JP5160465B2 - Test circuit, semiconductor integrated circuit, and power supply device - Google Patents
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Description
この出願は、テスト回路,半導体集積回路および電源装置に関する。 This application relates to a test circuit, a semiconductor integrated circuit, and a power supply device.
近年、携帯端末を始めとして様々な電子機器において、一定の電源電圧を所望の電源電圧に変換して出力するスイッチングレギュレータ(DC/DCコンバータ:電源装置)が広く利用されている。 In recent years, switching regulators (DC / DC converters: power supply devices) that convert and output a constant power supply voltage to a desired power supply voltage are widely used in various electronic devices including portable terminals.
図1は従来の電源装置のテストの様子を説明するためのブロック図であり、スイッチングレギュレータをテスター(図示しない)によりテストする様子を示すものである。 FIG. 1 is a block diagram for explaining a test state of a conventional power supply apparatus, and shows a state in which a switching regulator is tested by a tester (not shown).
図1において、参照符号1はPWM(Pulse Width Modulation)コントローラ、21はpMOSトランジスタ、22はnMOSトランジスタ、3はコイル、4は平滑用コンデンサ、100はオペアンプ、そして、200は半導体集積回路を示している。
In FIG. 1,
図1のスイッチングレギュレータは、電源電圧VINが印加された高電位電源線と接地電位GNDが印加された接地線との間に、直列に設けられたpMOSトランジスタ21およびnMOSトランジスタ22を有する。
The switching regulator in FIG. 1 includes a
pMOSトランジスタ21およびnMOSトランジスタ22のゲートには、PWMコントローラ1の出力信号が供給され、それらトランジスタ21および22のオン/オフが制御されるようになっている。
An output signal of the
PWMコントローラ1は、トランジスタ21,22が共にオンして高電位電源線から接地線へ貫通電流が流れるのを防止するために、例えば、AST(Anti Shoot Through)回路を利用してトランジスタ21,22が両方ともオフする期間Poffを設けて制御する。
The
ノードLXは、コイル3を介して出力端子OUTに接続され、また、出力端子OUTと接地線との間には平滑用コンデンサ4が設けられ、トランジスタ21,22のオン/オフ制御に対応した出力電圧Voutが出力端子OUTから取り出される。
The node LX is connected to the output terminal OUT via the
ここで、スイッチングレギュレータのノード(端子)LXにおける信号波形(LX波形)は、例えば、電力変換効率といったスイッチングレギュレータの特性を管理する上で重要なものとなっている。 Here, the signal waveform (LX waveform) at the node (terminal) LX of the switching regulator is important in managing the characteristics of the switching regulator such as power conversion efficiency.
すなわち、スイッチングレギュレータに使用する半導体集積回路の製造ばらつき等によりLX波形が変化すると電力変換効率等も変化するため、出荷試験時等において、テスターを使用したLX波形のテスト(測定および評価)を行っている。 That is, if the LX waveform changes due to manufacturing variations in the semiconductor integrated circuit used for the switching regulator, etc., the power conversion efficiency also changes. Therefore, the LX waveform test (measurement and evaluation) using a tester is performed during shipping tests. ing.
具体的に、例えば、スイッチングレギュレータに使用する半導体集積回路の出荷試験等において、テスターを使用したLX波形のテストを行い、その評価結果により不具合品を廃棄している。 Specifically, for example, in a shipment test of a semiconductor integrated circuit used for a switching regulator, an LX waveform test using a tester is performed, and defective products are discarded based on the evaluation result.
近年、スイッチングレギュレータは、例えば、電力変換効率を向上させるために、その動作周波数が高くなって来ており、テスターのプローブを直接ノードLXに接続しても、寄生のLCRが大きいために正確なLX波形を測定することが困難になっている。 In recent years, switching regulators have increased in operating frequency, for example, in order to improve power conversion efficiency, and even if a tester probe is directly connected to the node LX, the parasitic LCR is large, so that it is accurate. It has become difficult to measure LX waveforms.
そのため、図1のブロック図では、オペアンプ100によるボルテージフォロアを使用してLX波形を整形し、その成形された波形をテスターに送ってテスト(測定および評価)を行うようになっている。 Therefore, in the block diagram of FIG. 1, the LX waveform is shaped using a voltage follower by the operational amplifier 100, and the shaped waveform is sent to a tester for testing (measurement and evaluation).
ここで、オペアンプ100は、例えば、PWMコントローラ1およびトランジスタ21,22を有するスイッチングレギュレータ用の半導体集積回路200に内蔵することもできる。また、トランジスタ21,22は、コイル3および平滑用コンデンサ4と共に、スイッチングレギュレータ用の半導体集積回路200の外部に設けることもある。
Here, the operational amplifier 100 can also be incorporated in the semiconductor integrated
図1に示されるように、従来のスイッチングレギュレータのテストは、例えば、オペアンプ100によるボルテージフォロアを使用してLX波形を整形し、その整形された波形をテスターに送ってテスト(測定および評価)を行うようになっている。 As shown in FIG. 1, a conventional switching regulator test is performed by, for example, shaping an LX waveform using a voltage follower by an operational amplifier 100, and sending the shaped waveform to a tester to perform a test (measurement and evaluation). To do.
しかしながら、スイッチングレギュレータの動作周波数は、さらに高くなって来ており、ボルテージフォロアによりLX波形を整形しても、寄生LCRのためにテスターで測定される波形が鈍って正しいテストを行うことが困難になって来ている。 However, the operating frequency of switching regulators is becoming higher, and even if the LX waveform is shaped by the voltage follower, the waveform measured by the tester becomes dull due to the parasitic LCR, making it difficult to perform a correct test. It is becoming.
