KR100357730B1 - 전원 장치, 반도체 소자 검사 장치 및 그 방법 - Google Patents

전원 장치, 반도체 소자 검사 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전기 부품에 전압을 공급하는 전원 장치는 전기 부품에 직류 전압을 공급하는 직류 전원(40); 상기 직류 전원(40)과 전기 부품 사이에 제공되어 상기 직류 전압을 충전하는 적어도 하나의 커패시터(C1); 상기 커패시터(C1)와 직류 전원(40)을 접속 또는 단절시키는 입력 스위치(SW1a); 상기 커패시터(C1)와 전기 부품(검사되는 반도체 소자)을 접속 또는 단절시키는 출력 스위치(SW1b); 및 상기 커패시터(C1)를 충전시키고, 상기 커패시터(C1)에 충전된 직류 전압을 상기 전기 부품에 공급하는 스위칭 제어 장치(60)를 포함한다. 이렇게 함으로써, 상기 검사되는 전기 부품 또는 반도체 소자에 공급될 직류 전압은 검사 중에 상기 충전된 커패시터(C1)로부터 공급되는 저잡음 직류 전압으로 일시 전환된다.

Description

전원 장치, 반도체 소자 검사 장치 및 그 방법 {POWER SUPPLY UNIT, SEMICONDUCTOR DEVICE TESTING APPARATUS AND SEMICONDUCTOR DEVICE TESTING METHOD}
본 발명은 반도체 소자 검사 장치 및 방법에 관한 것이며, 구체적으로는 저잡음 직류 전압을 출력할 수 있는 전원 장치를 구비하는 반도체 소자 검사 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 전원 장치(30)를 도시하는 블록 선도이다. 전원 장치(30)는 교류-직류 전원(40) 및 커패시터(capacitor) C1을 포함한다. 교류-직류 전원은 교류 전원(220)으로부터 교류 전압을 받아서 직류 전압 VDD 및 VSS (VDD > VSS)으로 변환함으로써 반도체 소자 검사 장치의 소자 접촉부(90) 상에 놓이는 반도체 소자(200)에 직류 전압이 공급되도록 한다. 교류-직류 전원(40)과 반도체 소자(200) 사이에는 커패시터 C1이 제공되며, 상기 VDD와 VSS를 접속시키고 교류-직류 전원(40)으로부터 공급되는 직류 전압을 충전 또는 방전한다.
커패시터 C1은 소형이며 대용량이다. 상기 VDD와 VSS 사이에 상기 C1을 삽입함으로써, 상기 교류-직류 전원으로부터 공급되는 직류 전압 내에 포함되는 잡음이 감소될 수 있다.
종래의 기술에서는, 스위칭 전원 및 드롭퍼(dropper) 전원 등이 교류-직류 전원(40)으로서 사용된다. 상기 스위칭 전원은 소형이고 바람직한 변환 효율의 장점을 갖고 있는 반면, 상기 드롭퍼 전원은 전압 잡음이 작은 장점을 갖는다.
검사 및 검사 공정에 있는 특정한 유형의 반도체용 반도체 소자(200)에는 저잡음 전압이 공급될 필요가 간혹 있다. 예를 들어, 특히 비디오 회로 등의 고속 아날로그 회로와 같은 반도체 소자로서의 아날로그 회로를 검사하는 경우, 공급되는 전압에 포함되는 잡음은 검사에 악영향을 주어 정밀하지 않은 검사 결과를 초래한다. 그러므로, 상기 아날로그 회로의 검사 또는 저잡음 전압 공급이 요구되는 유사한 경우에는 저잡음 전압을 출력하는 드롭퍼 전원이 사용되는 경우가 많다.
그러나, 상기 드롭퍼 전원에서는 열 형태의 바람직하지 않은 출력이 방출되므로, 변환 효율이 매우 낮다. 그 뿐 아니라 방열 장치가 추가로 제공되어야 한다. 다른 한 편으로, 상기 스위칭 전원이 소형이고 바람직한 변환 효율을 가지고 있기는 하지만, 상기 전원에는 연속적으로 진동하는 발진기(oscillator)가 제공되므로 스위칭 잡음이 발생된다. 그러므로, 저잡음 전압의 공급이 요구되는 검사에서는 상기 스위칭 전원을 사용하는 것이 바람직하지 않다. 그러므로, 바람직한 변환 효율을 가지면서 저잡음 전압을 공급할 수 있는 소형의 스위칭 전원의 제공이 요구되어 왔다.
본 발명의 목적은 상기 관련된 기술의 문제점을 해결하는 전원 장치, 반도체 소자 검사 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. 상기 목적은 특허청구범위 독립항에 기술되는 특징들의 조합에 의해 달성된다. 상기 독립항은 본 발명의 또 다른 장점 및 특징들의 예시적인 조합을 나타낸다.
