JP3281163B2 - 電流測定装置及び方法 - Google Patents
電流測定装置及び方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定デバイスの端子
電流を測定する場合に、電流プローブを必要とせずに、
電流の測定を行う、電流測定装置及び方法に関する。
電流を測定する場合に、電流プローブを必要とせずに、
電流の測定を行う、電流測定装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体試験装置に於いては、被測定デバ
イス（DUT）の端子電流を測定する必要がある。この端
子電流は、静的電流、すなわち、被測定デバイスが一定
のテストパターンを保持している場合の電流に限られな
い。動的電流、すなわち、被測定デバイスに一定のテス
トパターンを印加して、内部状態が変化している時の電
流をも測定する必要がある。
イス（DUT）の端子電流を測定する必要がある。この端
子電流は、静的電流、すなわち、被測定デバイスが一定
のテストパターンを保持している場合の電流に限られな
い。動的電流、すなわち、被測定デバイスに一定のテス
トパターンを印加して、内部状態が変化している時の電
流をも測定する必要がある。
【０００３】図５は、従来の半導体試験装置に於ける、
電源電流の測定例を示すブロック図である。図５に示す
ように、定電圧源１とＤＵＴ２とが接続されており、そ
の接続部に、バイパスコンデンサ４が接続されている。
定電圧源１は、一定の電圧値Ｖ0 を供給している。容量
Ｃを持つバイパスコンデンサ４は、通常、定電圧源１系
統の高周波応答スピードを補完する目的で接続されてい
るものであり、定電圧源１と、ＤＵＴ２との間に配線さ
れた線材のインダクタンス成分等による、高周波特性の
劣化を補っている。従って、通常、当該バイパスコンデ
ンサの配置は、ＤＵＴ２の端子の直近に置かれる。ま
た、容量値Ｃは、普通、経験的に定められている。
電源電流の測定例を示すブロック図である。図５に示す
ように、定電圧源１とＤＵＴ２とが接続されており、そ
の接続部に、バイパスコンデンサ４が接続されている。
定電圧源１は、一定の電圧値Ｖ0 を供給している。容量
Ｃを持つバイパスコンデンサ４は、通常、定電圧源１系
統の高周波応答スピードを補完する目的で接続されてい
るものであり、定電圧源１と、ＤＵＴ２との間に配線さ
れた線材のインダクタンス成分等による、高周波特性の
劣化を補っている。従って、通常、当該バイパスコンデ
ンサの配置は、ＤＵＴ２の端子の直近に置かれる。ま
た、容量値Ｃは、普通、経験的に定められている。
【０００４】ＤＵＴ２とコンデンサ４との間には、電流
プローブ５を挿入している。当該電流プローブ５の出力
は、オシロスコープ３に入力し、波形モニタを行う。モ
ニタ波形の例を図６に示す。ＤＵＴ２の消費電流ＩL が
図６（Ａ）のように変化した場合、電流プローブ５で誘
起されるモニタ電圧ＶL は、図６（Ｂ）のように変化す
る。電流ＩLの変化が、微分値ＶLとして、モニタでき
る。この微分値のピークの高さは、電流の変化値に比例
するので、その電流値を逆算して求めている。
プローブ５を挿入している。当該電流プローブ５の出力
は、オシロスコープ３に入力し、波形モニタを行う。モ
ニタ波形の例を図６に示す。ＤＵＴ２の消費電流ＩL が
図６（Ａ）のように変化した場合、電流プローブ５で誘
起されるモニタ電圧ＶL は、図６（Ｂ）のように変化す
る。電流ＩLの変化が、微分値ＶLとして、モニタでき
る。この微分値のピークの高さは、電流の変化値に比例
するので、その電流値を逆算して求めている。
【０００５】このように、電流プローブ５を設ける場合
には、 （１）ＤＵＴ２と、コンデンサ４との間に電流プローブ
を挿入しなければならず、ＤＵＴとパスコンとの距離が
長くなってしまう。このため、インダクタンス成分等が
増加してしまい、特性劣化を招く。 （２）また、電流プローブを設置するためのスペースが
必要となるため、すでにある、ＤＵＴ周辺回路を搭載し
たパフォーマンスボードの形状を変更せざるを得なくな
る。 （３）そして、多数個のＤＵＴを搭載してある当該パフ
ォーマンスボードの実装密度が低下してしまう。
には、 （１）ＤＵＴ２と、コンデンサ４との間に電流プローブ
を挿入しなければならず、ＤＵＴとパスコンとの距離が
長くなってしまう。このため、インダクタンス成分等が
増加してしまい、特性劣化を招く。 （２）また、電流プローブを設置するためのスペースが
必要となるため、すでにある、ＤＵＴ周辺回路を搭載し
