JPH03274477A - 多値駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えばＩＣ試験装置において、被試験ＩＣに
駆動信号を与える実波形発生器として利用することがで
きる多値駆動回路に関する。

「従来の技術」 Ｉｃ試験装置において、被試験ＩＣに駆動信号（テスト
パターン信号）を与える駆動回路は被試験ＩＣの種類の
違いに応してＨ論理レベルとＬ論理レベルの電圧値が任
意の値に設定できるように構成されると共に、試験項目
によってはＬ論理レベルとＨ論理レベルの間に第３のレ
ベルを設定し、この第３のレベルの電圧を被試験１ｃに
与えたり、また第３のレベルをＨ論理レベルより高い電
圧またはＬ論理より低い電圧に設定する場合もある。

このような背景から従来より被試験１ｃに信号を与える
駆動回路には多値駆動回路が用いられている。

第６図に従来の多値駆動回路の構成を示す。図中１およ
び２は電流スインチを示す。この電流スイッチ１および
２はそれぞれ差動接続された一対のトランジスタＩＡ、
ＩＢおよび２Ａ　　２Ｂによって構成され、エミッタが
共通接続されて定電流回路３および４によってオンに制
御された側のトランジスタに一定の電流１．またはＩ２
が流れるように構成される。

また、各電流スイッチ１と２を構成する一方のトランジ
スタＩＡと２Ａのコレクタは直接正極電源端子に接続さ
れ、他方のトランジスタＩＢと２Ｂのコレクタは共通接
続され、この共通接続点を抵抗器５を通して正極電源端
子ｅに接続される。

抵抗器５とトランジスタＩＢ、２Ｂのコレクタとの接続
点からバッファ増幅器６を通じて出力端子７が導出され
る。

このような構成において、トランジスタＩＡと２Ａに、
これらトランジスタＩＡと２Ａを共にオンに制御する信
号を与えると、トランジスタＩＢと２Ｂが共にオフに制
御される。この場合には出力端子７には第７図に示すよ
うに電源の電圧■。

がそのま＼出力される。

またトランジスタＩＡと２人にこれらトランジスタＩＡ
をオフ、トランジスタ２Ａをオンに制御する信号を与え
ると、この場合にはトランジスタ］Ｂがオン、２Ｂがオ
フに制御され、抵抗器５にはトランジスタＩＢを流れる
電流１．が流れ、このときの電圧降下がＲ１，とすると
、出力端子７には第７図に示す電圧Ｖ、＝Ｖ。−Ｒ＋、
が出力される。

また、トランジスタＩＡをオンに、２Ａをオフに制御す
る信号を入力すると、この場合にはトランジスタＩＢが
オフ、２Ｂがオンに制御され、抵抗器５に電流１□が流
れる。よって、このとき出力端子７には第７図に示す電
圧Ｖ、＝Ｖ。−Ｒ１，が出力される。

更に、トランジスタＩＡと２ＡにこれらトランジスタＩ
Ａと２Ａをオフに制御する信号を与えると、トランジス
タＩＢと２Ｂは共にオンに制御される。従って、この場
合には抵抗器５には電流（Ｌ　＋１ｇ）が流れ、出力端
子７には第７図に示す電圧Ｖ、＝Ｖ。−Ｒ（Ｉｌ＋ＩＺ
）が出力される。

このようにトランジスタＩＡと２Ｂに与える信号の論理
に応じて第７図に示すような多値波形を出力することが
できる。

「発明が解決しようとする課題」 第６図に示した回路構造の場合、抵抗器５に発生する電
圧降下を利用して多値電圧を発生させる構造であるため
、消費電力が大きい欠点がある。

また抵抗器５に振幅の大きい電圧降下を発生させるため
には、電流１．と１□の値も大きく採らなければならな
い。この結果、電流スイッチ１と２は比較的大きい電流
をオン、オフ制御しなければならないから高速動作に限
界が生じ、高速多値信号の発生が困難になる欠点がある
。