도 1은 종래의 전원 장치(30)를 도시하는 블록 선도.
도 2는 제1 실시예에 따른 반도체 소자 검사 장치(100)의 전체 구조를 도시하는 블록 선도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전원 장치(30)를 도시하는 블록 선도.
도 4는 제2 실시예에 따른 전원 장치(30)를 도시하는 블록 선도.
도 5는 반도체 소자 검사에서 충전 장치(50)의 작동을 도시하는 타임 차트.
도 6은 검사 구간에 특정한 저잡음 구간이 포함되는 반도체 소자 검사에서 충전 장치(50)의 작동을 도시하는 타임 차트.
본 발명의 하나의 관점에 따라 제공되는 전기 부품에 전압을 공급하는 전원 장치는: 전기 부품에 직류 전압을 공급하는 직류 전원; 상기 직류 전원과 전기 부품 사이에 제공되어 직류 전압을 충전하는 커패시터; 상기 커패시터와 직류 전원을 접속 또는 단절시키는 입력 스위치; 및 입력 스위치를 ON으로 전환함으로써 상기 커패시터를 충전하고, 상기 입력 스위치를 OFF로 전환함으로써 전기 부품에 상기 커패시터에 충전된 전력을 공급하는 스위칭 제어 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 관점에 따라 제공되는 반도체 소자 검사용 반도체 소자 검사장치는: 반도체 소자를 올려놓고 상기 반도체 소자에 입력 신호 패턴을 입력하는 소자 접촉부; 상기 소자 접촉부 상에 놓이는 반도체에 직류 전압을 공급하는 직류 전원; 상기 전원과 반도체 소자 사이에서 직류 전압을 충전 또는 방전하는 커패시터; 상기 커패시터와 직류 전원을 접속 또는 단절시키는 입력 스위치; 및 입력 스위치를 ON으로 전환시킴으로써 상기 커패시터에 직류 전압을 충전하는 스위칭 제어 장치―여기서 스위칭 제어 장치는 상기 입력 스위치를 OFF로 전환시킴으로써 상기 커패시터에 충전되는 직류 전압을 제공하고, 상기 스위칭 제어 장치가 상기 입력 스위치를 OFF로 전환시키고 출력 스위치를 ON으로 전환시키는 경우 상기 반도체 소자에 입력 신호 패턴을 공급하는 패턴 발생기를 추가로 포함하며, 상기 출력 스위치는 상기 커패시터와 반도체 소자를 접속 또는 단절시킴―을 포함한다.
또한, 상기 반도체 소자 검사 장치는 상기 커패시터와 반도체 소자를 접속 또는 단절시키는 출력 스위치를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 스위칭 제어 장치는 상기 출력 스위치를 OFF로 전환시키고 상기 입력 스위치를 ON으로 전환시킴으로써 상기 커패시터에 직류 전압을 충전시키며, 상기 스위칭 제어 장치는 상기 출력 스위치를 ON으로 전환시키고 상기 입력 스위치를 OFF로 전환시킴으로써 상기 커패시터에 충전되는 직류 전압을 상기 반도체 소자에 공급한다.
또한, 상기 패턴 발생기는 상기 스위칭 제어 장치가 상기 출력 스위치 및 입력 스위치를 ON으로 전환시키는 경우 상기 반도체 소자에 상기 입력 신호 패턴을 공급하는 입력 신호 패턴 공급 장치를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 반도체 소자에 상기 입력 신호 패턴이 공급되는 경우, 상기 스위칭 제어 장치는 상기 입력 스위치를 일시적으로 OFF시킨다.
또한, 상기 반도체 소자 검사 장치는: 상기 직류 전원과 반도체 소자 사이에 병렬로 제공되어 직류 전원을 충전하는 복수의 커패시터; 및 상기 복수의 커패시터와 반도체 소자를 접속 또는 단절시키는 복수의 출력 스위치를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 복수의 출력 스위치 중 하나가 ON으로 되는 상기 스위칭 제어 장치는 다른 출력 스위치를 OFF시키며, 이 때 상기 복수의 출력 스위치 중 하나는 ON으로 되고 상기 커패시터에 충전되는 직류 전압은 ON으로 되어 있는 상기 출력 스위치를 통해 상기 반도체 소자에 공급된다.
또한, 상기 반도체 소자 검사 장치는 복수의 커패시터와 직류 전압을 각각 접속 또는 단절시키는 복수의 입력 스위치를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 복수의 입력 스위치 중 하나가 ON으로 되는 스위칭 제어 장치는 다른 입력 스위치를 OFF시키고, 이 때 상기 복수의 입력 스위치는 ON으로 되고 상기 직류 전압은 ON으로 되어 있는 상기 입력 스위치를 통해 상기 직류 전원으로부터 상기 커패시터에 공급된다.
