JP5291636B2 - 電源回路および試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源回路および試験装置に関する。本出願は、下記の米国出願に関連し、下記の米国出願からの優先権を主張する出願である。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。
出願番号６１／０２１，６１９ 出願日 ２００８年１月１６日
出願番号１２／０５８，７６７ 出願日 ２００８年３月３１日

従来、電子デバイスを試験する試験装置には、当該電子デバイスに電力を供給するための電源回路が設けられている。また、電源回路には、電子デバイスに過電流が流れることを防ぐ目的で、電流制限機能が設けられる場合がある（例えば、特許文献１の図５参照）。

特許文献１の図５に開示された回路は、主増幅器の出力に設けられた電流検出用抵抗の両端の電圧を検出することで、被試験デバイスに流れる電流を検出する。そして、検出した電流が、ＤＡコンバータおよびＤＡコンバータの設定値により定まる制限範囲外となった場合に、主増幅器の入力端に与えられる電圧値を制御することで、被試験デバイスに流れる電流を所定の範囲内に制御する。
特開２００７−３０９８５９号公報

しかし、当該回路により被試験デバイスに流れる電流を所定の範囲内に制御しても、過渡的には、制限範囲を超える過電流が被試験デバイスに流れてしまう。例えば、当該回路における電流制限機能の追従時間に応じた期間、被試験デバイスには過電流が流れてしまう場合がある。

このため、被試験デバイスの内部スイッチが高速にオン／オフするような場合、過渡的な過電流が連続して被試験デバイスに流れてしまう。この場合、被試験デバイスの内部回路は、過電流による発熱でストレスを受けてしまい、好ましくない。

そこで本発明の１つの側面においては、上記の課題を解決することのできる電源回路および試験装置を提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

即ち、本発明の第１の態様においては、電子デバイスに電源電力を供給する電源回路であって、入力電圧に対して所定の周波数特性で追従する制御電圧を出力し、電子デバイスに制御電圧に応じた電圧を印加する電圧制御部と、電子デバイスに印加される印加電圧を検出し、印加電圧に基づいて入力電圧を調整する電圧調整部と、電子デバイスに供給される印加電流を検出し、印加電流が所定の制限範囲外となった場合に、入力電圧を調整する電流調整部と、印加電流が制限範囲外となった場合に、電圧制御部における周波数特性を調整することで、入力電圧に対する制御電圧の追従速度を速くする周波数特性調整部とを備え、電圧制御部は、第１入力端子に入力電圧を受け取り、第２入力端子に受け取る電圧および入力電圧に基づいて、出力端子から制御電圧を出力する制御電圧出力部と、制御電圧出力部が出力する制御電圧を、第２入力端子に帰還する帰還部とを有し、帰還部は、制御電圧出力部の第２入力端子および出力端子を接続する帰還経路と、帰還経路上に、制御電圧出力部の第２入力端子および出力端子と直列に設けられたコンデンサ部と、帰還経路および接地電位の間に設けられた抵抗部とを有し、周波数特性調整部は、印加電流が制限範囲外となった場合に、抵抗部における抵抗値、または、コンデンサ部における容量値の少なくとも一方を小さくして帰還部の時定数を小さくする電源回路を提供する。また、第１の態様の他の例では、電子デバイスに電源電力を供給する電源回路であって、入力電圧に対して所定の周波数特性で追従する制御電圧を出力し、電子デバイスに制御電圧に応じた電圧を印加する電圧制御部と、電子デバイスに印加される印加電圧を検出し、印加電圧に基づいて入力電圧を調整する電圧調整部と、電子デバイスに供給される印加電流を検出し、印加電流が所定の制限範囲外となった場合に、入力電圧を調整する電流調整部と、印加電流が制限範囲外となった場合に、電圧制御部における周波数特性を調整することで、入力電圧に対する制御電圧の追従速度を速くする周波数特性調整部と、周波数特性調整部が周波数特性を調整していないときの電圧制御部における入出力間の追従速度よりも入出力間の追従速度が速く、電圧制御部が出力する制御電圧を増幅して電子デバイスに供給する電圧増幅部とを備え、周波数特性調整部は、印加電流が制限範囲外となった場合に、電圧制御部における追従速度を、電圧増幅部における追従速度と略同一の速度に調整する電源回路を提供する。

本発明の第２の態様においては、電子デバイスを試験する試験装置であって、電子デバイスを駆動する電力を供給する、第１の態様の電源回路と、電子デバイスの駆動状態に基づいて電子デバイスの良否を判定する判定部とを備える試験装置を提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

