JP4894069B2 - DC module equipment - Google Patents

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Description

本発明は、ICテスタにおけるパラメトリック測定ユニットの測定・出力範囲を拡大する直流モジュール装置に関するものである。   The present invention relates to a DC module device that expands the measurement / output range of a parametric measurement unit in an IC tester.

一般に流通しているワンチップのパラメトリック測定ユニット(Parametric Measurement Unit; PMU。高精度直流モジュールとも呼ばれる)を用いて、PMU単体の出力電流範囲以上の電流を出力・測定させたい場合、例えば、非特許文献1、第18頁、図5に示すように、PMU内部アンプ出力を大電流出力可能な外部アンプに入力することによって、電流の出力・測定範囲を拡大することが可能である。   If you want to output and measure a current that exceeds the output current range of a single PMU using a one-chip parametric measurement unit (PMU, also called a high-precision DC module), As shown in Reference 1, page 18, FIG. 5, the current output / measurement range can be expanded by inputting the PMU internal amplifier output to an external amplifier capable of outputting a large current.

ただし、上述のような従来の方式では、外部アンプにより出力電流・測定電流の範囲は拡大可能なものの、出力電圧・測定電圧の範囲を拡大することはできない。   However, in the conventional method as described above, although the range of the output current / measurement current can be expanded by the external amplifier, the range of the output voltage / measurement voltage cannot be expanded.

そこで、ワンチップPMUを用いて出力電圧範囲を拡大する場合、従来、次の2つの方法が考えられている。第1の方法は、電源を出力に追従しフローティングにすることである。第2の方法は、元々出力電圧範囲の広いPMUを使用することである。
“デュアル、ピン単位のパラメータ測定ユニット”、[online]、平成15年、マキシム・ジャパン株式会社、[平成18年11月6日検索]、インターネット<URL:http://datasheets.maxim-ic.com/jp/ds/MAX9951-MAX9952_jp.pdf>
Therefore, when expanding the output voltage range using the one-chip PMU, conventionally, the following two methods have been considered. The first method is to make the power supply follow the output and float. The second method is to use a PMU that originally has a wide output voltage range.
“Dual, pin-based parameter measurement unit”, [online], 2003, Maxim Japan, [searched November 6, 2006], Internet <URL: http: //datasheets.maxim-ic. com / jp / ds / MAX9951-MAX9952_en.pdf>

しかし、第1の方法の場合、フローティング電源をPMU毎に用意する必要があり、コスト、実装の面で非常に不利である。また、多チャネルを含むPMUの場合、「隣接チャネル間出力電圧差は、一定の値以下」という制限が課せられることとなる。なぜなら、電源は1つのパッケージにおいて共通であるから、同一チップ内の隣接するチャネル間の出力に高低差をつけたくても、隣接するピン(奇数・偶数ピン)には、同程度の範囲の電圧しか出力できないからである。   However, in the case of the first method, it is necessary to prepare a floating power source for each PMU, which is very disadvantageous in terms of cost and mounting. In the case of a PMU including multiple channels, a restriction that “the output voltage difference between adjacent channels is a certain value or less” is imposed. Because the power supply is common in one package, even if you want to make a difference in the output between adjacent channels in the same chip, the adjacent pins (odd / even pins) have the same range of voltages. It is because it can output only.

一方、第2の方法の場合、所望の出力電圧範囲品が存在しなければ、カスタマイズされた特注品となる可能性があり、開発時間、費用、単価などで不利となる。   On the other hand, in the case of the second method, if the desired output voltage range product does not exist, there is a possibility that it becomes a customized custom product, which is disadvantageous in terms of development time, cost, unit price, and the like.

本発明はこのような課題に鑑み、既存のワンチップPMUの便利さを保持したまま、出力電流・測定電流の範囲だけでなく、出力電圧・測定電圧の範囲も拡大する直流モジュール装置を提供することを目的とする。   In view of such problems, the present invention provides a DC module device that expands not only the output current / measurement current range but also the output voltage / measurement voltage range while maintaining the convenience of the existing one-chip PMU. For the purpose.

