JP7053752B2 - 強制および測定装置のモード切り替えのための堅牢なアーキテクチャ - Google Patents

強制および測定装置のモード切り替えのための堅牢なアーキテクチャ Download PDF

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Description

本開示は、試験中のデバイス（ＤＵＴ）に電圧又は電流を強制するためのシステム及び方法に関し、より具体的には、ＤＵＴに送達される電圧又は電流を強制し、安定させる方法に関する。
集積回路又は他の類似の半導体デバイスなどの電子構成要素を試験するとき、試験中のデバイス（ＤＵＴ）（例えば、ＤＵＴのピン）をハードウェア内に配置して、ＤＵＴと自動試験装置（ＡＴＥ）を含む回路との間のインターフェースを提供することができる。一般に、ＡＴＥ回路を使用して、ＤＵＴの単一の端子又は複数の端子（例えば、ピン）など、ＤＵＴに印加される刺激（例えば、電圧又は電流）を提供することができる。そのような自動試験装置は、接続システムが、そのような刺激に対する応答を監視することなどによって、ＤＵＴで測定を実行すること、又は故障を診断することを可能にする。
図面では、必ずしも縮尺通りに描かれていないが、同様の数字は、異なる図面において同様の構成要素を記述する場合がある。異なる文字の添字を有する同様の数字は、同様の構成要素の異なる例を表す場合がある。図面は、限定ではなく例として、本文書に記述される様々な実施形態を一般的に示す。
事前充電回路、安定化回路、及びピン毎の（ｐｅｒ－ｐｉｎ）パラメトリック測定ユニット（ＰＰＭＵ）に接続されるか、又はその一部として含まれる補償ネットワークを含むことができる例を示す。 事前充電回路、安定化回路、及びピン毎のパラメトリック測定ユニット（ＰＰＭＵ）に接続されるか、又はその一部として含まれる補償ネットワークを含むことができる別の例を示す。 安定化回路及び事前充電回路なしで、ＰＰＭＵの強制電流モードから強制電圧モードへのモード切り替え中の試験中のデバイス（ＤＵＴ）のノードでの電圧を示すシミュレーションの例示的な例を含む。 ＰＰＭＵの強制電流モードから強制電圧モードへのモード切り替え中の試験中のデバイス（ＤＵＴ）のノードでの電圧を示すシミュレーションの例示的な例を含み、図２の例示的な例とは対照的に、シミュレーションは、安定化回路及び事前充電回路を有するＰＰＭＵに対応する。 ピン毎の測定ユニット（ＰＰＭＵ）に結合され得る、又はＰＰＭＵの一部として含まれ得るような例示的な回路を示し、回路は、強制増幅器の補償ノードに接続された安定化回路を有する強制増幅器を備える。 試験中のデバイス（ＤＵＴ）に伝導的に結合されるなど、出力ノードに送達される電圧又は電流を強制し、ＤＵＴで電圧又は電流の他方を測定するための方法などの技術を含む例を示す。
「ピン毎のパラメトリック測定ユニット」（ＰＰＭＵ）などを含む自動試験装置（ＡＴＥ）は、異なる動作モードを提供することができる。例えば、このようなＡＴＥは、試験中のデバイス（ＤＵＴ）の１つのノード又は複数のノードに強制されるように指定された電圧又は電流を提供する強制電流モード又は強制電圧モードを提供することができる。例えば、このようなノードは、集積回路又は他の電気部品のそれぞれのピンを含むことができる。強制電圧モードは、強制電圧フィードバック回路を使用して実装することができる。同様に、強制電流モードは、強制電流フィードバック回路を使用して実装することができる。強制電圧フィードバック回路及び強制電流フィードバック回路は、それぞれ独自の独立したループダイナミクス（例えば、ゲイン、一過性応答、又は帯域幅）を有し得る。
ＰＰＭＵの使用により、異なる試験アプリケーション又はシナリオを実施するためなどに適用することができる幅広い制御電流又は電圧値の生成を容易にする。例示的な例として、選択可能な電流値が、ＰＰＭＵの選択可能な電流範囲から提供され得る。例えば、範囲は、第１の範囲を定義するプラス又はマイナス２マイクロアンペア（μＡ）から、第２の範囲を定義するプラス又はマイナス４０ミリアンペア（ｍＡ）までのスパンによって定義される値を含むことができる。例示的な例として、プラス又はマイナス５ボルトにまたがる範囲から選択される電圧値を提供することができる。別の例では、電圧範囲は、－１．５ボルト～６．５ボルトであり得る。例えば、漏れ電流を評価するときには、第１の範囲内の電流値を使用してもよく、比較的高電力デバイス供給ピンを有する回路を特徴付けるときには、第２の範囲内の電流値を使用してもよい。上記の範囲は例示的であり、ＰＰＭＵを有するＡＴＥは、強制電圧モード又は強制電流モードにおける他の範囲又は値の使用を含むことができる。