一つの実施形態に係る試験装置２００の構成の一例を示す図である。 電源回路１００の構成の一例を、電子デバイス３００と合わせて示す図である。 電源回路１００の動作例を説明するタイミングチャートを示す。 電圧制御部１０の他の構成例を示す図である。 電圧制御部１０の他の構成例を示す図である。 電圧制御部１０の他の構成例を示す図である。 電圧増幅部４０におけるアンプ回路４２の構成例を示す図である。

符号の説明

１０・・・電圧制御部、１２・・・制御電圧出力部、１４・・・コンデンサ、１５・・・帰還経路、１６・・・第２抵抗、１８・・・第１抵抗、２０・・・切替部、２２・・・帰還部、２４・・・第２コンデンサ、３０・・・電圧調整部、３２・・・抵抗、３４・・・バッファ、３６・・・電圧設定部、３８・・・入力抵抗、４０・・・電圧増幅部、４２・・・アンプ回路、５０・・・電流検出部、５２・・・検出回路、５４・・・電流検出用抵抗、５６・・・スイッチ、６０・・・電流調整部、６２・・・差動増幅器、６４・・・出力ダイオード、６６・・・バイアスダイオード、６８、７０・・・抵抗、７２・・・制限電圧出力部、８０・・・周波数特性調整部、８２・・・調整回路、８４・・・バイアス電源、９０・・・ソース側出力トランジスタ、９２・・・ソース側制限トランジスタ、９４・・・ソース側スイッチ、９６・・・ソース側第１抵抗、９８・・・ソース側第２抵抗、１００・・・電源回路、１１０・・・パターン発生部、１２０・・・波形成形部、１３０・・・判定部、２００・・・試験装置、３００・・・電子デバイス

以下、発明の実施の形態を通じて本発明の（一）側面を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、一つの実施形態に係る試験装置２００の構成の一例を示す図である。試験装置２００は、半導体回路等の電子デバイス３００を試験する装置であって、パターン発生部１１０、波形成形部１２０、判定部１３０、及び電源回路１００を備える。

パターン発生部１１０は、使用者等から与えられる試験プログラムに基づいて、電子デバイス３００に供給する試験パターンを生成する。例えば、パターン発生部１１０は、電子デバイス３００に供給するべき信号を、１又は０のデータ値の配列で示したパターン、及び当該データ値に応じた信号を電子デバイス３００に供給するべきタイミングを示したパターン等を生成する。

波形成形部１２０は、パターン発生部１１０が生成した試験パターンに基づいて、電子デバイス３００に供給するべき試験信号を生成する。また、電源回路１００は、電子デバイス３００を駆動するための電源電力を供給する。

判定部１３０は、電子デバイス３００の駆動状態に基づいて、電子デバイス３００の良否を判定する。例えば判定部１３０は、電子デバイス３００が出力する出力信号と、パターン発生部１１０が生成する期待値信号とを比較し、電子デバイス３００の良否を判定する。本例において試験装置２００は、出力信号に基づいて良否を判定したが、他の例の試験装置においては、電源回路１００から電子デバイス３００に供給される印加電流を検出し、当該印加電流に基づいて良否を判定する装置であってもよい。

図２は、電源回路１００の構成の一例を、電子デバイス３００と合わせて示す図である。本例の電源回路１００は、電圧設定部３６、入力抵抗３８、電圧制御部１０、電圧調整部３０、電圧増幅部４０、電流検出部５０、電流調整部６０、および、周波数特性調整部８０を備える。

電圧設定部３６は、設定される電圧値を有する入力電圧を生成する。例えば電圧設定部３６は、設定されるデジタルデータを、アナログ電圧に変換するＤＡコンバータであってよい。電圧設定部３６は、生成した入力電圧を、入力抵抗３８を介して電圧制御部１０に供給する。

電圧制御部１０は、与えられる入力電圧の変動に対して、所定の周波数特性で追従して変動する制御電圧を出力する。例えば電圧制御部１０は、出力電圧が、所定の周波数特性を有する帰還経路を介して負側入力に帰還される負帰還回路を有してよい。電圧制御部１０は、当該制御電圧を、電圧増幅部４０を介して電子デバイス３００に供給することで、当該制御電圧に応じた電圧を電子デバイス３００に印加する。

電圧調整部３０は、電子デバイス３００に印加される印加電圧を検出する。また、電圧調整部３０は、検出した印加電圧に基づいて、電圧制御部１０に供給される入力電圧を調整する。例えば電圧調整部３０は、検出した印加電圧に応じた電圧を、電圧制御部１０に供給される入力電圧に重畳してよい。このような構成により、電子デバイス３００に印加される印加電圧の変動を抑制することができる。

電圧増幅部４０は、電圧制御部１０が出力する制御電圧を増幅して、電子デバイス３００に供給する。電流検出部５０は、電圧増幅部４０から電子デバイス３００に供給される電流を検出する。

