1、2−2、……、2−nは全てオフ状態となる。この状態において、PMOSトランジスタ側からNMOSトランジスタ側のソースに流入する電流を測定する。この測定された電流をnにより除算した電流値が、NMOSトランジスタ1個分のソースに流れる平均リーク電流IDDNである。   Now, when “L” level signals are input to the input terminals 51 and 52, the PMOS transistors 1-1, 1-2,..., 1-n are all turned on, and the NMOS transistors 2-1, 2- 2, ..., 2-n are all turned off. In this state, the current flowing from the PMOS transistor side to the source on the NMOS transistor side is measured. A current value obtained by dividing the measured current by n is an average leakage current IDDN flowing through the source of one NMOS transistor.

特開平5−41436号公報JP-A-5-41436

以下の分析は本発明において与えられる。   The following analysis is given in the present invention.

従来技術は、被測定デバイスであるMOSトランジスタを並列に並べて合計値としてリーク電流を測定し、測定結果である電流値を並列に並べた個数で除算することで個々の被測定デバイスのリーク電流値としている。この場合、リーク電流は微小であるため多数の被測定デバイスを並列に接続する必要がある。したがって、異常なリーク電流を示す被測定デバイスが少数存在しても平均化されてしまい、異常なリーク電流を示す被測定デバイスが存在することを判別することが困難となる場合がある。すなわち、リーク電流をより高精度で測定することが困難である。   The prior art measures the leakage current as a total value by arranging MOS transistors as devices under measurement in parallel, and divides the current value as a measurement result by the number of devices arranged in parallel to obtain the leakage current value of each device under measurement. It is said. In this case, since the leakage current is very small, it is necessary to connect a large number of devices under measurement in parallel. Therefore, even if there are a few devices to be measured that exhibit abnormal leakage current, they are averaged, and it may be difficult to determine that there are devices to be measured that exhibit abnormal leakage current. That is, it is difficult to measure the leakage current with higher accuracy.

本発明の1つのアスペクト(側面)に係るリーク電流測定回路は、被測定系におけるリーク電流を一端で受け、他端からミラー電流を出力するカレントミラー回路と、リーク電流を間接的に測定する測定系を接続する測定端子と、カレントミラー回路の一端を測定端子と接続可能とする第1のスイッチ素子と、カレントミラー回路の他端を測定端子と接続可能とする、第1のスイッチ素子と排他的に開閉される第2のスイッチ素子と、を備える。   A leak current measurement circuit according to one aspect of the present invention includes a current mirror circuit that receives a leak current in a system under test at one end and outputs a mirror current from the other end, and a measurement that indirectly measures the leak current. Exclusive of a measurement terminal for connecting the system, a first switch element that allows one end of the current mirror circuit to be connected to the measurement terminal, and a first switch element that allows the other end of the current mirror circuit to be connected to the measurement terminal A second switch element that is opened and closed automatically.

本発明の他のアスペクト(側面)に係るリーク電流測定方法は、被測定系におけるリーク電流をカレントミラー回路の一端で受けると共に、カレントミラー回路の一端の電位を測定して保持し、カレントミラー回路の他端におけるミラー電流を、保持した一端の電位に向け流れる電流として測定する。   According to another aspect of the present invention, a leakage current measuring method receives a leakage current in a system under test at one end of a current mirror circuit and measures and holds a potential at one end of the current mirror circuit. The mirror current at the other end is measured as the current that flows toward the held potential at one end.

本発明によれば、被測定系におけるリーク電流をより高精度で測定することができる。   According to the present invention, it is possible to measure the leakage current in the system under measurement with higher accuracy.

本発明の第1の実施例に係るリーク電流測定回路の回路図である。1 is a circuit diagram of a leakage current measuring circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例に係るリーク電流測定におけるフローチャートである。It is a flowchart in the leakage current measurement which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係るリーク電流測定回路の他の回路図である。It is another circuit diagram of the leakage current measuring circuit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施例に係るリーク電流測定回路の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a leakage current measuring circuit according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施例に係るリーク電流測定回路の他の回路図である。It is another circuit diagram of the leakage current measurement circuit based on the 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係るリーク電流測定回路の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a leakage current measurement circuit according to a third example of the present invention. 本発明の第3の実施例に係るリーク電流測定回路の他の回路図である。It is another circuit diagram of the leakage current measuring circuit based on the 3rd Example of this invention. 従来のリーク電流測定回路の回路図である。It is a circuit diagram of a conventional leakage current measurement circuit.