상기 입력 스위치, 출력 스위치 및 커패시터는 신품으로 교체될 수 있도록 교체 가능한 방식으로 제공되는 것이 바람직하다.
상기 직류 전원은 교류 전원으로부터 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 교류-직류 전원인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 관점에 따라 반도체 소자 검사 장치를 사용하여 반도체 소자를 검사하기 위해 제공되는 반도체 소자 검사 방법은: 커패시터에 직류 전압을충전하는 단계; 상기 커패시터에 공급되는 직류 전압을 단절시킴으로써 상기 반도체 소자를 검사하는 단계; 및 상기 커패시터에 충전된 직류 전압이 상기 반도체 소자에 공급되는 동안 상기 반도체 소자에 입력 신호 패턴을 입력하는 단계를 포함한다.
상기 충전 단계는 제1 커패시터 및 제2 커패시터에 직류 전압을 충전하는 단계를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 검사 단계는: 상기 제1 커패시터에 직류 전압의 공급을 단절시키는 단계; 및 상기 제1 커패시터에 충전된 직류 전압이 상기 반도체 소자에 공급되는 동안 상기 반도체 소자에 입력 신호 패턴을 입력하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 반도체 소자 검사 방법은: 상기 반도체 소자에 입력 신호 패턴의 입력을 중단시키는 단계; 상기 반도체에 상기 제1 커패시터에 충전된 직류 전압의 공급을 단절시키는 단계; 상기 반도체 소자를 다른 반도체 소자로 교체하는 단계; 및 상기 교체된 반도체 소자에 상기 제2 커패시터에 충전된 직류 전압을 공급하기 위해 상기 교체된 반도체 소자에 상기 제2 커패시터를 접속시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 반도체 소자 검사 방법은: 상기 접속 단계 후에 상기 제1 커패시터에 직류 전압의 충전을 재개하는 단계; 및 상기 반도체 소자에 상기 입력 신호 패턴의 입력을 재개하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 반도체 소자를 검사하는 방법에는, 상기 제1 커패시터 및 제2 커패시터에 상기 직류 전압을 각각 접속 또는 단절시키는 제1 입력 스위치 및 제2 입력 스위치가 제공되고, 상기 반도체 소자에 상기 제1 커패시터 및 제2 커패시터에 충전된 직류 전압을 각각 접속 또는 단절시키는 제1 출력 스위치 및 제2 출력 스위치가 제공되며, 상기 단절 단계는 상기 제1 출력 스위치를 OFF로 전환시킴으로써 상기 반도체 소자에 상기 제1 커패시터에 충전된 직류 전압의 공급을 단절시키는 것이 바람직하고, 이 때 상기 접속 단계는 상기 제2 출력 스위치를 ON으로 전환시키고 상기 제2 입력 스위치를 OFF로 전환시킴으로써 상기 반도체에 상기 제2 커패시터에 충전된 직류 전압을 공급하며, 상기 재개 단계는 상기 제1 입력 스위치를 ON으로 전환시킴으로써 상기 제1 커패시터에 직류 전압을 충전하는 것을 재개한다.
또한, 상기 반도체 소자 검사 방법은: 상기 검사에 앞서, 상기 충전된 제1 커패시터 또는 제2 커패시터의 전압을 측정하는 제1 측정 단계; 상기 검사 후, 상기 제1 커패시터 또는 제2 커패시터의 전압을 측정하는 제2 측정 단계; 상기 제1 측정 단계 및 제2 측정 단계에서 측정된 상기 제1 커패시터 및 제2 커패시터의 전압 차이에 기초하여 상기 반도체의 전류 소모량을 계산하는 제1 계산 단계; 및 상기 제1 측정 단계, 제2 측정 단계 및 제1 계산 단계를 복수 회 반복한 후에 얻어진 결과에 기초하여 상기 반도체의 평균 전류 소모량을 계산하는 제2 계산 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 반도체 소자 검사 방법은: 상기 제1 커패시터 또는 제2 커패시터의 전압을 측정하는 단계; 및 상기 측정 단계에서 측정된 상기 제1 커패시터 및 제2 커패시터의 전압이 미리 정해진 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 신품으로 교체하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 과제는 모든 필요한 특징을 기술할 필요가 없으므로 본 발명은 상기 기술된 특징들의 조합으로 또한 설명될 수 있다.
이제 바람직한 실시예를 기초로 하는 본 발명의 설명은, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니고, 단지 예시적이다. 본 발명의 실시예에 기술되는 모든 특징 및 조합은 본 발명을 위해 반드시 필수적이 아니다.