本発明による直流モジュール装置は、上述の課題を解決するために、被試験デバイスへの入力信号が流れる内部抵抗と、その内部抵抗の両端の電位差から電流の値を検出可能な内部差動アンプと、被試験デバイスから到来する出力信号の電圧を受信する電圧受信部とを有するパラメトリック測定ユニットの測定・出力範囲を拡大する直流モジュール装置において、本装置はさらに、入力信号の電圧を増幅する外部アンプと、増幅された入力信号が流れる電流センス抵抗と、電流センス抵抗の両端の電位差をグラウンド基準の電位差に変換する外部差動アンプと、内部抵抗を流れる入力信号が被試験デバイスに入力される場合には、内部抵抗の両端の電位差を選択して内部差動アンプに与え、電流センス抵抗を流れる増幅された入力信号が被試験デバイスに入力される場合には、グラウンド基準の電位差を選択して内部差動アンプに与える第1のスイッチと、被試験デバイスからの出力信号の電圧を増幅して電圧受信部に与える電圧センスアンプと、第1のスイッチが内部抵抗の両端の電位差を選択する場合には電圧センスアンプのゲインを1とし、第1のスイッチがグラウンド基準の電位差を選択する場合には電圧センスアンプのゲインを(1/外部アンプのゲイン)とする第2のスイッチとを有することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem , a DC module device according to the present invention includes an internal resistor through which an input signal to the device under test flows, and an internal differential amplifier that can detect a current value from a potential difference between both ends of the internal resistor. In the DC module device for expanding the measurement / output range of the parametric measurement unit having a voltage receiving unit for receiving the voltage of the output signal coming from the device under test, this device further includes an external amplifier for amplifying the voltage of the input signal A current sense resistor through which the amplified input signal flows, an external differential amplifier that converts the potential difference between both ends of the current sense resistor to a ground-reference potential difference, and an input signal that flows through the internal resistor is input to the device under test Select the potential difference across the internal resistor and apply it to the internal differential amplifier, and the amplified input signal flowing through the current sense resistor is A first switch that selects and supplies a ground-reference potential difference to the internal differential amplifier when it is input to the device, and a voltage sense amplifier that amplifies the voltage of the output signal from the device under test and supplies it to the voltage receiver When the first switch selects the potential difference across the internal resistor, the voltage sense amplifier gain is 1, and when the first switch selects the ground-reference potential difference, the voltage sense amplifier gain is ( 1 / gain of the external amplifier).

上記の外部アンプは、入力信号の電流をも増幅可能である。   The external amplifier can amplify the current of the input signal.

本発明による直流モジュール装置は、さらに、上述の電流センス抵抗に並列に接続され、電流センス抵抗と排他的に選択されて増幅された入力信号が流れる追加電流センス抵抗と、電流センス抵抗または追加電流センス抵抗のうち、排他的に選択されたいずれかの両端の電位差を外部差動アンプに与える第3のスイッチとを含んでよい。これにより、高電圧印加時に、ダイナミックレンジの広い電流印加、測定を行うことも可能となる。   The DC module device according to the present invention further includes an additional current sense resistor that is connected in parallel to the above-described current sense resistor and through which an amplified input signal selected exclusively from the current sense resistor flows, and a current sense resistor or an additional current. A third switch that provides the external differential amplifier with a potential difference between both ends selected exclusively among the sense resistors may be included. As a result, when a high voltage is applied, it is also possible to perform current application and measurement with a wide dynamic range.

本発明によれば、既存のPMUに、各種外部回路を追加することにより、ワンチップPMUの便利さを保持したまま、出力電流・測定電流の範囲だけでなく、出力電圧・測定電圧の範囲も拡大することが可能となる。   According to the present invention, by adding various external circuits to the existing PMU, not only the output current / measurement current range but also the output voltage / measurement voltage range can be maintained while maintaining the convenience of the one-chip PMU. It becomes possible to enlarge.

次に添付図面を参照して本発明による直流モジュール装置の実施形態を詳細に説明する。図中、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、同様の要素は同一の参照符号によって表示する。   Next, an embodiment of a DC module device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the figure, elements not directly related to the present invention are not shown. Similar elements are denoted by the same reference numerals.