たパフォーマンスボードの形状を変更せざるを得なくな
る。 （３）そして、多数個のＤＵＴを搭載してある当該パフ
ォーマンスボードの実装密度が低下してしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな従来の技術が有する問題点に鑑みてなされるもので
あって、被測定デバイスの端子電流を測定する場合に、
電流プローブを必要とせず、ＤＵＴの端子電圧を観測す
ることによって電流の測定を行う、電流測定装置及び方
法を提供するものである。
うな従来の技術が有する問題点に鑑みてなされるもので
あって、被測定デバイスの端子電流を測定する場合に、
電流プローブを必要とせず、ＤＵＴの端子電圧を観測す
ることによって電流の測定を行う、電流測定装置及び方
法を提供するものである。
【０００７】
（請求項１の解決手段）被測定デバイス２の電流を測定
する装置に於いて、内部抵抗ｒを有する定電圧源１と、
被測定デバイス２との間に、ｒ<<Ｒなる値Ｒを有する抵
抗１２を設ける。そして、当該抵抗１２を短絡するスイ
ッチ１１を設ける。そして、被測定デバイス２と付加し
たコンデンサ４との接続点の電圧をモニタする、デジタ
イザ１３を設ける。そして、当該デジタイザ１３のモニ
タ波形から電流値を測定して、電流測定装置を構成す
る。
する装置に於いて、内部抵抗ｒを有する定電圧源１と、
被測定デバイス２との間に、ｒ<<Ｒなる値Ｒを有する抵
抗１２を設ける。そして、当該抵抗１２を短絡するスイ
ッチ１１を設ける。そして、被測定デバイス２と付加し
たコンデンサ４との接続点の電圧をモニタする、デジタ
イザ１３を設ける。そして、当該デジタイザ１３のモニ
タ波形から電流値を測定して、電流測定装置を構成す
る。
【０００８】（請求項２の解決手段）被測定デバイス２
の電流を測定する装置に於いて、内部抵抗ｒを有する定
電圧源１を設ける。そして、当該定電圧源１と被測定デ
バイス２との間に、ｒ<<Ｒなる値Ｒを有する抵抗１２を
設ける。そして、当該抵抗１２を短絡するスイッチ１１
を設ける。そして、被測定デバイス２と付加したコンデ
ンサ４との接続点の電圧をバッファリングするバッファ
１０１を設ける。そして、当該バッファ値をアナログ・
デジタル変換するＡＤＣ１０２を設ける。そして、当該
デジタル値を格納するメモリ部１０３を設ける。そし
て、当該格納値をもとに電流値を算出する演算部１０４
を設ける。そして、電流測定装置を構成する。
の電流を測定する装置に於いて、内部抵抗ｒを有する定
電圧源１を設ける。そして、当該定電圧源１と被測定デ
バイス２との間に、ｒ<<Ｒなる値Ｒを有する抵抗１２を
設ける。そして、当該抵抗１２を短絡するスイッチ１１
を設ける。そして、被測定デバイス２と付加したコンデ
ンサ４との接続点の電圧をバッファリングするバッファ
１０１を設ける。そして、当該バッファ値をアナログ・
デジタル変換するＡＤＣ１０２を設ける。そして、当該
デジタル値を格納するメモリ部１０３を設ける。そし
て、当該格納値をもとに電流値を算出する演算部１０４
を設ける。そして、電流測定装置を構成する。
【０００９】（請求項３の解決手段）被測定デバイス２
の電流を測定する方法に於いて、先ず、被測定デバイス
２を取り去って、定電圧源１から抵抗値Ｒを通して、被
測定デバイス端に付加されたコンデンサＣに、電圧印加
を行い、その電圧波形ＶS から容量Ｃを演算する。つぎ
に、内部抵抗ｒを有する定電圧源１から、被測定デバイ
ス２及び付加されたコンデンサＣに対して、電圧印加を
行う。そして、その電圧波形ＶS を基に、演算を行うこ
とにより、被測定デバイス２の消費電流を得て電流測定
方法を構成する。
の電流を測定する方法に於いて、先ず、被測定デバイス
２を取り去って、定電圧源１から抵抗値Ｒを通して、被
測定デバイス端に付加されたコンデンサＣに、電圧印加
を行い、その電圧波形ＶS から容量Ｃを演算する。つぎ
に、内部抵抗ｒを有する定電圧源１から、被測定デバイ
ス２及び付加されたコンデンサＣに対して、電圧印加を
行う。そして、その電圧波形ＶS を基に、演算を行うこ
とにより、被測定デバイス２の消費電流を得て電流測定
方法を構成する。
【００１０】
【作用】この発明によれば、先ず、コンデンサ４の値Ｃ
を次のように測定する。最初に、ＤＵＴ２を取り去り、
スイッチ１１をオープンにして、定電圧源１から、電圧
Ｖ0 を供給する。すると、定電圧源１から抵抗Ｒを通っ
た電流は、コンデンサ４を充電する。一般に、この波形
は指数関数となることが知られており、単位時間ｔ１を