また電圧ｖ１と■２は電源電圧■。より高い電圧に設定
することができないため、多値波形の多値の電圧関係に
制限が与えられる欠点もある。

この発明の目的は、高速大振幅の多値波形を発生するこ
とができる多値駆動回路を提供しようとするものである
。

「課題を解決するための手段」 この発明では互いに異なる電圧を出力する複数の電圧源
と、 この複数の電圧源の何れか一つの電圧を選択して取り出
すダイオードスイッチ回路である。

このダイオードスイッチ回路の各スイッチ素子をオン、
オフ制御する複数の電流スイッチと、によって多値駆動
回路を構成したものである。

この発明の構成によれば、多値の値を採る各電圧を電圧
源から発生させておき、この各電圧源から発生している
電圧をダイオードスイッチ回路によって選択して取り出
す構造としたから、大振幅の電圧発生のために大きい電
流を断続制御しなくてよい。

つまり、ダイオードスイッチ回路を構成するスイッチ素
子を比較的小さい電流で断続制御すればよいから高速度
で断続制御することができる。

また、複数の電圧源に予め必要な電圧値を発生させてお
くから振幅の大きい電圧波形を容易に得ることができる
利点が得られる。

「実施例」 第１図にこの発明の一実施例を示す。図中１０１１．１
２．１３はそれぞれ電流スイ・ノチ、１４はダイオード
スイッチ回路、１５．１６．１７は電圧源、１８はｔ流
スイッチ１０〜１３をオン、オフ制御する制御回路を示
す。

電圧源１５で発生する電圧ＶＩＭと電圧源１６で発生す
る電圧ＶＩＬはＶＩＮ＞ＶＩＬに選定される。また電圧
源１７が発生する電圧ＶＴＴはＶ、、＞Ｖ、Ｎ＞ｖＩＬ
でも、またＶ＋ｐ＞Ｖｙｙ＞Ｖ＋ｔでも、また■、＞Ｖ
、Ｌ＞Ｖ、、でも任意の関係に選定することができる。

電圧源１５で発生する電圧■、を出力端子７に出力する
ためには、ダイオードスイッチ回路１４のダイオードス
イッチ素子ｐ＋ｓとり５．をオンに制御すればよい。

このためには、電流スイッチ１０と１１を構成するトラ
ンジスタＱ２とＱ４を制御回路１８によってオンに制御
し、ダイオードスイッチ素子ＤＩ３とＤＩ４に電流１．
（＝Ｉりを流し、ダイオードスイッチ素子ＤＩ３とＤＩ
４をオンの状態に維持すると共に、電流スイッチ１２を
構成するトランジスタＱ。

をオンに制御し、このトランジスタＱ、を流れる電流１
３をダイオードスイッチ素子Ｉ）Ｉｓを通じて電圧−ａ
１５に流し込み、ダイオードスイッチ素子ｐｕｓをオン
の状態に制御すればよい。

このようにダイオードスイッチ素子ＤＩＳとＤＩ４をオ
ンの状態に制御することによって、出力端子７に電圧源
１５で発生している電圧■、を出力することかできる。

なお、この場合、ダイオードスイッチ素子Ｄ　ＩｓとＤ
Ｉ４の電圧降下は電圧ｉｉｓとバッファ増幅器６との間
において逆極性で直列接続されるため相互に相殺される
。よって出力端子７に出力される電圧は電圧源１５から
出力される電圧値に一致している。

またこの場合、電流スイッチ１３はトランジスタＱ、を
オフ、トランジスタＱ、をオンの状態に制御しておく、
この状態に制御することにより電圧源１６から出力され
る電圧（電流）はトランジスタＱ、に引き込まれ、ダイ
オードスイッチ素子Ｄ０をオフの状態に制御することが
でき、電圧源１６の電圧は出力端子７に全く影響を与え
ない。

またこのとき、電流スイッチ１０と１１を構成するトラ
ンジスタＱ１とＱ３は制御回路１８によってオフの状態
に制御されているから、ダイオードフ゛りンジＤＷには
電流は全く流れない。よってダイオードブリッジＤＷを
構成する各ダイオードスイッチ素子り、〜Ｄ＋２はオフ
の状態に制御されるから電圧ａ１７の電圧ＶＴＴも出力
端子７には全く影響を与えない。

