KR100278259B1

KR100278259B1 - 반도체시험장치의비교기

Info

Publication number: KR100278259B1
Application number: KR1019970706398A
Authority: KR
Inventors: 겐지 요시다
Original assignee: 오우라 히로시; 가부시키가이샤 아드반테스트
Priority date: 1996-01-23
Filing date: 1997-01-20
Publication date: 2001-01-15
Also published as: DE19780110C2; US6016566A; KR19980702990A; CN1178008A; TW312750B; DE19780110T1; GB2314712B; GB9719408D0; JP3331109B2; WO1997027493A1; JPH09197018A; GB2314712A; CN1081336C

Abstract

본 발명은 DUT 차동 출력 신호의 동작 시험에 대응하는 차동 수신기 방식의 비교기 회로를 설치하여, 동상 신호의 영향을 받지 않는 차동 출력 신호용의 비교기를 실현하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해서, 본 발명은 DUT로부터의 차동 신호(101, 102)를 수신하여 소정의 오프셋 전압이 제공된 출력 신호(111, 112)를 출력하는 오프셋 가산부(30)와, 상기 오프셋 가산부(30)로부터의 양 출력 신호를 수신하여 양 신호를 비교해서 출력하는 비교기(71)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 시험 장치용 비교기{COMPARATOR FOR SEMICONDUCTOR TESTING DEVICE}

DUT의 차동 출력 신호의 검사 항목에는, 첫번째로 각각의 출력 단자의 출력 신호가 정상 동작인지의 여부(즉, 단독 시험 기능)의 검사 항목과, 두번째로 차동 출력된 출력 신호가 정상 동작인지의 여부(즉, 차동 시험 기능)의 검사 항목이 있다. 본 발명은 차동 출력 신호가 정상 동작하고 있는지의 여부를 판정하기 위한 두번째 검사 항목에 관한 것이다.

근래, 소진폭 신호로 사용되는 DUT가 증대하고 있고, 이들 소진폭 신호의 DUT는 평형 전송 드라이브의 인터페이스를 갖는 경우가 많다. 이 때문에, 평형 전송 조건하에서 보다 상세한 불량 여부(良否)의 측정이 요구된다.

도 6은 종래 기술에 의해 DUT(l00)로부터의 차동 출력 신호(101, 102)를 수신하여, 각각의 비교기(71, 72)에 의해 DUT로부터의 평형 전송 신호인 차동 출력 신호의 판정 비교를 행하는 1 채널의 비교기부(90)의 구성예를 도시한다.

DUT 차동 출력 신호의 하이/로우 판정은 각각의 비교기의 타단에 소정의 비교 전압(VO81, VO82)을 공급하여 논리 비교를 행하는 회로 구성이다. 여기서, 비교 전압(VO81, VO82)은 비교기의 임계치 레벨을 임의 가변하는 기준 전압 신호이고, 스트로브(61, 62)는 비교기의 스트로브 타이밍을 결정하기 위한 스트로브 신호이다.

제1 예로서 도 5의 (a)에 도시한 DUT 출력 파형과 같이, 노이즈 이외의 영향으로 동상(同相) 피크를 발생하고 있는 경우에는 한쪽의 비교기 출력측에 이상(異常) 신호로서 검출되어 버린다.

이러한 DUT 출력 파형의 경우에는 단독 시험 기능의 검사에서는 불량 판정이지만, 차동 출력 조건하에서는 동상 노이즈가 있더라도 실용상 양품으로 취급되는 경우가 있고, 이 모드에서 불량 여부의 검출이 필요하다. 이 때문에, 차동 시험 기능의 검사 항목으로서 보다 상세한 측정이 필요하게 된다.

그러나, 종래의 측정에서는 이 차동 시험 기능의 검사가 곤란하고, DUT가 불량으로 판정되어 버리는 경우가 있었다.

제2 예로서 도 5의 (b)에 도시한 DUT 출력 파형과 같이, 양 DUT 출력 신호가 비교적 큰 천이 타이밍의 차를 갖고 있는 경우에는, 양 비교기에 의한 비교 결과의 출력 타이밍 T91, T92 사이에 시간차가 발생되기 때문에 본래의 구해진 천이 타이밍 T90의 위치와 어긋나 버리며, 정확한 변화점의 타이밍을 측정할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 바람직하지 않은 시험 결과를 초래하는 경우가 있었다.