具体的に、例えば、スイッチングレギュレータの動作周波数は正確に評価できても、LX波形の立ち上がり/立ち下がり(Tr/Tf)の評価やトランジスタ21,22が両方ともオフする期間Poff(OFF-OFF時間:例えば、10ns程度)の評価は難しい。
Specifically, for example, even if the operating frequency of the switching regulator can be accurately evaluated, the rise / fall (Tr / Tf) evaluation of the LX waveform and the period Poff (OFF-OFF time) in which both the
すなわち、例えば、10nsのパルス幅は、100MHzの周波数の信号に相当し、そのような短いパルス幅の信号を半導体集積回路の外部に取り出し、テスターに供給してテストするのは困難である。さらに、駆動能力の高いオペアンプ等を使用してもリンギングが発生するおそれもある。 That is, for example, a pulse width of 10 ns corresponds to a signal having a frequency of 100 MHz, and it is difficult to take out a signal having such a short pulse width outside the semiconductor integrated circuit and supply it to a tester for testing. Furthermore, ringing may occur even if an operational amplifier with high driving capability is used.
上述した短いパルス幅の問題は、スイッチングレギュレータにおけるトランジスタ21,22が両方ともオフする期間だけでなく、使用する信号の周波数が高い場合(例えば、100MHz以上の周波数の信号)に対しても同様である。
The problem of the short pulse width described above applies not only to the period when both the
本明細書では、スイッチングレギュレータとしてPWM方式のもの(PWMコントローラ1)を例として説明しているが、それに限定されるものではなく、PFM(Pulse Frequency Modulation)方式等のものであってもよい。 In this specification, the PWM regulator (PWM controller 1) is described as an example of the switching regulator. However, the switching regulator is not limited thereto, and may be a PFM (Pulse Frequency Modulation) system or the like.
さらに、テストを行う被テスト信号としては、スイッチングレギュレータのLX波形だけでなく、他の様々な回路の信号であってもよいのはもちろんである。 Furthermore, the signal under test for performing the test is not limited to the LX waveform of the switching regulator but may be signals of various other circuits.
この出願は、上述した課題に鑑み、被テスト信号のテストを正しく行うことが可能なテスト回路,半導体集積回路および電源装置の提供を目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present application is to provide a test circuit, a semiconductor integrated circuit, and a power supply device that can correctly test a signal under test.
第1実施形態によれば、被テスト信号を基準電圧と比較する少なくとも1つのコンパレータと、第1周波数の第1信号を発生する発振器と、第1論理回路と、少なくとも1つの分周器と、を有するテスト回路が提供される。 According to the first embodiment, at least one comparator that compares a signal under test with a reference voltage, an oscillator that generates a first signal having a first frequency, a first logic circuit, and at least one frequency divider, A test circuit is provided.
第1論理回路は、コンパレータの出力信号と第1信号との論理を取り、少なくとも1つの分周器は、第1論理回路の出力、および、第1信号を分周する。 The first logic circuit takes the logic of the output signal of the comparator and the first signal, and at least one divider divides the output of the first logic circuit and the first signal.
各実施形態によれば、被テスト信号のテストを正しく行うことが可能なテスト回路,半導体集積回路および電源装置を提供することができる。 According to each embodiment, it is possible to provide a test circuit, a semiconductor integrated circuit, and a power supply device that can correctly test a signal under test.
以下、テスト回路,半導体集積回路および電源装置の実施例を、添付図面を参照して詳述する。 Embodiments of a test circuit, a semiconductor integrated circuit, and a power supply device will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
図2は第1実施例のテスト回路を示すブロック図であり、スイッチングレギュレータをテスター(図示しない)によりテストする様子を示すものである。 FIG. 2 is a block diagram showing the test circuit of the first embodiment, and shows how the switching regulator is tested by a tester (not shown).
図2において、参照符号1はPWMコントローラ、21はpMOSトランジスタ(第1素子)、22はnMOSトランジスタ(第2素子)、3はコイル、4は平滑用コンデンサ、5はテスト回路、そして、200は半導体集積回路を示している。
In FIG. 2,
テスト回路5は、ダイオード51,コンパレータ(第1コンパレータ)52,発振器53,ANDゲート(論理積回路)54,第1分周器55,第2分周器56および選択回路(第1選択回路)57を有する。
The
スイッチングレギュレータは、電源電圧VINが印加された高電位電源線(第1電源線)と接地電位GNDが印加された接地線(第2電源線)との間に、直列に設けられたpMOSトランジスタ21およびnMOSトランジスタ22を有する。
The switching regulator includes a
pMOSトランジスタ21およびnMOSトランジスタ22のゲートには、PWMコントローラ1の出力信号が供給され、それらトランジスタ21および22のオン/オフが制御されるようになっている。
An output signal of the
PWMコントローラ1は、トランジスタ21,22が共にオンして高電位電源線から接地線へ貫通電流が流れるのを防止するために、例えば、AST回路を利用してトランジスタ21,22が両方ともオフする期間Poffを設けて制御する。
For example, the
ノードLXは、コイル3を介して出力端子OUTに接続されると共に、ダイオード51を介して接地線に接続される。
The node LX is connected to the output terminal OUT via the
出力端子OUTと接地線との間には平滑用コンデンサ4が設けられ、トランジスタ21,22のオン/オフ制御に対応した出力電圧Voutが平滑用コンデンサ4で平滑され、出力端子OUTから取り出される。
A
ここで、スイッチングレギュレータのノード(端子)LXにおける信号(被テスト信号)の波形(LX波形)は、コンパレータ52の反転入力(負入力)に供給され、コンパレータ52の非反転入力(正入力)には、第1基準電圧Vref1が印加されている。
Here, the waveform (LX waveform) of the signal (signal under test) at the node (terminal) LX of the switching regulator is supplied to the inverting input (negative input) of the
なお、第1基準電圧Vref1は、ダイオード51の順方向電圧をVfとすると、例えば、Vref1=GND−Vf/2に設定され、LX波形においてトランジスタ21,22が両方ともオフする期間Poffの両端をコンパレータ52で比較検出できるようになっている。
Note that the first reference voltage Vref1 is set to Vref1 = GND−Vf / 2, for example, where the forward voltage of the diode 51 is Vf, and the both ends of the period Poff in which both the
図3は第1実施例のテスト回路の動作を概略的に説明するための図である。
図2および図3に示されるように、コンパレータ52の出力信号COMPoutは、LX波形を第1基準電圧Vref1で比較することにより、期間Poffに相当するパルス(Tpulse)を有する信号(COMPout)が得られる。
FIG. 3 is a diagram for schematically explaining the operation of the test circuit of the first embodiment.