一方、電圧源１６の電圧ＶＩＬを出力端子７に出力する
にはダイオードスイ・ンチ素子ＤＩＳをオフに制御する
と共に、ダイオードスイッチ素子ＤＩ４と、ダイオード
スイッチ素子ＤＩ６をオンの状態に制御すればよい。

このためには、電流スイッチ１０と１１はそのま−の状
態を維持させ、電流スイッチ１２と１３の状態を反転さ
せればよい。

つまり、電流スイッチにはトランジスタＱ、をオフに、
Ｑ６をオンに制御することにより、ダイオードスイッチ
素子Ｄ１Ｓをオフにすることができる。この状態では、
トランジスタＱ、を流れる電流Ｉ、は電圧源１５に流れ
込む。

一方、電流スイッチ１３ではトランジスタＱ７をオンに
し、Ｑ、を制御回路１８によりオフに制御する。このよ
うに制御することによって電圧源１６から出力される電
流はダイオ−トスインチ素子ＤＩ６を通じてトランジス
タＱ、に流れ、ダイオードスイッチ素子ＤＩ６はオンの
状態に制御される。

このようにしてダイオードスイッチ素子ＤＩ６とり、４
がオンの状態に制御されることによって電圧源１６の電
圧ＶＩＬが出力端子７に取り出される。

この場合、ダイオードスイッチ素子ＤＩ６とＤＩ４の電
圧降下は互いに逆向きに直列接続されるから、電圧源１
６と出力端子との間では相殺され、出力端子７には電圧
源１６の電圧ＶＩＬがそのま＼出力される。

電圧源１７の電圧ＶＴＴを出力端子７に取り出すには制
御回路１８により電流スイッチ１ｏと１１の状態を反転
させ、ダイオードスイッチ素子Ｄ　Ｉ）とＤ　Ｉ４をオ
フの状態に制御し、代わってダイオードブリッジＤＷに
電＠１．Ｃ＝Ｉ２）を流せばよい。

つまり、制御回路１８により電流スイッチ１０と１１の
トランジスタＱ、とＱ３をオンの状態に制御すればよい
。なお、この場合、ダイオードスイッチ素子ＤＩＳとり
、６はオフの状態に制御する。

ダイオードブリノンＤＷにトランジスタＱ１　とＱ３を
流れる電流１．（＝＋２）が流れることによって、ダイ
オードブリッジＤＷを構成するグイオートスインチ素子
り、〜Ｉ）＋ｚがオンとなり、電圧源１７の電圧ＶＴＴ
がバッファ増幅器６に伝えられる。

この場合、ダイオードＤ、とＤｌｌおよびり、。とＤ１
！の電圧降下は電圧源１７とバッファ増幅器６との間に
おいて、互いに逆向きで直列関係にあるから相互に相殺
される。よって電圧源１７の電圧Ｖｔｔがそのま一出力
端子７に出力される。

電圧源１７の電圧ＶＴＴは電圧源１５と１６の電圧ＶＩ
ＭまたはＶＩＬが選択されて出力されている状態ではダ
イオードブリッジＤＷで隔離されるため、電圧源１７の
電圧Ｖｔｔは他の電圧源１５と１６の電圧ＶＩＮと■１
によって影響を受けることはない。

以上により、この発明の構成と既略の動作が理解されよ
う。次に、この発明による多値駆動回路の高速動作につ
いて説明する。

つまり、この発明による多値駆動回路は出力の電位が他
の電位に遷移する際に、高速で遷移できる機能を具備し
ている。

出力の電位が遷移する際に、遅れ動作となる要素として
は、電流スイッチ１０〜１３を構成する各トランジスタ
Ｑ１〜Ｑ、のオン、オフ動作の遅れと、バッファ増幅器
６の入力側に寄生する浮遊容量Ｃｃによる遅れが考えら
れる。

トランジスタＱ１〜Ｑ＠のオン、オフ動作の遅れは素子
が持つ特性であり、避けられない要素であるから、ここ
では浮遊容量Ｃ６に起因する遅れを改善した点について
説明する。

