JPH07264038A - 電圧クランプ回路 - Google Patents

電圧クランプ回路

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JPH07264038A
JPH07264038A JP6053762A JP5376294A JPH07264038A JP H07264038 A JPH07264038 A JP H07264038A JP 6053762 A JP6053762 A JP 6053762A JP 5376294 A JP5376294 A JP 5376294A JP H07264038 A JPH07264038 A JP H07264038A
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JP
Japan
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voltage
circuit
output
input
type
Prior art date
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JP6053762A
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English (en)
Inventor
Akio Mugishima
昭夫 麦島
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はICテスタ等のドライバ回路に使用す
る電圧クランプ回路であって、構造的に単純でしかも高
速で正確な電圧クランプが可能な電圧クランプ回路を提
供するものである。 【構成】N型FET11とP型FET12を備え、前記
N型及びP型のFETのゲートを共通に接続して入力端
子17とし、かつ前記N型FETのソース及び基板と前
記P型FETのソース及び基板を接続して出力端子18
とし、前記N型FETと前記P型FETの少なくともい
ずれか一方のドレイン側にクランプすべき電圧を供給す
る電圧源(13、14)を接続したことを特徴とした電
圧クランプ回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路の電圧ク
ランプ回路に関し、詳しくは重負荷に対しても大電流を
高速で供給し得る高精度の電圧クランプが可能な電圧ク
ランプ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に電子部品や電子機器等の測
定装置では重負荷に対し電圧印加する場合も多く、例え
ば図7に示すICテスタ装置ではテスタの制御回路71
からの出力をドライバ回路72を介してIC等の被測定
回路(DUT)73に設定電圧を供給している。ドライ
バ回路72にはDUT73のテスト入力数(n)に応じ
た数のドライバ回路721、722 ・・・、72nが設け
られている。各ドライバ回路には図5に示すような電流
クランプ(リミッタ)付きドライバ回路が用いられてい
た。
【0003】図5において入力電圧は入力端子38bよ
り入力され、オペアンプ21b及び抵抗22b、23b
によるバッファ回路(NULLアンプ)2bと抵抗36
を介して、オペアンプ31b及び抵抗32b、33b、
35bからなる出力ドライバ用のバッファ回路3bに接
続され、その出力が出力端子39bに接続される。電流
検出用抵抗35bの両端は、一方は出力端子39bに与
える影響を小さくするためのボルテージフォロアによる
バァファ回路4bを介し、他方はオペアンプ31bの出
力から直接コンパレータ42bの各入力に接続され、そ
の出力は所定の出力電流で出力クランプするためのクラ
ンプ回路5の入力5aに接続され、クランプ回路5の出
力5bはドライバ回路3bの入力に接続される。バッフ
ァ回路3bの出力電流が電流検出用抵抗35b及びコン
パレータ回路42bにより電圧として検出され、クラン
プ電圧として設定した所定の電圧になればバッファ回路
3bの入力電圧がクランプされ、出力電圧及び電流クラ
ンプが行われる。
【0004】クランプ回路5は入力5aからの入力電圧
をクランプすべき高電圧側のクランプ電圧53(VH)
及びクランプすべき低電圧側のクランプ電圧56(V
L)と比較するためのコンパレータ回路51及び54
と、コンパレータ回路51及びコンパレータ回路54の
出力の逆流を各々防止するダイオード52及び55から
なり、入力5aからの入力電圧はコンパレータ回路51
及び54によりVH及びVLと比較され、VHよりも高
い電圧が入力された場合にはコンパレータ回路51の出
力がダイオード52を介して出力5bをVHの電圧にク
ランプし、VLよりも低い電圧が入力された場合にはコ
ンパレータ回路54の出力がダイオード55を介して出
力5bをVLの電圧にクランプする。
【0005】また、従来の他のクランプ回路例を図6に
示す。図6では入力バッファ回路2cと、オペアンプ3
1c及び抵抗32c、33cからなる出力バッファ回路
3cとの間にツェナーダイオード63、64からなるク
ランプ回路6が抵抗62を介して設けられており、出力
バッファ回路3cの入力は(ツェナー電圧VZ)+(順
方向電圧VF)の和電圧にクランプされる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記のようなクランプ
