JP3734877B2 - Ic試験装置のi/o切換スイッチ回路 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はIC試験装置のI/O(インプット/アウトプット)切換スイッチ回路に関し、特に被試験IC(以下DUTと言う)のI/O端子に対するAC(交流)試験の高速化と、測定精度の向上に関する。
【0002】
【従来の技術】
(1)IC試験装置は図4に示すように装置本体2より延長されたケーブル3にテストヘッド4が接続され、そのテストヘッド4にピンエレクトロニックスボード5が収容され、そのピンエレクトロニックスボード5にDUTのI/O端子に試験波形を印加するドライバDR及びDUTのI/O端子の応答波形を測定するコンパレータ(比較器)CP等が実装される。ドライバDRとコンパレータCPとは互いに接続されて、伝送線路6の一端に接続され、その他端はパフォーマンスボード7に着脱自在に取付けられたDUT8の1つのI/O端子8aに接続される。I/O端子数がnであればドライバDR,コンパレータCP及び伝送線路6の数もそれぞれnとなる。
【0003】
DUT8がCMOSICの場合を考えると、I/O端子の入力インピーダンスはハイインピーダンスであり、出力インピーダンスは10〜40Ωで比較的低い値である。
DUTのI/O端子8aと伝送線路6との接続点PAとコンパレータCPの入力端のPB点における試験波形は例えば図4Bに示すようになる。いまドライバDR出力端からPA点まで及びPA点からPB点までの伝搬遅延時間をそれぞれτd1,τd2とする。τd1+τd2はラウンド・トリップ・ディレイ(round trip delay) と呼ばれる。PB点では、DUT出力波形の立下りはPA点のそれよりτd2だけ遅れ、一方ドライバ出力波形の立上りはPA点のそれよりτd1だけ早い。そのため、PA点で、DUT出力の立下りとドライバ出力の立上りとの間隔tbが短い高速試験を行おうとすると、PB点では図に示すようにDUT出力の立下り波形とドライバ出力の立上り波形が衝突して、コンパレータCPでDUT出力波形の測定ができなくなる問題がある。
【0004】
(2)上記の問題を解決する方法として、図5に示すようにドライバDR出力端でのコンパレータCPとの接続を分離し、各々をドライバ出力側伝送線路6a及びコンパレータ入力側伝送線路6bの各一端に接続し、両線路の他端を互いに接続してDUTのI/O端子8aに接続する。そして入力側伝送線路6bはコンパレータCP側で抵抗器Rtにより終端する。なお出力側伝送線路6aのドライバ側は図4と同様にドライバの出力抵抗Roにより終端されている。
【0005】
図5Bに示すようにドライバ出力端のPB点では、図4のPB点と同様にDUT出力とドライバ出力とが衝突するが、図5のコンパレータ入力側のPC点では、DUT出力の立下り及びドライバ出力の立上り共PA点の波形に対して共にτd2だけ遅れているので、両者の間隔はPA点における間隔tbを保持し、衝突は起こらない。しかしながら、DUT8の出力信号は伝送線路6a,6bを介してRoとRtの両者に印加されるため、出力電流の大きなDUTしか測定できないと言う問題がある。
【0006】
(3)一方、抵抗終端を用いないCMOSデバイスのI/O端子に対する試験方法として、図6に示すようにバッファアンプ(またはコンパレータ)11と、FETスイッチ12をDUTの直近に設ける方法がある。FETスイッチ12は図5BのPA点の波形図で示したインターバルta中にオフとされ、次のインターバルtb中にオンとされる。この方法は、DUTのI/O端子が図5のように同時に2箇所で抵抗終端されることはなく、DUTとして大きな出力電流のものに限られると言うことはないが、しかしながらDUTのピン数が少ない場合には実現できるが、ピン数の多い(n本とする)場合には、バッファやFETスイッチの数もそれぞれn倍となるので、実装スペースの問題や、消費電力による発熱の問題があり、実現困難である。
【0007】
また、図6の方法では、FETスイッチ12として低速のFETを用いると、寄生容量が大きいため波形が劣化し、コンパレータによる測定精度に問題があり、また高速のFETを用いると寄生容量は小さいので、波形の劣化する問題は少ないが、反面ゲート・ドレイン間及びゲート・ソース間のリーク電流が数10nAと大きくなり、直流電流の測定精度が低下する問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、図6と同様にコンパレータCPの入力端でDUT出力とドライバ出力とが衝突しないようにするため、ドライバ出力側伝送線路6aとコンパレータ入力側伝送線路6bを用いると共に、DUT出力がドライバDRの出力抵抗RoとコンパレータCPの入力端の抵抗Rt(図5)で同時に終端され、従ってDUTとして大きな電流(従って電力)のものでないと測定できないと言う不都合を無くすために、DUTの直近にスイッチ素子を設ける。しかし、この発明は図6のようなDUTの直近に設けるデバイスのスペースや発熱が大きくなる問題がなく、また寄生容量やリーク電流の大きい問題のないI/O切換スイッチ回路を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