本発明の実施形態に係るリーク電流測定回路は、被測定系(図1の10に相当)におけるリーク電流を一端で受け、他端からミラー電流を出力するカレントミラー回路(図1のMP1、MP2に相当)と、リーク電流を間接的に測定する測定系(図1の20)を接続する測定端子(図1のT1)と、カレントミラー回路の一端を測定端子と接続可能とする第1のスイッチ素子(図1のSW1)と、カレントミラー回路の他端を測定端子と接続可能とする、第1のスイッチ素子と排他的に開閉される第2のスイッチ素子(図1のSW2)と、を備える。   The leakage current measuring circuit according to the embodiment of the present invention receives a leakage current in one system under measurement (corresponding to 10 in FIG. 1) at one end, and outputs a mirror current from the other end (MP1, MP2 in FIG. 1). 1), a measurement terminal (T1 in FIG. 1) for connecting a measurement system (20 in FIG. 1) for indirectly measuring the leakage current, and a first terminal that allows one end of the current mirror circuit to be connected to the measurement terminal. A switch element (SW1 in FIG. 1), and a second switch element (SW2 in FIG. 1) that is opened and closed exclusively with the first switch element, enabling the other end of the current mirror circuit to be connected to the measurement terminal; Is provided.

リーク電流測定回路において、カレントミラー回路の一端と第1のスイッチ素子との間にユニティ・ゲイン・バッファ(図4のBUF)をさらに備え、ユニティ・ゲイン・バッファは、カレントミラー回路の一端に入力端を接続し、第1のスイッチ素子に出力端を接続し、第1のスイッチ素子が閉じた場合にカレントミラー回路の一端の電位を測定端子を介して測定系に供給可能とするようにしてもよい。   The leakage current measuring circuit further includes a unity gain buffer (BUF in FIG. 4) between one end of the current mirror circuit and the first switch element, and the unity gain buffer is input to one end of the current mirror circuit. And connecting the output terminal to the first switch element so that the potential at one end of the current mirror circuit can be supplied to the measurement system via the measurement terminal when the first switch element is closed. Also good.

このようなリーク電流測定回路によれば、ユニティ・ゲイン・バッファを挿入することでインピーダンス変換を行い、被測定デバイスのインピーダンスが直接測定系から見えなくなる。したがって、測定系の内部インピーダンスより高いインピーダンスを持つ被測定デバイスの電圧測定が可能である。   According to such a leakage current measuring circuit, impedance conversion is performed by inserting a unity gain buffer, and the impedance of the device under measurement becomes invisible directly from the measurement system. Therefore, it is possible to measure the voltage of the device under measurement having an impedance higher than the internal impedance of the measurement system.

リーク電流測定回路において、ユニティ・ゲイン・バッファの入力端に接続され、入力端からユニティ・ゲイン・バッファの内部への流入電流を補正する電流を供給するリーク補正回路(図6の30)をさらに備えるようにしてもよい。   The leak current measurement circuit further includes a leak correction circuit (30 in FIG. 6) connected to the input end of the unity gain buffer and supplying a current for correcting the inflow current from the input end to the inside of the unity gain buffer. You may make it prepare.

リーク電流測定回路において、リーク補正回路は、ユニティ・ゲイン・バッファの入力端から内部を見込んだ回路のレプリカとなる入力回路(図6の40)と、入力回路における流入電流を一端で受け、他端から出力されるミラー電流をカレントミラー回路の一端に供給する補正用カレントミラー回路(図6のMP3、MP4に相当)と、を備えるようにしてもよい。   In the leak current measurement circuit, the leak correction circuit receives an input current (40 in FIG. 6) that is a replica of the circuit that looks inside from the input end of the unity gain buffer, and receives an inflow current in the input circuit at one end. A correction current mirror circuit (corresponding to MP3 and MP4 in FIG. 6) for supplying a mirror current output from one end to one end of the current mirror circuit may be provided.

リーク電流測定回路において、カレントミラー回路は、ミラー比が1より大きいことが好ましい。   In the leakage current measuring circuit, the current mirror circuit preferably has a mirror ratio larger than 1.