例えば、電圧源１５の電位ｖ４を出力している状態から
、電圧源１６の出力電位ＶＩＬに遷移する場合、まず電
圧源１５の出力電圧ＶＩＭを出力している状態ではダイ
オードスイッチ素子ＤＩＳとＩ）＋ｆｆＤ、がオンの状
態に制御されている。

この状態からダイオード素子ＤＩｌとＤ　Ｉ４がオンの
状態のま＼、ダイオードスイッチ素子ＤＩ５をオフにし
、代わってダイオードスイッチ素子Ｄ１６をオンの状態
に制御する。

このためには、制御回路１８により電流スイッチ１２の
トランジスタＱ、をオフに、Ｑ、をオンに制御すると共
に、電流スイッチ１３のトランジスタＱ、をオン、Ｑ、
をオフに制御する。

トランジスタＱ、がオンになると流れる電流Ｉ。

は直ちに電圧源１５に流れ込み、ダイオード素子・２チ
素子ＤＩ５を流れていた電流はＯになるから、ダイオー
ドスイッチ素子ＤＩ５は直ちにオフの状態となる。

これに対し、ダイオードスイッチ素子ＤＩ６はトランジ
スタＱ、がオンになった時点では直ちにオンの状態に制
御されない。

つまり、バッファ増幅器６の入力点の電位は浮遊容量Ｃ
６の存在によって電圧源１５の出力電圧Ｖｌｌ＋を保っ
ている。従ってトランジスタＱ、がオンになった時点で
はダイオードスイッチ素子ＤＩ６のカソード側は■、の
電位となっているからである。

しかしながら、トランジスタＱ７がオンになった時点で
浮遊容量Ｃｃに充電されている電位■、はトランジスタ
Ｑ、を流れる電流Ｉ４によって急速に引き込まれる。よ
って、浮遊容量ＣＣの電位は急速に低下し、電圧源１６
の出力電圧ＶＩＬよりダイオードスイッチ素子ＤＩ６の
導通電圧的０．７　Ｖだけ低くなると、ダイオードスイ
ッチ素子Ｄ４がオンになり、電圧源１６からダイオード
スイッチ素子Ｄ　Ｉ６を通じてトランジスタＱ、に電流
■、が流れる状態に安定する。

逆に電圧源１６が出力する電圧ＶＩＬをバッファ増幅器
６に与えている状態から電圧源１５の電圧■、を出力す
る状態に遷移する場合には、トランジスタＱ、がオンに
制御されることによって浮遊容量ＣｃにトランジスタＱ
、から電流Ｉ３が流れ、浮遊容量Ｃｃの電圧は急速に電
圧ｆｉ、１５の電圧Ｖ＋Ｓに近づく。

このように電圧源１５から１６の電圧に遷移する場合、
また電圧ｉ１ｓから１５の電圧に遷移する動作はオンの
状態に制御されるトランジスタＱ５またはＱ、によって
浮遊容量Ｃｃを急速に充放電させるから、その遷移速度
は高速化される。

電圧源１７の電圧Ｖｔｔを出力する場合にはダイオード
スイッチ素子ＤＩＳとＤＩ６を共にオフの状態に制御す
ると共に、電流スイッチ１０と１１のトランジスタＱ、
とＱ、をオンの状態に制御する。

トランジスタＱ、とＱ、をオンの状態に制御することに
より、ダイオードブリッジＤＷがオンになる。

このとき、浮遊容量Ｃｃに例えばＶｌｌｌが充電されて
いると、この場合にはダイオードＤＩ２とトランジスタ
Ｑ、を通じて浮遊容量Ｃ０の充電電荷は急速放電され、
目的の電圧ＶＴＴに急速に遷移する。

また、浮遊容量ＣＣにＶＩＬが充電されていた場合には
トランジスタＱ、とダイオードＤｌｌを通じて充電電流
が流れる。よって、この場合も目的の電圧ｖｔｙに急速
に遷移することができる。

第２図に制御回路１８の入力端子ＦＡＴとＶＴに与える
論理と、各トランジスタＱ、−Ｑ＠のベースに与えられ
る論理の関係と、各入力状態における出力電位の状態を
示す。図中Ｘはドントケアを示す。

