JPH1054860A - 受光装置の試験方法 - Google Patents

受光装置の試験方法

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JPH1054860A
JPH1054860A JP21237696A JP21237696A JPH1054860A JP H1054860 A JPH1054860 A JP H1054860A JP 21237696 A JP21237696 A JP 21237696A JP 21237696 A JP21237696 A JP 21237696A JP H1054860 A JPH1054860 A JP H1054860A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光装置の増幅回路に設けた直流電流供給回
路の能力の正確な測定をする。 【解決手段】 受光装置1の入力端子INに定電流源9
を接続し、増幅回路AMPの出力端子Amp−Outに
電圧計8を接続する。定電流源9により入力端子INに
電流を流し、増幅回路AMPを動作させる。出力電圧を
電圧計8により複数回測定する。測定値のばらつきから
分散を求め、その値から直流電流供給回路7の良否を判
定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光電変換素子と増
幅回路等の信号処理回路とが設けられた受光装置に係
り、特に増幅回路の飽和を防止するための電流バイアス
回路が設けられた増幅回路の試験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】データ伝送用の赤外線信号受信機に使用
される受光装置1は、図7に示すように、光信号(赤外
線信号)を受光して光電流信号を発生する光電変換素子
であるフォトダイオード2と、光電流信号を増幅する増
幅回路AMPと、増幅回路AMPの出力をスレッシュレ
ベルVthと比較するコンパレータ3とを備えている。
【0003】増幅回路AMPは、フォトダイオード2に
接続されたヘッドアンプとしての第一増幅器4と、第一
増幅器4にコンデンサ5を介して接続された交流アンプ
としての第二増幅器6とからなり、第二増幅器6によっ
て低周波外乱光による出力分が除去される。
【0004】そして、このような赤外線信号受信機で
は、図8(a)に示すように、赤外線信号送信機の発光
ダイオード(LED)等の発光素子から一定の規則に則
ってパルス駆動された光信号が送信されたとき、フォト
ダイオード2で光信号を受光して光電流信号に変換す
る。
【0005】そして、その光電流信号を第一増幅器4お
よび第二増幅器6で電圧に変換して増幅し、その増幅し
た出力信号をコンパレータ3に入力する。コンパレータ
3では、その信号を図9の如く、スレッシュレベルVt
hと比較してそれに対応する信号を作り、出力端子Vo
から出力する。こうして、赤外線信号送信機から送信さ
れる元の信号に応じたパルス信号を取り出す。 ところで、受光装置1では、フォトダイオード2に太陽
光や白熱灯等の外乱光が照射されると、その外乱光によ
って発生する直流の光電流のために第一増幅器4が飽和
し、元の信号に応じたパルス信号を確実に再生できない
不具合が発生する。
【0006】これは、フォトダイオード2に光信号とと
もに外乱光が入射されると、図8(b)に示すように、
光電流信号に大きな直流電流成分が含まれ、通常では第
一増幅器4が飽和してしまい、正常な信号(電圧)の増
幅が行えなくなるためである。
【0007】そこで、上記受光装置1の増幅回路AMP
には、外乱光による直流電流成分を除去し、第一増幅器
4の動作レンジを拡大して飽和しないようにするため
に、電流バイアス回路として直流電流供給回路(オート
バイアスカレントコントロール回路)7が設けられてい
る。
【0008】従来、上記のような受光装置1のウェハテ
スト(ウェハ状態での試験)において、直流電流供給回
路7の良否試験では、受光装置1の入力端子INに電圧
計8と定電流源9とを接続し、その入力端子INから電
流を引き抜き(入力側から負の電流を流し込み)、その
ときの受光装置1の入力端子INでの電圧を電圧計8に
より測定している。そして、この電圧の測定値の大きさ
が正常であるか否かで直流電流供給回路7の良否を判定
している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように直流電流供給回路7の良否判定を行う試験方法で
は、受光装置1の入力端子INでの電圧が正常であった
場合でも、直流電流供給回路7の能力が不十分であれば
第一増幅器4が飽和し、受光装置1が正常に動作しない
場合が発生し、直流電流供給回路7の良否判定を正確に
行うことができない。
【0010】また、上記のような受光装置1において、
増幅回路AMPのアンプゲイン(増幅利得)を求める場
合、受光装置1の入力端子INから所定の信号を入力
し、増幅回路AMPの出力端子Amp−Outから出力
される信号を直接測定して求めてもよいが、受光装置1
がウェハ状態である場合では、周囲のノイズ環境等の影
響により測定が困難であった。