動作中、ＡＴＥは、強制電流モードと強制電圧モードとの間で切り替えられ得る。そのようなモード切り替えは、試験中のノード又は複数のノード上で望ましくないグリッチを引き起こす可能性がある。例えば、そのようなグリッチ挙動としては、意図されなかった過渡電圧もしくは電流、又は時間的不安定性（例えば、発振又は「リンギング」）が挙げられ得る。このようなグリッチは、例えば、電流又は電圧が安定するまで、保護電圧又は電流クランプがトリガされること、又は望ましくない「リンギング」を引き起こし得る。そのようなグリッチ挙動は、特に、グリッチが電圧又は電流の値を指定された範囲外に移動させるか、又は指定された閾値を超えることをもたらす場合、ＤＵＴに損傷をもたらすか、又は望ましくない遷移を開始したりすることさえあり得る。例えば、グリッチは、低い論理レベルから高い論理レベルへ、又は高い論理レベルから低い論理レベルへの望ましくない遷移、又は一連のそのような遷移を引き起こし得る。
本発明者らは、とりわけ、モード遷移中のグリッチ挙動を低減又は阻止するＰＰＭＵを提供するなど、かかるグリッチ挙動の阻止により、ＡＴＥの性能を向上させることができることを認識している。これは、例えば、グリッチフリーモード遷移のために、ＡＴＥに結合された安定化回路を初期化することによって達成され得る。本発明者らはまた、調整可能な安定化回路が、強制電圧回路又は強制電流回路のうちの少なくとも１つに結合することができることを認識している。例えば、このような安定化回路は、電流クランプ又は電圧クランプのうちの少なくとも１つが能動クランプモードにあるかどうかに応答して、調整可能に構成可能であり得る。このようにして、モード変更に関連付けられた望ましくないグリッチ挙動を低減又は阻止することができる。
一例では、クランプは、ＤＵＴに接続された電圧クランプ回路又は電流クランプ回路で切り替えられ得る、強制電流フィードバックループ又は強制電圧フィードバックループのうちの少なくとも１つを含む回路を使用して達成され得る。調整可能な安定化回路は、例えば、以下のうちの少なくとも１つの間に切り替えられる補償ネットワークを含み得る。（１）強制電圧動作モード、又は（２）電圧クランプが能動クランプモードで動作しているような強制電流動作モード。別の例では、補償ネットワークは、回路が強制電圧モードで動作し、電流クランプが作動するときに切り替えられてもよい。一例では、補償ネットワークは、フィードフォワードコンデンサを含んでもよい。別の例では、補償ネットワークは、抵抗－インダクタネットワークに結合されたコンデンサを含んでもよい。
例示的な例として、電圧クランプが係合された状態でシステムが強制電流モードで動作しているとき、第１のスイッチが閉じて、第１の抵抗をコンデンサに接続する。同様に、電流クランプが係合された状態でシステムが強制電圧モードで動作しているとき、第２のスイッチが閉じて、第２の抵抗をコンデンサに接続する。
システムは、動作モード間で安定化回路をモード切り替えするために、安定化回路の少なくとも一部を初期化するように構成された事前充電回路を含み得る。一例では、事前充電回路は、コンデンサと、出力ノードでの電圧に基づいてコンデンサを充電するための逆バッファとを含み得る。例えば、強制電流モード（又は電流クランプが係合された状態の強制電圧モード）にあるとき、コンデンサを含むフィードフォワード経路はＰＰＭＵから隔離されるが、逆バッファを通して事前に充電することができる。強制電圧モード、又は電圧クランプが係合された状態の強制電流モードで動作するとき、コンデンサを含むフィードフォワード経路が有効になり、逆バッファをスイッチアウトし、係合解除する。
コンデンサの役割は、ゼロを配置することによって非支配的極の効果を中止又は低減することによって、回路を安定化するためである。強制電圧スイッチをコンデンサと直列に配置して、強制電圧モードで動作するとき、又は強制電流モードで電圧がクランプされているときにのみコンデンサをスイッチインすることを確保してもよい。
本開示の第２の態様によれば、試験中のデバイス（ＤＵＴ）に結合するために出力ノードに送達される電圧又は電流を強制し、ＤＵＴでの電圧又は電流の他方を測定するための方法が提供され、この方法は、出力ノードで電圧又は電流の一方を強制することと、電圧クランプ又は電流クランプのうちの少なくとも一方が出力ノードで発生しているかどうかに応答して、調整可能な安定化回路を使用して強制電流又は強制電圧の少なくとも一方を安定化することと、動作モード間で安定化回路をモード切り替えするために安定化回路の少なくとも一部を初期化することと、を含む。