이상의 설명과 같이, 차동 신호(101, l02)를 각각의 비교기에 의해 논리 비교하는 회로 구성이기 때문에, DUT의 출력 진폭이 작은 경우나 노이즈가 많은 경우나 또는 천이 타이밍의 차를 갖고 있는 경우 등에는 동상 신호의 영향을 받아서 DUT 본래의 차동 출력 신호의 하이/로우 레벨이나 타이밍과는 서로 상이한 판정 결과를 얻는 경우가 있게 되어 바람직하지 않은 시험 결과를 초래하는 경우가 있었다.

본 발명은 반도체 시험 장치에 있어서, 피시험 소자(DUT)의 차동 출력 신호용의 비교기(comparator)에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 DUT로부터의 평형 전송 신호의 판정 비교를 행하는 1 채널의 비교기부의 주요부 회로 구성예이다.

도 2는 본 발명의 오프셋 가산부(30)의 내부 회로 구성예이다.

도 3은 본 발명의 차동 증폭기(76)와 비교기(71)를 사용하여 비교기부로 하는 일 구성예이다.

도 4는 본 발명의 전환 스위치를 설치하고, DUT 차동 신호(101, 102)의 각각의 신호의 단독 시험 기능을 추가한 비교기부의 주요부 회로 구성예이다.

도 5의 (a)는 종래의 2 개의 비교기를 이용하여 DUT 출력 신호에 동상 피크 파형을 갖고 있는 경우에, 양 비교기의 논리 판정의 오인예를 나타내는 도면이다.

도 5의 (b)는 종래의 2 개의 비교기를 이용하여 양 DUT 출력 신호간의 천이 타이밍의 큰 차를 갖고 있는 경우에, 양 비교기의 출력 타이밍의 차를 나타내는 도면이다.

도 6은 종래의 DUT로부터의 평형 전송 신호의 판정 비교를 행하는 1 채널의 비교기부의 주요 회로 구성예이다.

도 7은 본 발명의 차동 신호의 비교를 행하는 비교기부와, 종래의 비교기 회로의 양 회로를 설치하여 양쪽을 전환하여 사용하는 구성예이다.

도 8의 (a)와 (b)는 본 발명에 의한 DUT로부터의 차동 출력 신호의 판정 비교를 설명하는 개념도이다.

도 9는 본 발명의 전환 스위치를 설치하고, DUT 차동 신호(101, l02)의 각각의 신호의 단독 시험 기능과, 평형 전송 시험 기능을 동시에 행하는 구성예이다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, DUT 차동 출력 신호의 동작 시험에 대응하는 차동 수신기 방식의 비교기 회로를 설치하여, 동상 신호의 영향을 받지 않는 차동 출력 신호용의 비교기를 실현하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 제1 해결 수단을 도시하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 구성에서는 DUT로부터의 차동 신호(l01, 102)를 수신하여 소정의 오프셋 전압을 제공한 출력 신호(1ll, 112)를 출력하는 오프셋 가산부(30)와, 상기 오프셋 가산부(30)로부터의 양 출력 신호를 수신하여 양 출력 신호를 비교해서 출력하는 비교기(71)를 설치한 구성 수단으로 한다.

이것에 의해, DUT(l00)로부터의 차동 신호(101, 102)의 양자간의 차동 특성을 시험하는 반도체 시험 장치용 비교기에 있어서, 동상 신호의 영향을 받지 않는 차동 출력 신호용의 비교기를 실현한다.

도 4는 본 발명에 의한 제2 해결 수단을 도시하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 구성에서는 DUT로부터의 한쪽의 차동 신호(101)를 수신하여 이 차동 신호(101)나 회로 접지 전위를 전환하여 출력하는 제1 전환 스위치(sw51)와, 상기 DUT로부터의 다른쪽의 차동 신호(l02)를 수신하여 이 차동 신호(102)나 회로 접지 전위를 전환해서 출력하는 제2 전환 스위치(sw52)와, 상기 제1 및 제2 전환 스위치(sw51, sw52)로부터의 차동 신호를 수신하여 소정의 오프셋 전압을 제공한 출력 신호(111, 112)를 출력하는 오프셋 가산부(30)와, 상기 오프셋 가산부(30)로부터의 양 출력 신호를 수신하여 양 출력 신호를 비교해서 출력하는 비교기(71)를 설치한 구성 수단으로 한다.

이것에 의해, 동상 신호의 영향을 받지 않는 차동 출력 신호용의 비교기 기능과, 전환 스위치에 의해 차동 신호(101, 102)의 각각의 신호의 단독 시험 기능을 실현한다.