As shown in FIGS. 2 and 3, the output signal COMPout of the
コンパレータ52の出力信号COMPoutは、一方の入力に発振器53の出力信号(第1信号)foscが供給されたANDゲート54の他方の入力に供給される。ANDゲート54は、コンパレータ52の出力信号COMPoutと発振器53の出力信号foscとの論理積を取り、その出力信号ANDoutが第1分周器55の入力に供給される。
The output signal COMPout of the
第1分周器55は、ANDゲート54の出力信号ANDoutをm分周して出力信号fmを選択回路57に供給する。ここで、発振器53の出力信号foscは、第2分周器56の入力にも供給され、発振器53の出力信号foscをn分周した第2分周器56の出力信号foutも選択回路57に供給される。
The
選択回路57は、選択信号Sに応じて第1分周器55の出力信号fm(例えば、Sが低レベル『L』)または第2分周器56の出力信号fout(例えば、Sが高レベル『H』)を選択してテスターに供給する。なお、選択信号Sは、例えば、テスターから供給され、テスターにおいて、選択回路57からの信号がfmまたはfoutのいずれかを認識できるようになっている。
In response to the selection signal S, the
図3において、1/fmを1/fswで割った値でmを割れば、1/fswの期間におけるANDoutに含まれるfoscの個数が算出される。すなわち、次の(1)式が得られる。
m/{(1/fm)÷(1/fsw)}=(m×fm)/fsw (1)
In FIG. 3, when m is divided by a value obtained by dividing 1 / fm by 1 / fsw, the number of fosc included in ANDout in the period of 1 / fsw is calculated. That is, the following equation (1) is obtained.
m / {(1 / fm) ÷ (1 / fsw)} = (m × fm) / fsw (1)
また、1/fswの期間におけるANDoutに含まれるfoscの個数は、パルス幅Tpulseにおけるfoscの個数になり、foscの周期は、2/(n×fosc)にので、次の(2)式が得られる。
Tpulse={(m×fm)/fsw}×{1/(n×fout)}
=(m×fm)/(n×fout×fsw) (2)
In addition, the number of fosc included in ANDout in the 1 / fsw period is the number of fosc in the pulse width Tpulse, and the fosc cycle is 2 / (n × fosc). Therefore, the following equation (2) is obtained. It is done.
Tpulse = {(m × fm) / fsw} × {1 / (n × fout)}
= (M × fm) / (n × fout × fsw) (2)
従って、コンパレータ52の出力信号COMPoutにおけるパルス幅Tpulseは、Tpulse=(m×fm)/(n×fout×fsw)により算出されることになる。ここで、期間fswは既知であり、テスターに供給される信号fmおよびfoutは両方ともに分周された後の低い周波数の信号である。
Accordingly, the pulse width Tpulse in the output signal COMPout of the
従って、選択回路57からこのような低い周波数の信号fout,fmがテスターに出力されても、寄生LCRによる波形の鈍りといった悪影を受けることがない。
Therefore, even if the low-frequency signals fout and fm are output from the
なお、スイッチングレギュレータを駆動する周期の半分の期間fswは、コンパレータ52の出力信号COMPoutにおけるパルス幅(Tpulse)の立ち上がりタイミングから次の立ち上がりタイミングまでの時間に相当する。
Note that a period fsw that is half the period for driving the switching regulator corresponds to a time from the rising timing of the pulse width (Tpulse) in the output signal COMPout of the
また、発振器53は、例えば、奇数個のインバータによるリングオシレータを使用することができる。すなわち、パルス幅Tpulseの算出式には、発振器53の出力信号foscが直接使用されるのではなく、信号の比が利用されるため、発振器53は、特別に発振精度の高い必要はなく、簡易なリングオシレータを使用することができる。
The
このようにして、テスターは、テスト回路5から供給される第1分周器55の出力信号fmおよび第2分周器56の出力信号foutを受け取って、トランジスタ21,22が両方ともオフする期間Poffに対応するパルスTpulseを求めて評価することができる。
In this way, the tester receives the output signal fm of the
以上において、テスト回路5は、PWMコントローラ1およびトランジスタ21,22を有するスイッチングレギュレータ用の半導体集積回路200に内蔵することができる。また、トランジスタ21,22は、コイル3および平滑用コンデンサ4と共に、スイッチングレギュレータ用の半導体集積回路200の外部に設けることもある。
As described above, the
このように、本第1実施例のテスト回路によれば、例えば、電力変換効率を向上させるために、その動作周波数が高いスイッチングレギュレータに対しても正確なLX波形を測定および評価することが可能になる。 Thus, according to the test circuit of the first embodiment, it is possible to measure and evaluate an accurate LX waveform even for a switching regulator having a high operating frequency, for example, in order to improve power conversion efficiency. become.
