JPH0639344Y2 - 電流・電圧制限回路 - Google Patents

電流・電圧制限回路

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JPH0639344Y2
JPH0639344Y2 JP8561788U JP8561788U JPH0639344Y2 JP H0639344 Y2 JPH0639344 Y2 JP H0639344Y2 JP 8561788 U JP8561788 U JP 8561788U JP 8561788 U JP8561788 U JP 8561788U JP H0639344 Y2 JPH0639344 Y2 JP H0639344Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は例えばICの直流特性を試験する場合に使用す
るプログラマブル電源に用いることができる電流・電圧
制限回路に関する。
「従来の技術」 第3図に従来のプログラマブル電源回路を示す。図中10
はプログラマブル電源、20はこのプログラマブル電源10
から規定の電圧又は規定の電流が与えられて直流特性が
試験される負荷を示す。この負荷20は一般にICとされ
る。つまりICの電源端子に所定の電圧を印加したとき、
ICに予定した電流が流れるか否かを試験したり、ICの電
源端子に規定の電流を流し込んだ状態でICの電源端子に
予定した電圧が発生するかを試験する。
前者を電圧印加電流測定試験と称し、後者を電流印加電
圧測定試験と称している。
第3図に示す回路は電圧印加電流測定時のプログラマブ
ル電源回路の構成を示している。
電圧印加電流測定試験に用いるプログラマブル電源回路
は主増幅器11と、この主増幅器11を所定の利得で動作さ
せるための入力抵抗器12及び帰還抵抗器13と、電流検出
抵抗器14とによって構成される。
入力抵抗器12には負荷20に与える電圧を発生する電圧源
30が接続される。この電圧源30はDA変換器が用いられ、
制御器(特に図示しない)から負荷20に与えるべき電圧
値に対応したディジタル信号が与えられ、そのDA変換出
力を入力抵抗器12を通じて主増幅器11に入力し、負荷20
に所定の電圧を印加する。
一般的に入力抵抗器12と帰還抵抗器13の抵抗値は等しい
値に選定され、電圧源30から与えられる入力電圧Viが電
流検出抵抗器14の電圧降下に関係なく負荷20にそのまま
与えられるように構成される。
40は電流測定回路を示す。電流測定回路40は差動増幅器
41とAD変換器42によって構成され、差動増幅器41によっ
て電流検出抵抗器14に発生する電圧を電流測定値として
取出し、この電圧信号をAD変換器42でAD変換し、ディジ
タル信号に変換して判定器(特に図示しない)に与え、
負荷20の良否を判定させる。
50は負荷20に流れる電流が規制値に達すると、電流がそ
れ以上増加することを制限する電流制限回路を示す。
図の例では電流制限回路50を正と負の両方向の電流を制
限できるように二つの電流制限回路50Aと50Bを設けた場
合を示す。ここで電流検出抵抗器14を主増幅器11から負
荷20に向って流れる電流IAを正方向の電流、負荷20から
主増幅器11に向って流れる電流を負方向の電流と称する
ことにする。
電流制限回路50Aと50Bはそれぞれ演算増幅器51A,51B
と、入力抵抗器52A,52Bと、正及び負の制限値を与え比
較電圧源を構成するDA変換器53A,53Bと、入力抵抗器52
A,52Bと共に演算増幅器51A,51Bの利得を決める帰還抵抗
器54A,54Bと、通常は電流制限回路50を主増幅器11の入
力端子から切離しておき、電流IA又はIBが制限値に達す
るとオンになって主増幅器11に制限電流を帰還するダイ
オードスイッチ55A,55Bとによって構成される。
つまり電流IAが制限値に達すると電流検出回路40を構成
する差動増幅器41の出力電圧はDA変換器53Aから与えら
れる電圧と等しくなり、電流IAがその状態より増加する
と演算増幅器51Aの出力電流の増加量に比例した正極性
の電圧を出力する。
演算増幅器51Aの出力が正極性に反転するとダイオード
スイッチ55Aが導通し、主増幅器11に制限電流を与え
る。よって主増幅器11から負荷20に向かって流れる電流
IAはDA変換器53Aに設定された電流値にクランプされ
る。
一方負荷20から主増幅器11に向って流れる負方向の電流
IBが流れる場合は差動増幅器41の出力電圧は負方向に偏
倚される。この負電圧が比較電圧源を構成するDA変換器
53Bに設定した負電圧を越えると演算増幅器51Bの出力電
圧が負電圧に反転しダイオードスイッチ55Bを導通させ
る。この導通により主増幅器11の出力電流IBは制限値に
クランプされる。
「考案が解決しようとする課題」 電流制限回路50が電流制限動作している状態における電
流制限値及び電圧制限値はDA変換器53Aと53Bに設定した
値と一致していることが望ましい。
然し乍ら電流制限値及び電圧制限値の誤差を小さくする
には電流制限回路50及び電圧制限回路70を構成する演算