오프셋 가산부(30)는 DUT로부터의 차동 신호(101, 102)를 수신하여, 비교 전압(VO83)에 의해 상기 차동 신호간에 소정의 오프셋 전압을 공급하여 출력하는 것이다.

또, 상기 실시예에서는 제1 및 제2 전환 스위치(sw51, sw52)를 회로 접지 전위로 전환하여 사용하고 있지만, 접지 전위로 한정되는 것이 아니고, 고정 전위로 전환하여 사용해도 좋다.

도 3은 본 발명에 의한 제3 해결 수단을 도시하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 구성에서는 DUT로부터의 양쪽의 차동 신호(101, l02)를 수신하여 이 차동 신호를 증폭해서 출력하는 차동 증폭기(76)와, 상기 차동 증폭기(76)의 출력 신호 및 임계치 비교 전압(VO83)을 수신하여 양 신호를 비교해서 출력하는 비교기(71)를 설치한 구성 수단으로 한다.

도 7은 본 발명에 의한 제4 해결 수단을 도시하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 구성에서는 DUT로부터의 양쪽의 차동 신호(101, l02)를 수신하고, 전환 스위치(sw53, sw54)를 설치하여, 종래와 동일한 비교 동작을 행하는 시험 형태와, 본 발명의 동상 신호의 영향을 받지 않는 차동 동작 시험을 행하는 시험 형태를 전환하여 실시하는 구성 수단이 있다.

도 9는 본 발명에 의한 제5 해결 수단을 도시하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 구성에서는 DUT 차동 출력 신호에 대한 비교기부 회로와, 종래의 단독 시험 기능용의 비교기부 회로를 동시에 선택할 수 있도록 스위치(sw55, sw56, sw57, sw58)를 설치 구성하여, 단독 기능 시험과, 차동 기능 시험과의 쌍방을 동시에 행할 수 있도록 하는 구성 수단이 있다.

본 발명에서는 DUT로부터의 차동 신호(101, 102)를 수신하여, 양 신호간에 소망의 오프셋 전압을 제공한 후, 1 개의 비교기로 차동 비교한 논리 결과를 출력하는 비교기 구성으로 하고 있는 점에 특징이 있다.

여기서, 소정의 오프셋 전압이란 입력하는 차동 신호(101)와 차동 신호(l02)와의 사이의 상대적인 전압치를 소정의 오프셋치로서 설정한 것이다.

즉, 이 오프셋 전압(VO83)은 VO81과 VO82 와의 차전압에 해당하고, 이 상대적인 오프셋 변화를 제공하여 DUT의 여유도를 시험하는 것이다.

본 발명의 실시예에 관해서, 도 1 및 도 2에 도시하는 1 채널의 비교기 구성예로 이하에서 설명한다.

본 발명의 DUT로부터의 평형 전송 신호를 비교하는 비교기부(90a)의 주요 회로 구성은 오프셋 가산부(30)와, 1 개의 비교기(71)로 이루어진다. 여기서, 비교기(71)는 종래의 비교기와 동일하다.

오프셋 가산부(30)는 차동 신호(101, l02) 및 비교 전압(VO83)을 수신하여, 양 신호간에 소망의 오프셋 전압을 제공하여 출력하는 회로이다. 이 내부 회로 구성예를 도 2에 도시한다.

도 2의 오프셋 가산부(30)의 회로 구성은 오프셋 부여 회로(30a)와 밸런스 회로(30b)로 이루어진다. 한쪽의 밸런스 회로(30b)측은 오프셋 부여 회로(30a)측의 트랜지스터(Q33)와 저항(R43)의 전압 강하(Vdrop2)분 만큼 대응시키기 위하여 트랜지스터(Q31)와 저항(R41)에 의해 직류 밸런스시키고, 또한 전파 지연 밸런스와 온도 밸런스도 고려하여 설치한 더미 회로이다. 그리고, 트랜지스터(Q32)와 저항(R42)과 고정 전압(Vb)에 의해, 예컨대 10mA의 정전류원을 구성함으로써 출력 신호(111)는 입력 차동 신호(101)에 추종하여 일정한 전압 강하(Vdropl)분 만큼 낮은 전압이 출력되게 된다.