なお、スイッチングレギュレータとしては、PWM方式のものに限定されるものではなく、PFM方式等のものであってもよい。さらに、テストを行う被テスト信号としては、スイッチングレギュレータのLX波形だけでなく、他の様々な回路の信号であってもよいのは前述した通りである。 The switching regulator is not limited to the PWM type, and may be a PFM type or the like. Furthermore, as described above, the signal under test to be tested may be not only the LX waveform of the switching regulator but also signals of various other circuits.
図4は第1実施例のテスト回路を適用したシミュレーションの一例を示す波形図である。なお、図4(a)および図4(b)は、横方向の時間軸の縮尺が異なったものである。 FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of simulation to which the test circuit of the first embodiment is applied. Note that FIG. 4A and FIG. 4B are different in the scale of the time axis in the horizontal direction.
ここで、単なる一例として、第1分周器55の分周数mは、例えば、512分周とし、また、第2分周器56の分周数nは、例えば、2048分周としている。また、スイッチングレギュレータを駆動する周期の半分の期間fswは、1.0MHzとする。
Here, as a mere example, the frequency division number m of the
なお、発振器53の出力信号foscの周波数は、正確な値に設定する必要がないため、ほぼ1.6GHzの周波数としてあるが、シミュレーションの結果からほぼ1.618GHzの周波数であることが分かる。
Since the frequency of the output signal fosc of the
以上のシミュレーションにより、fm=31.2373KHzで、fout=789.989KHzであることが分かり、前述した(2)式に当てはめると、次のようになる。 From the above simulation, it can be seen that fm = 31.2373 KHz and fout = 7899989 KHz, and applying the above equation (2) gives the following.
Tpulse=(m×fm)/(n×fout×fsw)
=(512×31.2373KHz)÷(2048×789.989KHz×1.0MHz)
=9.9nsとなる。
Tpulse = (m × fm) / (n × fout × fsw)
= (512 x 31.2373KHz) ÷ (2048 x 789.989KHz x 1.0MHz)
= 9.9 ns.
すなわち、ほぼ30KHzの信号fmとほぼ800KHzの信号foutをテスターに供給することにより、ほぼ9.9ns(ほぼ10ns:100MHzの周波数の信号に相当)という極めて細いパルス幅Tpulseを求めることができるのが分かる。 That is, by supplying a signal fm of approximately 30 KHz and a signal fout of approximately 800 KHz to the tester, an extremely narrow pulse width Tpulse of approximately 9.9 ns (approximately 10 ns: corresponding to a signal having a frequency of 100 MHz) can be obtained. I understand.
従って、例えば、テスト回路5をスイッチングレギュレータ用の半導体集積回路200に内蔵し、分周された後の周波数の低い信号fmおよびfoutをテスターに供給することで、極めて高い周波数成分を有する信号の測定および評価を行うことが可能になる。もちろん、テスト回路5を半導体集積回路200の外部に設けてもよいのはいうまでもない。
Therefore, for example, the
図5は第2実施例のテスト回路を示すブロック図であり、スイッチングレギュレータをテスター(図示しない)によりテストする様子を示すものである。 FIG. 5 is a block diagram showing a test circuit according to the second embodiment, and shows how the switching regulator is tested by a tester (not shown).
図5において、参照符号1はPWMコントローラ、21はpMOSトランジスタ(第1素子)、22はnMOSトランジスタ(第2素子)、3はコイル、4は平滑用コンデンサ、5はテスト回路、そして、200は半導体集積回路を示している。
In FIG. 5,
テスト回路5は、コンパレータ(第2コンパレータ)521,コンパレータ(第3コンパレータ)522,EORゲート(排他的論理和回路)523,発振器53,ANDゲート54,選択回路(第2選択回路)58および分周器(第3分周器)59を有する。
The
スイッチングレギュレータは、第1実施例と同様のものであり、電源電圧VINが印加された高電位電源線(第1電源線)と接地電位GNDが印加された接地線(第2電源線)との間に、直列に設けられたトランジスタ21および22を有する。
The switching regulator is the same as that of the first embodiment, and includes a high potential power line (first power line) to which the power supply voltage VIN is applied and a ground line (second power line) to which the ground potential GND is applied. In between,
PWMコントローラ1は、トランジスタ21,22が共にオンして高電位電源線から接地線へ貫通電流が流れるのを防止するために、例えば、AST回路を利用してトランジスタ21,22が両方ともオフする期間Poffを設けて制御する。
For example, the
また、出力端子OUTと接地線との間には平滑用コンデンサ4が設けられ、トランジスタ21,22のオン/オフ制御に対応した出力電圧Voutが平滑用コンデンサ4で平滑され、出力端子OUTから取り出されるのも第1実施例と同様である。
Further, a smoothing
スイッチングレギュレータのノードLXにおけるLX波形は、コンパレータ521および522の負入力に供給される。コンパレータ521の正入力には、第2基準電圧Vref2が印加され、また、コンパレータ522の正入力には、第3基準電圧Vref3が印加されている。
The LX waveform at node LX of the switching regulator is supplied to the negative inputs of
ここで、第2基準電圧Vref2は、例えば、高電位電源線の電圧VINよりも少し低い電圧、例えば、VIN×0.9の電圧に設定される。また、第3基準電圧Vref3は、例えば、低電位電源線の接地電位GNDよりも少し高い電圧、例えば、GND+VIN×0.1の電圧に設定される。 Here, the second reference voltage Vref2 is set to a voltage slightly lower than the voltage VIN of the high-potential power supply line, for example, a voltage of VIN × 0.9. The third reference voltage Vref3 is set to a voltage slightly higher than the ground potential GND of the low potential power supply line, for example, a voltage of GND + VIN × 0.1.