増幅器51A,51Bの利得を大きく設定しなければならな
い。
例えば電流制限動作時の誤差電流IEOで表わされる。ここで(Gは演算増幅器51A,51Bの利
得、VDAはDA変換器53A,53Bのフルスケール、VFはダイオ
ードスイッチ55A,55Bの導通電圧、Imaxは電流のフルス
ケール)。
この式より明らかなように演算増幅器51A,51Bの利得G
を大きく採ると誤差値IEOを小さくすることができる。
然し乍ら演算増幅器51A,51Bの利得を大きく採ると、制
限動作に入ったとき主増幅器11を含むループで発振が起
きる欠点がある。この発振を止めるには主増幅器11の高
域の遮断周波数を下げればよい。然し乍ら主増幅器11の
高域の遮断周波数を下げると主増幅器11の応答が悪くな
り、負荷20に与える電流・電圧の応答が遅くなってしま
う。
このため現状は演算増幅器51A,51Bの利得を大きく採る
ことなく、従って主増幅器11の高域の遮断周波数を下げ
ないで主増幅器11の応答速度を低下させない範囲で演算
増幅器51A,51Bの利得を設定している。従ってDA変換器5
3Aと53Bに設定した制限値と実際に制限された電流・電
圧値との間に差が生じてしまう欠点がある。
一方電流制限回路50A及び50Bが電流制限動作している状
態ではダイオードスイッチ55A又は55Bがオンになってい
る。ダイオードスイッチ55A又は55Bがオンになる条件と
して、演算増幅器51A及び51Bの出力電圧がDA変換器53A
及び53Bから与えられる制限電圧にダイオードスイッチ5
5A及び55Bの導通電圧VF≒0.7Vを加えた値を越えないと
導通しない。
この結果電流制限動作によってクランプされる電流値は
DA変換器53A,53Bに設定した制限値よりダイオードスイ
ッチ55A及び55Bの導通電圧0.7Vの電圧相当分だけ大きい
値となる誤差を含むことになる。
第4図に示す60は電流印加電圧測定モードにおける電圧
測定回路、70は電圧制限回路を示す。この電圧制限回路
70も正常動作時に電圧制限回路70を主増幅器11の入力端
子から切離しておくためにダイオードスイッチ55A,55B
を用いる。よって同様の理由によって電圧制限動作時の
制限電圧はDA変換器53A,53Bに設定した制限値よりダイ
オードスイッチ55A,55Bの導通電圧相当分だけ大きい値
となる誤差を含む。
このような誤差を含むことにより負荷20となる被試験IC
の最大定格値附近の直流特性を試験する場合に、被試験
ICに誤差分だけ最大定格を越えた電流・電圧を印加して
しまうおそれがあり、これによって被試験ICを破損させ
てしまう事故が起きる欠点がある。
このため電流・電圧制限値を設定するDA変換器53A,53B
に設定する制限値をダイオードスイッチの導通電圧分だ
け低い値に設定することが考えられるが、ダイオードス
イッチの導通電圧は製品によってバラツキを持つためそ
の値を設定値からいちいち差し引いて電流・電圧制限値
を設定することは面倒なことである。
この考案の目的はDA変換器53A,53Bに設定した値をその
まま電流・電圧制限値として取扱うことができる電流・
電圧制限回路を提供するにある。
「課題を解決するための手段」 この考案では電流・電圧制限回路を構成する演算増幅器
の出力側に演算増幅器の出力電圧からダイオードスイッ
チの導通電圧と同等の電圧を差し引いた電圧を発生する
補正電圧発生回路を設け、この補正電圧発生回路から出
力される補正電圧を演算増幅器の入力側に帰還し、DA変
換器から与えられる電流制限値又は電圧制限値からダイ
オードスイッチの導通電圧相当分の電圧を減算する。
この結果電流・電圧制限回路を構成する演算増幅器の出
力電圧はダイオードスイッチの導通電圧相当分だけ高い
電圧に安定し、ダイオードスイッチには導通電圧相当の
順方向バイアス電圧が与えられる。
よって制限動作すべき電流又は電圧の値が制限値をわず
かでも越えるとダイオードスイッチは直ちに導通し、制
限動作に入る。従ってこの考案によればDA変換器に設定
した制限値で正確に動作する電流・電圧制限回路を提供
することができる。
「実施例」 第1図にこの考案の一実施例を示す。この例では電圧印
加電流測定試験を行なうIC試験装置にこの考案を適用し
た場合を示す。
従って主増幅器11に対して電流測定回路40と電流制限回
路50A,50Bが設けられる点は第3図で説明した構造と同
じである。
この考案の特徴とする構造は電流制限回路50A,51Bを構
成する演算増幅器51A,51Bの出力側に補正電圧発生回路5
6A,56Bを設けた構造とした点である。
補正電圧発生回路56A,56Bはダイオードと抵抗器の直列
回路によって構成することができる。補正電圧発生回路
56A,56Bに使用するダイオードはダイオードスイッチ55
A,55Bに使用したダイオードと同等品を用い、導通電圧
が合致したものを用いるとよい。
このように構成することによって補正電圧発生回路56A,
56Bのダイオードと抵抗器との接続点から出力される電
圧は演算増幅器51A,51Bの出力電圧からダイオードスイ
ッチ55A,55Bに使用したダイオードの導通電圧と同等の