電流調整部６０は、電子デバイス３００に供給される印加電流を、電流検出部５０を介して検出する。そして電流調整部６０は、当該印加電流が所定の制限範囲外となった場合に、電圧制御部１０への入力電圧を調整する。例えば電流調整部６０は、当該印加電流が、所定の上限値を超えた場合に、電圧制御部１０への入力電圧を低下させてよい。これにより、電子デバイス３００に過電流が流れることを抑制できる。

周波数特性調整部８０は、電子デバイス３００への印加電流が、電流調整部６０における制御範囲外となった場合に、電圧制御部１０における入力電圧に対する出力電圧（制御電圧）の追従速度を速くさせる。つまり、周波数特性調整部８０は、電流調整部６０が、電圧制御部１０への入力電圧を調整する場合に、電圧制御部１０における追従速度を速くさせる。周波数特性調整部８０は、電圧制御部１０における周波数特性を調整することで、当該追従速度を速くしてよい。

このような制御により、電子デバイス３００に過渡的な過電流が流れ始めてから、電子デバイス３００への印加電流が制限されるまでの時間を短くすることができる。このため、過電流による電子デバイス３００へのストレスを低減することができる。

次に、周波数特性調整部８０による、電圧制御部１０の制御の具体例を説明する。本例の電圧制御部１０は、制御電圧出力部１２および帰還部２２を有する。制御電圧出力部１２は、第１入力端子に入力電圧を受け取る。また、制御電圧出力部１２は、第１入力端子および第２入力端子に受け取る電圧に基づいて、出力端子から制御電圧を出力する。例えば制御電圧出力部１２は、第１入力端子および第２入力端子に受け取る電圧の差分に応じた制御電圧を出力する差動アンプであってよい。

帰還部２２は、制御電圧出力部１２が出力する制御電圧を、制御電圧出力部１２の第２入力端子に帰還する。制御電圧出力部１２の第２入力端子は、負側の入力端子であってよい。本例の帰還部２２は、帰還経路１５、コンデンサ部、および、抵抗部を有する。なお、本例のコンデンサ部は、コンデンサ１４を有する。また、本例の抵抗部は、第１抵抗１８、第２抵抗１６、および、切替部２０を有する。

帰還経路１５は、制御電圧出力部１２の第２入力端子および出力端子を電気的に接続する。帰還経路１５は、制御電圧出力部１２の第２入力端子および出力端子の間に設けられる配線であってよい。

コンデンサ１４は、帰還経路１５上に、制御電圧出力部１２の第２入力端子および出力端子と直列に設けられる。また、抵抗部（第１抵抗１８、第２抵抗１６、および、切替部２０）は、帰還経路１５および接地電位の間に設けられる。

より具体的には、第１抵抗１８は、帰還経路１５および接地電位の間に設けられる。また、第２抵抗１６は、帰還経路１５および接地電位の間に、第１抵抗１８と並列に設けられる。また、切替部２０は、第２抵抗１６を、第１抵抗１８に対して並列に接続するか否かを切り替える。例えば切替部２０は、第２抵抗１６および接地電位の間に設けられるスイッチであってよい。

このような構成により、帰還部２２は、抵抗部における抵抗値に応じた周波数特性を有するローパスフィルタとして機能する。このため、抵抗部における抵抗値を調整することで、電圧制御部１０の周波数特性を調整することができる。

周波数特性調整部８０は、電流検出部５０が検出した印加電流が、電流調整部６０における制限範囲内の場合、第２抵抗１６を、第１抵抗１８から切り離すように、切替部２０を制御する。また、周波数特性調整部８０は、電流検出部５０が検出した印加電流が、電流調整部６０における制限範囲外の場合、第２抵抗１６を、第１抵抗１８に対して並列に接続するように、切替部２０を制御する。

このような制御により、電子デバイス３００に過電流が流れている場合には、電圧制御部１０における抵抗部の抵抗を比較的に小さくして、電圧制御部１０における追従速度を速くさせることができる。また、電子デバイス３００に過電流が流れていない場合には、電圧制御部１０における抵抗部の抵抗を比較的に大きくして、電圧制御部１０が発振することを抑制することができる。

なお本例においては、電圧制御部１０における抵抗部の抵抗値が２段階に切り替えられる例を説明したが、他の例では、当該抵抗部の抵抗値は、より多段階に切替可能であってよく、また、抵抗値が連続的に変化可能であってもよい。これらの場合、周波数特性調整部８０は、電流検出部５０が検出した印加電流と、所定の制限値との差分に応じて、当該抵抗部の抵抗値を選択してよい。

次に、電圧調整部３０等の構成例を説明するが、これらの構成は、同様の機能を有する他の公知の構成を用いてもよい。本例の電圧調整部３０は、バッファ３４および抵抗３２を有する。バッファ３４は、十分大きい入力インピーダンスを有しており、受け取った印加電圧に応じた電圧を、抵抗３２を介して制御電圧出力部１２の第１入力端子に印加する。このような構成により、電子デバイス３００に印加される印加電圧の変動を抑制することができる。