(リミッタ)回路は、負荷回路をオーバードライブとな
る大きな入力信号から保護したり、信号電圧を一定値以
上に振らせないようにするために使われていた。しかし
ながら、上記のような出力電圧のクランプ付きドライバ
回路では、図5の場合のクランプ電圧は比較的精度良く
設定できるが回路構成が複雑になり、図6の場合のクラ
ンプ電圧は構成は簡単であるがツェナー電圧によってク
ランプ電圧が決定されるためクランプ電圧を自由に設定
できなく、しかもクランプ電圧があまり正確でなくスピ
ードも遅いという問題があった。
【0007】そこで本発明はこれらの問題を解決し、構
造的に単純でしかも高速で正確な電圧クランプが可能な
ドライバ回路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の問題を解決するた
めに本発明の請求項1の電圧クランプ回路は、N型FE
TとP型FETを備え、前記N型及びP型のFETのゲ
ートを共通に接続して入力端子とし、かつ前記N型FE
Tのソース及び基板と前記P型FETのソース及び基板
を接続して出力端子とし、前記N型FETと前記P型F
ETの少なくともいずれか一方のドレイン側にクランプ
すべき電圧を供給する電圧源を接続したことを特徴とす
る。
【0009】また、本発明の請求項2の電圧クランプ回
路は前記N型及びP型FETの少なくとも一方のゲート
と前記入力端子との間に、入力電圧制御用の電圧源を接
続したことを特徴とする。
【0010】
【作用】請求項1の発明によれば、FETのドレイン側
に電圧源を設けソース側を出力にすることにより、構造
的に単純でしかも高速で正確な電圧クランプの設定が可
能になる。請求項2の発明によれば、FETのゲートと
入力端子間に電圧源を設けることにより更にクランプ電
圧設定の自由度が高められる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例であるICテスタ用ド
ライバ回路を図1〜図3を用いて説明する。図3のドラ
イバ回路は入力端子38に接続する入力側バッファ回路
2と出力端子39に接続する出力側バッファ回路3とバ
ッファ回路2、3間に設けた出力電圧クランプ回路1か
らなる。バッファ回路2はオペアンプ21及び抵抗2
2、23で構成された反転増幅器であり、バッファ回路
3はオペアンプ31及び抵抗32、33で構成された反
転増幅器であり、各々のオペアンプの正電源、負電源を
VDD、VEEとする。
【0012】電圧クランプ回路1はN型MOSFET1
1とP型MOSFET12を備え、N型及びP型のMO
SFET11、12のゲートを共通に接続して入力端子
17とし、かつN型MOSFET11のソース及び基板
とP型MOSFET12のソース及び基板をそれぞれ接
続して出力端子18とするMOS回路で構成されてい
る。N型MOSFET11とP型MOSFET12の各
ドレイン側にクランプすべき電圧を供給する電圧源1
3、14をそれぞれ接続している。また、N型及びP型
MOSFET11、12の各ゲートと入力端子17の間
に、入力電圧制御用の電圧源15、16を接続してい
る。
【0013】次に、上記ドライバ回路における電圧クラ
ンプ動作を説明する。図1及び図2において、クランプ
すべき高電圧側の電圧源13によるクランプ電圧VH及
びクランプすべき低電圧側の電圧源14によるクランプ
電圧VLと、バッファ回路2、3の動作電圧(VDD及
びVEE)と、出力端子18の出力電圧(VO)との関
係はVEE+VTHP<VL≦VO≦VH<VDD−V
THNとなっており、更にN型及びP型MOSFET1
1、12のしきい値電圧を各々VTHN及びVTHP、
入力電圧制御用の電圧源15、16を各々VTH1及び
VTH2、入力端子17に入力される電圧をVIとすれ
ば、N型及びP型MOSFET11、12が飽和するま
で(VI+VTH1−VTHN<VH−VO,VI−V
TH2+VTHP<VO−VL)の間は入力電圧に応じ
て出力電圧も変化するバァファアンプとして動作し、N
型及びP型MOSFET11、12が飽和(VI+VT
H1−VTHN≧VH−VO,VI−VTH2+VTH
P≧VO−VL)すれば、出力はVHまたはVLに低抵
抗で接続され電圧クランプされるので、図2に示すよう
な入出力特性を得ることができる。
【0014】図2を更に説明する。実線はVTH1=V
TH2=0VでかつVH及びVL共に設定した場合の入
出力特性であり、VH=VDDの場合にはVHからVD
Dにつながる点線Aのような入出力特性になり、VL=
VEEの場合にはVLからVEEにつながる点線Bのよ
うな入出力特性になる。VTH1またはVTH2が電圧
を持っている場合には入出力特性が一点鎖線C1、C2
のようにシフトする。
【0015】本実施例に関する電圧クランプ回路1はN
型及びP型MOSFETからなる構成素子数の少ない簡
単な構成であり、しかも各々MOSFETのゲート・ソ
ース間電圧が大きくなるに従いソース・ドレイン電流が
増加するので、負荷の大きさによって電流の立ち上がり
・立ち下がり時間が変化することが抑えられ、出力の遷
移時間を短く抑えられるという特徴がある。従って、本
発明に関するクランプ回路を用いることによって、電圧
クランプ機能を持ったICテスタ用のドライバ回路を従
来に比べ簡単に構成できる。また本発明の電圧クランプ
回路1は、出力バッファ回路に直接接続でき、その出力
が入力端子38に影響を与えることがないので入力バッ