(1)請求項1のI/O切換スイッチ回路は、パフォーマンスボードに実装される第1回路と、その第1回路と伝送線路により接続され、テストヘッド内に実装される第2回路とより成る。
第1回路は、一端がDUTのI/O端子に接続され、他端がドライバ出力側伝送線路の延長端及びコンパレータ入力側伝送線路の延長端にそれぞれ接続される第1及び第2フォトコンダクティブスイッチと、それら第1,第2フォトコンダクティブスイッチをそれぞれオン/オフさせる第1,第2レーザダイオードとより成る。
【0010】
第2回路は、第1定電流源と、電流値が第1定電流源の電流値より小さな第2定電流源と、第1定電流源を第1または第2レーザダイオードのいずれかに切換接続する第1差動スイッチと、第2定電流源を第2レーザダイオードまたはダミー回路に切換接続する第2差動スイッチとを有する。
更に第2回路は、第1または第2差動スイッチより第2レーザダイオードに供給する電流を2分配して、一方を2レーザダイオードに他方をダミー回路に供給する電流分配回路と、第2差動スイッチを切換制御して、DC(直流)試験モードのとき、第2定電流源の電流を第2レーザダイオードに供給させ、AC(交流)試験モードのとき、該電流をダミー回路に供給させるDC/AC試験選択回路とを有する。
【0011】
更に第2回路は、第1差動スイッチを切換制御し、DC試験モード時第1定電流源の電流を第1レーザダイオードに供給し、AC試験モード時第1定電流源の電流を第1及び第2レーザダイオードに選択的に供給するI/O制御回路と、電流分配回路の電流分配率を制御し、第1定電流源より第2レーザダイオードに供給する電流値を調整して、第2フォトコンダクティブスイッチのオン抵抗を調整・設定するオン抵抗調整・設定回路とを有する。
【0012】
(2)請求項2の発明は、前記(1)において、第1または第2差動スイッチは、エミッタ同士が接続されて、第1または第2定電流源に接続される2個のトランジスタより構成される。
(3)請求項3の発明は、前記(1)において、電流分配回路は、2個のトランジスタより成る差動増幅回路で構成され、それらトランジスタのエミッタ同士が接続されて、第1及び第2差動スイッチのそれぞれの一方の切換端子に接続され、一方のトランジスタのコレクタが第2レーザダイオードに、他方のトランジスタのコレクタがダミー回路にそれぞれ接続される。
【0013】
(4)請求項4の発明は、前記(1)において、第1回路が集積化されているものである。
(5)請求項5の発明は、前記(1)において、DC試験モードのとき、第1,第2定電流源より第1,第2レーザダイオードにそれぞれ点灯用電流を供給するものである。
【0014】
(6)請求項6の発明は、前記(1)において、AC試験モードのとき、ドライバより試験波形をDUTに印加する際、第1定電流源より第1レーザダイオードに点灯電流を供給し、一方、第2レーザダイオードは非点灯状態とし、コンパレータでDUTの応答波形を測定する際、第1定電流源より第2レーザダイオードに点灯電流を供給し、一方、第1レーザダイオードは非点灯状態とするものである。
【0015】
(7)請求項7の発明は、前記(1)において、AC試験モードにおける第2フォトコンダクティブスイッチのオン抵抗Ron2は、DUTの出力抵抗をRout ,コンパレータ入力側伝送線路の特性インピーダンスを|Zr|とすると、Ron2≒|Zr|−Rout に設定される。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1,図2の実施例を参照して、発明の実施の形態を説明する。図1には図4〜6と対応する部分に同じ符号を付けてある。IC試験装置では、DC(直流)試験モードとAC(交流)試験モードが存在する。DC試験モードではDUT8のI/O端子8aに直流電圧電流測定ユニットDCU1よりI/O端子8aに所定の直流電圧を印加し、(その電圧はDCU2で測定する)、そのとき発生した電流をDCU1で測定したり、DCU1より所定の直流電流をI/O端子に印加し(その電流値はDCU1で測定する)、そのとき発生した電圧をDCU2で測定する。DCU1,DCU2は通常IC試験装置本体2に収容され、ピンエレクトロニックスボード5内でスイッチRL2,RL4によりドライバ出力側またはコンパレータ入力側伝送線路6a,6bの一端にそれぞれ接続される。
【0017】
一方、AC試験モードではドライバDRよりI/O端子8aに試験波形を印加し、その結果、I/O端子に発生したDUTの応答波形をコンパレータCPで測定する。ドライバDR及びコンパレータCPはスイッチRL1,RL2を介して出力側または入力側伝送線路6aまたは6bにそれぞれ接続される。各試験モードにおけるこれらスイッチのオン/オフ状態を図2に示してある。
【0018】
この発明のI/O切換スイッチ回路は、パフォーマンスボード7に実装される第1回路21と、その第1回路21と複数の伝送線路で接続され、テストヘッド4内に実装される第2回路22とより成る。