(本発明の第1の実施形態)
図1は、本発明による直流モジュール装置の第1の実施形態を示す回路図である。直流モジュール装置10は、例えば、被試験デバイス(Device Under Test; DUT)12の電気的試験を行うICテスタのテストヘッドに搭載されるピンエレクトロニクス(中継ボード)に含まれている。直流モジュール装置10は、定格電流レンジで被試験デバイス12に入力信号を与えて試験を行う場合に用いられるパラメトリック測定ユニット14と、定格電流レンジより大きい電流レンジで被試験デバイス12に入力信号を与えて試験を行う場合にパラメトリック測定ユニット14に加えて用いられる、各種追加回路16、18、20とで構成されている。
(First embodiment of the present invention)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a DC module device according to the present invention. The DC module device 10 is included, for example, in pin electronics (relay board) mounted on a test head of an IC tester that performs an electrical test of a device under test (DUT) 12. The DC module device 10 provides an input signal to the device under test 12 in a current range larger than the rated current range, and a parametric measurement unit 14 used when a test is performed by giving an input signal to the device under test 12 in the rated current range. When the test is carried out, it is composed of various additional circuits 16, 18, 20 used in addition to the parametric measurement unit 14.

パラメトリック測定ユニット14は、入力信号を増幅する内部アンプ22と、増幅された入力信号が流れる内部抵抗24と、抵抗の両端の電位差から電流の値を検出する内部差動アンプ26と、被試験デバイス12から到来する出力信号の電圧を受信する電圧受信部としての、スイッチSW2および測定用出力アンプ28とを含む。   The parametric measurement unit 14 includes an internal amplifier 22 that amplifies an input signal, an internal resistor 24 through which the amplified input signal flows, an internal differential amplifier 26 that detects a current value from a potential difference between both ends of the resistor, and a device under test. 12 includes a switch SW2 and a measurement output amplifier 28 as a voltage receiving unit that receives the voltage of the output signal coming from 12.

既に述べたように、定格電流レンジで被試験デバイス12に入力信号を与えて試験を行う場合には、上記のパラメトリック測定ユニット14が用いられる。このとき、パラメトリック測定ユニット14からの出力信号を被試験デバイス12に与えるためのスイッチSW4をオンとし、追加回路16、18からの出力信号を被試験デバイス12に与えるためのスイッチSW5はオフとする。   As already described, the parametric measurement unit 14 is used when a test is performed by applying an input signal to the device under test 12 in the rated current range. At this time, the switch SW4 for supplying the output signal from the parametric measurement unit 14 to the device under test 12 is turned on, and the switch SW5 for supplying the output signal from the additional circuits 16 and 18 to the device under test 12 is turned off. .

一方、定格電流レンジより大きい電流レンジで被試験デバイス12に入力信号を与えて試験を行う場合には、追加回路16、18を用いるため、スイッチSW4をオフとし、スイッチSW5をオンとする。追加回路16は、外部アンプ30を含む。本発明の特徴は、この外部アンプ30が、図1に示すように、入力信号の電流だけでなく、電圧をも増幅可能な構成となっていることである。外部アンプ30によって増幅された電圧を有する入力信号は、後続の追加回路18に含まれる電流センス抵抗R1を流れる。   On the other hand, when a test is performed by giving an input signal to the device under test 12 in a current range larger than the rated current range, since the additional circuits 16 and 18 are used, the switch SW4 is turned off and the switch SW5 is turned on. The additional circuit 16 includes an external amplifier 30. The feature of the present invention is that the external amplifier 30 can amplify not only the current of the input signal but also the voltage as shown in FIG. The input signal having the voltage amplified by the external amplifier 30 flows through the current sense resistor R1 included in the subsequent additional circuit 18.