測定し、Ｃ＝ｔ１／Ｒ から、容量値Ｃを演算できる。
を次のように測定する。最初に、ＤＵＴ２を取り去り、
スイッチ１１をオープンにして、定電圧源１から、電圧
Ｖ0 を供給する。すると、定電圧源１から抵抗Ｒを通っ
た電流は、コンデンサ４を充電する。一般に、この波形
は指数関数となることが知られており、単位時間ｔ１を
測定し、Ｃ＝ｔ１／Ｒ から、容量値Ｃを演算できる。
【００１１】次に、デバイスの消費電流値ＩL を次のよ
うに測定する。デバイスの消費電流ＩLは、定電圧源１
から供給される電流をＩ0、コンデンサ４から供給され
る電流をＩCとすると、 ＩL＝Ｉ0＋ＩC である。ここで、 Ｉ0＝（Ｖ0−ＶS）／ｒ であり、 ＩC＝Ｃ・ΔＶS／Δｔ である。従って、 ＩL＝Ｖ0／ｒ−ＶS／ｒ＋Ｃ・ΔＶS／Δｔ となる。ここで、Ｖ0、ｒ、Ｃは既知であり、ＶS、ΔＶ
S、Δｔは、それぞれ観測できるので、ＩLを演算するこ
とができる。
うに測定する。デバイスの消費電流ＩLは、定電圧源１
から供給される電流をＩ0、コンデンサ４から供給され
る電流をＩCとすると、 ＩL＝Ｉ0＋ＩC である。ここで、 Ｉ0＝（Ｖ0−ＶS）／ｒ であり、 ＩC＝Ｃ・ΔＶS／Δｔ である。従って、 ＩL＝Ｖ0／ｒ−ＶS／ｒ＋Ｃ・ΔＶS／Δｔ となる。ここで、Ｖ0、ｒ、Ｃは既知であり、ＶS、ΔＶ
S、Δｔは、それぞれ観測できるので、ＩLを演算するこ
とができる。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。
する。
【００１３】（実施例１）図１は本発明の１実施例を示
すブロック図である。図１に示すように、内部抵抗ｒを
持つ、定電圧源１があり、当該定電圧源１とＤＵＴ２と
の間に、ｒ<<Ｒなる値Ｒを持つ、抵抗１２を設ける。そ
して、当該抵抗１２に、スイッチ１１を設け、抵抗値Ｒ
をショートできるように構成する。ＤＵＴ２の端子に、
コンデンサ４を接続し、同一接続点の電圧波形をモニタ
するデジタイザ１３を設ける。そして、当該デジタイザ
１３の観測値から、電流値に変換する電流変換部１４を
設けて、出力結果を得る。
すブロック図である。図１に示すように、内部抵抗ｒを
持つ、定電圧源１があり、当該定電圧源１とＤＵＴ２と
の間に、ｒ<<Ｒなる値Ｒを持つ、抵抗１２を設ける。そ
して、当該抵抗１２に、スイッチ１１を設け、抵抗値Ｒ
をショートできるように構成する。ＤＵＴ２の端子に、
コンデンサ４を接続し、同一接続点の電圧波形をモニタ
するデジタイザ１３を設ける。そして、当該デジタイザ
１３の観測値から、電流値に変換する電流変換部１４を
設けて、出力結果を得る。
【００１４】電流値への変換は、次のような方法で行
う。先ず、コンデンサ４の値Ｃを測定する。 （１）最初に、ＤＵＴ２を取り去り、スイッチ１１をオ
ープンにして、定電圧源１から、電圧Ｖ0 を供給する。
すると、定電圧源１から抵抗Ｒを通った電流は、コンデ
ンサ４を充電する。このため、モニタ点ＶS の電圧は、
図２（Ａ）に示すようにな波形を描く。一般に、この波
形は指数関数となることが知られており、単位時間ｔ１
を測定し、Ｃ＝ｔ１／Ｒ から、容量値Ｃを演算でき
る。
う。先ず、コンデンサ４の値Ｃを測定する。 （１）最初に、ＤＵＴ２を取り去り、スイッチ１１をオ
ープンにして、定電圧源１から、電圧Ｖ0 を供給する。
すると、定電圧源１から抵抗Ｒを通った電流は、コンデ
ンサ４を充電する。このため、モニタ点ＶS の電圧は、
図２（Ａ）に示すようにな波形を描く。一般に、この波
形は指数関数となることが知られており、単位時間ｔ１
を測定し、Ｃ＝ｔ１／Ｒ から、容量値Ｃを演算でき
る。
【００１５】次に、デバイスの消費電流値ＩLを測定す
る。 （２）デバイスの消費電流ＩLは、定電圧源１から供給
される電流をＩ0、コンデンサ４から供給される電流を
ＩCとすると、 ＩL＝Ｉ0＋ＩC である。ここで、 Ｉ0＝（Ｖ0−ＶS）／ｒ であり、 ＩC＝Ｃ・ΔＶS／Δｔ である。従って、 ＩL＝Ｖ0／ｒ−ＶS／ｒ＋Ｃ・ΔＶS／Δｔ となる。ここで、Ｖ0、ｒ、Ｃは既知であり、ＶS、ΔＶ
S、Δｔは、それぞれ観測できるので、ＩLを演算するこ
とができる。すなわち、図３（Ｃ）の観測波形ＶSか
ら、結局、図３（Ｂ）に示す、消費電流ＩLを得ること
ができる。
る。 （２）デバイスの消費電流ＩLは、定電圧源１から供給
される電流をＩ0、コンデンサ４から供給される電流を
ＩCとすると、 ＩL＝Ｉ0＋ＩC である。ここで、 Ｉ0＝（Ｖ0−ＶS）／ｒ であり、 ＩC＝Ｃ・ΔＶS／Δｔ である。従って、 ＩL＝Ｖ0／ｒ−ＶS／ｒ＋Ｃ・ΔＶS／Δｔ となる。ここで、Ｖ0、ｒ、Ｃは既知であり、ＶS、ΔＶ