強制増幅器に結合されたマルチプレクサを使用して、出力ノードで電圧又は電流のうちの１つを強制することができ、強制増幅器又はバッファに結合されたマルチプレクサを使用することによって達成してもよい。例えば、マルチプレクサは、電圧又は電流の範囲内の電圧又は電流レベルを出力ノードに伝えることができる。バッファは、強制増幅器と出力ノードとの間に接続されてもよく、これにより、例えば、±４０（ミリアンペア）ｍＡの目標を有する第１の電流範囲、±１ｍＡの目標を有する第２の電流範囲、１００（マイクロアンペア）μＡの目標を有する第３の電流範囲、１０μＡの目標を有する第４の電流範囲、又は２μＡの目標を有する第５の電流範囲のうちの１つ以上など、出力ノードに伝わるように選択され得る異なる電流範囲をサポートすることができる。
事前充電回路を使用して、出力ノードで電圧クランプ又は電流クランプのうちの少なくとも１つが発生しているかどうかに応答して、調整可能な安定化回路を使用して、強制電流又は強制電圧のうちの少なくとも１つを安定化することができる。これは、例えば、事前充電回路を使用して、以下のうちの少なくとも１つの間に切り替えられる補償ネットワークの一部として達成され得る。（１）強制電圧動作モード、又は（２）電圧クランプが能動クランプモードで動作している強制電流動作モード。事前充電回路は、フィードフォワードコンデンサを含んでもよく、フィードフォワードコンデンサは、出力ノードでの電圧に基づいてコンデンサを充電するために逆バッファに接続される。別の例では、事前充電回路は、抵抗もしくはインダクタに結合されたコンデンサ、又はコンデンサ－抵抗－インダクタ直列接続ネットワークを含んでもよい。
調整可能な安定化回路は、強制増幅器又はバッファの補償ノードに結合された切り替え式抵抗－コンデンサネットワークを備えてもよい。その抵抗コンデンサネットワークは、第１のスイッチ及び第２のスイッチに接続されたコンデンサを含んでもよい。第１のスイッチは、第１の抵抗に接続され、第２のスイッチは、第２の抵抗に接続される。例えば、電圧クランプが係合された状態でシステムが強制電流モードで動作しているとき、第１のスイッチは閉じて、第１の抵抗をコンデンサに接続する。同様に、電流クランプが係合された状態でシステムが強制電圧モードで動作しているとき、第２のスイッチは閉じて、第２の抵抗をコンデンサに接続する。
逆バッファは、動作モード間で安定化回路をモード切り替えするために安定化回路の少なくとも一部を初期化するためにフィードフォワードコンデンサを充電することができる。例えば、システムが強制電流モードで動作しているとき、強制電流回路に接続された強制電流スイッチが閉じ、強制電圧スイッチが開いて、コンデンサを充電する。クランプされる電圧に応答して、強制電流スイッチが開き、強制電圧スイッチが閉じて、コンデンサを安定化回路に接続する。
事前充電されたコンデンサを安定化回路に接続することにより、ＰＰＭＵの動作モード間の切り替えによって引き起こされ得る電圧スパイク又は他の同様のグリッチを低減、抑制、又は最小化し得る。かかるグリッチ又はスパイクは、ＤＵＴの性能にダメージをもたらし得るか、又は別様に性能を低下させ得る。例えば、最終値で整定する前に強制電流から強制電圧モードに切り替えるときに、リンギング又は発振がＤＵＴピン上で発生し得る。
図１Ａは、事前充電回路、安定化回路、及びピン毎のパラメトリック測定ユニット（ＰＰＭＵ）に接続されるか、又はその一部として含まれる補償ネットワークを含むことができる例を示す。一例では、ＰＰＭＵは、強制増幅器又はバッファ１０２に接続されたマルチプレクサ１００からなる。マルチプレクサ１００は、電圧の範囲（例えば、－１．５ボルト～６．５ボルト）から選択された電圧又は電流を、試験中のデバイス（ＤＵＴ）１０４に伝えるか、又は強制させることを可能にする。ＰＰＭＵは、バッファ１０６、１０８、及び１１０を含むことができる。バッファ回路１０６、１０８、又は１１０のうちの１つ以上は、指定された出力電流範囲を確立又はサポートするためにスイッチインすることができる。別の例では、電流範囲は、以下に説明するように、スイッチを介して選択することができる。
強制電流スイッチ１１２及び１１４を閉じ、強制電圧スイッチ１１６及び１１８を開いて、電流フィードバック経路を含む強制電流モードを確立することができる。逆に、回路が強制電圧モードで動作している場合、強制電圧スイッチ１１６及び１１８を閉じ、強制電流スイッチ１１２及び１１４を開いて、電圧フィードバック経路を含む強制電圧回路を作成する。さらに、強制電流フィードバックループ及び強制電圧フィードバックループを構成する回路は、回路が強制電圧又は強制電流モードで動作しているかどうかに応じて、電流クランプ又は電圧クランプを有効にすることもできる。一例では、電圧クランプ及び電流クランプは、強制電圧スイッチ１１６及び１１８、又は強制電流スイッチ１１２及び１１４によってスイッチイン又はスイッチアウトすることができるＤＵＴ１０４に接続された追加の回路（図示せず）から構成されてもよい。