제1 실시예
도 2는 제1 실시예에 따른 반도체 소자 검사 장치(100)의 전체 구조를 도시하는 블록 선도이다. 반도체 소자 검사 장치(100)는: 패턴 발생기(10); 기준 클록 발생기(80); 타이밍 발생기(82); 파형 형성기(84); 전원 장치(30); 소자 접촉부(90); 비교 회로(92); 및 고장 해석 메모리 장치(110)를 포함한다. 반도체 소자 검사 장치(100)는 메모리 장치 및 논리 집적 회로 등과 같은 반도체 소자(200)의 검사용으로 사용된다.
패턴 발생기(10)는 검사되는 반도체 소자에 입력되는 입력 신호 패턴을 발생시키고, 미리 정해진 제어 순서에 기초하는 기대치 데이터 신호 패턴을 발생시키며, 입력 신호 패턴이 입력되는 경우 상기 신호 패턴은 반도체 소자(200)로부터 출력되어야 한다. 기준 클록 발생기(80)는 패턴 발생기(10) 및 타이밍 발생기(82) 각각에 기준 클록을 출력시킨다. 타이밍 발생기(82)는 상기 기준 클록에 기초하여 반도체 소자(200)에 상기 입력 신호 패턴이 입력되는 타이밍을 제어하는 타이밍 신호를 다양한 타이밍으로 발생시킨다.
파형 형성기(84)는 반도체 소자(200)의 특성에 따르기 위해 상기 타이밍 신호에 기초하는 상기 입력 신호 패턴의 파형을 형성하고, 상기 타이밍 신호에 기초하는 입력 신호 패턴을 반도체 소자(200)에 입력하는 것을 제어한다. 상기 클록 제어 신호가 패턴 발생기(10)로부터 기준 클록 발생기(80)로 출력되는 경우, 기준 클록 발생기(80)로부터 타이밍 발생기(82)로의 상기 기준 클록의 출력은 중단되며, 타이밍 발생기(82)로부터의 상기 타이밍 신호의 출력 또한 중단된다. 그 다음에 제어된 파형 형성기(84)는 반도체(200)에 상기 입력 신호 패턴을 입력하는 것을 중단한다.
반도체 소자(200)는 소자 접촉부(90) 상에 놓이며, 파형 형성기(84)에 의해 형성되는 입력 신호 패턴을 받는다. 그 다음에 상기 형성된 입력 신호 패턴은 반도체 소자(200)의 입력 핀으로 입력된다. 그리고 나서, 검사되는 반도체 소자(200)는 패키지에 수납되거나 웨이퍼 형태로 될 수 있다.
또한, 소자 접촉부(90)는 상기 패키지에 수납된 반도체 소자(200)를 플러그-인(plug in)하는 소켓으로 될 수 있거나, 상기 웨이퍼 상에 제공되는 단자와 직접 접촉하는 프로브 핀(probe pin) 또는 범프(bump)로 될 수 있다. 상기 입력 신호 패턴의 범위 내의 패턴 데이터 부분은 반도체 소자(200)의 데이터 입력 핀으로 입력되고; 상기 입력 신호 패턴 범위 내의 제어 신호 부분은 반도체 소자(200)의 제어 핀으로 입력되며; 상기 입력 신호 패턴 범위 내의 어드레스 신호 부분은 반도체 소자(200)의 어드레스 핀으로 입력된다. 소자 접촉부(90)는 반도체 소자(200)로부터 출력 신호 패턴을 받으며, 비교 회로(92)에 상기 출력 신호 패턴을 출력한다.
교류 전원(220)으로부터 교류 전압을 받으면, 전원 장치(30)는 상기 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 소자 접촉부(90) 상에 놓인 반도체 소자(200)에 공급한다. 본 실시예에서, 전원 장치(30)는 반도체 검사 장치(100) 내의 반도체 소자(200)에 직류 전압을 공급하기 위해 사용된다. 그러나, 전원 장치(30)는 다른 전기 부품을 작동시키기 위해 직류 전압을 또한 공급할 수 있으므로 전원 장치(30)의 사용은 제한되지 않는다.
배타적 논리합 회로를 포함하는 비교 회로(92)는 상기 출력 신호 패턴 및 기대치 신호 패턴을 받으며, 타이밍 발생기(82)로부터 출력되는 상기 타이밍 신호에 기초하여 이들의 논리 비교를 한다. 그 다음에 비교 회로(92)는 상기 신호 패턴은 상기 기대치 신호 패턴과 일치하지 않는 경우, 고장 해석 메모리 장치(110)로 고장 신호를 출력한다(즉, 고장이 발생하는 경우).
상기 고장 신호는 고장 해석 메모리 장치(110)에 저장되고, 상기 저장된 고장 신호에 기초하여 반도체 소자(200) 내의 결함부 위치가 측정되고 해석된다. 또한, 반도체 소자(200)의 각 부분은 제어 장치(210)에 의해 제어된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전원 장치(30)를 도시하는 블록 선도이다. 전원 장치(30)는 교류-직류 전원(40); 충전 장치(50); 및 스위칭 제어 장치(60)를 포함한다. 본 실시예에서, 스위칭 전원은 교류-직류 전원(40)으로서 사용된다.
