JPH1138053A - インピーダンス測定装置 - Google Patents
インピーダンス測定装置Info
- Publication number
- JPH1138053A JPH1138053A JP19355897A JP19355897A JPH1138053A JP H1138053 A JPH1138053 A JP H1138053A JP 19355897 A JP19355897 A JP 19355897A JP 19355897 A JP19355897 A JP 19355897A JP H1138053 A JPH1138053 A JP H1138053A
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- Japan
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- voltage
- potential
- sample
- circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ４端子法インピーダンス測定装置の電流供給
端子の接触抵抗による測定誤差を低減することを目的と
する。 【解決手段】 試料３に電流供給端子対４a, ４bと電圧
検出端子対５a, ５bを当て、４端子法でインピーダンス
を測定する場合に発生する端子３bと端子４bの間の接触
抵抗による電位差を演算増幅器１３の出力電圧で吸収す
る制御ループを設ける。
端子の接触抵抗による測定誤差を低減することを目的と
する。 【解決手段】 試料３に電流供給端子対４a, ４bと電圧
検出端子対５a, ５bを当て、４端子法でインピーダンス
を測定する場合に発生する端子３bと端子４bの間の接触
抵抗による電位差を演算増幅器１３の出力電圧で吸収す
る制御ループを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は４端子法によるイン
ピーダンス測定装置に関する。
ピーダンス測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、インピーダンス測定装置は、特開
平5-119084号に記載されたものが知られている。図５に
従来のインピーダンス測定装置の構成を示しており、端
子３aおよび端子３bを持つ試料３のインピーダンスは、
電圧源１から抵抗器２および端子４a〜試料３〜端子４b
を経由して電流検出回路７の仮想接地入力端子８に流れ
る供給電流と、端子５aおよび端子５bから差動回路６に
よって検出した電圧とを、演算回路９により検出電圧を
供給電流で除算することにより求められる。この４端子
法は、原理的には測定用リード線の抵抗やプローブ端子
と試料との接触抵抗の影響を受けないとされ、特に低イ
ンピーダンスの測定に広く用いられてきた。
平5-119084号に記載されたものが知られている。図５に
従来のインピーダンス測定装置の構成を示しており、端
子３aおよび端子３bを持つ試料３のインピーダンスは、
電圧源１から抵抗器２および端子４a〜試料３〜端子４b
を経由して電流検出回路７の仮想接地入力端子８に流れ
る供給電流と、端子５aおよび端子５bから差動回路６に
よって検出した電圧とを、演算回路９により検出電圧を
供給電流で除算することにより求められる。この４端子
法は、原理的には測定用リード線の抵抗やプローブ端子
と試料との接触抵抗の影響を受けないとされ、特に低イ
ンピーダンスの測定に広く用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図４のインピーダンス
測定装置において、端子３bと端子４b間にはその接触抵
抗と供給電流の積で定まる接触電位差が発生する。した
がって、端子５bの電位はこの接触電位に等しく、端子
５aの電位はこの接触電位と試料３のインピーダンスに
よる発生電圧との和となる。通常の測定における端子の
当て方では、接触抵抗は数百ミリオームから数オーム程
度にばらつく。したがって、この測定装置で１ミリオー
ムの測定精度を目指した場合、精度分解したい発生電圧
はその数百倍から数千倍のばらつきを有する接触電位に
重畳されているわけである。
測定装置において、端子３bと端子４b間にはその接触抵
抗と供給電流の積で定まる接触電位差が発生する。した
がって、端子５bの電位はこの接触電位に等しく、端子
５aの電位はこの接触電位と試料３のインピーダンスに
よる発生電圧との和となる。通常の測定における端子の
当て方では、接触抵抗は数百ミリオームから数オーム程
度にばらつく。したがって、この測定装置で１ミリオー
ムの測定精度を目指した場合、精度分解したい発生電圧
はその数百倍から数千倍のばらつきを有する接触電位に
重畳されているわけである。
【０００４】差動回路６にとって、この接触電位は同相
（コモンモード）電圧として差動演算精度に悪影響を与
える。一般の演算増幅器において、この程度を同相除去
比（ＣＭＲＲ）と呼び、低周波ではマイナス１００db位
あるが周波数に逆比例して比が低下する。したがって、
高周波信号あるいは高速で低インピーダンスの試料を測
定する場合には、４端子法でも端子の接触抵抗の影響が
大きく出ることが問題であった。
（コモンモード）電圧として差動演算精度に悪影響を与
える。一般の演算増幅器において、この程度を同相除去
比（ＣＭＲＲ）と呼び、低周波ではマイナス１００db位
あるが周波数に逆比例して比が低下する。したがって、
高周波信号あるいは高速で低インピーダンスの試料を測
定する場合には、４端子法でも端子の接触抵抗の影響が
大きく出ることが問題であった。
【０００５】本発明は、従来の４端子法における前記接