追加回路18は、電流センス抵抗R1の両端の電位差をGND基準の電位差に変換する外部差動アンプ32を含む。外部差動アンプ32が必要な理由は、外部アンプ30の出力電圧が、パラメトリック測定ユニット14の電源電圧Vccを上回る可能性があり、電流センス抵抗R1の両端の電位をそのままパラメトリック測定ユニット14へ入力することができず、外部と内部とでコモン電位を変換する必要があるためである。例えば内部アンプ22の出力電圧を5Vとし、電源電圧Vcc=8Vとし、外部アンプ30のゲインを2倍とする。すると、外部アンプ30の出力電圧は10Vとなる。その場合、仮に外部差動アンプ32がなければ、パラメトリック測定ユニット14には、電流センス抵抗R1の両端に印加される、10Vを基準とする電圧が入力されることとなる。しかし、10Vはパラメトリック測定ユニット14の電源電圧8Vを上回っているため、かかる電圧が入力されると、パラメトリック測定ユニット14は破壊されるおそれがある。かかる理由から、電流センス抵抗R1の両端の電位差を、GND基準の電位差に変換する外部差動アンプ32を設けている。   The additional circuit 18 includes an external differential amplifier 32 that converts a potential difference between both ends of the current sense resistor R1 into a GND-reference potential difference. The reason why the external differential amplifier 32 is necessary is that the output voltage of the external amplifier 30 may exceed the power supply voltage Vcc of the parametric measurement unit 14, and the potential at both ends of the current sense resistor R1 is input to the parametric measurement unit 14 as it is. This is because the common potential needs to be converted between the outside and inside. For example, the output voltage of the internal amplifier 22 is 5V, the power supply voltage Vcc = 8V, and the gain of the external amplifier 30 is doubled. Then, the output voltage of the external amplifier 30 becomes 10V. In this case, if there is no external differential amplifier 32, the parametric measurement unit 14 is supplied with a voltage based on 10 V applied to both ends of the current sense resistor R1. However, since 10V exceeds the power supply voltage 8V of the parametric measurement unit 14, if such a voltage is input, the parametric measurement unit 14 may be destroyed. For this reason, an external differential amplifier 32 is provided for converting the potential difference between both ends of the current sense resistor R1 into a GND reference potential difference.

パラメトリック測定ユニット14はさらに、第1のスイッチSW3を含む。第1のスイッチSW3は、内部抵抗24を流れる入力信号が被試験デバイス12に入力される場合、すなわちスイッチSW4がオンでスイッチSW5がオフの場合には、内部抵抗24の両端の電位差を選択して内部差動アンプ26に与える。つまり図1においてスイッチSW3はいずれも右側の端子に接触する。一方、外部の、電流センス抵抗R1を流れる増幅された電圧を有する入力信号が被試験デバイス12に入力される場合、すなわちスイッチSW4がオフでスイッチSW5がオンの場合には、外部差動アンプ32から得られるGND基準の電位差を選択して内部差動アンプ26に与える。つまりスイッチSW3はいずれも左側の端子に接触する。そして、スイッチSW1が上側の端子に接触することによって小さい電流レンジ・大きい電流レンジのいずれかの電流出力が得られる。また、スイッチSW2が上側の端子に接触することによって、小さい電流レンジ・大きい電流レンジのいずれかの電流を測定できる。   The parametric measurement unit 14 further includes a first switch SW3. The first switch SW3 selects a potential difference between both ends of the internal resistor 24 when an input signal flowing through the internal resistor 24 is input to the device under test 12, that is, when the switch SW4 is on and the switch SW5 is off. To the internal differential amplifier 26. That is, in FIG. 1, the switch SW3 is in contact with the right terminal. On the other hand, when an external input signal having an amplified voltage flowing through the current sense resistor R1 is input to the device under test 12, that is, when the switch SW4 is off and the switch SW5 is on, the external differential amplifier 32 Is selected and supplied to the internal differential amplifier 26. That is, all the switches SW3 are in contact with the left terminal. When the switch SW1 comes into contact with the upper terminal, either a small current range or a large current range can be obtained. In addition, when the switch SW2 is in contact with the upper terminal, either a small current range or a large current range can be measured.

図1のパラメトリック測定ユニット14の測定・出力範囲を拡大する直流モジュール装置10は、さらに、追加回路20を有し、追加回路20には、被試験デバイス12からの出力信号の電圧を増幅して、下側の端子に接続された状態のスイッチSW2を経て測定用出力アンプ28に与える電圧センスアンプ34が含まれている。また、スイッチSW1が下側の端子に接続されている場合は、電圧センスアンプ34にてセンシングされる出力電圧は、内部アンプ22へフィードバックされる。   The DC module device 10 that expands the measurement / output range of the parametric measurement unit 14 in FIG. 1 further includes an additional circuit 20. The additional circuit 20 amplifies the voltage of the output signal from the device under test 12. In addition, a voltage sense amplifier 34 which is supplied to the measurement output amplifier 28 via the switch SW2 connected to the lower terminal is included. When the switch SW1 is connected to the lower terminal, the output voltage sensed by the voltage sense amplifier 34 is fed back to the internal amplifier 22.