このようなリーク電流測定回路によれば、カレントミラー回路によって電流の増倍が可能となり、被測定デバイスの並列接続数の低減が可能となる。したがって、被測定デバイスの回路規模を縮小させることができる。   According to such a leakage current measuring circuit, the current can be increased by the current mirror circuit, and the number of devices to be measured connected in parallel can be reduced. Therefore, the circuit scale of the device under measurement can be reduced.

本発明の実施形態に係るリーク電流測定方法は、被測定系におけるリーク電流をカレントミラー回路の一端で受けると共に、カレントミラー回路の一端の電位を測定して保持し、カレントミラー回路の他端におけるミラー電流を、保持した一端の電位に向け流れる電流として測定する。   In the leakage current measuring method according to the embodiment of the present invention, the leakage current in the system under test is received at one end of the current mirror circuit, and the potential at one end of the current mirror circuit is measured and held at the other end of the current mirror circuit. The mirror current is measured as a current that flows toward the held potential at one end.

以上のようなリーク電流測定方法によれば、カレントミラー回路の一端の電位を測定して電流測定時のバイアス電圧としてフィードバックすることで、カレントミラーのバイアス依存性を補正できる。したがって、リーク電流の高精度の測定が可能である。   According to the leak current measuring method as described above, the bias dependency of the current mirror can be corrected by measuring the potential at one end of the current mirror circuit and feeding back as a bias voltage at the time of current measurement. Therefore, it is possible to measure the leakage current with high accuracy.

以上のようにリーク電流測定において、リーク電流の高精度な測定が可能となる。したがって、被測定デバイスの並列数を少なくしても異常なリーク電流が発生した際に異常なデバイスの存在を判別することができる。すなわち、デバイスの選別時に高精度な良否判定が可能となる。   As described above, in the leakage current measurement, the leakage current can be measured with high accuracy. Therefore, even if the number of devices under measurement is reduced, the presence of an abnormal device can be determined when an abnormal leakage current occurs. That is, it is possible to make a pass / fail judgment with high accuracy when selecting a device.

以下、実施例に即し、図面を参照して詳しく説明する。   Hereinafter, it will be described in detail with reference to the drawings in accordance with embodiments.

図1は、本発明の第1の実施例に係るリーク電流測定回路の回路図である。図1において、リーク電流測定回路は、PMOSトランジスタMP1、MP2、スイッチ素子SW1、SW2、測定端子T1を備える。PMOSトランジスタMP1は、ソースを電源VDDに接続し、ドレインとゲートを被測定デバイス10に接続する。PMOSトランジスタMP2は、ソースを電源VDDに接続し、ドレインをスイッチ素子SW2の一端に接続し、ゲートをPMOSトランジスタMP1のゲートに接続する。PMOSトランジスタMP1、MP2は、カレントミラー回路を構成する。ここでPMOSトランジスタMP2のサイズは、PMOSトランジスタMP1のサイズのN(N>1)倍とし、ミラー比をNとする。   FIG. 1 is a circuit diagram of a leakage current measuring circuit according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the leakage current measurement circuit includes PMOS transistors MP1 and MP2, switch elements SW1 and SW2, and a measurement terminal T1. The PMOS transistor MP1 has a source connected to the power supply VDD, and a drain and a gate connected to the device under measurement 10. The PMOS transistor MP2 has a source connected to the power supply VDD, a drain connected to one end of the switch element SW2, and a gate connected to the gate of the PMOS transistor MP1. The PMOS transistors MP1 and MP2 constitute a current mirror circuit. Here, the size of the PMOS transistor MP2 is N (N> 1) times the size of the PMOS transistor MP1, and the mirror ratio is N.

スイッチ素子SW1は、一端をPMOSトランジスタMP1のドレインに接続し、他端を測定端子T1に接続する。スイッチ素子SW2は、他端を測定端子T1に接続する。リーク電流測定装置である測定系20は、測定端子T1に接続される。   The switch element SW1 has one end connected to the drain of the PMOS transistor MP1 and the other end connected to the measurement terminal T1. The other end of the switch element SW2 is connected to the measurement terminal T1. A measurement system 20 that is a leakage current measuring device is connected to a measurement terminal T1.

以上のような構成のリーク電流測定回路は、被測定デバイス10のリーク電流I1をカレントミラー回路の一端で受け、カレントミラー回路の他端からミラー電流I2(I2=N・I1)を出力する。   The leak current measuring circuit having the above configuration receives the leak current I1 of the device under test 10 at one end of the current mirror circuit, and outputs the mirror current I2 (I2 = N · I1) from the other end of the current mirror circuit.