충전 장치(50)는 커패시터 C1, 입력 스위치 SW1a 및 출력 스위치 SW1b를 포함한다. 교류 전원(220)으로부터 교류 전압을 받으면, 교류-직류 전원(40)은 이것을 직류 전압 VDD 및 VSS (여기서 VDD > VSS)로 변환하여 상기 직류 전압을 소자 접촉부(90) 상에 놓인 반도체 소자(200)에 공급한다. 교류-직류 전원(40)과 소자접촉부(90) 상에 놓이는 반도체 소자(200) 사이에 제공되는 커패시터 C1은 VDD 및 VSS를 접속시키며, 교류-직류 전원(40)으로부터 공급되는 직류 전압을 충전 또는 방전한다.
커패시터 C1은 소형이면서 대용량이다. 커패시터 C1은 VDD 및 VSS를 접속시킴으로써 교류-직류 전원(40)으로부터 공급되는 직류 전압에 포함되는 잡음을 감소시킨다. 용량 C = 5000F, 전원 단자에서의 허용 전압 강하 ΔV = 0.001V, t의 공급 시간을 갖는 공급 전류 I = 1A로 가정하면, 상기 전원 단자에서의 전압 강하는 ΔV = (I * t)/C가 된다. 그러므로 t = (ΔV * C)/I = (0.001V * 5000F)/1A = 50s가 된다. 즉, 상기 직류 전압은 커패시터 C1으로부터 반도체 소자(200)에 대략 50초 동안 공급된다.
입력 스위치 SW1a는 교류-직류 전원(40)과 커패시터 C1을 접속 또는 단절시킨다. 본 실시예에서, 커패시터 C1의 VDD 쪽 및 VSS 쪽 모두는 입력 스위치 SW1a를 통해 교류-직류 전원(40)과 접속 또는 단절된다.
출력 스위치 SW1b는 반도체 소자(200)와 커패시터 C1을 접속 또는 단절시킨다. 본 실시예에서, 커패시터 C1의 VDD 쪽 및 VSS 쪽 모두는 출력 스위치 SW1b를 통해 반도체 소자(200)와 접속 또는 단절된다.
본 실시예에서, 출력 스위치 SW1b는 반도체 소자(200)와 전원 장치(30) 내의 커패시터 C1을 접속 또는 단절시키도록 제공된다. 또한, 출력 스위치 SW1b는 소자 접촉부(90) 내에 제공될 수 있다. 즉, 이렇게 함으로써 검사되는 반도체 소자를 교체하는 경우에 반도체 소자(200)로의 직류 전압의 공급이 중단될 수 있는 구성이충족된다.
스위칭 제어 장치(60)는 충전 장치(50) 내에 포함되는 입력 스위치 SW1a 및 출력 스위치 SW1b 모두의 ON 및 OFF를 제어한다. 스위치를 ON 및 OFF 함으로써 동반되는 "스파이크(spike)"의 발생을 방지하기 위해, 입력 스위치 SW1a 및 출력 스위치 SW1b는 저항 값을 점진적으로 변화시킴으로써 ON 및 OFF가 보다 느리게 실행되도록 구성될 수 있다.
출력 스위치 SW1b 및 입력 스위치 SW1a 모두가 ON으로 전환됨으로써, 상기 커패시터 C1 및 반도체 소자(200) 모두는 교류-직류 전원(40)과 연결되며, 그 다음에 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C1 및 반도체 소자(200) 모두에 상기 직류 전압이 공급된다. 이 경우, 교류-직류 전원(40)으로부터 공급되는 상기 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급되어 상기 직류 전압의 잡음은 커패시터 C1에 의해 감소된다.
출력 스위치 SW1b가 OFF되고 입력 스위치 SW1a가 ON됨으로써, 커패시터 C1은 반도체 소자(200)와 단절되며, 그 다음에 교류-직류 전원(40)은 커패시터 C1과 접속된다. 이렇게 함으로써, 상기 직류 전압은 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C1에 공급되어 커패시터 C1에 의해 충전된다.
출력 스위치 SW1b가 ON되고 입력 스위치 SW1a가 OFF됨으로써, 커패시터 C1은 교류-직류 전원(40)과 단절되는 반면 커패시터 C1은 반도체 소자(200)와 접속되어 커패시터 C1에 충전된 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급되도록 된다. 충전된 커패시터 C1으로부터 반도체 소자(200)로 공급되는 직류 전압은 교류-직류전원(40)으로부터 반도체 소자(200)로 공급되는 직류 전압과 비교하여 훨씬 적은 잡음을 포함한다. 예를 들어, 구체적으로 비디오 회로와 같은 고속 아날로그 회로를 포함하는 반도체 소자 검사에서 아날로그 회로를 검사하는 경우, 공급되는 전압에 포함되는 잡음은 상기 검사에 원치 않는 영향을 끼치므로 실제로 검사가 수행될 수 없다. 그러므로, 아날로그 회로와 같은 반도체 소자(200)를 검사하는 경우에는 커패시터 C1에 충전된 직류 전압이 공급되는 것이 바람직하다.