追加回路20には、さらに、第2のスイッチSW6が含まれている。このスイッチSW6は、第1のスイッチSW3が右側の端子に接触して内部抵抗24の両端の電位差を選択する場合には、下側の端子に接触し、電圧センスアンプ34のゲインを1とする。このとき、スイッチSW4がオンであり、スイッチSW5がオフであることは言うまでもない。一方、スイッチSW6は、第1のスイッチSW3が左側の端子に接触してGND基準の電位差を選択する場合には、上側の端子に接触し、抵抗R2によって分圧を行うことによって、電圧センスアンプ34のゲインを(1/外部アンプ30のゲイン)とする。このとき、スイッチSW4がオフであり、スイッチSW5がオンであることは言うまでもない。   The additional circuit 20 further includes a second switch SW6. This switch SW6 contacts the lower terminal when the first switch SW3 contacts the right terminal and selects the potential difference across the internal resistor 24, and the gain of the voltage sense amplifier 34 is set to 1. . At this time, it goes without saying that the switch SW4 is on and the switch SW5 is off. On the other hand, when the first switch SW3 contacts the left terminal to select the GND reference potential difference, the switch SW6 contacts the upper terminal and performs voltage division by the resistor R2, thereby providing a voltage sense amplifier. 34 is defined as (1 / gain of the external amplifier 30). At this time, it goes without saying that the switch SW4 is off and the switch SW5 is on.

このように電圧センスアンプ34が、第2のスイッチSW6にてゲイン切替可能な構成を採用している理由は、外部差動アンプ32を設けた理由と同様である。すなわち、電圧センスアンプ34の出力電圧がパラメトリック測定ユニット14の電源電圧Vccを上回る可能性があり、出力電圧をそのままパラメトリック測定ユニット14へ入力すると破損のおそれがあるためである。   The reason why the voltage sense amplifier 34 employs a configuration in which the gain can be switched by the second switch SW6 is the same as the reason why the external differential amplifier 32 is provided. That is, the output voltage of the voltage sense amplifier 34 may exceed the power supply voltage Vcc of the parametric measurement unit 14, and if the output voltage is directly input to the parametric measurement unit 14, damage may occur.

例えば外部アンプ30の出力電圧を10Vとし、パラメトリック測定ユニット14の電源電圧Vcc=8Vとし、外部アンプ30のゲインを2倍とし、電流センス抵抗R1に電流が流れていないとする。このとき、仮に追加回路20が存在しなければ、外部アンプ30の出力電圧10Vがそのままパラメトリック測定ユニット14に入力されてしまい、電源電圧8Vを上回るため、パラメトリック測定ユニット14が破壊される可能性がある。そこで、上述のように、電圧センスアンプ34のゲインを1/2とし、出力電圧を5Vとして電源電圧8Vより下げ、パラメトリック測定ユニット14の破壊を防止する。   For example, assume that the output voltage of the external amplifier 30 is 10 V, the power supply voltage Vcc of the parametric measurement unit 14 is 8 V, the gain of the external amplifier 30 is doubled, and no current flows through the current sense resistor R1. At this time, if the additional circuit 20 does not exist, the output voltage 10V of the external amplifier 30 is directly input to the parametric measurement unit 14 and exceeds the power supply voltage 8V, so that the parametric measurement unit 14 may be destroyed. is there. Therefore, as described above, the gain of the voltage sense amplifier 34 is set to 1/2, the output voltage is set to 5V, and the power supply voltage is lowered from 8V to prevent the parametric measurement unit 14 from being destroyed.

以上のように、追加回路16、18、20を有する本発明の第1の実施形態によれば、入力信号の電流だけでなく、電圧の出力範囲・測定範囲も増幅可能な、パラメトリック測定ユニット14の測定・出力範囲を拡大する直流モジュール装置10が得られる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention having the additional circuits 16, 18, and 20, the parametric measurement unit 14 that can amplify not only the current of the input signal but also the output range and measurement range of the voltage can be amplified. The DC module device 10 that expands the measurement / output range is obtained.

