JPH08292242A - 遅延時間安定化回路 - Google Patents

遅延時間安定化回路

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JPH08292242A
JPH08292242A JP7123171A JP12317195A JPH08292242A JP H08292242 A JPH08292242 A JP H08292242A JP 7123171 A JP7123171 A JP 7123171A JP 12317195 A JP12317195 A JP 12317195A JP H08292242 A JPH08292242 A JP H08292242A
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delay
cmos
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稔 小林
Shinichiro Kuroe
真一郎 黒江
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体IC試験装置の基準となるタイミング
発生回路における遅延時間安定化回路を提供する。 【構成】 CMOS可変遅延回路160の遅延時間を制
御する遅延制御回路81とDUTの試験の際、試験に必
要な周期を発生する周期発生部11と診断用ループ形成
スイッチ51とLoop回路71の周期を測定する周期
測定カウンタ71を有した遅延時間安定化回路におい
て、診断用ループ形成スイッチ51を1に入れて校正を
開始する、スタートパルス発生回路21に1発トリガを
入力すると指定のn発パルスを発生する、その信号はC
MOS可変遅延回路160を通過してLoop回路71
から1/n分周回路を通過する、その際n発のパルスは
1/nされ閉回路Loop回路71で一定の周期信号が
ループする。DUTの試験の際、試験に必要な周期を発
生する周期発生部11の信号に校正の際1/nする信号
を一致させCMOSゲートの発熱量を一致させた。

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IC試験装置の
基準となるタイミング発生回路における遅延時間安定化
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体IC試験装置(以下ICテスタと
称する)で試験開始に当たって必ず校正を行う、被試験
用半導体IC(以下DUTと称する)を試験する場合、
校正と実際の試験では周波数条件が異なるため誤差を生
じた。それはタイミング発生回路における遅延時間の異
なりが回路を構成しているCMOSゲート群の周囲温度
の差となるためである。
【0003】半導体試験装置内部のタイミング発生器の
ブロック図を図6に示す。DUTを実測の場合に指定周
期を発生する周期発生部10と遅延発生部100の遅延
時間を制御する遅延制御回路80と論理データとタイミ
ング・パルスを合成して、試験に必要な波形に成形する
波形整形部110とDUTの各ピンと接続されたそのピ
ン専用の計測用回路であるピンエレクトロ120で構成
されている。DUTを試験する際、半導体試験装置全体
が1動作、即ち1パターンの動作をDUTのサイクル・
タイムに対応させて行うタイミング発生器の中で不安定
な要素が遅延発部100を構成するCMOSゲート群に
あり、周囲温度が変化して遅延時間に誤差が発生した。
【0004】遅延回路はCMOSの半導体ICのチップ
を集積回路にして使用することが多く、動作周波数によ
って内部温度が上昇することによってCMOSゲートの
遅延時間を変化させた。タイミング発生回路における遅
延時間を安定化させることは試験の精度向上のため不可
欠なことで、安定化について対策が打たれている。一般
に、CMOSやBICOS等のICのように、ゲートの
遅延時間が温度変化によって変動することに対し、安定
するための方策が取られた。
【0005】従来技術で多く使用している遅延時間安定
化策として、CMOSやBICOS等のICの使用温度
の変動をさせないため、CMOSやBICOS等の半導
体ICのチップの周辺温度を制御することにより信号伝
搬遅延時間を一定に調整するように設定されている。そ
れは、ICのチップの周辺温度補正のため、温度センサ
とヒータを設け、IC内部の温度制御を行っている(例
えば特開平1−114067号公報参照)。
【0006】従来技術による温度補正回路の一つの概念
図を図7に示す。図7に示すように遅延信号の通過する
CMOSやBICOS等のICゲートを温度センサとヒ
ータで囲んで設け、IC内部の温度制御を行い温度を一
定に制御した。
【0007】温度センサとヒータで囲まない他の方式と
しては、CMOSゲートはその特性上、動作周波数によ
り発熱量が変化することを利用して所定の周囲温度にす
るため動作周波数で制御して周囲を一定の温度に保っこ
とを行っている。CMOSゲートで遅延回路を構成した
場合、その原理上、動作周波数と発熱量にはある関係式
を持っている。発熱量をp、周波数をfとした場合p=
K*f(kは比例定数)で表せる。
【0008】動作周波数により発熱量が変化することを