本例の電圧増幅部４０は、電圧制御部１０が出力する制御電圧を受け取って増幅するアンプ回路４２を有してよい。アンプ回路４２は、図２に示すような反転増幅器であってよい。

本例の電流検出部５０は、電流検出用抵抗５４および検出回路５２を有する。電流検出用抵抗５４は、電圧増幅部４０の出力端と、電子デバイス３００の入力端との間に直列に設けられる。検出回路５２は、電流検出用抵抗５４の両端の電圧差を、電子デバイス３００への印加電流の値として検出する。

また、電流検出部５０は、抵抗値の異なる複数の電流検出用抵抗５４を並列に有してよい。また、電流検出部５０は、いずれの電流検出用抵抗５４を、電圧増幅部４０と電子デバイス３００との間に直列に接続するかを切り替えるスイッチ５６を更に有してよい。スイッチ５６は、電子デバイス３００が安定した状態において供給されるべき印加電流に基づいて、いずれかの電流検出用抵抗５４を選択して電圧増幅部４０と電子デバイス３００との間に直列に接続してよい。

本例の電源回路１００は、Ｌ側の電流調整部６０−１およびＨ側の電流調整部６０−２を備える。電流調整部６０−１は、電流検出部５０が検出した印加電流が所定の下限値より小さい場合に、調整用電流を入力抵抗３８に供給することで、電圧制御部１０に与えられる入力電圧を上昇させる。また、電流調整部６０−２は、電流検出部５０が検出した印加電流が、所定の上限値より大きい場合に、調整用電流を入力抵抗３８を介して引き込むことで、電圧制御部１０に与えられる入力電圧を降下させる。

それぞれの電流調整部６０は、差動増幅器６２、出力ダイオード６４、バイアスダイオード６６、抵抗６８、抵抗７０、および、制限電圧出力部７２を有する。制限電圧出力部７２は、印加電流の制限値（上限値または下限値）に応じた制限電圧を出力する。

抵抗６８及び抵抗７０は、電流検出部５０が検出した検出電圧と、制限電圧とを所定の分圧比で分圧した分圧電圧を生成する。差動増幅器６２は、分圧回路が出力する分圧電圧を負入力端子に受け取り、正入力端子が接地される。

また、差動増幅器６２の出力端子は、出力ダイオード６４に接続される。また、バイアスダイオード６６は、差動増幅器６２の負入力端子および出力端子の間に設けられる。

なお、Ｌ側の電流調整部６０−１においては、出力ダイオード６４は、差動増幅器６２から入力抵抗３８に対して順方向に設けられ、バイアスダイオード６６は、差動増幅器６２の負入力端子から出力端子に対して順方向に設けられる。このような構成により、電流検出部５０が検出した検出電圧が、制限電圧出力部７２が出力する制限電圧（下限値）より小さい場合に、Ｌ側の電流調整部６０−１の出力ダイオード６４がオン状態となり、電圧制御部１０への入力電圧が上昇する。

また、Ｈ側の電流調整部６０−２においては、出力ダイオード６４は、差動増幅器６２から入力抵抗３８に対して逆方向に設けられ、バイアスダイオード６６は、差動増幅器６２の負入力端子から出力端子に対して逆方向に設けられる。このような構成により、電流検出部５０が検出した検出電圧が、制限電圧出力部７２が出力する制限電圧（上限値）より大きい場合に、Ｈ側の電流調整部６０−１の出力ダイオード６４がオン状態となり、電圧制御部１０への入力電圧が降下する。

上述したように、周波数特性調整部８０は、電流検出部５０が検出する検出電圧（印加電流）が、電流調整部６０における制限範囲外となった場合に、帰還部２２の時定数が小さくなるように、帰還部２２の特性を調整する。つまり、周波数特性調整部８０は、Ｌ側の電流調整部６０−１またはＨ側の電流調整部６０−２のいずれかが調整用電流を生成した場合に、切替部２０をオン状態に制御する。

本例の周波数特性調整部８０は、Ｌ側の調整回路８２−１、Ｈ側の調整回路８２−２、Ｌ側のバイアス電源８４−１、および、Ｈ側のバイアス電源８４−２を有する。Ｌ側の調整回路８２−１は、Ｌ側の電流調整部６０−１における出力ダイオード６４のアノード電圧が、所定の基準電圧より出力ダイオード６４の順方向電圧以上大きくなった場合に、切替部２０をオン状態に制御する。