ＰＰＭＵは、強制電圧スイッチ１１６及び１１８、ならびに強制電流スイッチ１１２及び１１４のそれぞれの状態を調整することなどによって、強制電流動作モードと強制電圧動作モードとの間で遷移することができる。モード間の遷移時、ＤＵＴに結合されたノード上で電圧スパイク又は他のグリッチが発生する可能性がある。例えば、電圧クランプ又は電流クランプは、定常状態値に近づくにつれて電流又は電圧が安定化するまで、一過性又は周期的にトリガされ、「リンギング」又は他の一過性波形を引き起こし得る。例えば、そのような挙動は、以下に説明するように、図２の例示的な例に示される。
図１Ａに戻って参照すると、補償ネットワーク１２０は、安定化回路１２２及び事前充電回路１２４を含み得る。補償ネットワーク１２０は、強制増幅器又はバッファ１０２を介してＰＰＭＵに結合され得る。そのような補償ネットワーク１２０は、例えば強制電流スイッチ１１２及び１１４、又は強制電圧スイッチ１１６及び１１８のそれぞれの状態などに応じて、電圧フィードバック経路又は電流フィードバック経路を少なくとも部分的に確立することができる。非限定的な例では、事前充電回路１２４は、例示的な例として、フィードフォワードコンデンサ１２６、逆バッファ１２８、強制電流スイッチ１１２、強制電圧スイッチ１１６を含んでもよい。
安定化回路１２２Ａは、非限定的な例として、強制増幅器又はバッファ１０２の補償ノードに結合された抵抗－コンデンサネットワークを含んでもよい。安定化回路１２２Ａは、第１のコンデンサ１３０（例えば、３．７ナノファラッド（ｎＦ）コンデンサ）、第２のコンデンサ１３２（例えば、１．４ナノファラッド（ｎＦ）コンデンサ）、第１の抵抗Ｒ１１３４、第２の抵抗Ｒ２１３６、バイパススイッチ１３８などを備えてもよい。コンデンサ１３２（例えば、１．４ｎＦコンデンサ）は、スイッチ１４２又は１４４を使用して、電圧クランプ作動又は電流クランプ作動に応答して、抵抗１３４および１３６のうちの特定の１つに切り替え可能に接続され得る。バイパススイッチ１３８を使用して、より高い容量負荷（例えば、３．７ｎＦ）をＤＵＴ １０４に接続してもよい。補償ネットワーク１２０、事前充電回路１２４、及び安定化回路１２２は、例えば、図１Ｂに示され、以下に説明されるように、より多く又はより少ない構成要素を含んでもよい。
図１Ａに戻って参照すると、強制電圧モードと強制電流モードとの間の切り替えにより、フィードフォワードコンデンサ１２６をスイッチイン及びスイッチアウトさせる。例えば、フィードフォワードコンデンサ１２６と直列に接続されている強制電圧スイッチ１１６を閉じることによって、フィードフォワードコンデンサ１２６をフィードバック回路にスイッチインしてもよい。別の例では、電圧クランプが作動し、強制電圧スイッチ１１６が閉じるときに、回路が強制電流モードで動作している場合、フィードフォワードコンデンサ１２６を回路にスイッチインしてもよい。これは、回路が強制電流モードで動作しているときに、ＤＵＴ １０２のピン上の電圧が指定された範囲外にある（例えば、上限閾値を超えるか、又は下限閾値を下回る（上限閾値及び下限閾値は指定された範囲を定義する））場合に起こり得る。電圧クランプが作動するときに強制電圧スイッチ１１６及び強制電圧スイッチ１１８を閉じることで、回路内の安定性（例えば、発振、位相シフトなどの防止）を確保することができる。
フィードフォワードコンデンサ１２６は、フィードフォワードコンデンサ１２６が浮遊したままである場合、不要な電荷を貯蔵し得る。モード遷移中、かかる不要な電荷は、上述のように、グリッチ又はさなければ一過性挙動を引き起こす様態で注入又はさもなければ放電され得る。これを防止するために、逆バッファ１２８を使用して、フィードフォワードコンデンサ１２６を事前充電したままにすることが有用である。逆バッファ１２８は、順方向電流の流れを防止し、フィードフォワード動作を遮断し、強制電圧スイッチ１１６が開いているときでさえも、フィードフォワードコンデンサ１２６が充電することを可能にし得る。したがって、フィードフォワードコンデンサ１２６は、電圧クランプ、又は電流クランプが作動するために意図的にモード切り替えが開始されるか、又は引き起こされるかにかかわらず、強制電圧と強制電流モードとの間の切り替え時に電荷を保持する。フィードフォワードコンデンサ１２６上の電荷は、出力ノード１５０における電圧に基づき得る。
回路が強制電流モード（又は電流クランプが係合された状態の強制電圧モード）で動作しているとき、強制電流スイッチ１１２及び１１４は閉じられ、強制電圧スイッチ１１６及び１１８は開いている。強制増幅器又はバッファ１０２の高イン（ｈｉｇｈ－ｉｎ）ピン上の電圧が範囲外であるとき、コンデンサ１３０は、電圧レベルを範囲内に戻すように電圧を上げるか又は下げるために、スイッチ１４２及び１４４を使用して、抵抗Ｒ１１３４又はＲ２１３６に切り替えられ得る。