利用した従来技術による例を図面を参照して説明する
と、図4は従来の技術によるCMOS可変遅延回路の一
実施例で、図5はそのタイミングチャートを示す。CM
OS遅延回路60の周囲を一定の温度に保っために、ダ
ミーCMOSゲート68を信号伝搬遅延の通過するCM
OSやBICOS等のCMOSゲート61を囲んで設け
て、ダミーCMOSゲート68を発熱させるために半導
体試験装置の全ての動作基準となっている基準クロック
をダミーCMOSゲート68にアンド・ゲート66を通
じて入力させている。
【0009】伝搬遅延を発生させるCMOSゲート61
はアンド・ゲート64を通して信号が入力されると、そ
のタイミングと同期してダミーCMOSゲート68には
基準クロックが入力されない回路の構成である。タイミ
ングチャートのaのポイントにパルスが入力されるとき
には、cのポイントの基準クロックは入力されなく、a
のポイントにパルスが入力されないとcのポイントは基
準クロックがアンド・ゲート66を通して与えられ、ダ
ミーCMOSゲート68は基準クロックに見合った発熱
量が生じる。
【0010】CMOS可変遅延回路60を使用した遅延
発生部100の一実施例を図3によって説明する。テス
ト信号をDUTの多数のピンに加える、その信号のタイ
ミングは一致しなくてはならず、試験開始とか確認した
い場合に校正を行う。校正の開始に先立って診断用ルー
プ形成スイッチ50を1に入れるとトリガが1発入ると
スタート・パルス発振器20より指定のパルスを出力さ
せオア・ゲート40を通して信号はCMOS可変遅延回
路60に入力され、CMOS可変遅延回路60の出力は
Loop回路70を伝ってフイード・バックされる。L
oop回路70を一巡した後に再び、もとに戻る動作を
繰り返さすことにより、出力に一定の周期信号が現れ
る。その周期を周期測定カウンタ30で測定して、その
周期がある決められた期待値になるように、CMOS可
変遅延回路60を遅延制御回路80が制御する。
【0011】実測の場合は、診断用ループ形成スイッチ
を2に入れ周期発生部10より指定の周期を出力して入
力するCOMS可変遅延回路60は遅延時間を遅延制御
回路80で制御され次段に出力される。CMOS可変遅
延回路60の遅延時間とチップ温度との関係には、遅延
時間に対して0.3%/°Cの関係が有るので、ループ
発振で校正を行った場合の発振周期が例えば数100n
sであって、実際にDUTの測定を行う場合の動作周期
を10nsとすれば、発熱量には10倍の差が発生し
て、それが遅延時間の誤差として現れた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】発熱量を得るためにダ
ミーCMOSゲートを使用したが、CMOS可変遅延回
路はダミーCMOSゲートの使用分だけICをよけいで
ある、それは2倍のICチップを必要としたので、製品
のコストや消費電力の上から好ましく無かった。必要な
CMOSゲートのみで安定な動作が出来ないか課題であ
った。
【0013】校正では発振周期が例えば100nsであ
って、実際にDUTの測定を行う場合の動作周期を10
nsとすれば、発熱量には10倍の差が発生して、それ
が遅延時間の誤差として現れるような遅延発生部ではあ
ってはならないという課題があった。本発明は、遅延発
生部を誤差の発生しない回路構成のCMOS可変遅延回
路として、校正時の温度と、実際のDUTの試験時の温
度の差が発生しない回路構成と、ダミーCMOSゲート
を使用しないCMOS可変遅延回路を提供することを目
的としいる。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のCMOS可変遅延回路においては、発熱量
を得るためのダミーCMOSゲート使用しない手段を設
けた。CMOS可変遅延回路の校正時の温度と、実際の
DUTの試験時の温度の差が発生しない回路構成手段を
設けた。1発のトリガ入力によって指定した数のパルス
を出力できる手段と、n発パルスを入力すると1発のパ
ルスを出力する手段を設けた。
【0015】
【作用】上記のように構成されたCMOS可変遅延回路
は校正時の温度と、実際のDUTの試験時の温度の差が
発生しないように、1発トリガを入力すると指定したn
のパルスを発生するスタートパルス発生回路の出力を入
力する1/n分周回路によって1/nのパルスを発生さ
せて、校正時と実際のDUTの試験時の通過パルスを一
致させてCMOSゲートの発熱量を一致させた。
【0016】実際のDUTの試験は例えば10nsで行
う場合、校正の場合も10nsで行えばCMOS可変遅
延回路の発熱量が等しくなる。Loop回路70の周期
が例えば180nsで有る場合、スタートパルス発生回
路のパルス間隔を18nsとして、そのパルスを1/n
分周回路を通過させることによって10nsの周期で動
作しているのと等価になり、校正の場合と、実際のDU
Tの試験が同一条件の発熱量となるので誤差を最も小さ
くなった。
【0017】
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
本発明の一実施例による遅延時間安定化回路を図1に、
CMOS可変遅延回路を図2に示す。校正の場合と実測
の場合の切替え用として診断用ループ形成スイッチ51