第1回路21は、一端がDUTのI/O端子8aに接続され、他端が出力側伝送線路6aの延長端及び入力側伝送線路6bの延長端にそれぞれ接続される第1及び第2フォトコンダクティブスイッチ(以下PCSWと言う)PCSW1,PCSW2と、それぞれのスイッチに対して光を点滅させてオン/オフさせる第1,第2レーザダイオードLD1,LD2とより成る。
【0019】
この第1回路21はDUT8の1個のI/O端子当たり1回路を必要とするが、複数回路分をまとめて集積化するのが望ましい。PCSWは極めて高速なスイッチング動作が可能で、ターンオン時間1ns,端子間容量31fFと非常に小さく、オン抵抗が30〜60Ωのものが開発されている。図5BのPA点の波形図を用いて説明すると、インターバルta内でPCSW1がオフ、PCSW2がオンとなり、次のインターバルtb内でPCSW1がオン、PCSW2がオフとされる。
【0020】
テストヘッド4内に実装される第2回路22は次に述べるように多数の部分回路から構成される。23は電流値がI1の第1定電流源であり、24は電流値がI2(I2<I2)の第2定電流源24である。25は第1定電流源23を第1,第2レーザダイオードLD1,LD2のいずれかに切換接続する第1差動スイッチであり、この例ではエミッタの結合されたトランジスタQ4,Q5より成る。差動スイッチの各トランジスタは一方がオンのとき他方はオフとなる。また26は第2定電流源24を第2レーザダイオードLD2または所定のダミー回路(この例では共通電位点)に切換接続する第2差動スイッチであり、この例ではエミッタの結合されたトランジスタQ6,Q7より成る。
【0021】
27は第1または第2差動スイッチ25,26より出力される第1または第2定電流源の電流I1,I2を2分配して一方を第2レーザダイオードLD2に供給し、他方をダミー回路(この例では共通電位点)に供給する電流分配回路であり、エミッタの結合されたトランジスタQ2,Q3より成る。両トランジスタは差動スイッチの場合と異なり、カットオフ(ボトム)と飽和領域との間の直線領域(アクティブ領域)で動作するようにベース電圧が与えられて、差動増幅回路を構成し、一方のコレクタ電流が増えれば他方のコレクタ電流は減少するように動作する。
【0022】
28のDC/AC試験選択回路は、第2差動スイッチ26を制御していずれかのモードを選択する回路である。即ち、DC試験モード時にはトランジスタQ7をオフに、Q6をオンに制御して、第2定電流源24の電流I2を電流分配回路27を介して第2レーザダイオードLD2に供給し、点灯させる。このとき後述するように、Q4はオン、Q5はオフに制御され、I1はLD1に供給される。このようにDC試験時にはLD2にI2より小さいI2を供給することによって省電力を図っている。PCSW2のオン抵抗Ron2は多少増えるが、直流電流電圧測定ユニットDCU2によるI/O端子8aの電圧測定値はほとんど影響を与えない。
【0023】
一方、AC試験モード時にはQ7をオン、Q6をオフ制御するので、第2定電流源24から第2レーザダイオードLD2に供給する電流はゼロである。このときLD2には後述するが必要に応じ第1定電流源23の電流が供給される。各トランジスタQi,LD1,LD2,PCSW1,PCSW2のオン/オフ状態を図2に示してある。
【0024】
29のI/O制御回路は第1差動スイッチ25の切換えを制御し、第1または第2レーザダイオードLD1,LD2を選択的に点灯させる。即ち、DC試験モード時には、Q4をオン、Q5をオフに制御して第1定電流源23の電流を第1レーザダイオードに供給する。このとき第2レーザダイオードLD2には第2定電流源24より電流が供給される。AC試験モード時では、ドライバの出力波形をDUTに印加するときに、DC試験と同様にQ4をオン、Q5をオフに制御して第1定電流源23の電流を第1レーザダイオードに供給する。このときDUTの応答波形をコンパレータで測定するときに、逆にQ4をオフ、Q5をオンに制御して、第1定電流源23の電流I1を電流分配回路27を介して第2レーザダイオードLD2に供給する。
【0025】
30のオン抵抗調整・設定回路は、電流分配回路27のQ3のベースに与える電圧VCを可変してその分配率を制御し、第1定電流源よりLD2に供給する電流を調整してPCSW2のオン抵抗Ron2を調整して、I/O端子8aにおけるDUTの出力抵抗Rout とPCSW2のオン抵抗Ron2との和が入力側伝送線路6bの特性インピーダンス|Zr |に等しくなるように設定する。このようにすると、AC試験モードで、コンパレータCPでDUTの応答波形を測定する際、インピーダンス不整合のために応答波形に図3に示すようなオーバシュートやアンダーシュートが現れないので測定精度が向上する。
【0026】
(PCSW2のオン抵抗の調整について)
PCSW2のオン抵抗は装置のインシャライズ時(初期調整時)に行われる。その方法はDCU2を用いる方法と、コンパレータCPでDUTの応答波形を測定する方法とがある。