電圧を差し引いた電圧が出力され、この電圧が演算増幅
器51A,51Bの反転入力端子に帰還される。
この結果DA変換器53A,53Bから演算増幅器51A,51Bの反転
入力端子に与えられる制限電流値に対応する電圧からダ
イオードスイッチ55A,55Bに使用したダイオードの導通
電圧と同等の電圧が差し引かれ、演算増幅器51Aの出力
電圧はダイオードの導通電圧だけ高められる。
また演算増幅器51Bの出力電圧はダイオードの導通電圧
だけ低められる。よってダイオードスイッチ55Aと55Bに
は各アノード側に導通電圧だけ高い電圧が与えられ、導
通と不導通の境界の状態に維持される。
このようにダイオードスイッチ55A及び55Bには導通電圧
に相当する順方向バイアス電圧が与えられ、ダイオード
スイッチ55A,55Bは導通と不導通の境界の状態に維持さ
れるから電流検出回路40から与えられる電流検出信号が
DA変換器53A,53Bから与えられる電流制限値をわずかで
も越えるとダイオードスイッチ55A,55Bは直ちに導通
し、DA変換器53A,53Bから与えた電流制限値に等しい値
で制限動作することができる。
第2図に電流印加電圧測定試験を行なう場合の回路構造
を示す。この場合には電流検出回路40の検出信号を主増
幅器11に帰還し、負荷20に与える電流値が一定値を維持
するように主増幅器11を動作させる。
これと共に電圧測定回路60を構成するバッファ増幅器61
を通じて負荷20に発生する電圧を取出し、この電圧を電
圧制限回路70に与える。電圧制限回路70の内部は第1図
で説明した電流制限回路50と全く同じ構造とすることが
でき、演算増幅器51A,51Bの出力側に補正電圧発生回路5
6A,56Bの出力電圧を演算増幅器51A,51Bの反転入力端子
に帰還し、この帰還によってダイオードスイッチ55A,55
Bに導通電圧に相当する順方向バイアスを与える。
このようにして電流印加電圧測定モードにおいてもダイ
オードスイッチ55A,55Bは導通と不導通の境界状態に維
持され、バッファ増幅器61から与えられる電圧がDA変換
器53A,53Bに設定した制限電圧をわずかでも越えるとダ
イオードスイッチ55A又は55Bは直ちに導通し、負荷20に
発生する電圧を設定した制限電圧に正確にクランプする
ことができる。
「考案の効果」 以上説明したようにこの考案によれば電流又は電圧制限
回路に用いられるダイオードスイッチによる誤差を除去
し、設定した制限値に等しい値で制限動作を行なわせる
ことができる。
よって負荷20がICのような場合に、制限値を定格値に近
い値に設定しても誤差によって制限値が定格値を越えて
しまうような事故が起きることを防止することができ
る。
従ってこの考案による電流・電圧制限回路をICの直流特
性を試験する装置に適用すれば信頼性の高いIC試験装置
を提供することができる。
またダイオードスイッチ55A,55Bを導通させるに必要な
電圧VFを0にすることによって制限動作時の誤差を0に
近い値にすることができるから演算増幅器51A,51Bの利
得を大きい値に設定しなくてもよい。よって主増幅器11
の応答速度を落すことなく誤差値の小さい電流・電圧制
限回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の一実施例を示す接続図、第2図はこ
の考案の変形実施例を示す接続図、第3図及び第4図は
従来の技術を説明するための接続図である。 10:プログラマブル電源、11:主増幅器、20:負荷、30:DA
変換器、40:電流測定回路、50:電流制限回路、51A,51B:
演算増幅器、53A,53B:制限値を出力するDA変換器、55A,
55B:ダイオードスイッチ、56A,56B:補正電圧発生回路。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】A.負荷に対して規定した電圧又は規定した
    電流を印加する主増幅器と、 B.この主増幅器から負荷に与えられる電流測定値又は電
    圧測定値に対応した電圧信号が一方の入力端子に与えら
    れ、他方の入力端子には入力抵抗器を通じて電流制限値
    又は電圧制限値に対応する電圧信号が比較電圧源から与
    えられ、入力抵抗器との抵抗比によって利得が規定され
    る帰還抵抗器を具備した演算増幅器と、 C.この演算増幅器の出力と上記主増幅器の入力端子との
    間に挿入されたダイオードスイッチと、 D.上記演算増幅器の出力端子と共通電位点の間に接続さ
    れ上記帰還抵抗器の一端に上記演算増幅器の出力電圧か
    ら上記ダイオードスイッチの電圧降下に相当する電圧を
    差し引いた補正電圧を与える補正電圧発生回路と、 によって構成した電流・電圧制限回路。
JP8561788U 1988-06-27 1988-06-27 電流・電圧制限回路 Expired - Lifetime JPH0639344Y2 (ja)

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