図3は、図1および後述の図2に示す、本発明の第1および第2の実施形態に対する比較例としての、パラメトリック測定ユニットに外部回路を追加した装置を例示する回路図である。装置40が有する追加回路42には、電流の増幅のみ可能な外部アンプ44が含まれている。しかし、仮に、外部アンプ44を、電圧の増幅も可能な、図1に示す外部アンプ30と同様のものに置換したとしても、図3に示す装置40には、図1の外部差動アンプ32に相当するものがないため、パラメトリック測定ユニット14には、電流センス抵抗R1の両端に印加される、増幅され電位の絶対値が高くなった電圧がそのまま入力されることとなる。かかる絶対値の高い電位は、パラメトリック測定ユニット14の電源電圧を上回り、パラメトリック測定ユニット14の破壊を招くため、図3のような構成では、入力信号の電圧の増幅はできない。   FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an apparatus in which an external circuit is added to the parametric measurement unit as a comparative example for the first and second embodiments of the present invention shown in FIG. 1 and FIG. 2 described later. The additional circuit 42 included in the device 40 includes an external amplifier 44 that can only amplify current. However, even if the external amplifier 44 is replaced with one similar to the external amplifier 30 shown in FIG. 1 that can also amplify the voltage, the device 40 shown in FIG. Therefore, the parametric measurement unit 14 is directly input with the voltage which is applied to both ends of the current sense resistor R1 and whose absolute value of the potential is increased. Such a potential having a high absolute value exceeds the power supply voltage of the parametric measurement unit 14 and causes the destruction of the parametric measurement unit 14. Therefore, with the configuration shown in FIG. 3, the voltage of the input signal cannot be amplified.

(本発明の第2の実施形態)
図2は、本発明による直流モジュール装置の第2の実施形態を示す回路図である。図2については、以下、図1と異なる点についてのみ説明し、その他の説明は省略する。図2に示すパラメトリック測定ユニット14の測定・出力範囲を拡大する直流モジュール装置50は、図1の構成に、追加回路52を追加したものである。追加回路52には、電流センス抵抗R1に並列に接続された追加電流センス抵抗R3と、抵抗R3の出力を被試験デバイス12へ対してオン/オフ切替するスイッチSW7と、電流センス抵抗R1または追加電流センス抵抗R3のいずれかの両端の電位差を外部差動アンプ32に与える第3のスイッチSW8とが含まれている。
(Second embodiment of the present invention)
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the DC module device according to the present invention. In the following, only the points different from FIG. 1 will be described with reference to FIG. The DC module device 50 that expands the measurement / output range of the parametric measurement unit 14 shown in FIG. 2 is obtained by adding an additional circuit 52 to the configuration of FIG. The additional circuit 52 includes an additional current sense resistor R3 connected in parallel to the current sense resistor R1, a switch SW7 for switching on / off the output of the resistor R3 to the device under test 12, and a current sense resistor R1 or additional A third switch SW8 for applying a potential difference between both ends of the current sense resistor R3 to the external differential amplifier 32 is included.

図1では、電圧範囲の拡大時、すなわち外部アンプ30から出力される信号を被試験デバイス12に与える場合に、単一の電流レンジを有することとなるが、図2のようにスイッチSW7、SW8と追加電流センス抵抗R3とを追加することにより、電圧範囲を拡大したまま、複数の電流レンジを設けることもできる。したがって、高電圧印加時に、ダイナミックレンジの広い電流印加、測定を行うことも可能となる。   In FIG. 1, when the voltage range is expanded, that is, when a signal output from the external amplifier 30 is given to the device under test 12, a single current range is provided. However, as shown in FIG. By adding the additional current sense resistor R3, it is possible to provide a plurality of current ranges while expanding the voltage range. Therefore, when a high voltage is applied, it is possible to apply and measure a current having a wide dynamic range.