【0011】本発明は、上記に鑑み、電流バイアス回路
の能力の正確な測定が行え、かつ周囲のノイズ環境等の
影響を受けることなく増幅回路のアンプゲインを求める
ことができる受光装置の試験方法を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題解決手段は、光
を電流に変換する光電変換素子と、光電変換素子で変換
された電流を増幅する増幅回路と、増幅回路の飽和を防
ぐ電流バイアス回路とを備えた受光装置において、増幅
回路を動作させてその出力電圧を複数回測定し、測定値
のばらつきの分散から電流バイアス回路の良否の判定を
行うものである。これにより、増幅回路の出力が正常で
あるにもかかわらず、電流バイアス回路の能力が中途半
端であるような場合もあるが、このような場合でも正確
に電流バイアス回路の良否判定が行える。
【0013】このとき、測定値のばらつきと増幅回路の
アンプゲインには相関関係があり、増幅回路の出力電圧
を測定するだけで間接的にアンプゲインを求めることが
できる。
【0014】さらに、上記受光装置の試験方法におい
て、受光装置の入力端子に定電流源を接続して増幅回路
を動作させると、受光装置の入力端子に流す電流を一定
にすることができ、増幅回路に入力される入力電流の変
動による悪影響が少なくなる。
【0015】また、受光装置が光電変換素子と増幅回路
と電流バイアス回路とが同一チップ内に集積化されたも
のでも、光電変換素子に光を照射して増幅回路を動作さ
せると、上記と同様に電流バイアス回路の良否判定が正
確に行え、かつ、受光装置の周囲のノイズ環境に影響を
受けず容易に増幅回路のアンプゲインを間接的に測定で
きる。また、増幅回路を動作させるための定電流源を受
光装置に接続する必要がなくなり、さらに光電変換素子
の試験も同時に行なうことができる。
【0016】このとき、光電変換素子に照射される光を
検出して光量を一定になるように制御すると、再現性の
良い試験が行え、増幅回路に入力される入力電流の変動
による悪影響が少なくなり、正確に試験を行うことが可
能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第一の実施形態)本実施形態の受光装置1は、フォト
ダイオード2、増幅回路AMP、コンパレータ3、直流
電流供給回路7とを備えており、図7に示した従来のも
のと同じものである。そして、増幅回路AMPのウェハ
テストを行うために、本実施形態では、従来の受光装置
1のウェハテストのように、電圧計8を受光装置1の入
力端子INに接続するのではなく、図1に示すように、
増幅回路AMPの出力端子Amp−Outに電圧計8を
接続し、定電流源9により入力端子INから直流電流を
流す(入力側から電流を引き抜くか、または入力側に電
流を流し込む)ことにより増幅回路AMPを動作させ、
そのときの増幅回路AMPの出力電圧(アンプ出力直流
電圧)を電圧計8で測定するものである。このとき、定
電流源9により電流を供給しているので、非常に安定し
た電流が流せる。なお、受光装置1への電圧計8の接続
および定電流源9の接続は、プローブカードを介して行
う。このプローブカードは、テスト時に外部の計測器等
と回路のテストパッドとをプローブを介して接触させる
ための電気的デバイスである。
【0018】まず、入力端子INに電流を流し、そのと
きのアンプ出力直流電圧を電圧計8により測定する。そ
して、このときの電圧の測定値を正常時の電圧値と比較
することにより増幅回路AMPが正常か否かを判定す
る。
【0019】ここで、受光装置1への入力電流と増幅回
路AMPのアンプゲインとの相関関係は、図2に示すよ
うに、受光装置1が良品であると、入力電流を大きくし
ていった時のアンプゲインの減少は緩やかである。一
方、不良品であると、アンプゲインは入力電流に対して
反比例して減少する。
【0020】この結果が正常でないと判定された場合、
テスト不合格として、その受光装置1が不良品であるこ
とを表示するために赤インク(Bad Mark)を付
ける。そして、その受光装置1のテストは終了して、別
の受光装置1のテストに移る。なお、アンプ出力直流電
圧の測定値が正常でない場合には、以下に述べる測定を
正しく行うことができない。
【0021】測定値の判定の結果が正常な場合は、続け
てアンプ出力直流電圧を複数回(例えば10回程度)測
定する。
【0022】このとき、直流電流供給回路7が正常であ
る場合、図2のa点における入力電流値のアンプ出力直
流電圧波形をみると、図3(a)に示すように振幅B1
が大となり、複数回(例えば10回)アンプ出力直流電
圧を測定したとき測定値がばらつく。また、アンプ出力
直流電圧が正常であるにもかかわらず直流電流供給回路
7が不良である場合、図2のb点における入力電流値の
アンプ出力直流電圧波形をみると、図3(b)に示すよ
うに振幅B2が小となり、複数回(例えば10回)アン
プ出力直流電圧を測定したときの測定値のばらつきが少
ない。
【0023】これは、第一増幅器4が飽和することなく
正常に動作していれば、すなわち直流電流供給回路7が
正常に機能していれば、第二増幅器6の出力側の電圧に
はノイズ(増幅回路AMP自身から発生するノイズ等)