▲1▼ DCU2を用いる方法
Q4をオフ、Q5をオン;Q6をオフ、Q7をオンとし、LD1の電流ILD1=0(PCSW1はオフ)とし、LD2の電流ILD2としてI1の一部を分配供給し、PCSW2をオンとする。RL4をオンとしてDCU2によりDUTのI/O端子8aの出力抵抗Rout とPCSW2のオン抵抗Ronの和を測定しながら、オン抵抗調整・設定回路30の出力電圧VCを調整し、上記抵抗の和が入力側伝送線路6bの特性インピーダンス|Zr|(例えば50Ω)に合わせる。例えばRout ≒10ΩとすればRon2=40Ωのときに伝送線路6bとのインピーダンスの整合がとれる。従って、AC試験モードにおけるコンパレータの入力波形は図3の内のオーバシュートやアンダシュートのない波形▲2▼となる。
【0027】
▲2▼ コンパレータを用いる方法
Q4をオフ、Q5をオン;Q6をオフ、Q7をオンとし、ILD1=0(PCSW1はオフ)とし、ILD2としてI1の一部を分配供給し、PCSW2をオンとする。ここまでは▲1▼と同じである。RL3をオン、RL4をオフとし、プログラム制御によりコンパレータCPでDUTの出力波形(図3)のオーバシュートやアンダシュートを測定しながら、オーバシュートやアンダシュートが無くなるようにオン抵抗調整・設定回路30の出力電圧を調整する。このようにすると結果として、DUTの出力抵抗Rout とPCSW2のオン抵抗Ron2との和が入力側伝送線路6bの特性インピーダンス|Zr|に等しい値に設定される。
【0028】
【発明の効果】
この発明ではDUTの直近に設けるフォトコンダクティブスイッチPCSW1,PCSW2,及びレザダイオードLD1,LD2より成る第1回路は極めて小形に形成でき、また電力消費が極めて小さく、従って実装スペースや発熱量が少なくて済むので、適用可能なDUTのI/O端子数を増やすことが容易である。第1回路をLSI化した場合には、いっそう顕著である。
【0029】
またフォトコンダクティブスイッチは寄生容量やリーク電流が極めて小さくできるので、I/O切換スイッチ回路の波形の劣化やリーク電流が少なく、これらに起因する測定精度の低下する問題が改善される。
この発明では、DC試験モードにおいてLD2,従ってPCSW2をオンさせる際に電流を供給する第2定電流源24の電流I2は第1定電流源24の電流I1より可なり小さくできるので(DCU2で電圧を測定できればよいので)、全体として省電力が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す回路図。
【図2】図1の各トランジスタ及びスイッチ類のオン/オフ状態を示す図。
【図3】図1のPCSW2のオン抵抗を変化させた場合のコンパレータ入力信号の波形図。
【図4】Aは従来のIC試験装置のDUTとのインターフェース部分の要部を示すブロック図、BはAの動作波形図。
【図5】Aは従来の他のIC試験装置のDUTとのインターフェース部分の要部を示すブロック図、BはAの要部の動作波形図。
【図6】従来の更に他のIC試験装置のDUTとのインターフェース部分の要部を示すブロック図。
【発明の属する技術分野】
この発明はIC試験装置のI/O(インプット/アウトプット)切換スイッチ回路に関し、特に被試験IC(以下DUTと言う)のI/O端子に対するAC(交流)試験の高速化と、測定精度の向上に関する。
【0002】
【従来の技術】
(1)IC試験装置は図4に示すように装置本体2より延長されたケーブル3にテストヘッド4が接続され、そのテストヘッド4にピンエレクトロニックスボード5が収容され、そのピンエレクトロニックスボード5にDUTのI/O端子に試験波形を印加するドライバDR及びDUTのI/O端子の応答波形を測定するコンパレータ(比較器)CP等が実装される。ドライバDRとコンパレータCPとは互いに接続されて、伝送線路6の一端に接続され、その他端はパフォーマンスボード7に着脱自在に取付けられたDUT8の1つのI/O端子8aに接続される。I/O端子数がnであればドライバDR,コンパレータCP及び伝送線路6の数もそれぞれnとなる。
【0003】
DUT8がCMOSICの場合を考えると、I/O端子の入力インピーダンスはハイインピーダンスであり、出力インピーダンスは10〜40Ωで比較的低い値である。
DUTのI/O端子8aと伝送線路6との接続点PAとコンパレータCPの入力端のPB点における試験波形は例えば図4Bに示すようになる。いまドライバDR出力端からPA点まで及びPA点からPB点までの伝搬遅延時間をそれぞれτd1,τd2とする。τd1+τd2はラウンド・トリップ・ディレイ(round trip delay) と呼ばれる。PB点では、DUT出力波形の立下りはPA点のそれよりτd2だけ遅れ、一方ドライバ出力波形の立上りはPA点のそれよりτd1だけ早い。そのため、PA点で、DUT出力の立下りとドライバ出力の立上りとの間隔tbが短い高速試験を行おうとすると、PB点では図に示すようにDUT出力の立下り波形とドライバ出力の立上り波形が衝突して、コンパレータCPでDUT出力波形の測定ができなくなる問題がある。
