JP2587686Y2 - バッファ増幅器 - Google Patents

バッファ増幅器

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JP2587686Y2
JP2587686Y2 JP1992086463U JP8646392U JP2587686Y2 JP 2587686 Y2 JP2587686 Y2 JP 2587686Y2 JP 1992086463 U JP1992086463 U JP 1992086463U JP 8646392 U JP8646392 U JP 8646392U JP 2587686 Y2 JP2587686 Y2 JP 2587686Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は例えばIC試験装置に
おいて被試験素子から信号を取込むために用いることが
できるバッファ増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】図に従来のバッファ増幅器を示す。図
中10は被試験IC、20はバッファ増幅器、30は論
理比較器を示す。被試験IC10は例えばメモリのよう
なディジタル回路素子であるものとする。従ってその出
力信号はH論理かL論理の何れかをとる論理信号であ
る。この論理信号は高入力インピーダンスのバッファ増
幅器20に取込まれ、バッファ増幅器20で低インピー
ダンスにインピーダンス変換されて論理比較器30に与
えられる。
【0003】論理比較器30ではH論理であることを判
定するための基準電圧VoHと、L論理であることを判定
するための基準電圧VoLとを有し、バッファ増幅器20
から与えられる論理信号の論理が正規のレベルを持つH
論理であるか、L論理であるかを判定する。バッファ増
幅器20は初段にソースフォロワ接続された高入力イン
ピーダンスを持つ電界効果トランジスタFETが用いら
れ、次段には相補接続された一対の増幅素子つまりトラ
ンジスタQ1 とQ2 が接続される。相補接続されたトラ
ンジスタQ1 とQ2 のエミッタ共通接続点から出力端子
OUT が導出される。
【0004】ここでバッファ増幅器20にはドリフト補
正回路21が設けられている。このドリフト補正回路2
1はトランジスタQ1 の入力電圧と出力電圧の差を取出
す演算増幅器U1と、この演算増幅器U1の出力側に接
続されたトランジスタ22と、このトランジスタ22に
よって出力端子TOUT に出力される電流量を制御し、出
力端子TOUT に出力される電圧値のドリフトを補正する
トランジスタ23とによって構成される。
【0005】図4に図3に示したバッファ増幅器20の
各部の電圧波形を示す。入力信号V iN に対してトランジ
スタQ 1 とQ 2 の各ベース電位は電界効果トランジスタ
FETがソースフォロワとして動作するから図4に
A ,V B で示すように入力信号V iN と同位相で変化す
る。V A とV B は定電圧発生回路24により一定の電圧
AB を保持して変化する。
【0006】トランジスタQ 1 とQ 2 の各エミッタの電
位V C とV D はベース電位V A とV B から各トランジス
タQ 1 とQ 2 のベース・エミッタ間の電圧V BE (0.3
V)だけ離れてV A とV B に追従して変化する。出力電
圧V O は抵抗分割回路によってV C とV D のほぼ中間の
電位で出力される。 電源電圧を+V DD 、−V DD とする
と、トランジスタQ 1 とQ 2 の各コレクタとエミッタ間
の電圧V EC1 とV EC2 は図4に示すように+V DD とV C
間及び−V DD とV D 間で表わされる。
【0007】このように、従来はトランジスタQ 1 とQ
2 のエミッタ・コレクタ間に掛る電圧V EC1 とV EC2
入力信号V iN の論理値(HかL)によって大きく変動す
るから各トランジスタQ 1 とQ 2 の電力消費量も変動
し、発熱量も変化する。 この結果、図5に示すように、
出力電圧V O が規定値V OH より大きく上昇する現象V DF
(ドリフト現象)が発生する不都合が生じる。このドリ
フトV DF が発生したまま使用したとすると、図5Aに示
す場合は出力信号V O は本来H論理レベルV OH に達して
いるから論理比較器30は誤まった判定を下すおそれは
ないが、図5Bに示すように、規定値V OH に達していな
いにも係わらず、ドリフトV DF が規定値V OH を越えてい
ることから正常にH論理に達したと誤まった判定を下す
おそれがある。
【0008】この不都合を解消すべくドリフト補正回路
21を付設し、出力電圧V O が上昇したことを演算増幅
器U1で検出し、その検出出力をトランジスタ23に伝
達し、トランジスタ23に流れる電流を増加させる方向