が発生し、アンプ出力直流電圧の測定値がばらつき、大
きな分散が発生するからである。
【0024】それに対して、第一増幅器4が飽和して正
常に動作していないとき、すなわち直流電流供給回路7
の動作が不十分であるときは、第二増幅器6の出力側に
発生するノイズが小さくなり、アンプ出力直流電圧の測
定値のばらつきが小さくなり、分散が小さくなるからで
ある。
【0025】このようなことから、測定値の分散の値か
ら直流電流供給回路7の良否判定が行える。分散は、ア
ンプ出力直流電圧の測定値xと、測定回数nから次の式
より求めることができる。
【0026】
【数1】
【0027】したがって、上式より求めた分散値を直流
電流供給回路7が正常であるときの分散値あるいは直流
電流供給回路7が不良であるときの分散値と比較するこ
とにより、直流電流供給回路7の良否判定を行い、最終
的に受光装置1の良品、不良品を区別する。
【0028】また、アンプ出力直流電圧波形の振幅(測
定ばらつきの振幅)と増幅回路AMPのアンプゲインと
の相関関係を図4に示す。これより、アンプゲインは測
定ばらつきの振幅に比例することがわかる。したがっ
て、アンプ出力直流電圧を測定し、測定ばらつきの振幅
が分かれば、アンプゲインが求められる。すなわち、測
定ばらつきの振幅からアンプゲインを間接的に求めるこ
とができる。
【0029】このように、受光装置1の入力端子INに
電流を流して増幅回路AMPを駆動し、その出力端子A
mp−Outから出力されるアンプ出力直流電圧を複数
回測定するだけで、その測定値のばらつきの分散から直
流電流供給回路7の良否を正確に判定できる。したがっ
て、直流電流供給回路7の電流供給能力を簡易な方法で
試験することができる。
【0030】さらに、測定値のばらつきの振幅とアンプ
ゲインとは相関関係にあることから、特別な測定を行う
ことなしにノイズ環境に影響されずに正確かつ容易にア
ンプゲインを求めることができる。
【0031】また、受光装置1の入力端子INに定電流
源9により電流を供給して、アンプ出力直流電圧を測定
しているので、入力電流の変動による悪影響が少なくな
り、安定した受光装置1の試験が可能となる。
【0032】さらに、一回目のアンプ出力直流電圧の測
定で回路全体の良否の判定することができ、不合格の場
合次の無用なテストをする必要がなくなり、非常に効率
よくテストが行える。
【0033】(第二の実施形態)本実施形態の受光装置
1は、フォトダイオード2および増幅回路AMP、直流
電流供給回路7、コンパレータ3等の信号処理回路が同
一チップ内に集積化されてなる。そして、このモノシリ
ック化された受光装置1のウェハテストは、図5に示す
ように、発光ダイオード(LED)20によりフォトダ
イオード2に直接光(P)を照射し、光電流信号を発生
させて、入力側から電流を引き抜くものである。LED
20には、定電流源9が接続され、その定電流源9から
一定の電流を供給することにより駆動する。なお、その
他の構成部材は第一の実施形態と同じであり、同じもの
には同符号を付す。
【0034】このような構成により、LED20を駆動
し光を放射させ、フォトダイオード2がその光を受光し
て光電流に変換し、その光電流により増幅回路AMPを
動作させる。そして、このときの増幅回路AMPの出力
端子Amp−Outに出力されるアンプ出力直流電圧を
電圧計8により測定する。なお、このときアンプ出力直
流電圧が無かった場合は、フォトダイオード2の動作不
良であると判定できる。
【0035】以後、第一実施形態と同様に、測定値から
受光装置1の回路が正常であるか否かを判定し、正常で
なければ不良品として処理する。正常ならば続いてアン
プ出力直流電圧を複数回(例えば10回程度)測定し、
その測定値のばらつきの分散を求め、直流電流供給回路
7の良否判定を行う。また、測定値のばらつきの振幅か
ら間接的にアンプゲインを求める。
【0036】このとき、図6の如く、フォトダイオード
2に照射されるLED20からの光をプローブカード2
1上に設けたモニタ用のフォトダイオード22により検
出しておく。そして、フォトダイオード2に照射される
その光量が一定になるように、制御回路等によりLED
20に流す電流値を制御する。
【0037】このように、フォトダイオード2に光を照
射することにより、受光装置1に電流を流して増幅回路
AMPを駆動しているので、第一の実施形態と同様に直
流電流供給回路7の良否判定が正確に行え、かつ、受光
装置1の周囲のノイズ環境に影響を受けず容易に増幅回
路AMPのアンプゲインを求めることができる。
【0038】また、増幅回路AMPを動作させるための
電流源である定電流源9等を受光装置1に接続する必要
がなくなり、さらにフォトダイオード2の動作の有無の
試験も同時に行なうことができるので、受光装置1の試
験時間を短縮できる。
【0039】さらに、フォトダイオード2に照射される
光を検出してその光量を一定になるように制御している
ので、正確に再現性の良い測定が行える。そのため、フ
ォトダイオ−ド2に照射される光量が変化したことによ
るアンプ出力直流電圧の変動が少なくなり、正確な試験
を行うことが可能となる。