Ｌ側の調整回路８２−１は、差動回路であってよい。また、Ｌ側の調整回路８２−１は、負入力端子が出力ダイオード６４のアノードに接続され、正入力端子がＬ側のバイアス電源８４−１に接続される。バイアス電源８４−１は、所定の基準電圧に対して、出力ダイオード６４の順方向電圧に応じた負のバイアス電圧を生成して、Ｌ側の調整回路８２−１に供給する。このような構成により、Ｌ側の調整回路８２−１は、Ｌ側の電流調整部６０−１が調整用電流を出力する場合に、電圧制御部１０の追従速度を速くさせることができる。

Ｈ側の調整回路８２−２は、Ｈ側の電流調整部６０−２における出力ダイオード６４のアノード電圧が、所定の基準電圧より出力ダイオード６４の順方向電圧以上小さくなった場合に、切替部２０をオン状態に制御する。

Ｈ側の調整回路８２−２は、差動回路であってよい。また、Ｈ側の調整回路８２−２は、負入力端子が出力ダイオード６４のアノードに接続され、正入力端子がＨ側のバイアス電源８４−２に接続される。バイアス電源８４−２は、所定の基準電圧に対して、出力ダイオード６４の順方向電圧に応じた正のバイアス電圧を生成して、Ｈ側の調整回路８２−２に供給する。このような構成により、Ｈ側の調整回路８２−２は、Ｈ側の電流調整部６０−２が調整用電流を引き込む場合に、電圧制御部１０の追従速度を速くさせることができる。

以上のような構成により、電子デバイス３００への印加電流が、所定の制限範囲外となったときに、電圧制御部１０の追従速度を速くさせることができる。このため、過電流が電子デバイス３００に流れる期間を短くすることができ、電子デバイス３００を保護することができる。

図３は、電源回路１００の動作例を説明するタイミングチャートを示す。本例では、電源回路１００が出力する印加電圧Ｖｏｕｔ、および、印加電流Ｉｏｕｔの波形を用いて、電源回路１００の動作を説明する。また、Ｉｍａｘは、電流調整部６０における制限範囲の上限値を示す。また本例では、電子デバイス３００が、電源回路１００の出力端と接地電位との間に設けられたスイッチ素子を有する場合を説明する。

まず、周波数特性調整部８０が、電圧制御部１０の追従速度を制御しない場合を説明する。時刻ｔ１において電子デバイス３００のスイッチ素子等がオン状態となると、電源回路１００から電子デバイス３００に印加電流が流れ、また、電流検出用抵抗５４等により、電源回路１００が出力する電圧が低下する。

そして、電流調整部６０において、印加電流Ｉｏｕｔが上限値Ｉｍａｘより大きくなったことが検出されると、電流調整部６０は、電圧制御部１０に入力される入力電圧を小さくして、印加電流Ｉｏｕｔを抑制させる。電圧制御部１０は、入力電圧の変動に追従して、出力する制御電圧を小さくする。しかし、帰還部２２における周波数特性により、制御電圧の変動が遅れてしまい、印加電圧Ｖｏｕｔおよび印加電流Ｉｏｕｔの変動も期間Ｔ１遅れてしまう。また、印加電流Ｉｏｕｔが変動し始めてから、所定の制限範囲内になるまでにも、期間Ｔ２かかる。

これに対し、周波数特性調整部８０が、電圧制御部１０の追従速度を制御する場合を説明する。時刻ｔ２において電子デバイス３００のスイッチ素子等がオン状態となると、同様に電源回路１００から電子デバイス３００に印加電流が流れる。

そして、電流調整部６０において、印加電流Ｉｏｕｔが上限値Ｉｍａｘより大きくなったことが検出されると、電流調整部６０は、電圧制御部１０に入力される入力電圧を小さくして、印加電流Ｉｏｕｔを抑制させる。このとき、周波数特性調整部８０は、電圧制御部１０の切替部２０をオン状態とすることで、帰還部２２の時定数を小さくする。

このため、制御電圧は、周波数特性調整部８０が電圧制御部１０の追従速度を制御しない場合よりも短い遅れで変動を開始するので、印加電圧Ｖｏｕｔおよび印加電流Ｉｏｕｔの変動も、期間Ｔ１より短い期間Ｔ３の遅れで開始される。また、印加電流Ｉｏｕｔが変動し始めてから、所定の制限範囲内になるまでの期間Ｔ４も、期間Ｔ２より短くなる。

この結果、図３に示すように、電子デバイス３００に過電流が供給される期間を短くすることができる。このため、電子デバイス３００を保護することができる。

なお、図１から図３の例においては、周波数特性調整部８０は、帰還部２２における抵抗部の抵抗値を小さくすることで、帰還部２２の時定数を小さくした。他の例では、周波数特性調整部８０は、帰還部２２における抵抗部の抵抗値、または、コンデンサ部の容量値の少なくとも一方を小さくすることで、帰還部２２の時定数を小さくしてもよい。