図5に示されるように、LX波形は、コンパレータ521により第2基準電圧Vref2と比較されると共に、コンパレータ522により第3基準電圧Vref3と比較される。
As shown in FIG. 5, the LX waveform is compared with the second reference voltage Vref <b> 2 by the
コンパレータ521の出力信号およびコンパレータ522の出力信号は、EORゲート523に供給され、このEORゲート523の出力信号により、LX波形の立ち上がり(Tr)および立ち下がり(Tf)エッジの特性が表されるようになっている。
The output signal of the
すなわち、EORゲート523の出力信号におけるパルス幅Tpulseは、LX波形の立ち下がりエッジが第3基準電圧Vref3のレベルから第2基準電圧Vref2のレベルに変化する時間Ptfに対応する。或いは、パルス幅Tpulseは、LX波形の立ち上がりエッジが第2基準電圧Vref2のレベルから第3基準電圧Vref3のレベルに変化する時間Ptrに対応する。
That is, the pulse width Tpulse in the output signal of the
EORゲート523の出力信号は、ANDゲート54に供給され、発振器53の出力信号foscとの論理積が取られる。
The output signal of the
ところで、前述した図2に示す第1実施例のテスト回路において、ANDゲート54の出力信号ANDoutは第1分周器55でm分周され、発振器53の出力信号foscは第2分周器56でn分周され、選択回路57で選択された信号がテスターに供給されている。
In the test circuit of the first embodiment shown in FIG. 2 described above, the output signal ANDout of the AND
これに対して、本第2実施例のテスト回路では、ANDゲート54の出力信号ANDoutおよび発振器53の出力信号foscを選択回路57に供給し、選択回路58で選択された信号を第3分周器59でa分周してテスターに供給する。
In contrast, in the test circuit of the second embodiment, the output signal ANDout of the AND
ここで、ANDゲート54の出力信号ANDoutをa×fmとし、発振器53の出力信号foscをa×foutとすると、選択回路58を介して分周器59でa分周された信号は、fmおよびfoutになる。
Here, if the output signal ANDout of the AND
これにより、次の(3)式が得られる。
Tpulse=fm/(fout×fsw) (3)
これにより、テスターは、パルス幅Tpulseを求めることができる。
As a result, the following expression (3) is obtained.
Tpulse = fm / (fout × fsw) (3)
Thereby, the tester can obtain the pulse width Tpulse.
ここで、選択回路58に供給される選択信号Sは、例えば、テスターから出力され、テスターにおいて、選択回路58からの信号がANDoutまたはfoscのいずれに基づく信号かを認識できるようになっている。
Here, the selection signal S supplied to the
そして、本第2実施例においても、第1実施例と同様に、ANDゲート54の出力信号ANDoutを第1分周器55でm分周すると共に、発振器53の出力信号foscを第2分周器56でn分周して選択回路57で選択された信号をテスターに供給することもできる。
In the second embodiment, the output signal ANDout of the AND
このように、本第2実施例のテスト回路によれば、LX波形の立ち下がりエッジまたは立ち上がりエッジの特性(第2および第3基準電圧レベル間の変化時間)をパルス幅Tpulseとして測定および評価することができる。 As described above, according to the test circuit of the second embodiment, the characteristics of the falling edge or rising edge of the LX waveform (change time between the second and third reference voltage levels) are measured and evaluated as the pulse width Tpulse. be able to.
そして、このパルス幅Tpulseの測定は、前述した第1実施例と同様に、第3分周器59を介して周波数を低減させた信号をテスターに供給して行われるため、例えば、寄生LCRの影響を受けることなく極めて細いパルス幅Tpulseを求めることができる。
The measurement of the pulse width Tpulse is performed by supplying a signal having a reduced frequency to the tester via the
なお、上述した図5に示す第2実施例のテスト回路は、第2基準電圧Vref2を第1基準電圧Vref1とし、第3基準電圧Vref3を電源電圧VIN(高レベル『H』)とすることにより、図2に示す第1実施例のテスト回路と等価な回路とすることができる。 In the test circuit of the second embodiment shown in FIG. 5 described above, the second reference voltage Vref2 is set to the first reference voltage Vref1, and the third reference voltage Vref3 is set to the power supply voltage VIN (high level “H”). A circuit equivalent to the test circuit of the first embodiment shown in FIG. 2 can be obtained.
図6は第3実施例のテスト回路を示すブロック図であり、図7は第3実施例のテスト回路の動作を説明するための図である。 FIG. 6 is a block diagram showing the test circuit of the third embodiment, and FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the test circuit of the third embodiment.
すなわち、本第3実施例のテスト回路は、上述した第2実施例では、認識していなかった測定したパルス幅TpulseがLX波形の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのいずれの特性を示すものかを判別可能としたものである。 That is, the test circuit of the third embodiment discriminates whether the measured pulse width Tpulse, which was not recognized in the second embodiment, exhibits the characteristics of the rising edge or the falling edge of the LX waveform. It is possible.
図6と前述した図5との比較から明らかなように、本第3実施例のテスト回路は、第2実施例のテスト回路に対して選択回路(第3選択回路)524を設けたものに相当する。 As is clear from the comparison between FIG. 6 and FIG. 5 described above, the test circuit of the third embodiment is obtained by providing a selection circuit (third selection circuit) 524 with respect to the test circuit of the second embodiment. Equivalent to.