【0004】
(2)上記の問題を解決する方法として、図5に示すようにドライバDR出力端でのコンパレータCPとの接続を分離し、各々をドライバ出力側伝送線路6a及びコンパレータ入力側伝送線路6bの各一端に接続し、両線路の他端を互いに接続してDUTのI/O端子8aに接続する。そして入力側伝送線路6bはコンパレータCP側で抵抗器Rtにより終端する。なお出力側伝送線路6aのドライバ側は図4と同様にドライバの出力抵抗Roにより終端されている。
【0005】
図5Bに示すようにドライバ出力端のPB点では、図4のPB点と同様にDUT出力とドライバ出力とが衝突するが、図5のコンパレータ入力側のPC点では、DUT出力の立下り及びドライバ出力の立上り共PA点の波形に対して共にτd2だけ遅れているので、両者の間隔はPA点における間隔tbを保持し、衝突は起こらない。しかしながら、DUT8の出力信号は伝送線路6a,6bを介してRoとRtの両者に印加されるため、出力電流の大きなDUTしか測定できないと言う問題がある。
【0006】
(3)一方、抵抗終端を用いないCMOSデバイスのI/O端子に対する試験方法として、図6に示すようにバッファアンプ(またはコンパレータ)11と、FETスイッチ12をDUTの直近に設ける方法がある。FETスイッチ12は図5BのPA点の波形図で示したインターバルta中にオフとされ、次のインターバルtb中にオンとされる。この方法は、DUTのI/O端子が図5のように同時に2箇所で抵抗終端されることはなく、DUTとして大きな出力電流のものに限られると言うことはないが、しかしながらDUTのピン数が少ない場合には実現できるが、ピン数の多い(n本とする)場合には、バッファやFETスイッチの数もそれぞれn倍となるので、実装スペースの問題や、消費電力による発熱の問題があり、実現困難である。
【0007】
また、図6の方法では、FETスイッチ12として低速のFETを用いると、寄生容量が大きいため波形が劣化し、コンパレータによる測定精度に問題があり、また高速のFETを用いると寄生容量は小さいので、波形の劣化する問題は少ないが、反面ゲート・ドレイン間及びゲート・ソース間のリーク電流が数10nAと大きくなり、直流電流の測定精度が低下する問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、図6と同様にコンパレータCPの入力端でDUT出力とドライバ出力とが衝突しないようにするため、ドライバ出力側伝送線路6aとコンパレータ入力側伝送線路6bを用いると共に、DUT出力がドライバDRの出力抵抗RoとコンパレータCPの入力端の抵抗Rt(図5)で同時に終端され、従ってDUTとして大きな電流(従って電力)のものでないと測定できないと言う不都合を無くすために、DUTの直近にスイッチ素子を設ける。しかし、この発明は図6のようなDUTの直近に設けるデバイスのスペースや発熱が大きくなる問題がなく、また寄生容量やリーク電流の大きい問題のないI/O切換スイッチ回路を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
(1)請求項1のI/O切換スイッチ回路は、パフォーマンスボードに実装される第1回路と、その第1回路と伝送線路により接続され、テストヘッド内に実装される第2回路とより成る。
第1回路は、一端がDUTのI/O端子に接続され、他端がドライバ出力側伝送線路の延長端及びコンパレータ入力側伝送線路の延長端にそれぞれ接続される第1及び第2フォトコンダクティブスイッチと、それら第1,第2フォトコンダクティブスイッチをそれぞれオン/オフさせる第1,第2レーザダイオードとより成る。
【0010】
第2回路は、第1定電流源と、電流値が第1定電流源の電流値より小さな第2定電流源と、第1定電流源を第1または第2レーザダイオードのいずれかに切換接続する第1差動スイッチと、第2定電流源を第2レーザダイオードまたはダミー回路に切換接続する第2差動スイッチとを有する。
更に第2回路は、第1または第2差動スイッチより第2レーザダイオードに供給する電流を2分配して、一方を2レーザダイオードに他方をダミー回路に供給する電流分配回路と、第2差動スイッチを切換制御して、DC(直流)試験モードのとき、第2定電流源の電流を第2レーザダイオードに供給させ、AC(交流)試験モードのとき、該電流をダミー回路に供給させるDC/AC試験選択回路とを有する。
【0011】
更に第2回路は、第1差動スイッチを切換制御し、DC試験モード時第1定電流源の電流を第1レーザダイオードに供給し、AC試験モード時第1定電流源の電流を第1及び第2レーザダイオードに選択的に供給するI/O制御回路と、電流分配回路の電流分配率を制御し、第1定電流源より第2レーザダイオードに供給する電流値を調整して、第2フォトコンダクティブスイッチのオン抵抗を調整・設定するオン抵抗調整・設定回路とを有する。
【0012】
(2)請求項2の発明は、前記(1)において、第1または第2差動スイッチは、エミッタ同士が接続されて、第1または第2定電流源に接続される2個のトランジスタより構成される。