図４は、電圧制御部１０の他の構成例を示す図である。本例における電圧制御部１０は、複数のコンデンサを含むコンデンサ部を有する。コンデンサ部の第１コンデンサ１４は、帰還経路１５上に設けられる。また、第２コンデンサ２４は、第１コンデンサ１４と並列に設けられる。切替部２０は、第２コンデンサ２４を、第１コンデンサ１４と並列に接続するか否かを切り替える。

図２に関連して説明した周波数特性調整部８０は、電子デバイス３００への印加電流が、電流調整部６０における制限範囲外となった場合に、切替部２０を制御して第２コンデンサ２４を第１コンデンサ１４から切り離し、当該印加電流が当該制限範囲内の場合に、切替部２０を制御して第２コンデンサ２４を第１コンデンサ１４と並列に接続する。このような構成により、コンデンサ部の容量を調整して、帰還部２２の時定数を調整することができる。なお、試験装置２００は、電子デバイス３００の試験が終了した場合に、第２コンデンサ２４に蓄積された電荷を接地電位等に放電させる放電部を更に備えてよい。

図５は、電圧制御部１０の他の構成例を示す図である。本例における電圧制御部１０は、図２に関連して説明した電圧制御部１０に対して、第１抵抗１８、第２抵抗１６、および、切替部２０の機能が異なる。本例の第２抵抗１６は、帰還経路１５および接地電位の間に第１抵抗１８と並列に設けられ、第１抵抗１８より抵抗値が大きい。

本例の切替部２０は、帰還経路１５および接地電位に、第１抵抗１８または第２抵抗のいずれを接続するかを切り替える。周波数特性調整部８０は、電子デバイス３００への印加電流が、電流調整部６０における制限範囲外となった場合に、第２抵抗１６を帰還経路１５および接地電位の間に接続する。また、周波数特性調整部８０は、当該印加電流が当該制限範囲内の場合に、第１抵抗１８を帰還経路１５および接地電位の間に接続する。

このような構成によっても、帰還部２２における時定数を小さくすることができる。なお、本例においては抵抗部における抵抗が２つの場合を説明したが、他の例においては、帰還部２２は、抵抗部において、それぞれ抵抗値の異なる３以上の抵抗を並列に有してよい。切替部２０は、いずれの抵抗を、帰還経路１５および接地電位の間に接続するかを選択してよい。このような構成により、帰還部２２における時定数を多様に制御することができる。

図６は、電圧制御部１０の他の構成例を示す図である。本例における電圧制御部１０は、図４に関連して説明した電圧制御部１０に対して、第１コンデンサ１４、第２コンデンサ２４、および、切替部２０の機能が異なる。本例の第２コンデンサ２４は、帰還経路１５上において第１コンデンサ１４と並列に設けられ、第１コンデンサ１４より容量値が大きい。

本例の切替部２０は、帰還経路１５上に、第１コンデンサ１４または第２コンデンサ２４のいずれを接続するかを切り替える。周波数特性調整部８０は、電子デバイス３００への印加電流が、電流調整部６０における制限範囲外となった場合に、第２コンデンサ２４を、制御電圧出力部１２の出力端子と第２入力端子（負入力端子）との間に接続する。また、周波数特性調整部８０は、当該印加電流が当該制限範囲内の場合に、第１コンデンサ１４を、制御電圧出力部１２の出力端子と第２入力端子（負入力端子）との間に接続する。このような構成によっても、帰還部２２における時定数を小さくすることができる。

なお、以上の例においては、単一の電圧制御部１０における時定数を制御することで、電圧制御部１０の追従速度を制御した。これに対し、他の例における電源回路１００は、時定数の異なる電圧制御部１０を並列に備えてもよい。この場合、周波数特性調整部８０は、いずれの電圧制御部１０を、電圧増幅部４０に接続するかを切り替えてよい。

なお、電圧増幅部４０における入出力間の追従速度は、周波数特性調整部８０が周波数特性を調整していないときの電圧制御部１０（例えば、図２において切替部２０がオフ状態の電圧制御部１０）における入出力間の追従速度よりも速くてよい。このとき、電圧制御部１０における追従速度を、電圧増幅部４０における追従速度より速くしても、電圧制御部１０および電圧増幅部４０を組み合わせた系の追従速度は、電圧増幅部４０における追従速度までしか向上しない。

このため、周波数特性調整部８０は、電子デバイス３００への印加電流が制限範囲外となった場合に、電圧制御部１０における追従速度を、電圧増幅部４０における追従速度と略同一の速度に調整してよい。電圧制御部１０は、電圧制御部１０における追従速度を、電圧増幅部４０における追従速度と略同一の速度に調整できるような第２抵抗１６または第２コンデンサ２４を有してよい。