選択回路524は、EORゲート523とアンドゲート54の間に挿入され、被テスト信号(LX波形)を選択信号としてパルス幅TpulseがLX波形の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのいずれの特性を示すものかを判別するようになっている。
The
すなわち、図7に示されるように、選択回路524の選択信号(LX波形)が高レベル『H』のとき、テスターは、パルス幅TpulseがLX波形の立ち上がりエッジの特性Ptrを表していると認識する。
That is, as shown in FIG. 7, when the selection signal (LX waveform) of the
また、選択回路524の選択信号が低レベル『L』のとき、テスターは、パルス幅TpulseがLX波形の立ち下がりエッジの特性Ptfを表していると認識する。なお、被テスト信号(選択回路524の選択信号)はテスターへ供給されている。
When the selection signal of the
このように、本第3実施例のテスト回路によれば、パルス幅Tpulseが被テスト信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれに関連するものかを認識して測定および評価を行うことができる。 As described above, according to the test circuit of the third embodiment, measurement and evaluation can be performed by recognizing whether the pulse width Tpulse relates to the rising edge or the falling edge of the signal under test.
ここで、本第3実施例においても、第2実施例と同様に、ANDゲート54の出力信号ANDoutをa×fmとし、発振器53の出力信号foscをa×foutとすると、選択回路58を介して分周器59でa分周された信号は、fmおよびfoutになる。
Here, also in the third embodiment, as in the second embodiment, when the output signal ANDout of the AND
そして、図7に示されるように、fsw’はfswの2倍になるため、次の(4)式が得られる。
Tpulse=fm/(fout×2×fsw) (4)
これにより、テスターは、パルス幅Tpulseを求めることができる。
Then, as shown in FIG. 7, since fsw ′ is twice fsw, the following equation (4) is obtained.
Tpulse = fm / (fout × 2 × fsw) (4)
Thereby, the tester can obtain the pulse width Tpulse.
図8は第4実施例のテスト回路を示すブロック図であり、前述した図2に示す第1実施例のテスト回路に対して、図5に示す第2実施例のテスト回路の機能を加えたものに相当する。ここで、半導体集積回路200は、例えば、3つの異なる出力電圧Vout1,Vout2,Vout3を出力する3つのスイッチングレギュレータ用のものである。
FIG. 8 is a block diagram showing the test circuit of the fourth embodiment. The function of the test circuit of the second embodiment shown in FIG. 5 is added to the test circuit of the first embodiment shown in FIG. It corresponds to a thing. Here, the semiconductor integrated
すなわち、半導体集積回路200は、3つのスイッチングレギュレータ用のPWMコントローラ11〜13、並びに、pMOSトランジスタ211〜213およびnMOSトランジスタ221〜223を有する。
That is, the semiconductor integrated
さらに、電源装置は、3つのスイッチングレギュレータに対応して、3つのコイル31〜33,3つの平滑用コンデンサ41〜43、および、第1実施例で説明したダイオード51に対応する3つのダイオード511〜513を有する。
Further, the power supply device corresponds to three switching regulators, three
テスト回路5は、第1〜第3コンパレータ52,521,522、EORゲート523、発振器53、ANDゲート54、第1および第2分周器55,56、並びに、第1選択回路57を有する。なお、上述したダイオード511〜513は、テスト回路5として、例えば、半導体集積回路200に内蔵される。
The
さらに、テスト回路5は、3つのスイッチングレギュレータのノードLX1〜LX3からの3つの被テスト信号を選択する選択回路501、並びに、第13コンパレータ52の出力信号またはEORゲート523の出力信号を選択する選択回路502を有する。
Further, the
そして、選択回路501,選択回路502および第1選択回路57には、テスターからの選択信号S1,S2およびS3が供給され、前述した各被テスト信号における期間Poff、並びに、エッジ特性PtrおよびPtfの測定および評価が行われるようになっている。なお、スイッチングレギュレータは3つに限定されるものではない。
The selection signals S1, S2, and S3 from the tester are supplied to the
ここで、スイッチングレギュレータは、PWM方式のものに限定されず、また、スイッチングレギュレータの出力トランジスタはpMOSおよびnMOSの両方を使ったものに限定されるものではない。 Here, the switching regulator is not limited to the PWM type, and the output transistor of the switching regulator is not limited to one using both pMOS and nMOS.
さらに、テストを行う被テスト信号としては、スイッチングレギュレータのLX波形に限定されるものではなく、他の様々な回路の信号であってもよい。 Furthermore, the signal under test to be tested is not limited to the LX waveform of the switching regulator, but may be signals of various other circuits.
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに、以下の付記を開示する。
(付記1)
被テスト信号を基準電圧と比較する少なくとも1つのコンパレータと、
第1周波数の第1信号を発生する発振器と、
前記コンパレータの出力信号と前記第1信号との論理を取る第1論理回路と、
該第1論理回路の出力、および、前記第1信号を分周する少なくとも1つの分周器と、を有することを特徴とするテスト回路。
Regarding the embodiment including the above examples, the following supplementary notes are further disclosed.
(Appendix 1)
At least one comparator for comparing the signal under test with a reference voltage;
An oscillator for generating a first signal of a first frequency;
A first logic circuit that takes the logic of the output signal of the comparator and the first signal;
A test circuit comprising: an output of the first logic circuit; and at least one frequency divider that divides the first signal.