충전된 상태의 커패시터 C1의 전압이 측정되고, 커패시터 C1에 충전된 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급된 후, 커패시터 C1의 전압은 재차 측정된다. 공급 전후 전압의 차이로부터 전류 소모량이 계산된다. 각 유형의 검사가 행해질 때마다 전류 소모량이 반복하여 측정되므로 평균 전류 소모량이 계산될 수 있다.
커패시터 C1은 충전 및 방전이 반복됨에 따라 성능이 서서히 저하된다. 소모되어 더 이상 상기 검사에 사용하기 부적절한 커패시터 C1은 전원 공급 장치(30)로부터 제거되어 신품으로 교체될 수 있도록 상기 충전 장치는 교체 가능한 방식으로 제공된다. 또한, 커패시터 C1은 입력 스위치 SW1a 및 출력 스위치 SW1b가 별도로 그리고 개별적으로 교체될 수 있도록 구성된다. 커패시터 C1이 상기 검사에 사용되는데 적절한지 아닌지를 판단하기 위해 충전된 커패시터 C1의 전압이 측정되며, 상기 측정된 값이 기준 전압보다 높은지 또는 낮은지에 기초하여 판정된다. 상기 기준 전압은 커패시터 C1으로부터 반도체 소자(200)에 공급될 필요량이며, 검사하는 동안 판정되고, 이 때 상기 전압은 반도체 소자(200)에 연속적으로 공급되어야 한다.
제2 실시예
제2 실시예는 전원 장치(30)의 구조가 제1 실시예와 상이하다.
도 4는 제2 실시예에 따른 전원 장치(30)를 도시하는 블록 선도이다. 전원 장치(30)는 교류-직류 전원(40), 충전 장치(50), 스위칭 제어 장치(60) 및 직류-직류 변환기(70)를 포함한다. 본 실시예에서, 스위칭 전원은 교류-직류 전원(40)으로서 사용된다.
충전 장치(50)는 커패시터 C1 및 C2, 입력 스위치 SW1a 및 SW2a, 및 출력 스위치 SW1b 및 SW2b를 포함한다. 교류 전원(220)으로부터 교류 전압을 받으면, 교류-직류 전원(40)은 상기 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 상기 변환된 직류 전압을 소자 접촉부(90) 상에 놓이는 반도체 소자(200)에 공급한다. 커패시터 C1 및 C2는 교류-직류 전원(40)과 소자 접촉부(90) 상에 놓이는 반도체 소자(200) 사이에 제공되어 VDD 및 VSS를 병렬로 접속시키도록 한다. 이렇게 함으로써, 상기 직류 전압은 커패시터 C1 및 C2에서 충전 및 방전된다.
커패시터 C1 및 C2는 소형이면서 대용량이다. VDD를 VSS에 접속시킴으로써, 교류-직류 전원(40)으로부터 공급되는 직류 전압에 포함된 잡음이 감소될 수 있다. 도 3에 도시되는 커패시터 C1과 마찬가지로, 커패시터 C1 및 C2는 반도체 소자(200)에 대략 50초 동안 연속적으로 전압을 공급할 수 있다.
입력 스위치 SW1a는 교류-직류 전원(40)과 커패시터 C1 사이를 접속 또는 단절시킨다. 입력 스위치 SW2a는 교류-직류 전원(40)과 커패시터 C2 사이를 접속 또는 단절시킨다. 본 실시예에서, 커패시터 C1의 VDD 쪽 및 VSS 쪽 모두는 입력 스위치 SW1a에 의해 교류-직류 전원(40)과 접속 또는 단절된다. 커패시터 C2의 VDD 쪽 및 VSS 쪽 모두는 입력 스위치 SW2a에 의해 교류-직류 전원(40)과 접속 또는 단절된다.
출력 스위치 SW1b는 반도체 소자(200)와 커패시터 C1 사이를 접속 또는 단절시킨다. 출력 스위치 SW2b는 반도체 소자(200)와 커패시터 C2 사이를 접속 또는 단절시킨다. 본 실시예에서, 커패시터 C1의 VDD 쪽 및 VSS 쪽 모두는 출력 스위치 SW1b에 의해 반도체 소자(200)와 접속 또는 단절된다. 커패시터 C2의 VDD 쪽 및 VSS 쪽 모두는 출력 스위치 SW2b에 의해 반도체 소자(200)와 접속 또는 단절된다.