また、周波数特性調整部８０は、電子デバイス３００への印加電流が制限範囲外となった場合に、電圧増幅部における周波数特性を調整することで、電圧増幅部における追従速度を速くしてもよい。このとき、周波数特性調整部８０は、電圧制御部１０における追従速度を、周波数特性を調整した後の電圧増幅部４０における追従速度と略同一の速度に調整してよい。これにより、電圧制御部１０および電圧増幅部４０を組み合わせた系の追従速度を向上させることができる。

図７は、電圧増幅部４０におけるアンプ回路４２の構成例を示す図である。アンプ回路４２は、入出力間の追従速度が調整可能であってよい。本例のアンプ回路４２は、ソース側出力トランジスタ９０−１、シンク側出力トランジスタ９０−２、ソース側制限トランジスタ９２−１、シンク側制限トランジスタ９２−２、ソース側スイッチ９４−１、シンク側スイッチ９４−２、ソース側第１抵抗９６−１、ソース側第２抵抗９８−１、シンク側第１抵抗９６−２、および、シンク側第２抵抗９８−２を有する。

ソース側出力トランジスタ９０−１は、入力電圧がＨレベルのときにオン状態となり、ソース電流を電子デバイス３００に出力する。また、シンク側トランジスタ９０−２は、入力電圧がＬレベルのときにオン状態となり、シンク電流を電子デバイス３００から引き込む。

ソース側第１抵抗９６−１およびソース側第２抵抗９８−１は異なる抵抗値を有しており、ソース側出力トランジスタ９０−１と、出力端子との間に並列に設けられる。ソース側スイッチ９４−１は、ソース側第１抵抗９６−１およびソース側第２抵抗９８−１のいずれを、ソース側出力トランジスタ９０−１と、出力端子との間に接続するかを切り替える。同様に、シンク側スイッチ９４−２は、シンク側第１抵抗９６−２またはシンク側第２抵抗９８−２のいずれを、シンク側出力トランジスタ９０−２と、出力端子との間に接続するかを切り替える。

ソース側制限トランジスタ９２−１は、ソース電流の上限値を規定する。本例のソース側制限トランジスタ９２−１は、ベース端子が、ソース側出力トランジスタ９０のエミッタ端子に接続され、コレクタ端子が、ソース側出力トランジスタ９０のベース端子に接続され、コレクタ端子が、出力端子に接続される。これにより、ソース電流が、ソース側第１抵抗９６−１またはソース側第２抵抗９８−１を流れることにより生じる電圧が、ソース側制限トランジスタ９２−１のベースエミッタ間に印加される。ソース電流が所定の値以上となったときに、ソース側制限トランジスタ９２−１がオン状態となり、ソース電流が抑制される。同様に、シンク側制限トランジスタ９２−２は、シンク電流の上限値を規定する。

周波数特性調整部８０は、ソース側スイッチ９４−１およびシンク側スイッチ９４−２を制御することで、電圧増幅部４０におけるソース電流およびシンク電流の上限値を調整してよい。これにより、電圧増幅部４０における追従速度を調整することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。

上記説明した電源回路によれば、電子デバイス３００に過電流が流れる期間を短くすることができ、電子デバイス３００を保護することができる。

請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

Claims (8)