(付記2)
付記1に記載のテスト回路において、
前記少なくとも1つのコンパレータは、前記被テスト信号を第1基準電圧と比較する第1コンパレータを有することを特徴とするテスト回路。
(Appendix 2)
In the test circuit described in
The test circuit according to
(付記3)
付記2に記載のテスト回路において、
前記第1基準電圧は、前記被テスト信号の波形における一定のレベルに対する時間幅を測定するための電圧であることを特徴とするテスト回路。
(Appendix 3)
In the test circuit described in
The test circuit, wherein the first reference voltage is a voltage for measuring a time width with respect to a certain level in the waveform of the signal under test.
(付記4)
付記1に記載のテスト回路において、
前記少なくとも1つのコンパレータは、前記被テスト信号を第2基準電圧と比較する第2コンパレータと、前記被テスト信号を第3基準電圧と比較する第3コンパレータと、を有することを特徴とするテスト回路。
(Appendix 4)
In the test circuit described in
The at least one comparator includes a second comparator that compares the signal under test with a second reference voltage, and a third comparator that compares the signal under test with a third reference voltage. .
(付記5)
付記4に記載のテスト回路において、
前記第2基準電圧および前記第3基準電圧は、前記被テスト信号の波形における異なる2つのレベルに対する時間幅を測定するための電圧であることを特徴とするテスト回路。
(Appendix 5)
In the test circuit described in
The test circuit, wherein the second reference voltage and the third reference voltage are voltages for measuring time widths for two different levels in the waveform of the signal under test.
(付記6)
付記4または5に記載のテスト回路において、さらに、
前記第2コンパレータの出力信号および前記第3コンパレータの出力信号を受け取る第2論理回路を有し、
前記第1論理回路は、前記第2論理回路の出力信号と前記第1信号との論理を取ることを特徴とするテスト回路。
(Appendix 6)
In the test circuit according to
A second logic circuit for receiving the output signal of the second comparator and the output signal of the third comparator;
The test circuit according to
(付記7)
付記6に記載のテスト回路において、
前記第2論理回路は、排他的論理和回路であることを特徴とするテスト回路。
(Appendix 7)
In the test circuit described in Appendix 6,
The test circuit, wherein the second logic circuit is an exclusive OR circuit.
(付記8)
付記4〜7のいずれか1項に記載のテスト回路において、さらに、
前記第2論理回路の出力信号を受け取り、前記被テスト信号のレベルに従って該被テスト信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれに関連する信号かを選択して前記第1論理回路に供給するエッジ対応信号選択回路を有することを特徴とするテスト回路。
(Appendix 8)
In the test circuit according to any one of
An edge corresponding to an output signal received from the second logic circuit, selected according to the level of the signal under test, which signal is related to a rising edge or a falling edge of the signal under test and supplied to the first logic circuit A test circuit comprising a signal selection circuit.
(付記9)
付記1〜8のいずれか1項に記載のテスト回路において、
前記第1論理回路は、論理積回路であることを特徴とするテスト回路。
(Appendix 9)
In the test circuit according to any one of
The test circuit according to
(付記10)
付記1〜9のいずれか1項に記載のテスト回路において、
前記少なくとも1つの分周器は、前記第1論理回路の出力信号をm分周する第1分周器と、前記第1信号をn分周する第2分周器と、を有し、
前記テスト回路は、さらに、選択信号に従って、前記第1分周器または前記第2分周器の一方の出力信号を選択して出力する第1選択回路を有することを特徴とするテスト回路。
(Appendix 10)
In the test circuit according to any one of
The at least one divider has a first divider that divides the output signal of the first logic circuit by m, and a second divider that divides the first signal by n.
The test circuit further includes a first selection circuit that selects and outputs one output signal of the first frequency divider or the second frequency divider according to a selection signal.
(付記11)
付記1〜9のいずれか1項に記載のテスト回路において、さらに、
前記第1論理回路の出力信号または前記第1信号の一方の信号を選択して出力する第2選択回路を有し、
前記少なくとも1つの分周器は、前記第2選択回路の出力信号をa分周する第3分周器を有することを特徴とするテスト回路。
(Appendix 11)
In the test circuit according to any one of
A second selection circuit for selecting and outputting one of the output signal of the first logic circuit or the first signal;
The test circuit according to
(付記12)
付記1〜11のいずれか1項に記載のテスト回路において、さらに、
複数の前記被テスト信号を選択する第3選択回路を有することを特徴とするテスト回路。
(Appendix 12)
In the test circuit according to any one of
A test circuit comprising a third selection circuit for selecting a plurality of the signals under test.
(付記13)
付記2または3に記載の第1コンパレータと、付記4または5に記載の第2および第3コンパレータと、を有するテスト回路において、さらに、
前記第1コンパレータの出力信号、或いは、前記第2または第3コンパレータの出力信号との一方の信号を選択して出力する第4選択回路を有することを特徴とするテスト回路。
(Appendix 13)
In a test circuit having the first comparator according to
A test circuit comprising a fourth selection circuit that selects and outputs one of the output signal of the first comparator or the output signal of the second or third comparator.
(付記14)
付記1〜13のいずれか1項に記載のテスト回路において、
該テスト回路の出力信号は、テスターに供給されて測定および評価されることを特徴とするテスト回路。
(Appendix 14)
In the test circuit according to any one of
An output signal of the test circuit is supplied to a tester and measured and evaluated.