다른쪽의 오프셋 부여 회로(30a)는 밸런스 회로(30b)와 동일하게 입력 차동 신호(102)에 추종하여 전압 강하(Vdrop2)분 만큼 낮은 전압이 출력되지만, 외부로부터의 비교 전압(VO83)이 트랜지스터(Q34)의 베이스 입력단에 공급되고 있다. 이 때문에, 트랜지스터(Q34)와 저항(R44)과 비교 전압(VO83)에 의한 정전류치가 가변되는 결과, 저항(R43)의 전압 강하가 가변됨으로써 전압 강하(Vdrop2)가 변화되며, 그 결과로서 소망의 오프셋 가산된 출력 신호(112)가 출력되게 된다. 이것은 종래 기술에 있어서의 비교기의 임계치 레벨을 임의 가변과 동등한 기능이 실현되게 된다.

오프셋 가산부(30)는 시간 경과의 변화가 발생되는 경우에는 비교기부를 미리 교정 실시하고 나서 사용해도 좋다.

상기의 결과, DUT로부터의 차동 신호(l01, l02)를 수신하고 양 신호의 차분을 비교기로 공급하여, 차동 시험 기능으로서의 본래의 논리 비교가 가능하게 되며, 도 5의 (a)의 동상 피크의 영향에 의한 결함이나, 도 5의 (b)에 도시한 차동 신호(101, 102)의 자신의 천이 타이밍의 차의 영향을 모두 해소할 수 있게 된다.

여기서, 도 8의 (a)의 차동 신호(111, 112)는 차동 신호(101, 102)에 대응하는 신호이고, 차동 신호(111)가 고정인데 대하여, 차동 신호(112)는 외부로부터의 비교 전압(VO83)이 변화함에 따라서, 112b나 112c와 같이 변화하는 형태를 나타내고 있다.

그리고, 도 8의 (b)는 비교기(71)의 출력 기대치로서, 스트로브를 스위프한 경우의 파형을 나타내고 있으며, 동상 노이즈의 영향을 받지 않는 결과가 얻어지는 것을 알 수 있다.

이와 같이, DUT를 실용상의 응용에 가까운 상태로 측정할 수 있다.

상기 실시예의 설명에서는 비교기(71) 소자의 앞에 오프셋 가산부(30)를 설치하여 오프셋을 제공하는 회로 구성예에 대해서 설명하였지만, 소망에 의해 도 3에 도시한 바와 같이 차동 입력 신호를 증폭하는 차동 증폭기(76)를 설치하고, 이 출력 신호를 비교기(71)의 일단에 부여하고, 타단에 임계치 비교 전압(VO83)을 부여하는 비교기부(90d)의 회로 구성으로 해도 좋다.

여기서, 증폭기의 증폭도는 1 배로 설정해도 좋으며, 다른 배율, 즉 n 배나 -n 배로 설정해도 좋다.

또한, 상기 실시예의 설명에서는 DUT 차동 출력 신호가 정상 동작하고 있는지의 여부의 판정 항목에 관한 회로예로만 설명하였지만, 소망에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 DUT 차동 신호(101, 102)를 각각에 단독 시험하는 시험 항목에 대응하는 전환 스위치(sw51, sw52)를 추가로 설치한 비교기부(90b)의 회로 구성으로 해도 좋다.

또한, 상기 실시예의 설명에서는 DUT 차동 출력 신호에 대한 비교기부 회로만으로 설명하였지만, 소망에 의해 도 7에 도시된 바와 같이 종래의 비교기부(90)와, 본 발명의 차동 신호를 비교하는 비교기부(90c)의 양쪽을 설치하고, 전환 스위치(sw53, sw54)를 설치하여, DUT의 출력 신호를 전환해서 시험 실시하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, DUT 차동 출력 신호에 대한 비교기부 회로와, 종래의 단독 시험 기능용의 비교기부 회로를 동시에 선택할 수 있도록 스위치(sw55, sw56, sw57, sw58)를 설치하여 구성하고, 단독 기능 시험과, 차동 기능 시험의 양쪽을 동시에 행할 수 있다.

이것에 의해, 2 종류의 시험 시간을 1 종류 상당의 시험 시간으로 단축할 수 있는 이점이 생긴다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성함으로써, 이하에 기재되는 것과 같은 효과를 발휘한다.

DUT로부터의 차동 신호(l01, 102)에 소망의 오프셋 전압을 제공하고, 1 개의 비교기로 비교함으로써, 동상 신호의 영향을 받지 않는 본래의 차동 출력 신호용의 양호한 차동 비교기 기능이 실현되고, 이 결과, 종래의 결함을 해소하는 이점을 얻을 수 있다.