「変形実施例」 第２図はこの発明の変形実施例を示す。この実施例では
、バッファ増幅器６の構成を具体的に示した点と、この
バッファ増幅器６を構成するトランジスタＱ　＋　ｓと
Ｑ　＋　ｂを必要に応じてオフの状態に制御できるよう
に構成した点が第１図の実施例と異なる点である。

電圧Ｒ１５または１６の何れか一方の電圧Ｖｌ１１また
はＶＩＬをバッファ増幅器６に与えるにはｉｔ流スイッ
チ１０のトランジスタＱ２と電流スイッチ１１のトラン
ジスタＱ４を共にオンの状態に制御し、ダイオードスイ
ッチ素子ＤＩ５とＤｌ４をオンの状態に維持させる。こ
のとき、流れる電流■１（＝Ｉｇ）はトランジスタＱ２
−ダイオードスイッチ素子ＤＩ３−バッファ増幅器６に
設けたレベルシフタ６Ａ−ダイオードスイツチ素子］：
２４　）ランジスタＱ４の経路を通って流れる。この状
態で電流スイッチ１２のトランジスタＱ、とＱ６の何れ
か一方および電流スイッチ１３のトランジスタＱ、とＱ
、の何れか一方をオンに制御することにより出力させる
ことができる。

つまり、トランジスタＱ、とＱ＠をオンに制御し、トラ
ンジスタＱ、とＱ、をオフの状態に制御することにより
、ダイオ−トスインチ素子ＤＩＳがオンとなり、Ｄ　Ｉ
６はオフの状態に制御される。よって、この場合には電
圧ｆＡ１５の電圧■、がバッファ増幅器６に与えられ出
力端子７に出力される。

また、トランジスタＱｓ　とＱ、をオフに制御し、トラ
ンジスタＱ６とＱ７をオンに制御することにより、ダイ
オードスイッチ素子１）＋ｓがオフに、Ｄ４はオンに制
御され、電圧源１６の電圧ＶＩＬが出力端子７に出力さ
れる。

一方、トランジスタＱ、、Ｑ、をオフ、Ｑ、。

Ｑ、をオンの状態に制御し、ダイオードスイッチ素子Ｄ
ＩＳとＤｌを共にオフの状態に制御した状態で電流スイ
ッチ１０と１１のトランジスタＱ、とＱ３をオンに制御
すると、ダイオードブリッジＤＷを構成するダイオード
Ｄ、とトランジスタＱ１Ｑ　＋　ｚおよびトランジスタ
Ｑ　＋　ｓ　＋　　Ｑ　＋　ａとダイオードＱ１゜およ
びダイオードＤ、、、Ｄ、□がオンとなり、電圧源１７
の電圧ＶＴＴがバッファ増幅器６に与えられ、出力端子
７に出力される。

このようにして、この実施例でも電圧源１５１６．１７
の電圧ＶＩＭ、　　ＶＩＬ、　　ＶＴアの３値を出力す
ることができる。

一方、これら何れの電圧を出力している状態であっても
、トランジスタＱ、とＱｌ。をオンに制御すると、ダイ
オードスイッチ素子ＤＩＴとＩ）＋ｅがオンに制御され
、Ａ点とＢ点はクランプ用電圧源１８と１９の電位にク
ランプされる。

つまり、クランプ用電圧源１８は正電位の電圧を出力し
、クランプ用電圧源１９は負電位の電圧を出力するもの
とすると、ダイオードスイッチ素子１）ｒｔとＩ）＋ａ
がオンに制御されることにより、Ａ点は正電位にクラン
プされ、Ｂ点は負電位にクランプされる。よって、この
状態ではバッファ増幅器６を構成するトランジスタＱ　
＋　ｓとＱ　＋　ｂをオフの状態に制御される。