触抵抗の影響を回路的に低減することを目的とする。
触抵抗の影響を回路的に低減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、電流供給端子対と電圧検出端子対により試
料のインピーダンスを測定する４端子法測定回路と、前
記電圧検出端子対における同相電圧成分が概略一定電位
になるように電流供給端子の電位を制御する制御ループ
とを備えたものである。
に本発明は、電流供給端子対と電圧検出端子対により試
料のインピーダンスを測定する４端子法測定回路と、前
記電圧検出端子対における同相電圧成分が概略一定電位
になるように電流供給端子の電位を制御する制御ループ
とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図３を用いて説明する。
て、図１から図３を用いて説明する。
【０００８】（実施の形態１）図１は本発明の一実施の
形態によるインピーダンス測定装置の構成を示し、端子
３aおよび端子３bを持つ試料３のインピーダンスは、電
圧源１から抵抗器２および端子４a〜試料３〜端子４bを
経由して演算増幅器１３に流れる供給電流を抵抗２の両
端電位を入力とする差動回路１４により検出し、端子５
aおよび端子５bから差動回路６によって検出した電圧と
を、演算回路９により検出電圧を検出電流で除算するこ
とにより求められる。
形態によるインピーダンス測定装置の構成を示し、端子
３aおよび端子３bを持つ試料３のインピーダンスは、電
圧源１から抵抗器２および端子４a〜試料３〜端子４bを
経由して演算増幅器１３に流れる供給電流を抵抗２の両
端電位を入力とする差動回路１４により検出し、端子５
aおよび端子５bから差動回路６によって検出した電圧と
を、演算回路９により検出電圧を検出電流で除算するこ
とにより求められる。
【０００９】図１における端子４aと４bが電流供給端子
対であり、同じく端子５aと５bが電圧検出端子対であ
る。それぞれ端子５a，５bの電位はバッファ１０，１１
を介して抵抗器１２で混合平均化され、差動回路６の入
力における同相電圧信号として演算増幅器１３の負入力
に入る。演算増幅器１３の正入力は接地電位としている
ため、演算増幅器１３を中心とする制御ループは同相電
圧信号が接地電位になるように端子４bの電位を制御す
る。
対であり、同じく端子５aと５bが電圧検出端子対であ
る。それぞれ端子５a，５bの電位はバッファ１０，１１
を介して抵抗器１２で混合平均化され、差動回路６の入
力における同相電圧信号として演算増幅器１３の負入力
に入る。演算増幅器１３の正入力は接地電位としている
ため、演算増幅器１３を中心とする制御ループは同相電
圧信号が接地電位になるように端子４bの電位を制御す
る。
【００１０】すなわちこの制御ループにより、従来、端
子３bと端子４b間に発生していた問題の接触電位差が演
算増幅器１３の出力電圧に吸収されることにより電圧検
出端子対における同相電圧成分が消失し、本発明の目的
は達成される。
子３bと端子４b間に発生していた問題の接触電位差が演
算増幅器１３の出力電圧に吸収されることにより電圧検
出端子対における同相電圧成分が消失し、本発明の目的
は達成される。
【００１１】図１において、演算増幅器１３の正入力に
接地電位でなく回路電源の利用上ある一定のバイアス電
位が与えられていても、問題の接触電位差は演算増幅器
１３の出力電圧に吸収され、本発明の目的は達成され
る。
接地電位でなく回路電源の利用上ある一定のバイアス電
位が与えられていても、問題の接触電位差は演算増幅器
１３の出力電圧に吸収され、本発明の目的は達成され
る。
【００１２】（実施の形態２）図２は本発明の別の実施
形態によるインピーダンス測定装置の構成を示し、図１
の構成との違いは演算増幅器１３の負入力である同相電
圧信号の取り方であり、端子５aと端子５bとの平均電圧
を作る代わりに端子５bの電圧を負入力としている。こ
のように構成すると、演算増幅器１３の負入力となる信
号は正しい同相電圧信号に対し端子５aと端子５bの電位
差の２分の１の誤差を持つ訳であるが、この程度であれ
ば通常差動回路６の同相除去比で問題とならず、また回
路が簡素になるという効果がある。
形態によるインピーダンス測定装置の構成を示し、図１
の構成との違いは演算増幅器１３の負入力である同相電
圧信号の取り方であり、端子５aと端子５bとの平均電圧
を作る代わりに端子５bの電圧を負入力としている。こ
のように構成すると、演算増幅器１３の負入力となる信
号は正しい同相電圧信号に対し端子５aと端子５bの電位
差の２分の１の誤差を持つ訳であるが、この程度であれ
ば通常差動回路６の同相除去比で問題とならず、また回
路が簡素になるという効果がある。
【００１３】図２において、演算増幅器１３の負入力を
端子５bの代わりに端子５aから取っても同様の効果があ
ることは明らかである。
端子５bの代わりに端子５aから取っても同様の効果があ
ることは明らかである。
【００１４】（実施の形態３）図３は本発明のさらに別
の実施形態によるインピーダンス測定装置の構成を示
し、図２の構成との違いは差動回路１４の入力を抵抗器
２から取る代わりに抵抗器１５から取っていることであ
る。試料３に流れた電流の検出は供給電流ループの何処
で行っても良く、測定試料に対して電圧源１の電圧や抵
抗器2の値が切り替えられるようにする場合は、図３の
構成の電流検出が合理的である。
の実施形態によるインピーダンス測定装置の構成を示
し、図２の構成との違いは差動回路１４の入力を抵抗器
２から取る代わりに抵抗器１５から取っていることであ
る。試料３に流れた電流の検出は供給電流ループの何処
で行っても良く、測定試料に対して電圧源１の電圧や抵