Claims

DUT(100)로부터 출력하는 차동 신호(10l, 102)의 양자간의 차동 특성을 시험하는 반도체 시험 장치용 비교기에 있어서,

상기 DUT로부터의 차동 신호(101, 102)를 수신하여, 소정의 오프셋 전압이 제공된 출력 신호(111, 112)를 출력하는 오프셋 가산부(30)와;

상기 오프셋 가산부(30)로부터의 양쪽 출력 신호를 수신하여, 이 양쪽 출력 신호를 비교해서 출력하는 비교기(71)를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 시험 장치용 비교기.
DUT(l00)로부터 출력하는 차동 신호(l01, 102)의 양자간의 차동 특성을 시험하는 반도체 시험 장치용 비교기에 있어서,

상기 DUT로부터의 한쪽의 차동 신호(101)를 수신하여, 이 차동 신호(101)나 고정 전위를 전환해서 출력하는 제1 전환 스위치(sw51)와;

상기 DUT로부터의 다른쪽의 차동 신호(102)를 수신하여, 이 차동 신호(102)나 고정 전위를 전환해서 출력하는 제2 전환 스위치(sw52)와;

상기 제1 및 제2 전환 스위치(sw51, sw52)로부터의 차동 신호를 수신하여, 소정의 오프셋 전압이 제공된 출력 신호(111, 112)를 출력하는 오프셋 가산부(30)와;

상기 오프셋 가산부(30)로부터의 양쪽 출력 신호를 수신하여, 이 양쪽 출력 신호를 비교해서 출력하는 비교기(71)를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 시험 장치용 비교기.
DUT(100)로부터 출력하는 차동 신호(101, 102)의 양자간의 차동 특성을 시험하는 반도체 시험 장치용 비교기에 있어서,

상기 DUT로부터의 한쪽의 차동 신호(101)를 수신하여, 이 차동 신호(101)를 선택적으로 출력하는 제1 및 제2 전환 스위치(sw55, sw57)와;

상기 DUT로부터의 다른쪽의 차동 신호(102)를 수신하여, 이 차동 신호(102)를 선택적으로 출력하는 제3 및 제4 전환 스위치(sw56, sw58)와;

상기 제1 및 제3 전환 스위치(sw55, sw56)로부터의 차동 신호를 수신하여, 소정의 오프셋 전압이 제공된 출력 신호(111, 112)를 출력하는 오프셋 가산부(30)와;

상기 오프셋 가산부(30)로부터의 양쪽 출력 신호를 수신하여, 이 양쪽 출력 신호간의 전압을 비교해서 출력하는 제1 비교기(73)와;

상기 제2 전환 스위치(sw57)로부터의 한쪽의 차동 신호(101) 및 소정의 오프셋 전압을 수신하여, 양 신호간의 전압을 비교해서 출력하는 제2 비교기(71)와;

상기 제4 전환 스위치(sw58)로부터의 다른쪽의 차동 신호(102) 및 소정의 오프셋 전압을 수신하여, 양 신호간의 전압을 비교해서 출력하는 제3 비교기(72)를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 시험 장치용 비교기.
제1항에 있어서, 상기 오프셋 가산부(30)는 DUT로부터의 차동 신호(101, 102)를 수신하여, 비교 전압(VO83)에 의해 상기 차동 신호간에 소정의 오프셋 전압을 공급하여 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체 시험 장치용 비교기.
제2항에 있어서, 상기 오프셋 가산부(30)는 DUT로부터의 차동 신호(101, 102)를 수신하여, 비교 전압(VO83)에 의해 상기 차동 신호간에 소정의 오프셋 전압을 공급하여 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체 시험 장치용 비교기.
제3항에 있어서, 상기 오프셋 가산부(30)는 DUT로부터의 차동 신호(101, 102)를 수신하여, 비교 전압(VO83)에 의해 상기 차동 신호간에 소정의 오프셋 전압을 공급하여 출력하는 것을 특징으로 하는 반도체 시험 장치용 비교기.
DUT(100)로부터 출력하는 차동 신호(101, 102)의 양자간의 차동 특성을 시험하는 반도체 시험 장치용 비교기에 있어서,

상기 DUT로부터의 양쪽의 차동 신호(101, 102)를 수신하여, 이 차동 신호를 증폭해서 출력하는 차동 증폭기(76)와;

상기 차동 증폭기(76)의 출력 신호 및 임계치 비교 전압(VO83)을 수신하여, 양 신호를 비교해서 출력하는 비교기(71)를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 시험 장치용 비교기.