図１Ｂは、事前充電回路、安定化回路、及びピン毎のパラメトリック測定ユニット（ＰＰＭＵ）に接続されるか、又はその一部として含まれる補償ネットワークを含むことができる別の例を示す。一例では、安定化回路１２２Ｂは、強制増幅器又はバッファ１０２の補償ノードに再び結合され、上記図１Ａに説明されるような抵抗－コンデンサネットワークを含む。
図１Ｂに戻って参照すると、安定化回路１２２Ｂの抵抗－コンデンサネットワークは、抵抗Ｒ１１３４及びＲ２１３６のうちの１つ以上に選択的に接続され得る単一のコンデンサ１４０（例えば、１ｎＦコンデンサ）を含むことができる。図１Ａの例と同様に、安定化回路１２２Ａ及び１２２Ｂは、強制電圧スイッチ１１６及び１１８、又は強制電流スイッチ１１２及び１１４を開閉することによって、回路のフィーフォワードコンデンサ１２６をスイッチイン及びアウトするように動作することができる。例示的な例として、Ｒ１１３４は８００オームであってもよく、Ｒ２ １３６は５０オームであってもよい。別の例では、コンデンサ１４０は、Ｒ１１３４及びＲ２１３６と平行に切り替え可能に接続されてもよい。回路はまた、ＤＵＴ １０４にわたる電圧が選択された限界を超える場合に強制増幅器又はバッファ１０２の補償ノードに電流をプッシュ又はプルすることができる電圧クランプ１５２と、ＤＵＴ １０４を通る電流が選択された限界を超える場合に強制増幅器又はバッファ１０２の補償ノードに電流をプッシュ又はプルすることができる電流クランプ１５４とを含んでもよい。
回路が強制電流モードで動作しているとき、Ｒ２１３６は、スイッチ１４４を介して抵抗－コンデンサネットワークに切り替え可能又は選択的に接続され得る。あるいは、又は加えて、Ｒ２１３６は、電流クランプ１５４がトリガされるとき、スイッチ１４４を介して抵抗－コンデンサネットワークに切り替え可能又は選択的に接続されてもよい。別の例では、回路が強制電圧モードで動作しているとき、Ｒ１１３４は、安定化回路１２２Ａ及び１２２Ｂのスイッチ１４２を使用して抵抗－コンデンサネットワークに切り替えられ得る。あるいは、又は加えて、Ｒ１１３４は、電圧クランプ１５２がトリガされるとき、スイッチ１４２を使用して抵抗－コンデンサネットワークに切り替えられてもよい。事前充電されたフィードフォワードコンデンサ１２６を安定化回路１２２Ａ又は１２２Ｂに接続することにより、ＤＵＴ １０４の性能にダメージを与え得るか、又はそれ以外の場合、その性能を低下させ得る動作モード間の切り替え時に生じ得る電圧スパイク又は他の類似のグリッチを低減、抑制、あるいはそれ以外の場合、最小化又は排除し得る。
一例では、電流モニタ又は電圧モニタは、ＤＵＴ １０４に接続されてもよく、ＤＵＴ １０４にわたる電圧レベル、又はＤＵＴ １０４を通る電流レベルを監視し、強制増幅器１０２の補償ノードを制御して安定化回路１２２Ａ及び１２２Ｂを作動させてもよい。
図２は、安定化回路及び事前充電回路なしで、ＰＰＭＵの強制電流モードから強制電圧モードへのモード切り替え中の、試験中のデバイス（ＤＵＴ）のノードにおける電圧を示すシミュレーションの例示的な例を含む。例えば、入力電圧２００（例えば、３．５ボルト）が、（例えば、図１Ａ又は図１Ｂのマルチプレクサ１００を使用して）ＰＰＭＵに送達される。システムが強制電流モードから強制電圧モードに切り替わるとき、ＤＵＴ電圧２０２は、ＤＵＴ １０４への送達（例えば、ＤＵＴ １０４のピンに送達される）のために生成され得る。
図２の底部に示されるように、そのＤＵＴ電圧２０２は、（例えば、フィードフォワードコンデンサ１２６に結合された逆バッファ１２６なしで）浮遊したままのコンデンサ（例えば、フィードフォワードコンデンサ１２６）によって引き起こされ得るグリッチ（例えば、リンギング又は発振）を含み得る。ＤＵＴ電圧２０２は、入力電圧２００に対応する最終値に近づくにつれて単調な変化を経験し得る。本明細書中の技術に関して及び以下の図３の例示的な実施例において示され、説明されるように、図２に示されるＤＵＴ電圧２０２のグリッチは、上記の図１Ａ及び図１Ｂに示され、説明されるような事前充電回路１２４及び安定化回路１２２Ａ又は１２２Ｂの追加によって（例えば、逆バッファ１２８を使用してフィードフォワードコンデンサ１２６を事前充電することによって）、低減、抑制、又は最小化のうちの１つがなされ得る。