に制御して出力電圧V O の上昇を抑えるように制御して
いる。
【0009】
【考案が解決しようとする課題】ドリフト補正回路21
によって熱ドリフトを抑制する動作を行なっているが、
演算増幅器U1は比較的応答が遅い欠点がある。被試験
IC10の動作速度が遅い場合には演算増幅器U1の応
答遅れ時間τ(図3C)が占める割合が小さいから特に
問題なく、熱ドリフトの影響を除去することができた。
【0010】然し乍ら、被試験IC10の動作速度が速
くなるに従って演算増幅器U1の遅れ時間τが占める割
合が大きくなり、論理比較器30における誤動作の要因
となっている。この考案の目的は高速動作が可能なドリ
フト補正回路を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】この考案では相補接続さ
れたトランジスタQ1 とQ2 の各コレクタ側にそれぞれ
同一導電型式で同等の動作速度で動作するトランジスタ
を直列接続し、この直列接続したトランジスタにそれぞ
れトランジスタQ1 ,Q2 と同位相の信号を与え、信号
が入力される毎にトランジスタQ1 とQ2 のコレクタ電
圧をこれらトランジスタQ 1 とQ 2 のエミッタの電位と
同位相で励振することによりトランジスタQ1 とQ2
コレクタ−エミッタ間電圧を一定値に維持させる。
【0012】このようにトランジスタQ1 とQ2 のコレ
クタ−エミッタ間電圧を一定値に維持させることによ
り、トランジスタQ1 とQ2 の各ベース−エミッタ間電
圧も一定値に維持することができ、これらトランジスタ
1 とQ 2 の電力消費量を一定値に保つことができる。
この結果、熱的なドリフトの発生を抑制することができ
る。この動作はトランジスタ単体の応答速度で動作する
からその時間的な遅れはわずかである。従って応答の遅
れを小さくすることができるから高速動作型のICを試
験するIC試験装置に利用することにより、信頼性の高
い試験を行なうことができる。
【0013】
【実施例】図1にこの考案の一実施例を示す。図1では
被試験IC10と論理比較器30を省略して示してい
る。図1において、図と対応する部分には同一符号を
付して示す。この考案においては相補接続された増幅用
トランジスタQ1 とQ2 の各コレクタ側に、増幅用トラ
ンジスタQ1 及びQ2 のそれぞれと同一導電型式で同等
の動作速度のドリフト補正用トランジスタQ3 ,Q4
直列接続する。つまり、ドリフト補正用トランジスタQ
3増幅用トランジスタQ1 と同一導電型式のトランジ
スタで増幅用トランジスタQ1 のコレクタにドリフト補
正用トランジスタQ3 のエミッタを接続し、ドリフト補
正用トランジスタQ3 のコレクタを正極電源に接続す
る。またドリフト補正用トランジスタQ4増幅用トラ
ンジスタQ2 と同一導電型式のトランジスタを示す。こ
ドリフト補正用トランジスタQ4のエミッタを増幅用
トランジスタQ2 のコレクタに接続し、ドリフト補正用
トランジスタQ4 のコレクタを負極電源に接続し、これ
らのドリフト補正用トランジスタQ3 ,Q4 の各ベース
には電界効果トランジスタFET2 によって取出した論
理信号をレベルシフタD3 とD4 を通じて与えるように
してドリフト補正回路21を構成する。
【0014】ここで電界効果トランジスタFET2 は入
力インピーダンスが特に高いガリウム・ヒ素で出来た電
界効果トランジスタを用いるとよい。この電界効果トラ
ンジスタを用いることにより、特に入力インピーダンス
が高いことからバッファ増幅器20を構成する電界効果
トランジスタFET1 に対して並列接続してもバッファ
増幅器20の特性に影響を与えることがない。
【0015】この考案の構成によればバッファ増幅器2
0の入力端子に例えばH論理の論理信号ViNを入力する
と、この入力信号ViNは電界効果トランジスタFET1
とFET2 を通じてトランジスタQ1 とQ2 及びQ3
4 の各ベースに同位相で与えられる。図2に図1に示
した各部の電位変化を示す。A点、B点はソースフォロ
ワを構成する電界効果トランジスタQ 1 により定電圧発
生回路24が発生する電位差V AB を維持して入力信号V
iN と同位相でV A とV B として示すように励振される。
この電位V A とV B はトランジスタQ 1 とQ 2 のベース
に与えられる。
【0016】トランジスタQ 1 とQ 2 の各エミッタの電
位V C とV D はベース電位V A とV B からそれぞれベー
ス・エミッタ間電圧V BE だけ離れてベース電位V A とV
B に追従して励振される。 G点は電界効果トランジスタ
FET 2 のソースによって入力信号V iN と同位相で励振
される。このG点の電位V G は出力端子T OUT の電位と
同じ電位V O で励振される。
【0017】G点の電位V G からレベルシフタD 3 のシ
フト電圧V D3 だけ正側にトランジスタQ 3 のベース電位