【0040】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多く
の修正および変更を加え得ることは勿論である。例え
ば、第一の実施形態においても、フォトダイオードに光
を照射することにより増幅回路を動作させてもよい。ま
た、電圧計を第一増幅器と第二増幅器との間に接続して
アンプ出力直流電圧を測定してもよい。
【0041】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、受光装置の増幅回路を動作させてその出力電圧
を複数回測定し、その測定値のばらつきの分散を求める
ことにより、電流バイアス回路の良否を正確かつ簡易に
判定できる。さらに、測定値のばらつきがアンプゲイン
に対応しているので、アンプゲインを測定するための試
験を行う必要がなく容易にアンプゲインを求めることが
できる。
【0042】また、受光装置の入力端子に定電流源を接
続して増幅回路を動作させることにより出力電圧を測定
しているので、入力電流の変動による悪影響が少なくな
り、安定した受光装置の試験が可能となる。
【0043】そして、モノシリック化受光装置に対して
は、光電変換素子に光を照射することにより増幅回路を
動作させているので、定電流源を受光装置に接続する必
要がなくなる。しかも、光電変換素子の動作の有無の試
験も同時に行うことができるので、受光装置の試験時間
を短縮できる。
【0044】また、光電変換素子に照射される光を検出
して光量を一定になるように制御しているので、正確に
再現性の良い測定が行える。そのため、光電変換素子に
照射される光量が変化したことによる受光装置の出力電
圧の変動が少なくなり、正確な試験を行うことが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態の受光装置の等価回路
および試験回路を示す図
【図2】アンプゲインと入力直流電流との関係を示す図
【図3】増幅回路のアンプ出力直流電圧波形を示す図
で、(a)は直流電流供給回路が正常である場合、
(b)は直流電流供給回路が不良の場合
【図4】測定ばらつきの振幅とアンプゲインとの関係を
示す図
【図5】第二の実施形態の受光装置の等価回路および試
験回路を示す図
【図6】プローブカードを使用したときの概略図
【図7】従来の受光装置の等価回路および試験回路を示
す図
【図8】光電流信号の波形を示し、(a)は外乱光のな
いときの波形を示す図、(b)は外乱光が混在したとき
の波形を示す図
【図9】第二増幅器の出力とコンパレータの出力とを示
す図
【符号の説明】
1 受光装置 2 フォトダイオード 4 第一増幅器 6 第二増幅器 7 直流電流増幅回路 8 電圧計 9 定電流源 20 LED 21 プローブカード AMP 増幅回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を電流に変換する光電変換素子と、該
    光電変換素子で変換された電流を増幅する増幅回路と、
    該増幅回路の飽和を防ぐ電流バイアス回路とを備えた受
    光装置において、前記増幅回路を動作させてその出力電
    圧を複数回測定し、測定値のばらつきの分散から前記電
    流バイアス回路の良否の判定を行うことを特徴とする受
    光装置の試験方法。
  2. 【請求項2】 光を電流に変換する光電変換素子と、該
    光電変換素子で変換された電流を増幅する増幅回路と、
    該増幅回路の飽和を防ぐ電流バイアス回路とを備えた受
    光装置において、前記増幅回路を動作させてその出力電
    圧を複数回測定し、測定値のばらつきから間接的に前記
    増幅回路のアンプゲインの測定を行うことを特徴とする
    受光装置の試験方法。
  3. 【請求項3】 前記受光装置の入力端子に定電流源を接
    続して前記増幅回路を動作させることを特徴とする請求
    項1または2記載の受光装置の試験方法。
  4. 【請求項4】 前記受光装置は、前記光電変換素子と前
    記増幅回路と前記電流バイアス回路とが同一チップ内に
    集積化されてなり、前記光電変換素子に光を照射して前
    記増幅回路を動作させることを特徴とする請求項1また
    は2記載の受光装置の試験方法。
  5. 【請求項5】 前記光電変換素子に照射される光を検出
    して、その光量が一定になるように制御することを特徴
    とする請求項4記載の受光装置の試験方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006310333A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Sony Corp 受光デバイス測定装置および方法
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KR20200137958A (ko) * 2019-05-31 2020-12-09 주식회사 아도반테스토 시험 장치, 시험 방법 및 프로그램

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