図３は、ＰＰＭＵの強制電流モードから強制電圧モードへのモード切り替え中の試験中のデバイス（ＤＵＴ）のノードでの電圧を示すシミュレーションの例示的な例を含み、図２の例示的な例と対照的に、そのシミュレーションは、安定化回路及び事前充電回路を有するＰＰＭＵに対応する。例えば、入力電圧３００（例えば、３．５ボルト）が、例えば、マルチプレクサ１００などを介して、ＰＰＭＵ回路に入力され得る。回路が強制電流から強制電圧モードに切り替わるとき、ＤＵＴ電圧３０２は、上記図２に説明されるようにＤＵＴ １０４のピンに送達され得る。図３の例では、上記の図１Ａ又は図１Ｂについて説明したように事前充電回路１２４及び安定化回路１２２Ａ及び１２２Ｂは、逆バッファ１２８を使用してフィードフォワードコンデンサ１２６を充電したままにするために利用され得る。
図３の例では、フィードフォワードコンデンサ１２６が充電されたままであるとき、ＤＵＴ電圧３０２は、上記図２に示され、説明されるように、ＤＵＴ １０４のピン上のグリッチによって引き起こされるリンギング又は発振なしに、初期値（例えば、１．５ボルト）から最終値（例えば、３．５ボルト）に増加し得る。したがって、事前充電回路１２４及び安定化回路１２２Ａ又は１２２Ｂを追加することにより、モード切り替え中（例えば、単調な切り替えのための提供）又は上述のように電圧もしくは電流を能動的にクランプするときに、ＤＵＴ １０４上のグリッチを低減、抑制、最小化、排除等することができる。
図４は、ピン毎の測定ユニット（ＰＰＭＵ）に結合することができる、又はＰＰＭＵの一部として含まれることができるような例示的な回路を示し、回路は、強制増幅器の補償ノードに接続された安定化回路と共に強制増幅器を備える。一例では、（上記の図１Ａ及び図１Ｂに示され説明されるような）安定化回路１２２Ａ又は１２２Ｂは、強制増幅器の補償ノード４０２又はバッファ１０２に接続されてもよい。補償ノード４０２は、例えば、強制増幅器又はバッファ１０２の折り畳まれたカスコードステージ４０８内など、第１の入力ステージ（例えば、バイアスステージ４０４）と第２の出力ステージ（例えば、クラスＡ／Ｂステージ４０６）との間の強制増幅器又はバッファ１０２に含まれてもよい。補償ノード４０２は、支配的極を設定し、システムの応答を制御し得る（例えば、電圧クランプが作動したときに強制電圧スイッチ１１６及び１１８を閉じる）。オフセットトリミングデジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）４００は、オフセット誤差を低減するか、又はそうでなければ最小限にするために折り畳まれたカスコードステージ４０８内で、入力差動対を形成するトランジスタ４１０及び４１２に接続され得る。
多ステージ増幅器又はバッファを強制増幅器又はバッファ１０２として使用する利点は、単一ステージ増幅器又はバッファを使用して達成され得るものを上回る又は超える、十分なゲイン又はインピーダンスマッチングを提供する能力を含み得る。図４は、バイアスステージ４０４とクラスＡ／Ｂステージ４０６との間でカスコードステージ４０８を使用する例を示すが、例えば、コモンエミッタ／コモンコレクタカスケード、結合されたコモンエミッタステージ、補完対などの他の多ステージ増幅器又はバッファが利用されてもよい。さらに、同様の結果を達成するために、複数の多ステージ増幅器又はバッファが接続されてもよい。
図５は、試験中のデバイス（ＤＵＴ）に伝導的に結合されるなど、出力ノードに送達される電圧又は電流を強制し、ＤＵＴで電圧又は電流のうちの他方を測定するための方法などの技術を含む例を例示する。５０２において、電圧又は電流のうちの少なくとも１つは、図１Ａ又は図１Ｂの１０４などの、試験中のデバイスに結合された、上記の図１Ａ又は図１Ｂの１５０などの、出力ノードで確立又は強制され得る。したがって、ＤＵＴ １０４における電圧又は電流は、ＤＵＴ １０４が指定されたパラメータ内で動作しているかどうかを判定するために測定され得る。
５０２において、強制増幅器又はバッファ１０２に結合された図１Ａ又は図１Ｂのマルチプレクサ１００は、異なる電流値（例えば、２μＡ～４０ｍＡ）又は電圧（例えば、－１．５ボルト～６．６ボルト）が出力ノード１５０及びＤＵＴ １０４に駆動されることを可能にし得る。
５０４において、強制電流又は強制電圧のうちの少なくとも１つは、調整可能な安定化回路（図１Ａ又は図１Ｂに説明されるような１２２Ａ又は１２２Ｂなど）を使用して安定化することができる。これは、電流クランプ又は電圧クランプのうちの少なくとも１つが出力ノード１５０で発生しているかどうかに応答して行われてもよい。例えば、安定化回路１２２Ａ又は１２２Ｂを使用して、以下のうちの少なくとも１つの間に回路内又は回路外で、事前充電回路１２４の一部としてフィードフォワードコンデンサ１２６を切り替えてもよい。（１）強制電圧動作モード、又は（２）電圧クランプ１５２が能動クランプモードにある強制電流動作モード。