次に、リーク電流測定における動作について説明する。図2は、本発明の第1の実施例に係るリーク電流測定におけるフローチャートである。   Next, the operation in the leakage current measurement will be described. FIG. 2 is a flowchart of the leakage current measurement according to the first embodiment of the present invention.

測定系20は、スイッチ素子SW1をオン、スイッチ素子SW2をオフにして、測定端子T1の電圧、すなわち被測定デバイス10に印加される電圧値V1を測定する(ステップS1)。   The measurement system 20 turns on the switch element SW1 and turns off the switch element SW2, and measures the voltage at the measurement terminal T1, that is, the voltage value V1 applied to the device under measurement 10 (step S1).

測定系20は、測定した電圧値V1を内部に記憶する(ステップS2)。   The measurement system 20 stores the measured voltage value V1 inside (step S2).

測定系20は、スイッチSW1をオフ、スイッチSW2をオンにし、測定系20から測定端子T1に、ステップS2で求めた電圧値V1を印加する(ステップS3)。   The measurement system 20 turns off the switch SW1 and turns on the switch SW2, and applies the voltage value V1 obtained in step S2 from the measurement system 20 to the measurement terminal T1 (step S3).

測定系20は、測定端子T1を介して流れ込むミラー電流I2を測定する(ステップS4)。ここでは、ステップS3、S4における測定機能を電圧印加電流計と呼ぶ。   The measurement system 20 measures the mirror current I2 flowing through the measurement terminal T1 (Step S4). Here, the measurement function in steps S3 and S4 is called a voltage application ammeter.

測定系20は、ステップS4で測定した電流値(I2)をミラー比Nで除算した値から被測定デバイス10のリーク電流を算出する(ステップS5)。   The measurement system 20 calculates the leakage current of the device under measurement 10 from the value obtained by dividing the current value (I2) measured in step S4 by the mirror ratio N (step S5).

測定系20は、被測定デバイス10のリーク電流値を設計時に決められた規格と比較し良否判定を行う(ステップS6)。   The measurement system 20 compares the leakage current value of the device under measurement 10 with a standard determined at the time of design, and determines pass / fail (step S6).

以上のようなリーク電流測定回路によれば、PMOSトランジスタMP2に流れる電流I2は、PMOSトランジスタMP1に流れる電流I1のミラー比(=N倍)に比例し、ミラー比を適切な値に設定することで、測定される電流I2は測定系20の測定精度に対して十分大きな電流となり、高い精度の測定が可能となる。   According to the leak current measuring circuit as described above, the current I2 flowing through the PMOS transistor MP2 is proportional to the mirror ratio (= N times) of the current I1 flowing through the PMOS transistor MP1, and the mirror ratio is set to an appropriate value. Thus, the current I2 to be measured is sufficiently large with respect to the measurement accuracy of the measurement system 20, and measurement with high accuracy is possible.

また、PMOSトランジスタMP2に流れる電流I2を測定する際に、PMOSトランジスタMP2のドレインにPMOSトランジスタMP1のドレインの電圧V1が印加される。一般にMOSトランジスタは、ゲート電圧が一定であっても、ドレイン電圧の変化に応じて若干のドレイン電流の変化が生じる特性を有する。ここでは、測定時にPMOSトランジスタMP1、MP2のドレイン電圧を一致させ(カレントミラーのバイアス依存性の排除)、両者の電圧電流特性を合わせることで、より正確なミラー電流を測定することができる。   Further, when measuring the current I2 flowing through the PMOS transistor MP2, the voltage V1 of the drain of the PMOS transistor MP1 is applied to the drain of the PMOS transistor MP2. In general, a MOS transistor has a characteristic that even if a gate voltage is constant, a slight change in drain current occurs according to a change in drain voltage. Here, the mirror current can be measured more accurately by matching the drain voltages of the PMOS transistors MP1 and MP2 at the time of measurement (excluding the bias dependency of the current mirror) and combining the voltage-current characteristics of the two.