1. 電子デバイスに電源電力を供給する電源回路であって、
   入力電圧に対して所定の周波数特性で追従する制御電圧を出力し、前記電子デバイスに前記制御電圧に応じた電圧を印加する電圧制御部と、
   前記電子デバイスに印加される印加電圧を検出し、前記印加電圧に基づいて前記入力電圧を調整する電圧調整部と、
   前記電子デバイスに供給される印加電流を検出し、前記印加電流が所定の制限範囲外となった場合に、前記入力電圧を調整する電流調整部と、
   前記印加電流が前記制限範囲外となった場合に、前記電圧制御部における前記周波数特性を調整することで、前記入力電圧に対する前記制御電圧の追従速度を速くする周波数特性調整部と
   を備え、
   前記電圧制御部は、
   第１入力端子に前記入力電圧を受け取り、第２入力端子に受け取る電圧および前記入力電圧に基づいて、出力端子から前記制御電圧を出力する制御電圧出力部と、
   前記制御電圧出力部が出力する前記制御電圧を、前記第２入力端子に帰還する帰還部と
   を有し、
   前記帰還部は、
   前記制御電圧出力部の前記第２入力端子および前記出力端子を接続する帰還経路と、
   前記帰還経路上に、制御電圧出力部の前記第２入力端子および前記出力端子と直列に設けられたコンデンサ部と、
   前記帰還経路および接地電位の間に設けられた抵抗部と
   を有し、
   前記周波数特性調整部は、前記印加電流が前記制限範囲外となった場合に、前記抵抗部における抵抗値、または、前記コンデンサ部における容量値の少なくとも一方を小さくして、前記帰還部の時定数を小さくする電源回路。
2. 電子デバイスに電源電力を供給する電源回路であって、
   入力電圧に対して所定の周波数特性で追従する制御電圧を出力し、前記電子デバイスに前記制御電圧に応じた電圧を印加する電圧制御部と、
   前記電子デバイスに印加される印加電圧を検出し、前記印加電圧に基づいて前記入力電圧を調整する電圧調整部と、
   前記電子デバイスに供給される印加電流を検出し、前記印加電流が所定の制限範囲外となった場合に、前記入力電圧を調整する電流調整部と、
   前記印加電流が前記制限範囲外となった場合に、前記電圧制御部における前記周波数特性を調整することで、前記入力電圧に対する前記制御電圧の追従速度を速くする周波数特性調整部と、
   前記周波数特性調整部が前記周波数特性を調整していないときの前記電圧制御部における入出力間の追従速度よりも入出力間の追従速度が速く、前記電圧制御部が出力する前記制御電圧を増幅して前記電子デバイスに供給する電圧増幅部と
   を備え、
   前記周波数特性調整部は、前記印加電流が前記制限範囲外となった場合に、前記電圧制御部における前記追従速度を、前記電圧増幅部における前記追従速度と略同一の速度に調整する電源回路。
3. 前記抵抗部は、
   前記帰還経路および前記接地電位の間に設けられる第１抵抗と、
   前記帰還経路および前記接地電位の間に、前記第１抵抗と並列に設けられる第２抵抗と、
   前記第２抵抗を、前記第１抵抗と並列に接続するか否かを切り替える切替部と
   を有し、
   前記周波数特性調整部は、前記印加電流が前記制限範囲外となった場合に、前記第２抵抗を前記第１抵抗と並列に接続し、前記印加電流が前記制限範囲内の場合に、前記第２抵抗を前記第１抵抗から切り離す
   請求項１に記載の電源回路。
4. 前記抵抗部は、
   前記帰還経路および前記接地電位の間に設けられる第１抵抗と、
   前記帰還経路および前記接地電位の間に前記第１抵抗と並列に設けられた、前記第１抵抗より抵抗値の大きい第２抵抗と、
   前記帰還経路および前記接地電位に、前記第１抵抗または前記第２抵抗のいずれを接続するかを切り替える切替部と
   を有し、
   前記周波数特性調整部は、前記印加電流が前記制限範囲外となった場合に、前記第２抵抗を前記帰還経路および前記接地電位の間に接続し、前記印加電流が前記制限範囲内の場合に、前記第１抵抗を前記帰還経路および前記接地電位の間に接続する
   請求項１に記載の電源回路。
5. 前記コンデンサ部は、
   前記帰還経路上に設けられる第１コンデンサと、
   前記第１コンデンサと並列に設けられる第２コンデンサと、
   前記第２コンデンサを、前記第１コンデンサと並列に接続するか否かを切り替える切替部と
   を有し、
   前記周波数特性調整部は、前記印加電流が前記制限範囲外となった場合に、前記第２コンデンサを前記第１コンデンサから切り離し、前記印加電流が前記制限範囲内の場合に、前記第２コンデンサを前記第１コンデンサと並列に接続する
   請求項１、３または４のいずれか一項に記載の電源回路。
6. 前記コンデンサ部は、
   前記帰還経路上に設けられる第１コンデンサと、
   前記第１コンデンサと並列に設けられ、前記第１コンデンサより容量の大きい第２コンデンサと、
   制御電圧出力部の前記第２入力端子および前記出力端子の間に、前記第１コンデンサまたは前記第２コンデンサのいずれを接続するかを切り替える切替部と
   を有し、
   前記周波数特性調整部は、前記印加電流が前記制限範囲外となった場合に、前記第２コンデンサを前記第２入力端子および前記出力端子の間に接続し、前記印加電流が前記制限範囲内の場合に、前記第１コンデンサを前記第２入力端子および前記出力端子の間に接続する
   請求項１、３または４のいずれか一項に記載の電源回路。
7. 前記周波数特性調整部は、前記印加電流が前記制限範囲外となった場合に、前記電圧増幅部における前記周波数特性を調整することで、前記電圧増幅部における前記追従速度を速くし、前記電圧制御部における前記追従速度を、前記周波数特性を調整した後の前記電圧増幅部における前記追従速度と略同一の速度に調整する
   請求項２に記載の電源回路。
8. 電子デバイスを試験する試験装置であって、
   前記電子デバイスを駆動する電力を供給する、請求項１から７のいずれか一項に記載の電源回路と、
   前記電子デバイスの駆動状態に基づいて前記電子デバイスの良否を判定する判定部と
   を備える試験装置。

Images