S、Δｔは、それぞれ観測できるので、ＩLを演算するこ
とができる。すなわち、図３（Ｃ）の観測波形ＶSか
ら、結局、図３（Ｂ）に示す、消費電流ＩLを得ること
ができる。
【００１６】（実施例２）上述の実施例では、定電圧源
１の外に、デジタイザ１３と、電流変換部１４を付加し
て、電流測定装置を構成したが、他の実施例として、図
４のように構成することもできる。
１の外に、デジタイザ１３と、電流変換部１４を付加し
て、電流測定装置を構成したが、他の実施例として、図
４のように構成することもできる。
【００１７】図４に示すように、内部抵抗ｒを持つ、定
電圧源１を設ける。当該定電圧源１とＤＵＴ２との間
に、ｒ<<Ｒなる値Ｒを持つ、抵抗１２を設ける。そし
て、当該抵抗１２に、スイッチ１１を設け、抵抗値Ｒを
ショートできるように構成する。ＤＵＴ２の端子に、コ
ンデンサ４を接続するが、その接続点から、バッファ１
０１を設けて、モニタ信号を入力する。当該バッファ１
０１には、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ
Ｃ１０２を設けて接続する。そして、当該ＡＤＣ１０２
からのデジタル出力信号は、メモリ部１０３を設けて格
納する。当該メモリ部１０３のモニタ・データを演算部
１０４を設けて電流値に変換する。そして、表示を行
う。ここで、デバイスの消費電流値ＩL を測定する方法
は、上述の実施例１と同様である。
電圧源１を設ける。当該定電圧源１とＤＵＴ２との間
に、ｒ<<Ｒなる値Ｒを持つ、抵抗１２を設ける。そし
て、当該抵抗１２に、スイッチ１１を設け、抵抗値Ｒを
ショートできるように構成する。ＤＵＴ２の端子に、コ
ンデンサ４を接続するが、その接続点から、バッファ１
０１を設けて、モニタ信号を入力する。当該バッファ１
０１には、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ
Ｃ１０２を設けて接続する。そして、当該ＡＤＣ１０２
からのデジタル出力信号は、メモリ部１０３を設けて格
納する。当該メモリ部１０３のモニタ・データを演算部
１０４を設けて電流値に変換する。そして、表示を行
う。ここで、デバイスの消費電流値ＩL を測定する方法
は、上述の実施例１と同様である。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は構成されて
いるので、次に記載する効果を奏する。被測定デバイス
の端子電流を測定する場合に、電圧波形をモニタし、演
算する装置及び方法で構成したので、電流プローブを必
要とせずに、電流測定装置及び方法が提供できた。
いるので、次に記載する効果を奏する。被測定デバイス
の端子電流を測定する場合に、電圧波形をモニタし、演
算する装置及び方法で構成したので、電流プローブを必
要とせずに、電流測定装置及び方法が提供できた。
【図１】本発明のの実施例１を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）モニタ点ＶSの電圧を示す。
【図３】（Ｂ）消費電流ＩLを示す。 （Ｃ）観測波形ＶSを示す。
【図４】本発明のの実施例２を示すブロック図である。
【図５】従来の電源電流の測定例を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】（Ａ）従来の消費電流ＩLのモニタ例である。 （Ｂ）従来のモニタ電圧ＶLの例である。
１ 定電圧源 ２ ＤＵＴ ３ オシロスコープ ４ コンデンサ ５ 電流プローブ １１ スイッチ １２ 抵抗 １３ デジタイザ １４ 電流変換部 １００ 電流測定装置 １０１ バッファ １０２ ＡＤＣ １０３ メモリ部 １０４ 演算部 １０５ 表示部
Claims (3)
- 【請求項１】 被測定デバイス２の電流を測定する装置
に於いて、 内部抵抗ｒを有する定電圧源１と、被測定デバイス２と
の間に、ｒ<<Ｒなる値Ｒを有する抵抗１２を設け、 当該抵抗１２を短絡するスイッチ１１を設け、 被測定デバイス２と付加したコンデンサ４との接続点の
電圧をモニタする、デジタイザ１３を設け、 当該デジタイザ１３のモニタ波形から電流値を測定する
ことを特徴とする、電流測定装置。 - 【請求項２】 被測定デバイス２の電流を測定する装置
に於いて、 内部抵抗ｒを有する定電圧源１を設け、 当該定電圧源１と被測定デバイス２との間に、ｒ<<Ｒな
る値Ｒを有する抵抗１２を設け、 当該抵抗１２を短絡するスイッチ１１を設け、 被測定デバイス２と付加したコンデンサ４との接続点の