元々備えられていた電流センス抵抗R1と、新たに設けられた追加電流センス抵抗R3とは、例えば、印加される電圧が等しくなるように設計してよい。例えば、電流センス抵抗R1に1mAの電流が流れ、追加電流センス抵抗R3に10mAの電流が流れるとする。このとき、電流センス抵抗R1に1Vの電圧が発生するとすると、追加電流センス抵抗R3にも1Vの電圧が発生するように、各抵抗R1、R3の値は設定される。すなわち、R3=R1/10とする(抵抗の値も参照符号で示している)。   The current sense resistor R1 originally provided and the newly provided additional current sense resistor R3 may be designed, for example, so that the applied voltages are equal. For example, it is assumed that a current of 1 mA flows through the current sense resistor R1, and a current of 10 mA flows through the additional current sense resistor R3. At this time, if a voltage of 1V is generated in the current sense resistor R1, the values of the resistors R1 and R3 are set so that a voltage of 1V is also generated in the additional current sense resistor R3. That is, R3 = R1 / 10 (the resistance value is also indicated by a reference sign).

そして、電流センス抵抗R1を用いる場合には、スイッチSW7:オン、スイッチSW8:右側端子、スイッチSW5:オフとして、1mAの電流のダイナミックレンジを確保する。一方、追加電流センス抵抗R3を用いる場合には、スイッチSW7:オフ、スイッチSW8:左側端子、スイッチSW5:オンとして、10mAの電流のダイナミックレンジを確保する。このように、電流センス抵抗R1と追加電流センス抵抗R3とは、排他的に選択され、排他的に選択されたいずれかに、増幅された電圧を有する入力信号が流れる。   When the current sense resistor R1 is used, the switch SW7 is turned on, the switch SW8 is a right terminal, and the switch SW5 is turned off to secure a dynamic range of 1 mA current. On the other hand, when the additional current sense resistor R3 is used, the switch SW7 is off, the switch SW8 is the left terminal, and the switch SW5 is on, and a dynamic range of 10 mA current is secured. As described above, the current sense resistor R1 and the additional current sense resistor R3 are exclusively selected, and an input signal having an amplified voltage flows through any of the exclusively selected current sense resistor R1.

追加電流センス抵抗R3を用いる場合の10mAのダイナミックレンジは、電流センス抵抗R1を用いる場合の1mAのダイナミックレンジを包含するため、比較的大きな電流を出力・測定する場合には適している。しかし、ダイナミックレンジ1mAより10mAの方が、分解能が粗くなる。通常、入力信号は、D/A(Digital-Analogue)コンバータから与えられるため、16ビットのD/Aコンバータを用いるとすると、ダイナミックレンジが1mAの場合、(1mA/216)の分解能が得られる。しかし、ダイナミックレンジが10mAの場合、分解能は、(10mA/216)となり、分解能が粗くなってしまう。かかる場合には、ダイナミックレンジ1mAの電流センス抵抗R1を用いる方がよい。このように、本実施形態によれば、入力信号の電流範囲に応じて、ダイナミックレンジを切り替えることができ、言い換えれば分解能を切り替えることが可能となる。 The dynamic range of 10 mA when the additional current sense resistor R3 is used includes the dynamic range of 1 mA when the current sense resistor R1 is used, and is therefore suitable for outputting and measuring a relatively large current. However, the resolution is coarser at 10 mA than at the dynamic range of 1 mA. Usually, since an input signal is given from a D / A (Digital-Analogue) converter, if a 16-bit D / A converter is used, a resolution of (1 mA / 2 16 ) can be obtained when the dynamic range is 1 mA. . However, when the dynamic range is 10 mA, the resolution becomes (10 mA / 2 16 ), and the resolution becomes coarse. In such a case, it is better to use a current sense resistor R1 having a dynamic range of 1 mA. Thus, according to this embodiment, the dynamic range can be switched according to the current range of the input signal, in other words, the resolution can be switched.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、ICテスタにおけるパラメトリック測定ユニットの測定・出力範囲を拡大する直流モジュール装置に適用可能である。   The present invention is applicable to a DC module device that expands the measurement / output range of a parametric measurement unit in an IC tester.

本発明による直流モジュール装置の第1の実施形態を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a DC module device according to the present invention. 本発明による直流モジュール装置の第2の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 2nd Embodiment of the DC module apparatus by this invention. 図1および図2に示す実施形態に対する比較例としての直流モジュール装置を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a DC module device as a comparative example with respect to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2.