(3)請求項3の発明は、前記(1)において、電流分配回路は、2個のトランジスタより成る差動増幅回路で構成され、それらトランジスタのエミッタ同士が接続されて、第1及び第2差動スイッチのそれぞれの一方の切換端子に接続され、一方のトランジスタのコレクタが第2レーザダイオードに、他方のトランジスタのコレクタがダミー回路にそれぞれ接続される。
【0013】
(4)請求項4の発明は、前記(1)において、第1回路が集積化されているものである。
(5)請求項5の発明は、前記(1)において、DC試験モードのとき、第1,第2定電流源より第1,第2レーザダイオードにそれぞれ点灯用電流を供給するものである。
【0014】
(6)請求項6の発明は、前記(1)において、AC試験モードのとき、ドライバより試験波形をDUTに印加する際、第1定電流源より第1レーザダイオードに点灯電流を供給し、一方、第2レーザダイオードは非点灯状態とし、コンパレータでDUTの応答波形を測定する際、第1定電流源より第2レーザダイオードに点灯電流を供給し、一方、第1レーザダイオードは非点灯状態とするものである。
【0015】
(7)請求項7の発明は、前記(1)において、AC試験モードにおける第2フォトコンダクティブスイッチのオン抵抗Ron2は、DUTの出力抵抗をRout ,コンパレータ入力側伝送線路の特性インピーダンスを|Zr|とすると、Ron2≒|Zr|−Rout に設定される。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1,図2の実施例を参照して、発明の実施の形態を説明する。図1には図4〜6と対応する部分に同じ符号を付けてある。IC試験装置では、DC(直流)試験モードとAC(交流)試験モードが存在する。DC試験モードではDUT8のI/O端子8aに直流電圧電流測定ユニットDCU1よりI/O端子8aに所定の直流電圧を印加し、(その電圧はDCU2で測定する)、そのとき発生した電流をDCU1で測定したり、DCU1より所定の直流電流をI/O端子に印加し(その電流値はDCU1で測定する)、そのとき発生した電圧をDCU2で測定する。DCU1,DCU2は通常IC試験装置本体2に収容され、ピンエレクトロニックスボード5内でスイッチRL2,RL4によりドライバ出力側またはコンパレータ入力側伝送線路6a,6bの一端にそれぞれ接続される。
【0017】
一方、AC試験モードではドライバDRよりI/O端子8aに試験波形を印加し、その結果、I/O端子に発生したDUTの応答波形をコンパレータCPで測定する。ドライバDR及びコンパレータCPはスイッチRL1,RL2を介して出力側または入力側伝送線路6aまたは6bにそれぞれ接続される。各試験モードにおけるこれらスイッチのオン/オフ状態を図2に示してある。
【0018】
この発明のI/O切換スイッチ回路は、パフォーマンスボード7に実装される第1回路21と、その第1回路21と複数の伝送線路で接続され、テストヘッド4内に実装される第2回路22とより成る。
第1回路21は、一端がDUTのI/O端子8aに接続され、他端が出力側伝送線路6aの延長端及び入力側伝送線路6bの延長端にそれぞれ接続される第1及び第2フォトコンダクティブスイッチ(以下PCSWと言う)PCSW1,PCSW2と、それぞれのスイッチに対して光を点滅させてオン/オフさせる第1,第2レーザダイオードLD1,LD2とより成る。
【0019】
この第1回路21はDUT8の1個のI/O端子当たり1回路を必要とするが、複数回路分をまとめて集積化するのが望ましい。PCSWは極めて高速なスイッチング動作が可能で、ターンオン時間1ns,端子間容量31fFと非常に小さく、オン抵抗が30〜60Ωのものが開発されている。図5BのPA点の波形図を用いて説明すると、インターバルta内でPCSW1がオフ、PCSW2がオンとなり、次のインターバルtb内でPCSW1がオン、PCSW2がオフとされる。
【0020】
テストヘッド4内に実装される第2回路22は次に述べるように多数の部分回路から構成される。23は電流値がI1の第1定電流源であり、24は電流値がI2(I2<I2)の第2定電流源24である。25は第1定電流源23を第1,第2レーザダイオードLD1,LD2のいずれかに切換接続する第1差動スイッチであり、この例ではエミッタの結合されたトランジスタQ4,Q5より成る。差動スイッチの各トランジスタは一方がオンのとき他方はオフとなる。また26は第2定電流源24を第2レーザダイオードLD2または所定のダミー回路(この例では共通電位点)に切換接続する第2差動スイッチであり、この例ではエミッタの結合されたトランジスタQ6,Q7より成る。
【0021】
27は第1または第2差動スイッチ25,26より出力される第1または第2定電流源の電流I1,I2を2分配して一方を第2レーザダイオードLD2に供給し、他方をダミー回路(この例では共通電位点)に供給する電流分配回路であり、エミッタの結合されたトランジスタQ2,Q3より成る。両トランジスタは差動スイッチの場合と異なり、カットオフ(ボトム)と飽和領域との間の直線領域(アクティブ領域)で動作するようにベース電圧が与えられて、差動増幅回路を構成し、一方のコレクタ電流が増えれば他方のコレクタ電流は減少するように動作する。