스위칭 제어 장치(60)는 충전 장치(50) 내에 포함되는 입력 스위치 SW1a 및 SW2a, 및 출력 스위치 SW1b 및 SW2b 모두의 ON-OFF 스위칭을 제어한다. 스위치를 ON 및 OFF 함으로써 동반되는 "스파이크"의 발생을 방지하기 위해, 입력 스위치 SW1a 및 SW2a, 및 출력 스위치 SW1b 및 SW2b는 저항 값을 점진적으로 변화시킴으로써 ON 및 OFF가 보다 느리게 실행되도록 구성될 수 있다.
본 실시예를 통해, 각각 두 개의 입력 스위치 및 출력 스위치가 제공되며, 각각 세 개 이상의 입력 스위치 및 출력 스위치가 제공될 수 있다.
출력 스위치 SW1b 및 입력 스위치 SW1a 모두가 ON으로 전환됨으로써, 상기 커패시터 C1 및 반도체 소자(200) 모두는 교류-직류 전원(40)과 연결되며, 그 다음에 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C1 및 반도체 소자(200) 모두에 상기 직류 전압이 공급된다. 출력 스위치 SW2b 및 입력 스위치 SW2a 모두가 ON으로 전환됨으로써, 상기 커패시터 C2 및 반도체 소자(200) 모두는 교류-직류 전원(40)과 연결되며, 그 다음에 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C2 및 반도체 소자(200) 모두에 상기 직류 전압이 공급된다. 이 경우, 교류-직류 전원(40)으로부터 공급되는 상기 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급되어 상기 직류 전압의 잡음은 커패시터 C1 또는 커패시터 C2에 의해 감소된다.
출력 스위치 SW1b가 OFF되고 입력 스위치 SW1a가 ON됨으로써, 커패시터 C1은 반도체 소자(200)와 단절되며, 그 다음에 교류-직류 전원(40)은 커패시터 C1과 접속된다. 이렇게 함으로써, 상기 직류 전압은 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C1에 공급되어 커패시터 C1에 의해 충전된다. 출력 스위치 SW2b가 OFF되고 입력 스위치 SW2a가 ON됨으로써, 커패시터 C2는 반도체 소자(200)와 단절되며, 그 다음에 교류-직류 전원(40)은 커패시터 C2와 접속된다. 이렇게 함으로써, 상기 직류 전압은 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C2에 공급되어 커패시터 C2에 의해 충전된다.
출력 스위치 SW1b가 OFF되고 입력 스위치 SW1a가 ON됨으로써, 커패시터 C1은 반도체 소자(200)와 단절되며, 그 다음에 교류-직류 전원(40)은 커패시터 C1과 접속된다. 이렇게 함으로써, 상기 직류 전압은 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C1에 공급되어 커패시터 C1에 의해 충전된다.
출력 스위치 SW1b가 ON되고 입력 스위치 SW1a가 OFF됨으로써, 커패시터 C1은 교류-직류 전원(40)과 단절되는 반면 커패시터 C1은 반도체 소자(200)와 접속되어 커패시터 C1에 충전된 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급되도록 된다. 출력 스위치 SW2b가 ON되고 입력 스위치 SW2a가 OFF됨으로써, 커패시터 C2는 교류-직류 전원(40)과 단절되는 반면 커패시터 C2는 반도체 소자(200)와 접속되어 커패시터 C2에 충전된 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급되도록 된다.
충전된 커패시터 C1 또는 커패시터 C2로부터 반도체 소자(200)로 공급되는 직류 전압은 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)로 공급되는 직류 전압과 비교하여 훨씬 적은 잡음을 포함한다. 그러므로, 아날로그 회로와 같은 반도체 소자(200)를 검사하는 경우에는 커패시터 C1 또는 커패시터 C2에 충전된 직류 전압이 공급되는 것이 바람직하다.
커패시터 C1에 충전된 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급되는 동안, 커패시터 C2가 충전된다. 미리 정해진 시간의 주기가 경과한 후, 커패시터 C2에 충전된 직류 전압은 반도체 소자(200)에 공급되고 커패시터 C2로부터 직류 전압이 공급되는 동안 이제 커패시터 C1이 충전된다. 이러한 방식으로, 커패시터 C1 및 커패시터 C2는 교번하여 전압을 공급하거나 전압을 충전하므로 반도체 소자(200)에 직류 전압이 연속적으로 공급될 수 있다.
복수(세 개 이상)의 커패시터, 입력 스위치 및 출력 스위치가 각각 제공되는 경우, 스위칭 제어 장치(60)는 각 출력 스위치를 제어하여 상기 커패시터들 중 하나에 충전된 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급될 수 있도록 한다. 상기 커패시터들 중 하나가 반도체 소자(200)에 직류 전압을 공급하는 동안, 스위칭 제어 장치(60)는 각 입력 스위치를 제어하여 다른 커패시터들이 충전될 수 있도록 한다.