図3は、本発明の第1の実施例に係るリーク電流測定回路の他の回路図である。図1のリーク電流測定回路に対し、電源VDDと接地を互いに入れ換え、カレントミラー回路をNMOSトランジスタMN1、MN2で構成する。このような構成では、高電位(電源VDD)に接続された被測定デバイス10aのリーク電流の測定が、図1、図2で説明したと同様に可能である。   FIG. 3 is another circuit diagram of the leakage current measuring circuit according to the first embodiment of the present invention. In the leakage current measuring circuit of FIG. 1, the power supply VDD and the ground are interchanged, and the current mirror circuit is configured by NMOS transistors MN1 and MN2. With such a configuration, the leakage current of the device under test 10a connected to a high potential (power supply VDD) can be measured in the same manner as described with reference to FIGS.

図4は、本発明の第2の実施例に係るリーク電流測定回路の回路図である。図4において、図1と同じ符号は、同一物を表し、その説明を省略する。図4のリーク電流測定回路は、図1に対し、カレントミラー回路の一端(PMOSトランジスタMP1のドレイン)とスイッチ素子SW1との間にユニティ・ゲイン・バッファBUFをさらに備える。ユニティ・ゲイン・バッファBUFは、カレントミラー回路の一端に入力端を接続し、スイッチ素子SW1に出力端を接続し、スイッチ素子SW1が閉じた場合にカレントミラー回路の一端の電位V1を利得1でバッファリングし、測定端子T1を介してV2として測定系20に供給可能とする。測定時の動作は実施例1と同様である。   FIG. 4 is a circuit diagram of a leakage current measuring circuit according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 4 further includes a unity gain buffer BUF between one end of the current mirror circuit (the drain of the PMOS transistor MP1) and the switch element SW1. The unity gain buffer BUF has an input end connected to one end of the current mirror circuit, an output end connected to the switch element SW1, and the potential V1 at one end of the current mirror circuit is gain 1 when the switch element SW1 is closed. Buffering is performed, and V2 can be supplied to the measurement system 20 via the measurement terminal T1. The operation at the time of measurement is the same as in the first embodiment.

実施例1では被測定デバイス10に印加される電圧V1は、スイッチ素子SW1がオン、スイッチ素子SW2がオフの時に、そのまま測定系20に記憶される。これに対し、実施例2では、被測定デバイス10に印加される電圧V1をユニティ・ゲイン・バッファBUFに入力し、スイッチ素子SW1がオン、スイッチ素子SW2がオフの時、V1=V2となり、測定系20に記憶される。   In the first embodiment, the voltage V1 applied to the device under test 10 is stored in the measurement system 20 as it is when the switch element SW1 is on and the switch element SW2 is off. On the other hand, in the second embodiment, when the voltage V1 applied to the device under test 10 is input to the unity gain buffer BUF, when the switch element SW1 is on and the switch element SW2 is off, V1 = V2 and measurement is performed. It is stored in the system 20.

実施例1のリーク電流測定回路において、測定系20の入力インピーダンスが被測定デバイス10のインピーダンスに比べて無視できるほど大きくはない場合、スイッチ素子SW1がオン、スイッチ素子SW2がオフの場合に得られる電圧は、スイッチ素子SW1がオフ、スイッチ素子SW2がオンの場合に被測定デバイス10に実際に印加される電圧と異なってしまう。これはスイッチ素子SW1がオン、スイッチ素子SW2がオフの場合、被測定デバイス10と測定系20とが並列のインピーダンスとして見えるからである。   In the leakage current measurement circuit of the first embodiment, when the input impedance of the measurement system 20 is not so large as to be negligible as compared with the impedance of the device under measurement 10, this is obtained when the switch element SW1 is on and the switch element SW2 is off. The voltage differs from the voltage actually applied to the device under test 10 when the switch element SW1 is off and the switch element SW2 is on. This is because when the switch element SW1 is on and the switch element SW2 is off, the device under measurement 10 and the measurement system 20 appear as parallel impedances.

これに対し、実施例2のリーク電流測定回路によれば、ユニティ・ゲイン・バッファBUFを介することにより、測定系20の入力インピーダンスを無視することができる。したがって、スイッチ素子SW1がオン、スイッチ素子SW2がオフの場合に被測定デバイス10に印加される電圧の正確な値が測定系20に記憶される。   On the other hand, according to the leakage current measurement circuit of the second embodiment, the input impedance of the measurement system 20 can be ignored through the unity gain buffer BUF. Therefore, the accurate value of the voltage applied to the device under test 10 is stored in the measurement system 20 when the switch element SW1 is on and the switch element SW2 is off.