５０６において、安定化回路の少なくとも一部は、動作モード間で安定化され得る。５０８は、例えば、電圧又は電流のうちの少なくとも１つが能動的にクランプされているかどうかに応答して安定化回路を構成することを含み得る。図１Ａ又は図１Ｂの補償ネットワーク１２０を構成する回路、事前充電回路１２４、及び安定化回路１２２Ａ又は１２２Ｂを使用して、５０４、５０６、５０８は相互に関連してもよい。例えば、事前充電回路１２４は、フィードフォワードコンデンサ１２６、逆バッファ１２８、強制電流スイッチ１１２、又は強制電圧スイッチ１１６を含んでもよい。別の例では、事前充電回路１２４は、抵抗（図示せず）もしくはインダクタ（図示せず）に結合されたコンデンサ、又はコンデンサ－抵抗－インダクタネットワーク（図示せず）を含み得る。
一例では、システムが強制電流モードで動作しているとき、強制電流回路に接続された強制電流スイッチ１１２及び１１４が閉じて、強制電圧スイッチ１１６及び１１８が開き、フィードフォワードコンデンサ１２６を充電する。クランプされる電圧に応答して、強制電流スイッチ１１２及び１１４が開き、強制電圧スイッチ１１６及び１１８が閉じてコンデンサを安定化回路に接続する。電圧がクランプされている間、逆バッファ１２８は、回路がモードを切り替えるとき、上記図２に示され説明されるように、ＤＵＴ １０４上の電圧スパイク又は同様のグリッチを低減、抑制、又は最小化し得るように、フィードフォワードコンデンサ１２６を充電し得る。
上記の説明は例示的であり、限定的ではないことを意図する。例えば、上記の例（又はその１つ以上の態様）を互いに組み合わせて使用することができる。当業者などであれば、上記の説明を検討することにより、他の実施形態を使用することができる。要約は、読者が技術的開示の性質を迅速に確認することを可能にし、特許請求の範囲又は意味を解釈又は限定するために使用されないということを理解した上で提出される。また、上記の発明を実施するための形態では、開示を簡素化するために、さまざまな特徴をグループ化してまとめることができる。これは、特許請求されていない開示された特徴がいずれかの請求項に不可欠であることを意図するものとして解釈されるべきではない。むしろ、発明の主題は、特定の開示された実施形態のすべての特徴より少ない場合がある。したがって、以下の特許請求の範囲は、ここで、発明を実施するための形態に組み込まれ、各請求項は別個の実施形態としてそれ自体で成り立つ。実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲とともに決定されるべきである。
１００ マルチプレクサ
１０２ 強制増幅器
１０４ ＤＵＴ
１０６ バッファ回路
１０８ バッファ回路
１１２ 強制電流スイッチ
１１４ 強制電流スイッチ
１１６ 強制電圧スイッチ
１１８ 強制電圧スイッチ
１２０ 補償ネットワーク
１２２ 安定化回路
１２４ 事前充電回路
１２６ 逆バッファ
１２８ 逆バッファ
１３０ コンデンサ
１３２ コンデンサ
１３４ 抵抗
１３６ 抵抗
１３８ バイパススイッチ
１４０ コンデンサ
１４２ スイッチ
１４４ スイッチ
１５０ 出力ノード
１５２ 電圧クランプ
１５４ 電流クランプ
２００ 入力電圧
２０２ 電圧
３００ 入力電圧
３０２ 電圧
４００ デジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）
４０２ 補償ノード
４０４ バイアスステージ
４０６ ステージ
４０８ カスコードステージ
４１０ トランジスタ
４１２ トランジスタ

Claims (18)

  1. 試験中のデバイス（ＤＵＴ）に結合するために出力ノードに送達される電圧又は電流の一方を強制し、前記ＤＵＴでの前記電圧又は前記電流のうちの他方を測定するための試験システムであって、
    電圧フィードバック経路及び電流クランプを含むか、又は前記電圧フィードバック経路及び前記電流クランプに結合された強制電圧回路と、
    電流フィードバック経路及び電圧クランプを含むか、又は前記電流フィードバック経路及び前記電圧クランプに結合された強制電流回路と、
    前記強制電圧回路又は前記強制電流回路のうちの少なくとも１つに結合された調整可能な安定化回路であって、前記電流クランプ又は前記電圧クランプのうちの少なくとも１つが能動クランプモードで動作しているかどうかに応答して調整可能に構成可能な安定化回路と、
    前記安定化回路を動作モード間でモード切り替えするための前記安定化回路の少なくとも一部を初期化するように構成された事前充電回路と、
    を備える、試験システム。