E が与えられる。またG点の電位V G からレベルシフ
タD 4 とのシフト電圧V D4 だけ負側にトランジスタQ 4
のベース電位V F が与えられる。 トランジスタQ 3 とQ
4 のエミッタの電位V H とV I は図2に示すようにベー
ス電位V E とV F からベース・エミッタ間電圧V BE だけ
離れて電位V E ,V F と同相で振励される。
【0018】 H とV C との差はトランジスタQ 1 のコ
レクタ・エミッタ間の電圧V EC1 となる。またV D とV
I との差はトランジスタQ 2 のコレクタ・エミッタ間の
電圧V EC2 となる。これらのコレクタ・エミッタ間電圧
EC1 及びV EC2 は図2に示すように入力信号V iN がL
論理でもH論理でも一定の電圧に保持される。その理由
はトランジスタQ 1 とQ 2 のエミッタの電位V C とV D
及びトランジスタQ 3 ,Q 4 のエミッタの電位V H ,V
I が同位相で同一の振幅で励振されるからである。
【0019】これに対し、トランジスタQ 3 とQ 4 はコ
レクタが一定電圧の電源電圧+V DD と−V DD に接続され
ており、エミッタが入力信号V iN と同一の位相の信号で
励振されるから、そのコレクタ・エミッタ間の電圧V
EC3 とV EC4 はエミッタの電位変動と共に大きく変動す
る。つまり、これらトランジスタQ 3 とQ 4 のコレクタ
・エミッタ間の電圧が変動してトランジスタQ 1 ,Q 2
のコレクタ・エミッタ間の電圧変動を吸収する動作を行
なっていることになる。
【0020】
【発明の効果】上述したように、この発明によればバッ
ファ増幅器20を構成するトランジス タQ 1 とQ 2 のコ
レクタ・エミッタ間電圧V EC1 とV EC2 はトランジスタ
3 とQ 4 のエミッタ・コレクタ間電圧V EC3 とV EC4
が変動を吸収することにより、入力信号V iN がH論理で
もL論理でも、一定の電圧に維持するから、これらトラ
ンジスタQ 1 とQ 2 の電力消費量が変動することはな
い。つまり、トランジスタQ 1 とQ 2 には図5で説明し
たようなドリフトV DF が発生するおそれはない。またト
ランジスタQ 3 とQ 4 はトランジスタ単体で動作するも
のであるから入力信号V iN の励振に対して高速で応答
し、入力信号V iN の立上り、立下りのタイミングにおい
て遅れが発生することはない。従ってトランジスタQ 3
とQ 4 の応答が遅れることによってトランジスタQ 1
2 のコレクタ・エミッタ間の電圧を変動させてしまう
ような不都合も回避できる。従って信頼性の高いバッフ
ァ増幅器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この考案の一実施例を示す接続図。
【図2】図1の動作を説明するための波形図。
【図3】従来の技術を説明するための接続図。
【図4】従来の技術の動作を説明するための波形図。
【図5】 従来の技術の欠点を説明するための波形図。
【符号の説明】
20 バッファ増幅器 FET1 ,FET2 電界効果トランジスタ Q1 ,Q2 相補接続された増幅用トランジスタ Q3 ,Q4 直列接続したドリフト補正用トランジス

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A.ソースフォロワ接続により高入力イ
    ンピーダンス特性を得る第1電界効果トランジスタと、 B.互に導電型式を異にし、互に相補接続され、エミッ
    タが共通接続されてこのエミッタの共通接続点から出力
    端子が導出され、ベースに上記第1電界効果トランジス
    タが出力する信号が与えられて相補動作する一対の増幅
    用トランジスタと、 C.上記第1電界効果トランジスタに入力される入力信
    号と同一の入力信号が与えられ、上記第1電界効果トラ
    ンジスタと同様にソースフォロワとして動作する第2電
    界効果トランジスタと、 D.上記一対の増幅用トランジスタの一方と同一導電型
    式を持ち、この増幅用トランジスタのコレクタと電源の
    一方の極との間に直列接続され、上記第2電界効果トラ
    ンジスタにより上記増幅用トランジスタの一方と同位相
    で励振される第1ドリフト補正用トランジスタと、 E.上記一対の増幅用トランジスタの他方と同一導電型
    式を持ち、この増幅用トランジスタのコレクタと電源の
    他方の極との間に直列接続され、上記第2電界効果トラ
    ンジスタにより上記電界効果トランジスタの他方と同位
    相で励振される第2ドリフト補正用トランジスタと、 によって 構成したことを特徴とするバッファ増幅器。
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