【0022】
28のDC/AC試験選択回路は、第2差動スイッチ26を制御していずれかのモードを選択する回路である。即ち、DC試験モード時にはトランジスタQ7をオフに、Q6をオンに制御して、第2定電流源24の電流I2を電流分配回路27を介して第2レーザダイオードLD2に供給し、点灯させる。このとき後述するように、Q4はオン、Q5はオフに制御され、I1はLD1に供給される。このようにDC試験時にはLD2にI2より小さいI2を供給することによって省電力を図っている。PCSW2のオン抵抗Ron2は多少増えるが、直流電流電圧測定ユニットDCU2によるI/O端子8aの電圧測定値はほとんど影響を与えない。
【0023】
一方、AC試験モード時にはQ7をオン、Q6をオフ制御するので、第2定電流源24から第2レーザダイオードLD2に供給する電流はゼロである。このときLD2には後述するが必要に応じ第1定電流源23の電流が供給される。各トランジスタQi,LD1,LD2,PCSW1,PCSW2のオン/オフ状態を図2に示してある。
【0024】
29のI/O制御回路は第1差動スイッチ25の切換えを制御し、第1または第2レーザダイオードLD1,LD2を選択的に点灯させる。即ち、DC試験モード時には、Q4をオン、Q5をオフに制御して第1定電流源23の電流を第1レーザダイオードに供給する。このとき第2レーザダイオードLD2には第2定電流源24より電流が供給される。AC試験モード時では、ドライバの出力波形をDUTに印加するときに、DC試験と同様にQ4をオン、Q5をオフに制御して第1定電流源23の電流を第1レーザダイオードに供給する。このときDUTの応答波形をコンパレータで測定するときに、逆にQ4をオフ、Q5をオンに制御して、第1定電流源23の電流I1を電流分配回路27を介して第2レーザダイオードLD2に供給する。
【0025】
30のオン抵抗調整・設定回路は、電流分配回路27のQ3のベースに与える電圧VCを可変してその分配率を制御し、第1定電流源よりLD2に供給する電流を調整してPCSW2のオン抵抗Ron2を調整して、I/O端子8aにおけるDUTの出力抵抗Rout とPCSW2のオン抵抗Ron2との和が入力側伝送線路6bの特性インピーダンス|Zr |に等しくなるように設定する。このようにすると、AC試験モードで、コンパレータCPでDUTの応答波形を測定する際、インピーダンス不整合のために応答波形に図3に示すようなオーバシュートやアンダーシュートが現れないので測定精度が向上する。
【0026】
(PCSW2のオン抵抗の調整について)
PCSW2のオン抵抗は装置のインシャライズ時(初期調整時)に行われる。その方法はDCU2を用いる方法と、コンパレータCPでDUTの応答波形を測定する方法とがある。
▲1▼ DCU2を用いる方法
Q4をオフ、Q5をオン;Q6をオフ、Q7をオンとし、LD1の電流ILD1=0(PCSW1はオフ)とし、LD2の電流ILD2としてI1の一部を分配供給し、PCSW2をオンとする。RL4をオンとしてDCU2によりDUTのI/O端子8aの出力抵抗Rout とPCSW2のオン抵抗Ronの和を測定しながら、オン抵抗調整・設定回路30の出力電圧VCを調整し、上記抵抗の和が入力側伝送線路6bの特性インピーダンス|Zr|(例えば50Ω)に合わせる。例えばRout ≒10ΩとすればRon2=40Ωのときに伝送線路6bとのインピーダンスの整合がとれる。従って、AC試験モードにおけるコンパレータの入力波形は図3の内のオーバシュートやアンダシュートのない波形▲2▼となる。
【0027】
▲2▼ コンパレータを用いる方法
Q4をオフ、Q5をオン;Q6をオフ、Q7をオンとし、ILD1=0(PCSW1はオフ)とし、ILD2としてI1の一部を分配供給し、PCSW2をオンとする。ここまでは▲1▼と同じである。RL3をオン、RL4をオフとし、プログラム制御によりコンパレータCPでDUTの出力波形(図3)のオーバシュートやアンダシュートを測定しながら、オーバシュートやアンダシュートが無くなるようにオン抵抗調整・設定回路30の出力電圧を調整する。このようにすると結果として、DUTの出力抵抗Rout とPCSW2のオン抵抗Ron2との和が入力側伝送線路6bの特性インピーダンス|Zr|に等しい値に設定される。
【0028】
【発明の効果】
この発明ではDUTの直近に設けるフォトコンダクティブスイッチPCSW1,PCSW2,及びレザダイオードLD1,LD2より成る第1回路は極めて小形に形成でき、また電力消費が極めて小さく、従って実装スペースや発熱量が少なくて済むので、適用可能なDUTのI/O端子数を増やすことが容易である。第1回路をLSI化した場合には、いっそう顕著である。
【0029】
またフォトコンダクティブスイッチは寄生容量やリーク電流が極めて小さくできるので、I/O切換スイッチ回路の波形の劣化やリーク電流が少なく、これらに起因する測定精度の低下する問題が改善される。