の2の側に入れて実測を開始すると周期発生部11の指
定された出力を入力するCMOS可変遅延回路160は
遅延制御回路81に制御され次段へ信号を出力する構成
である。
【0018】診断用ループ形成スイッチ51を1に入れ
校正を行う、トリガが1発入ると指定の数のパルスを出
力するスタートパルス発生回路21の出力を入力するC
MOS可変遅延回路160はLoop回路70の間に1
/n分周回路90を入れ、nの周期が入ると1/nされ
た周期を出力する、その周期を周期測定カウンタ31で
測定して、Loop回路70の終端をスタートパルス発
生回路21に入れる閉回路となったLoop回路70は
一定の周期信号が現れる回路構成である。
【0019】図2は従来の技術による発熱用として設け
たダミーCMOSゲートを削除したCMOS可変遅延回
路である。遅延時間を制御する遅延制御回路81はノア
・ゲート163を通してアンド・ゲート164、165
に制御信号を入力して、アンド・ゲート165はオア・
ゲート162と接続して、入力信号はアンド・ゲート1
64、165と接続された回路構成において、伝搬遅延
を発生させるCMOSゲート161はアンド・ゲート1
64を通して信号が入力され、オア・ゲート162より
出力される回路構成である。
【0020】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0021】従来技術によるダミーCMOSゲートを削
除したのでICの使用量は半分となり、よけいな消費電
力とダミーCMOSゲートの費用が削減出来た。
【0022】1/n分周回路を設けて、Loop回路で
のスタートパルス発生回路の回路構成を変えCMOS可
変遅延回路を通過する信号を校正時と実際のDUTの試
験時を一致させたので、校正時の温度と実際のDUTの
試験時の温度の差が発生しないようになり遅延時間の誤
差は発生しなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による遅延時間安定化回路の
ブロック図である。
【図2】本発明の一実施例によるCMOS可変遅延回路
のブロック図である。
【図3】従来技術の一実施例による遅延発生部のブロッ
ク図である。
【図4】従来技術の一実施例によるCMOS可変遅延回
路のブロック図である。
【図5】従来技術の一実施例によるCMOS可変遅延回
路のタイミングチャートである。
【図6】従来技術の一実施例による半導体試験装置内部
のタイミング発生器のブロック図である。
【図7】従来技術の一実施例による温度補正回路の一つ
の概念図である。
【符号の説明】
10、11 周期発生部 20、21 スタートパルス発生回路 30、31 周期測定カウンタ 40、62、162 オア・ゲート 50、51 診断用ループ形成スイッチ 60、160 CMOS可変遅延回路 61、161 CMOSゲート 63、163 ノア・ゲート 64、65、66、164、165 アンド・ゲート 67 ノット・インバータ 68 ダミーCMOSゲート 70、71 Loop回路 80、81 遅延制御回路 90 1/n分周回路 100 遅延発生部 110 波形整形部 120 ピンエレクトロ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DUTの試験の際、試験に必要な周期を
    発生する周期発生部(11)と半導体試験装置の校正や
    試験の切り替えを行う診断用ループ形成スイッチ(5
    1)とCMOS可変遅延回路(160)の遅延時間の制
    御を行う遅延制御回路(81)とLoop回路(71)
    の周期を測定する周期測定カウンタ(31)を有する遅
    延時間安定化回路において、 診断用ループ形成スイッチ(51)を1にいれ校正にし
    て、1発トリガを入れると指定のn発パルスを発生する
    スタートパルス発生回路(21)を設け、 n発のパルスを入力して遅延時間を制御されたパルスを
    入力するCMOS可変遅延回路(160)を設け、 CMOS可変遅延回路(160)と接続したLoop回
    路(71)よりn発のパルスを入力し1/nとした出力
    をスタートパルス発生回路(21)に入力する1/n分
    周回路(90)を設け、 以上の構成を具備することを特徴とする遅延時間安定化
    回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載構成手段において、 遅延時間を制御する遅延制御回路(81)と接続したC
    MOS可変遅延回路(160)において、 校正と試験の信号と制御された遅延時間を入力するアン
    ド・ゲート(164、165)を設け、 制御された遅延時間を入力してアンド・ゲート(16
    4、165)に出力するノア・ゲート(163)を設
    け、 アンド・ゲート(164)の信号を入力してオア・ゲー
    ト(162)に出力するCMOSゲート(161)を設
    け、 アンド・ゲート(165)の信号を入力するオア・ゲー
    ト(162)を設け、 以上の構成を具備することを特徴とする遅延時間安定化
    回路。
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