図5は、本発明の第2の実施例に係るリーク電流測定回路の他の回路図である。図4のリーク電流測定回路に対し、電源VDDと接地を互いに入れ換え、カレントミラー回路をNMOSトランジスタMN1、MN2で構成する。このような構成では、高電位(電源VDD)に接続された被測定デバイス10aのリーク電流の測定が同様に可能である。   FIG. 5 is another circuit diagram of the leakage current measuring circuit according to the second embodiment of the present invention. In the leakage current measuring circuit of FIG. 4, the power supply VDD and the ground are interchanged, and the current mirror circuit is configured by NMOS transistors MN1 and MN2. In such a configuration, the leakage current of the device under test 10a connected to a high potential (power supply VDD) can be similarly measured.

図6は、本発明の第3の実施例に係るリーク電流測定回路の回路図である。図6において、図4と同じ符号は、同一物を表し、その説明を省略する。図6のリーク電流測定回路は、図4に対し、カレントミラー回路の一端(PMOSトランジスタMP1のドレイン)に接続されるリーク補正回路30を備える。   FIG. 6 is a circuit diagram of a leakage current measuring circuit according to the third embodiment of the present invention. 6, the same reference numerals as those in FIG. 4 represent the same items, and the description thereof is omitted. 6 includes a leakage correction circuit 30 connected to one end of the current mirror circuit (the drain of the PMOS transistor MP1) as compared to FIG.

リーク補正回路30は、PMOSトランジスタMP3、MP4で構成される補正用カレントミラー回路と、補正用カレントミラー回路のカレント側(PMOSトランジスタMP3のドレイン)に接続される入力回路40とを備える。入力回路40は、ユニティ・ゲイン・バッファBUFの入力リーク電流と同じ値のリーク補正電流を発生させる、ユニティ・ゲイン・バッファBUFのバッファ入力部に相当する回路(レプリカ回路)である。補正用カレントミラー回路は、発生したリーク補正電流をリーク補正電流I3としてユニティ・ゲイン・バッファBUFの入力端に供給する。   The leak correction circuit 30 includes a correction current mirror circuit composed of PMOS transistors MP3 and MP4, and an input circuit 40 connected to the current side of the correction current mirror circuit (drain of the PMOS transistor MP3). The input circuit 40 is a circuit (replica circuit) that generates a leak correction current having the same value as the input leak current of the unity gain buffer BUF and corresponds to the buffer input unit of the unity gain buffer BUF. The correction current mirror circuit supplies the generated leak correction current to the input terminal of the unity gain buffer BUF as the leak correction current I3.

リーク補正回路30は、ユニティ・ゲイン・バッファBUFの入力端に対してリーク補正電流I3を供給することで、ユニティ・ゲイン・バッファBUFの入力端におけるリーク電流を補正し、被測定デバイス10に流れる電流とPMOSトランジスタMP1に流れる電流I1が等しくなるよう機能する。したがって、ユニティ・ゲイン・バッファBUFは、より正確なV1に等しいV2を測定系20に供給することで、測定系20は、より高い精度の測定が可能となる。   The leak correction circuit 30 corrects the leak current at the input end of the unity gain buffer BUF by supplying the leak correction current I3 to the input end of the unity gain buffer BUF, and flows to the device under test 10. It functions so that the current and the current I1 flowing through the PMOS transistor MP1 become equal. Therefore, the unity gain buffer BUF supplies the measurement system 20 with V2 equal to V1 that is more accurate, so that the measurement system 20 can perform measurement with higher accuracy.

図7は、本発明の第3の実施例に係るリーク電流測定回路の他の回路図である。図6のリーク電流測定回路に対し、電源VDDと接地を互いに入れ換え、カレントミラー回路をNMOSトランジスタMN1、MN2で構成する。このような構成では、高電位(電源VDD)に接続された被測定デバイス10aのリーク電流の測定が同様に可能である。   FIG. 7 is another circuit diagram of the leakage current measuring circuit according to the third embodiment of the present invention. In the leak current measuring circuit of FIG. 6, the power supply VDD and the ground are interchanged, and the current mirror circuit is configured by NMOS transistors MN1 and MN2. In such a configuration, the leakage current of the device under test 10a connected to a high potential (power supply VDD) can be similarly measured.