ファ回路2の省略も可能となり、その場合更に大幅な回
路削減が可能になる。
【0016】クランプ電圧VH及びVLは上記実施例で
は定電圧源を使用しているが可変電圧源を使用しても良
い。また、VTH1及びVTH2は前記のように入力電
圧とクランプ電圧の間で電圧差を持たせる場合に適し、
VTH1またはVTH2のみを設定したり、電圧差を持
たせる必要が無い場合にはN型及びP型MOSFET
1、2のゲートを直接入力17に接続しても良い。ま
た、電圧源としてダイオードの順方向電圧VFを使用し
て構成しても良い。更に、上記実施例ではN型及びP型
MOSFETを使用しているが、接合型電界効果トラン
ジスタ(J FET)を使用しても良い。
【0017】次に、本発明をテスタの出力回路に応用し
た場合の実施回路例を図4に示す。同図において、上記
実施例と同様の回路要素には同一の符号を付している。
図4のドライバ回路は入力端子38a、38bに接続す
る入力側バッファ回路2aと出力端子39aに抵抗35
を介して接続する出力側バッファ回路3aとバッファ回
路2a、3a間に設けた本発明による電圧クランプ回路
1と出力電圧検出用のバッファ回路4と負帰還をかける
ためのバッファ回路6及びバッファ回路7とからなり、
バッファ回路6の出力は抵抗25を介してオペアンプ2
1aの入力に接続されると共に抵抗34aを介してオペ
アンプ31aの入力に接続され、バッファ回路7の出力
は抵抗24を介してオペアンプ21aの入力に接続され
る。また、電圧クランプ回路1の出力18及びオペアン
プ31aの出力はそれぞれ抵抗23a及び抵抗26を介
してオペアンプ21aの入力に負帰還され、バッファ回
路4の出力は抵抗47aを介してバッファ回路7の入力
になり、オペアンプ46の反転入力端子には抵抗47b
を介して基準電圧源49が接続される。バッファ回路2
aはオペアンプ21a及び抵抗23a、24、25、2
6で構成された加算器、バッファ回路3aはオペアンプ
31a及び抵抗32a、33a、34aで構成された反
転増幅器、バッファ回路6はオペアンプ42及び抵抗4
3、44で構成された反転増幅器、バッファ回路7はオ
ペアンプ46及び抵抗47a、47b、48で構成され
た反転増幅器、抵抗35(Rs)は出力の電流検出用抵
抗である。
【0018】本実施例では、抵抗35を流れる電流がV
H/RsまたはVL/Rsと等しくなったときクランプ
機能が働いて電圧クランプ回路1の出力18がクランプ
される構成になっており、クランプ機能が動作している
時は出力電流はVHまたはVLと抵抗35の値のみによ
り決定された出力電流になる電流制限機能を持つという
特徴がある。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電圧クラ
ンプ回路の構成が従来回路に比べ大幅に簡略化され集積
化が容易になり、コスト削減が可能になるという効果を
有すると共に、高速動作が可能になるという効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した電圧クランプ回路の回路図で
ある。
【図2】図1の電圧クランプ回路の入出力特性図であ
る。
【図3】本発明の実施例を示すテスタ用ドライバ回路の
回路図である。
【図4】本発明の別の実施例を示すテスタ用ドライバ回
路の回路図である。
【図5】従来の電圧クランプ回路を示す回路図である。
【図6】従来の別の電圧クランプ回路を示す回路図であ
る。
【図7】ICテスタ装置の回路構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 電圧クランプ回路 11
N型MOSFET 12 P型MOSFET 13、14
電圧源 15、16 (入力電圧制御用)電圧源 17
入力端子 18 出力端子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N型FETとP型FETを備え、前記N
    型及びP型のFETのゲートを共通に接続して入力端子
    とし、かつ前記N型FETのソース及び基板と前記P型
    FETのソース及び基板を接続して出力端子とし、前記
    N型FETと前記P型FETの少なくともいずれか一方
    のドレイン側にクランプすべき電圧を供給する電圧源を
    接続したことを特徴とする電圧クランプ回路。
  2. 【請求項2】 前記N型及びP型FETの少なくとも一
    方のゲートと前記入力端子との間に、入力電圧制御用の
    電圧源を接続した請求項1に記載の電圧クランプ回路。
JP6053762A 1994-03-24 1994-03-24 電圧クランプ回路 Pending JPH07264038A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009247094A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Nippon Soken Inc 電圧クランプ回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009247094A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Nippon Soken Inc 電圧クランプ回路

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