バッファ増幅器６のトランジスタＱ５とＱ６をオフの状
態に制御することによって、出力端子７はハイ・インピ
ーダンスの状態となり、この出力端子７に他の回路、例
えば被試験ＩＣから信号を取り込む回路が接続されてい
る場合、この信号取込回路が動作して被試験ＩＣから読
み出される信号を取り込む場合に、バッファ増幅器６が
被試験ＩＣの負荷とならずに信号を有効に信号取込回路
に入力させることができる。

第４図に各トランジスタＱ１〜Ｑ１゜の各ベース端子（
Ａ）〜（Ｊ）に与える制御信号と、出力の電位の関係を
示す。図中Ｈ，−Ｚはハイ・インピーダンス状態を示す
。

第５図はこの発明の更に他の実施例を示す、この実施例
では３値以上の多値電位を出力することができる多値駆
動回路の構成を示す。

つまり、この例では電流スイッチ２１と２２を設け、こ
の電流スイッチ２１と２２によって電流路２３と２４の
何れか一方を選択し、この選択によって４個の電圧源１
５Ａ、１５Ｂおよび１６Ａ１６Ｂの中の何れか一つを選
択できるように構成した場合を示す。

つまり、電流スイッチ２１と２２のトランジスタＱ、？
とＱ＋ｑをオンに制御すると電流路２３に電流が流れ、
ダイオードＤ２３がオンに制御される。

この状態で電流スイッチ１２ＡのトランジスタＱ、をオ
ンに制御するとダイオードスイッチ素子Ｄ１２．がオン
となる。ダイオードスイッチ素子Ｄ　１５Ａがオンに制
御されることによって電圧源１５Ａの電圧■１□がバッ
ファ増幅器６に与えられ、出力端子７から出力される。

またこのとき、トランジスタＱ１をオフ、Ｑ３をオンに
制御する。と、ダイオードスイッチ素子ＤＩいがオンと
なり、この場合には電圧源１６Ａの電圧Ｖ　ＩＬＩがバ
ッファ増幅器６に与えられる。

電流スイッチ２１と２２の状態を切替えることにより、
電圧源１５Ｂと１６Ｂの電圧を取り出すことができる。

このようにして、この実施例によれば４（ｉ！の電位を
出力することができる多値駆動回路を構成することがで
きる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば多値の電位をそ
れぞれ電圧源から発生させるから、振幅が大きい多値信
号を発生させても、抵抗器における電圧降下によって波
形を発生させる場合と比較して消費電力を小さくするこ
とができる。

また電圧ａ１７はダイオードブリ・シジＤＷによって断
続する構成としたこから、電圧源１７の電圧Ｖ　ＴＴ　
ｌ；！他）電圧−８，１５と１６の電圧”ＩＮ＋　　Ｖ
ＩＬに同等影響を与えない。よって電圧源１７の電圧Ｖ
ＴＴを任意の電圧に選定することができ、■１．〉Ｖ　
Ｉｌｌ＞　Ｖ　ＩＬまたはＶ　ＩＮ＞　ＶＴＴ＞　Ｖ　
ＩＬあるいはＶ＋＋＋＞　Ｖ　ＩＬ＞　ＶＴＴの何れの
状態にも選定することができる。

また、バッファ増幅器６の入力側に浮遊容量が形成され
、電流スイッチを構成するトランジスタがオンに制御さ
れることにより、浮遊容量Ｃｃに対して２．速充電およ
び急速放電させることができる。よって単位の遷移速度
を高速化することができ、大振幅で高速の多値波形を発
生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す接続図、第２図はそ
の動作を説明するための図、第３図はこの発明の変形実
施例を示す接続図、第４図はその動作を説明するための
接続図、第５図はこの発明の更に他の変形実施例を示す
接続図、第６図は従来の技術を説明するための接続図、
第７図はその動作を説明するための波形図である。 １０〜１３：電流スイッチ、１４：ダイオードスイッチ
素子、１５〜１７：電圧源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａ、互いに異なる電圧を出力する複数の電圧源と
   、 Ｂ、この複数の電圧源の何れか一つの電圧を選択して取
   り出すダイオードスイッチ回路と、Ｃ、このダイオード
   スイッチ回路の各スイッチ素子をオン、オフ制御する複
   数の電流スイッチと、 によって構成した多値駆動回路。