抗器2の値が切り替えられるようにする場合は、図３の
構成の電流検出が合理的である。
【００１５】（実施の形態４）図４は本発明のさらに別
の実施形態によるインピーダンス測定装置の構成を示
し、図２の構成との違いは試料３に対する電流供給を電
圧源１と抵抗器２によって行う代わりに、定電流源１５
で行っていることである。試料３のインピーダンスは差
動回路６の検出電圧を定電流源１５の設定電流値で除算
することにより求められるが、分母は定数であるため、
一般の除算器のような演算回路９は不要である。
の実施形態によるインピーダンス測定装置の構成を示
し、図２の構成との違いは試料３に対する電流供給を電
圧源１と抵抗器２によって行う代わりに、定電流源１５
で行っていることである。試料３のインピーダンスは差
動回路６の検出電圧を定電流源１５の設定電流値で除算
することにより求められるが、分母は定数であるため、
一般の除算器のような演算回路９は不要である。
【００１６】以上の各説明での電圧源１あるいは定電流
源１５は交流信号に限らず、目的によって直流信号の
み、あるいは直流バイアスをかけた交流信号などが使用
でき、いずれの場合でも、接触電位差による差動回路６
の同相電圧除去誤差を低減できる。
源１５は交流信号に限らず、目的によって直流信号の
み、あるいは直流バイアスをかけた交流信号などが使用
でき、いずれの場合でも、接触電位差による差動回路６
の同相電圧除去誤差を低減できる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来の４
端子法の測定装置の構成において特に高周波信号あるい
は高速で低インピーダンスの試料を測定する場合に大き
く発生する測定精度の劣化を大幅に低減できるという顕
著な効果が得られる。
端子法の測定装置の構成において特に高周波信号あるい
は高速で低インピーダンスの試料を測定する場合に大き
く発生する測定精度の劣化を大幅に低減できるという顕
著な効果が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態によるインピーダンス測
定装置の構成図
定装置の構成図
【図２】本発明の別の実施形態によるインピーダンス測
定装置の構成図
定装置の構成図
【図３】本発明のさらに別の実施形態によるインピーダ
ンス測定装置の構成図
ンス測定装置の構成図
【図４】本発明のさらに別の実施形態によるインピーダ
ンス測定装置の構成図
ンス測定装置の構成図
【図５】従来の４端子法によるインピーダンス測定装置
の構成図
の構成図
1 電圧源 ３ 試料 ４ａ，４ｂ 電流供給端子対 ５ａ，５ｂ 電圧検出端子対 ６ 差動回路 １３ 演算増幅器 １５ 定電流源
Claims (1)
- 【請求項１】 電流供給端子対と電圧検出端子対により
試料のインピーダンスを測定する４端子法測定回路と、
前記電圧検出端子対における同相電圧成分が概略一定電
位になるように電流供給端子の電位を制御するループと
を備えたことを特徴とするインピーダンス測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19355897A JPH1138053A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | インピーダンス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19355897A JPH1138053A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | インピーダンス測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1138053A true JPH1138053A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16310044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19355897A Pending JPH1138053A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | インピーダンス測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1138053A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007333598A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Nidec-Read Corp | 基板検査装置 |
| JP2015230179A (ja) * | 2014-06-03 | 2015-12-21 | 日本電産リード株式会社 | 基板検査装置 |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP19355897A patent/JPH1138053A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007333598A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Nidec-Read Corp | 基板検査装置 |
| JP2015230179A (ja) * | 2014-06-03 | 2015-12-21 | 日本電産リード株式会社 | 基板検査装置 |
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