符号の説明Explanation of symbols

10、50 直流モジュール装置
12 被試験デバイス
14 パラメトリック測定ユニット
16、18、20、52 追加回路
22 内部アンプ
24 内部抵抗
26 内部差動アンプ
30 外部アンプ
32 外部差動アンプ
R1 電流センス抵抗
R3 追加電流センス抵抗
10, 50 DC module device 12 Device under test 14 Parametric measurement unit 16, 18, 20, 52 Additional circuit 22 Internal amplifier 24 Internal resistance 26 Internal differential amplifier 30 External amplifier 32 External differential amplifier R1 Current sense resistor R3 Additional current sense resistance

Claims (3)

被試験デバイスへの入力信号が流れる内部抵抗と、該内部抵抗の両端の電位差から電流の値を検出可能な内部差動アンプと、被試験デバイスから到来する出力信号の電圧を受信する電圧受信部とを有するパラメトリック測定ユニットの測定・出力範囲を拡大する直流モジュール装置において、該装置はさらに、
前記入力信号の電圧を増幅する外部アンプと、
該増幅された入力信号が流れる電流センス抵抗と、
該電流センス抵抗の両端の電位差をグラウンド基準の電位差に変換する外部差動アンプと、
前記内部抵抗を流れる入力信号が被試験デバイスに入力される場合には、前記内部抵抗の両端の電位差を選択して前記内部差動アンプに与え、前記電流センス抵抗を流れる前記増幅された入力信号が被試験デバイスに入力される場合には、前記グラウンド基準の電位差を選択して前記内部差動アンプに与える第1のスイッチと、
前記被試験デバイスからの出力信号の電圧を増幅して前記電圧受信部に与える電圧センスアンプと、
第1のスイッチが前記内部抵抗の両端の電位差を選択する場合には前記電圧センスアンプのゲインを1とし、第1のスイッチが前記グラウンド基準の電位差を選択する場合には前記電圧センスアンプのゲインを(1/前記外部アンプのゲイン)とする第2のスイッチとを有することを特徴とする、直流モジュール装置。
An internal resistor through which an input signal to the device under test flows, an internal differential amplifier capable of detecting the current value from the potential difference between both ends of the internal resistor, and a voltage receiving unit for receiving the voltage of the output signal coming from the device under test In a DC module device that expands the measurement / output range of a parametric measurement unit comprising:
An external amplifier for amplifying the voltage of the input signal;
A current sense resistor through which the amplified input signal flows;
An external differential amplifier for converting a potential difference between both ends of the current sense resistor into a ground-reference potential difference;
When the input signal flowing through the internal resistance is input to the device under test, the amplified input signal flowing through the current sense resistor is selected by selecting a potential difference between both ends of the internal resistance to the internal differential amplifier. Is input to the device under test, a first switch that selects and supplies the ground-reference potential difference to the internal differential amplifier;
A voltage sense amplifier that amplifies the voltage of the output signal from the device under test and gives the voltage to the voltage receiver;
The gain of the voltage sense amplifier is set to 1 when the first switch selects the potential difference across the internal resistor, and the gain of the voltage sense amplifier when the first switch selects the ground-reference potential difference. And a second switch having (1 / the gain of the external amplifier) as a direct current module device.
前記外部アンプは、前記入力信号の電流をも増幅することを特徴とする、請求項1に記載のパラメトリック測定ユニットの測定・出力範囲を拡大する直流モジュール装置。 The DC module device for expanding a measurement / output range of a parametric measurement unit according to claim 1 , wherein the external amplifier also amplifies the current of the input signal. 前記電流センス抵抗に並列に接続され、該電流センス抵抗と排他的に選択されて前記増幅された入力信号が流れる追加電流センス抵抗と、
前記電流センス抵抗または追加電流センス抵抗のうち、前記排他的に選択されたいずれかの両端の電位差を前記外部差動アンプに与える第3のスイッチとをさらに含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の直流モジュール装置。
An additional current sense resistor connected in parallel to the current sense resistor and selected exclusively by the current sense resistor and through which the amplified input signal flows;
2. The method according to claim 1 , further comprising: a third switch that applies a potential difference between either one of the exclusively selected current sensing resistor or the additional current sensing resistor to the external differential amplifier. Or the DC module device according to 2;
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