電圧をバッファリングするバッファ１０１を設け、 当該バッファ値をアナログ・デジタル変換するＡＤＣ１
０２を設け、 当該デジタル値を格納するメモリ部１０３を設け、 当該格納値をもとに電流値を算出する演算部１０４を設
け、以上を具備したことを特徴とする電流測定装置。 - 【請求項３】 被測定デバイス２の電流を測定する方法
に於いて、 先ず、被測定デバイス２を取り去って、定電圧源１から
抵抗値Ｒを通して、被測定デバイス端に付加されたコン
デンサＣに、電圧印加を行い、その電圧波形ＶSから容
量Ｃを演算し、 つぎに、内部抵抗ｒを有する定電圧源１から、被測定デ
バイス２及び付加されたコンデンサＣに対して、電圧印
加を行い、 その電圧波形ＶS を基に、演算を行うことにより、被測
定デバイス２の消費電流を得ることを特徴とする電流測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02199694A JP3281163B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | 電流測定装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02199694A JP3281163B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | 電流測定装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209372A JPH07209372A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3281163B2 true JP3281163B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=12070639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02199694A Expired - Fee Related JP3281163B2 (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | 電流測定装置及び方法 |
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| JP (1) | JP3281163B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009081522A1 (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Advantest Corporation | 試験装置および測定装置 |
| US7952361B2 (en) | 2009-07-14 | 2011-05-31 | Advantest Corporation | Test apparatus |
| WO2011010349A1 (ja) | 2009-07-23 | 2011-01-27 | 株式会社アドバンテスト | 試験装置 |
| US8558560B2 (en) | 2009-07-23 | 2013-10-15 | Advantest Corporation | Test apparatus, additional circuit and test board for judgment based on peak current |
| US8558559B2 (en) | 2009-07-23 | 2013-10-15 | Advantest Corporation | Test apparatus, additional circuit and test board for calculating load current of a device under test |
-
1994
- 1994-01-21 JP JP02199694A patent/JP3281163B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH07209372A (ja) | 1995-08-11 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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