この発明では、DC試験モードにおいてLD2,従ってPCSW2をオンさせる際に電流を供給する第2定電流源24の電流I2は第1定電流源24の電流I1より可なり小さくできるので(DCU2で電圧を測定できればよいので)、全体として省電力が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す回路図。
【図2】図1の各トランジスタ及びスイッチ類のオン/オフ状態を示す図。
【図3】図1のPCSW2のオン抵抗を変化させた場合のコンパレータ入力信号の波形図。
【図4】Aは従来のIC試験装置のDUTとのインターフェース部分の要部を示すブロック図、BはAの動作波形図。
【図5】Aは従来の他のIC試験装置のDUTとのインターフェース部分の要部を示すブロック図、BはAの要部の動作波形図。
【図6】従来の更に他のIC試験装置のDUTとのインターフェース部分の要部を示すブロック図。
Claims (7)
- IC試験装置のテストヘッドよりパフォーマンスボード(被試験ICが取付けられる)上に延長されたドライバ出力側伝送線路及びコンパレータ入力側伝送線路の各延長端と、被試験IC(以下DUTと言う)のI/O端子との接続をオン/オフするIC試験装置のI/O切換スイッチ回路において、前記パフォーマンスボードに実装される第1回路と、その第1回路と伝送線路により接続され、前記テストヘッド内に実装される第2回路とより成り、
前記第1回路は、一端が前記DUTのI/O端子に接続され、他端が前記ドライバ出力側伝送線路の延長端及び前記コンパレータ入力側伝送線路の延長端にそれぞれ接続される第1及び第2フォトコンダクティブスイッチと、
それら第1,第2フォトコンダクティブスイッチをそれぞれオン/オフさせる第1,第2レーザダイオードとより成り、
前記第2回路は、
第1定電流源と、電流値が第1定電流源の電流値より小さな第2定電流源と、前記第1定電流源を前記第1または第2レーザダイオードのいずれかに切換接続する第1差動スイッチと、
前記第2定電流源を前記第2レーザダイオードまたはダミー回路に切換接続する第2差動スイッチと、
前記第1または第2差動スイッチより前記第2レーザダイオードに供給する電流を2分配して、一方を前記第2レーザダイオードに他方をダミー回路に供給する電流分配回路と、
前記第2差動スイッチを切換制御して、DC(直流)試験モードのとき、前記第2定電流源の電流を前記第2レーザダイオードに供給させ、AC(交流)試験モードのとき、該電流をダミー回路に供給させるDC/AC試験選択回路と、
前記第1差動スイッチを切換制御し、DC試験モード時前記第1定電流源の電流を前記第1レーザダイオードに供給し、AC試験モード時前記第1定電流源の電流を前記第1,第2レーザダイオードに選択的に供給するI/O制御回路と、
前記電流分配分回路の電流分配率を制御し、前記第1定電流源より前記第2レーザダイオードに供給する電流値を調整して、前記第2フォトコンダクティブスイッチのオン抵抗を調整・設定するオン抵抗調整・設定回路と、
を具備することを特徴とするIC試験装置のI/O切換スイッチ回路。 - 請求項1において、前記第1または第2差動スイッチは、エミッタ同士が接続されて、前記第1または第2定電流源に接続される2個のトランジスタより成ることを特徴とするIC試験装置のI/O切換スイッチ回路。
- 請求項1において、前記電流分配回路は、2個のトランジスタより成る差動増幅回路であって、それら各トランジスタのエミッタ同士が接続されて、前記第1及び第2差動スイッチのそれぞれの一方の切換端子に接続され、一方のトランジスタのコレクタが前記第2レーザダイオードに、他方のトランジスタのコレクタがダミー回路にそれぞれ接続されていることを特徴とするIC試験装置のI/O切換スイッチ回路。
- 請求項1において、前記第1回路が集積化されていることを特徴とするIC試験装置のI/O切換スイッチ回路。
- 請求項1において、DC試験モードのとき、前記第1,第2定電流源より前記第1,第2レーザダイオードにそれぞれ点灯用電流を供給することを特徴とするIC試験装置のI/O切換スイッチ回路。
- 請求項1において、AC試験モードのとき、
ドライバより試験波形をDUTに印加する際、前記第1定電流源より前記第1レーザダイオードに点灯電流を供給し、一方、前記第2レーザダイオードは非点灯状態とし、
コンパレータでDUTの応答波形を測定する際、前記第1定電流源より前記第2レーザダイオードに点灯電流を供給し、一方、前記第1レーザダイオードは非点灯状態とすることを特徴とするIC試験装置のI/O切換スイッチ回路。 - 請求項1において、AC試験モードにおける前記第2フォトコンダクティブスイッチのオン抵抗Ron2は、DUTの出力抵抗をRout ,コンパレータ入力側伝送線路の特性インピーダンスを|Zr|とすると、
Ron2≒|Zr|−Rout
に設定されていることを特徴とするIC試験装置のI/O切換スイッチ回路。
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