  2. 前記事前充電回路は、コンデンサと、前記出力ノードでの電圧に基づいて前記コンデンサを充電するための逆バッファとを含む、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記調整可能な安定化回路は、（１）強制電圧動作モード、又は（２）前記電圧クランプが能動クランプモードで動作している強制電流動作モードのうちの少なくとも１つの間に切り替えられる補償ネットワークを含む、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記補償ネットワークは、フィードフォワードコンデンサを含む、請求項３に記載のシステム。
  5. 前記調整可能な安定化回路は、前記出力ノードで電圧を強制するために、又は前記出力ノードで電流を強制するために使用される増幅器の補償ノード又はバッファ回路に結合された切り替え式抵抗－コンデンサネットワークを含む、請求項１に記載のシステム。
  6. 前記電流クランプ作動に応答して、第１のスイッチは閉じて、前記切り替え式抵抗－コンデンサネットワーク内のコンデンサに第１の抵抗を接続する、請求項５に記載のシステム。
  7. 前記電圧クランプ作動に応答して、第２のスイッチは閉じて、前記切り替え式抵抗－コンデンサネットワーク内のコンデンサに第２の抵抗を接続する、請求項５に記載のシステム。
  8. 前記補償ノードは、前記増幅器又はバッファに含まれており、前記増幅器又はバッファの入力ステージと前記増幅器又はバッファの出力ステージとの間に接続されている、請求項５に記載のシステム。
  9. 試験中のデバイス（ＤＵＴ）に結合するために出力ノードに送達される電圧又は電流の一方を強制し、前記ＤＵＴでの前記電圧又は電流のうちの他方を測定するための試験システムであって、
    電圧フィードバック経路及び電流クランプを含む強制電圧回路と、
    電流フィードバック経路及び電圧クランプを含む強制電流回路と、
    補償ネットワークと、
    動作モード間で前記補償ネットワークをモード切り替えするために前記補償ネットワークを初期化するように構成された事前充電回路と、を備える、試験システム。
  10. 前記補償ネットワークは、前記電流クランプ又は前記電圧クランプのうちの少なくとも１つが能動クランプモードで動作しているかどうかに応答して構成可能である、請求項９に記載のシステム。
  11. 前記補償ネットワークは、（１）強制電圧動作モード、又は（２）前記電圧クランプが能動クランプモードで動作している強制電流動作モードのうちの少なくとも１つの間に切り替えられる調整可能な安定化回路を含む、請求項９に記載のシステム。
  12. 前記事前充電回路は、動作モード間の切り替えによって引き起こされる電圧スパイクを低減、抑制、又は最小化のうちの少なくとも１つをするためにフィードフォワードコンデンサに接続された逆バッファを含む、請求項１１に記載のシステム。
  13. 前記補償ネットワークは、前記出力ノードで電圧を強制するために、又は前記出力ノードで電流を強制するために使用される増幅器の補償ノード又はバッファ回路に結合された切り替え式抵抗－コンデンサネットワークを含む、請求項９に記載のシステム。
  14. 前記電流クランプ作動に応答して、第１のスイッチは閉じて、前記切り替え式抵抗－コンデンサネットワーク内のコンデンサに第１の抵抗を接続する、請求項１３に記載のシステム。
  15. 前記電圧クランプ作動に応答して、第２のスイッチは閉じて、前記切り替え式抵抗－コンデンサネットワーク内のコンデンサに第２の抵抗を接続する、請求項１３に記載のシステム。
  16. 前記補償ノードは、第１の入力ステージと第２の出力ステージとの間の前記増幅器又はバッファに含まれる、請求項１３に記載のシステム。
  17. 試験中のデバイス（ＤＵＴ）に結合するために出力ノードに送達される電圧又は電流の一方を強制し、前記ＤＵＴでの前記電圧又は電流のうちの他方を測定するための方法であって、
    前記出力ノードで電圧又は電流のうちの１つを強制することと、
    前記出力ノードで電圧クランプ又は電流クランプのうちの少なくとも１つが発生しているかどうかに応答して、調整可能な安定化回路を使用して、前記強制電流又は前記強制電圧のうちの少なくとも１つを安定化することと、
    動作モード間で前記安定化回路をモード切り替えするために前記安定化回路の少なくとも一部を初期化することと、
    を含む、方法。
  18. 前記電圧又は電流のうちの少なくとも１つが能動的にクランプされているかどうかに応答して、前記安定化回路を構成することをさらに含む、
    請求項１７に記載の方法。
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