(付記15)
前記付記1〜14のいずれか1項に記載のテスト回路と、
第1電源線と第2電源線との間に直列に設けられた第1スイッチ素子および第2スイッチ素子と、
前記第1および第2スイッチ素子を、該第1および第2スイッチ素子が両方ともオフする期間を設けてオン/オフ制御する制御回路と、を有し、前記被テスト信号は、前記第1および第2スイッチ素子の接続ノードの信号であることを特徴とする半導体集積回路。
(Appendix 15)
The test circuit according to any one of the
A first switch element and a second switch element provided in series between the first power line and the second power line;
A control circuit that controls on / off of the first and second switch elements by providing a period during which both the first and second switch elements are turned off. A semiconductor integrated circuit characterized by being a signal of a connection node of the second switch element.
(付記16)
付記15に記載の半導体集積回路と、
前記第1および第2スイッチ素子の共通接続ノードに一端が接続されたコイルと、
該コイルの他端と前記第2電源線との間に設けられた平滑用コンデンサと、を有することを特徴とする電源装置。
(Appendix 16)
The semiconductor integrated circuit according to appendix 15, and
A coil having one end connected to a common connection node of the first and second switch elements;
And a smoothing capacitor provided between the other end of the coil and the second power supply line.
(付記17)
付記16に記載の電源装置において、前記テスト回路は、さらに、
前記第1および第2スイッチ素子の共通接続ノードと前記第2電源線との間に設けられたダイオード素子を有し、前記第1基準電圧を、接地電位から前記ダイオード素子の順方向降下電圧の半分を差し引いた電圧に設定することを特徴とする電源装置。
(Appendix 17)
The power supply device according to attachment 16, wherein the test circuit further includes:
A diode element provided between a common connection node of the first and second switch elements and the second power supply line, wherein the first reference voltage is reduced from a ground potential to a forward drop voltage of the diode element; A power supply device characterized in that the voltage is set to a value obtained by subtracting half.
1,11〜13 PWMコントローラ
3,31〜33 コイル
4,41〜43 平滑用コンデンサ
5 テスト回路
21 pMOSトランジスタ
22 nMOSトランジスタ
51,511〜513 ダイオード
52 第1コンパレータ
53 発振器
54 第1論理回路(ANDゲート)
55 第1分周器
56 第2分周器
57 第1選択回路
58 第2選択回路
59 第3分周器
521 第2コンパレータ
522 第3コンパレータ
100 オペアンプ
200 半導体集積回路
DESCRIPTION OF
55
Claims (7)
第1周波数の第1信号を発生する発振器と、
前記コンパレータの出力信号と前記第1信号との論理を取る第1論理回路と、
該第1論理回路の出力、および、前記第1信号を分周する少なくとも1つの分周器と、を有することを特徴とするテスト回路。 At least one comparator for comparing the signal under test with a reference voltage;
An oscillator for generating a first signal of a first frequency;
A first logic circuit that takes the logic of the output signal of the comparator and the first signal;
A test circuit comprising: an output of the first logic circuit; and at least one frequency divider that divides the first signal.
前記少なくとも1つのコンパレータは、前記被テスト信号を第1基準電圧と比較する第1コンパレータを有することを特徴とするテスト回路。 The test circuit according to claim 1,
The test circuit according to claim 1, wherein the at least one comparator includes a first comparator that compares the signal under test with a first reference voltage.
前記少なくとも1つのコンパレータは、前記被テスト信号を第2基準電圧と比較する第2コンパレータと、前記被テスト信号を第3基準電圧と比較する第3コンパレータと、を有することを特徴とするテスト回路。 The test circuit according to claim 1,
The at least one comparator includes a second comparator that compares the signal under test with a second reference voltage, and a third comparator that compares the signal under test with a third reference voltage. .
前記第2コンパレータの出力信号および前記第3コンパレータの出力信号を受け取る第2論理回路を有し、
前記第1論理回路は、前記第2論理回路の出力信号と前記第1信号との論理を取ることを特徴とするテスト回路。 The test circuit of claim 3, further comprising:
A second logic circuit for receiving the output signal of the second comparator and the output signal of the third comparator;
The test circuit according to claim 1, wherein the first logic circuit takes a logic of an output signal of the second logic circuit and the first signal.
前記少なくとも1つの分周器は、前記第1論理回路の出力信号をm分周する第1分周器と、前記第1信号をn分周する第2分周器と、を有し、
前記テスト回路は、さらに、選択信号に従って、前記第1分周器または前記第2分周器の一方の出力信号を選択して出力する第1選択回路を有することを特徴とするテスト回路。 In the test circuit according to any one of claims 1 to 4,
The at least one divider has a first divider that divides the output signal of the first logic circuit by m, and a second divider that divides the first signal by n.
The test circuit further includes a first selection circuit that selects and outputs one output signal of the first frequency divider or the second frequency divider according to a selection signal.
第1電源線と第2電源線との間に直列に設けられた第1スイッチ素子および第2スイッチ素子と、
前記第1および第2スイッチ素子を、該第1および第2スイッチ素子が両方ともオフする期間を設けてオン/オフ制御する制御回路と、を有し、前記被テスト信号は、前記第1および第2スイッチ素子の接続ノードの信号であることを特徴とする半導体集積回路。 The test circuit according to any one of claims 1 to 5,
A first switch element and a second switch element provided in series between the first power line and the second power line;
A control circuit that controls on / off of the first and second switch elements by providing a period during which both the first and second switch elements are turned off. A semiconductor integrated circuit characterized by being a signal of a connection node of the second switch element.
前記第1および第2スイッチ素子の共通接続ノードに一端が接続されたコイルと、
該コイルの他端と前記第2電源線との間に設けられた平滑用コンデンサと、を有することを特徴とする電源装置。 A semiconductor integrated circuit according to claim 6;
A coil having one end connected to a common connection node of the first and second switch elements;
And a smoothing capacitor provided between the other end of the coil and the second power supply line.
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