なお、前述の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。   It should be noted that the disclosures of the aforementioned patent documents and the like are incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.

10 被測定デバイス
20 測定系
30 リーク補正回路
40 入力回路
BUF ユニティ・ゲイン・バッファ
MP1、MP2、MP3、MP4 PMOSトランジスタ
MN1、MN2 NMOSトランジスタ
SW1、SW2 スイッチ素子
T1 測定端子
10 device under test 20 measurement system 30 leak correction circuit 40 input circuit BUF unity gain buffer MP1, MP2, MP3, MP4 PMOS transistor MN1, MN2 NMOS transistor SW1, SW2 switch element T1 measurement terminal

Claims (6)

被測定系におけるリーク電流を一端で受け、他端からミラー電流を出力するカレントミラー回路と、
前記リーク電流を間接的に測定する測定系を接続する測定端子と、
前記カレントミラー回路の一端を前記測定端子と接続可能とする第1のスイッチ素子と、
前記カレントミラー回路の他端を前記測定端子と接続可能とする、前記第1のスイッチ素子と排他的に開閉される第2のスイッチ素子と、
を備えることを特徴とするリーク電流測定回路。
A current mirror circuit that receives a leakage current in the measured system at one end and outputs a mirror current from the other end;
A measurement terminal for connecting a measurement system for indirectly measuring the leakage current;
A first switch element enabling one end of the current mirror circuit to be connected to the measurement terminal;
A second switch element that is opened and closed exclusively with the first switch element, the other end of the current mirror circuit being connectable to the measurement terminal;
A leakage current measuring circuit comprising:
前記カレントミラー回路の一端と前記第1のスイッチ素子との間にユニティ・ゲイン・バッファをさらに備え、
前記ユニティ・ゲイン・バッファは、前記カレントミラー回路の一端に入力端を接続し、前記第1のスイッチ素子に出力端を接続し、前記第1のスイッチ素子が閉じた場合に前記カレントミラー回路の一端の電位を前記測定端子を介して前記測定系に供給可能とすることを特徴とする請求項1記載のリーク電流測定回路。
A unity gain buffer is further provided between one end of the current mirror circuit and the first switch element,
The unity gain buffer has an input terminal connected to one end of the current mirror circuit, an output terminal connected to the first switch element, and the current mirror circuit when the first switch element is closed. The leakage current measuring circuit according to claim 1, wherein a potential at one end can be supplied to the measuring system via the measuring terminal.
前記ユニティ・ゲイン・バッファの入力端に接続され、入力端から前記ユニティ・ゲイン・バッファの内部への流入電流を補正する電流を供給するリーク補正回路をさらに備えることを特徴とする請求項2記載のリーク電流測定回路。   The leak correction circuit further comprising: a leak correction circuit that is connected to an input terminal of the unity gain buffer and supplies a current that corrects an inflow current from the input terminal to the inside of the unity gain buffer. Leakage current measurement circuit. 前記リーク補正回路は、
前記ユニティ・ゲイン・バッファの入力端から内部を見込んだ回路のレプリカとなる入力回路と、
前記入力回路における流入電流を一端で受け、他端から出力されるミラー電流を前記カレントミラー回路の一端に供給する補正用カレントミラー回路と、
を備えることを特徴とする請求項3記載のリーク電流測定回路。
The leak correction circuit is
An input circuit that is a replica of a circuit that looks inside from the input end of the unity gain buffer;
A correction current mirror circuit that receives an inflow current in the input circuit at one end and supplies a mirror current output from the other end to one end of the current mirror circuit;
The leakage current measuring circuit according to claim 3, further comprising:
前記カレントミラー回路は、ミラー比が1より大きいことを特徴とする請求項1記載のリーク電流測定回路。   2. The leakage current measuring circuit according to claim 1, wherein the current mirror circuit has a mirror ratio larger than 1. 被測定系におけるリーク電流をカレントミラー回路の一端で受けると共に、前記カレントミラー回路の一端の電位を測定して保持し、
前記カレントミラー回路の他端におけるミラー電流を、前記保持した一端の電位に向け流れる電流として測定することを特徴とするリーク電流測定方法。
The leakage current in the system under test is received at one end of the current mirror circuit, and the potential at one end of the current mirror circuit is measured and held,
A leakage current measuring method, wherein a mirror current at the other end of the current mirror circuit is measured as a current flowing toward the held potential of the one end.
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