충전된 상태의 커패시터 C1 또는 C2의 전압이 측정되고, 커패시터 C1 또는 C2에 충전된 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급된 후, 커패시터 C1 또는 C2의전압은 재차 측정된다. 공급 전후 전압의 차이로부터 전류 소모량이 계산된다. 각 유형의 검사가 행해질 때마다 전류 소모량이 반복하여 측정되므로 평균 전류 소모량이 계산될 수 있다.
커패시터 C1은 충전 및 방전이 반복됨에 따라 성능이 서서히 저하된다. 소모되어 더 이상 상기 검사에 사용하기 부적절한 커패시터 C1은 전원 공급 장치(30)로부터 제거되어 신품으로 교체될 수 있도록 상기 충전 장치는 교체 가능한 방식으로 제공된다. 또한, 커패시터 C1의 세트는 입력 스위치 SW1a 및 출력 스위치 SW1b가 하나의 세트로 교체될 수 있으며, 커패시터 C2의 세트는 입력 스위치 SW2a 및 출력 스위치 SW2b가 다른 세트로 교체될 수 있도록 각각 구성된다. 또한, 커패시터 C1 및 C2는 입력 스위치 SW1a 및 SW2a, 및 출력 스위치 SW1b 및 SW2b가 별도로 그리고 개별적으로 교체될 수 있도록 구성된다. 커패시터 C1 및 C2가 상기 검사에 사용되는데 적절한지 아닌지를 판단하기 위해 충전된 커패시터 C1 및 C2의 전압이 측정되며, 도 3에 도시되는 커패시터 C1과 유사한 방식으로, 상기 측정된 값이 기준 전압보다 큰지 또는 작은지에 기초하여 판정된다.
직류-직류 변환기(70)는 검사가 완료된 상기 반도체 소자가 다른 반도체 소자(200)로 교체되기 전에 검사가 실행된 반도체 소자(200)에 근접하여 제공되는 커패시터에 남아있는 전하(電荷)를 제거한다.
도 5는 반도체 소자 검사에서 충전 장치(50)의 작동을 도시하는 타임 차트이다. 검사의 개시에 앞서 검사 정지 상태(S100)에서, 입력 스위치 SW1a, 출력 스위치 SW1b 및 입력 스위치 SW2a는 ON으로 되며, 출력 스위치 SW2b는 OFF로 된다. 이러한 상태에서, 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)에 직류 전압이 공급되고, 교류-직류 전원(40)으로부터 공급되는 상기 직류 전압은 커패시터 C1 및 C2에 충전된다. 다음에, 제1 검사 구간(S102)에 들어가기 전에, 입력 스위치 SW1a는 OFF되어 커패시터 C1이 교류-직류 전원(40)과 단절되고 커패시터 C1에 충전된 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급되도록 한다(S100a).
입력 스위치 SW1a 및 SW2a, 및 출력 스위치 SW1b 및 SW2b를 ON 및 OFF 함으로써 동반되는 "스파이크"의 발생을 방지하기 위해, 상기 스위치들은 저항 값을 점진적으로 변화시킴으로써 ON 및 OFF가 보다 느리게 실행되도록 구성될 수 있다. 그러나, 검사 구간(S102, S106, S110) 동안 각 스위치 작동이 실행되지 않으므로, 본 실시예에서, "스파이크"의 발생은 각 검사에 영향을 주지 않는다.
제1 검사 구간(S102)에서, 패턴 발생기(10)는 소자 접촉부(90)에 입력 신호 패턴을 공급하고, 커패시터 C1에 충전된 직류 전압은 반도체 소자(200)에 공급된다. 이렇게 함으로써, 입력 신호 패턴이 반도체 소자(200)에 입력되고, 반도체 소자(200)가 검사된다. 제1 검사 구간(S102)에 필요한 시간은 대략 수 초 내지 수십 초이다. 그러므로, 커패시터 C1이 대략 50초 동안 직류 전압을 공급할 수 있으므로, C1은 전원으로서의 역할이 충족된다.
제1 검사(S102)의 종점에서는 반도체 소자(200)로의 상기 입력 신호 패턴 입력이 중단되어 검사가 완료된 반도체 소자(200)가 다른 반도체 소자(200)로 교체될 수 있다. 이렇게 함으로써, 검사가 일시적으로 중단된다(S104). 상기 일시적 중단 구간은 수 초 동안이다. 상기 일시적 중단 구간 동안, 출력 스위치 SW1b가 OFF되고, 그 다음에 커패시터 C1에 충전된 직류 전압의 반도체 소자(200)로의 공급이 단절된다(S104a). 상기 단절 후, 검사가 완료된 반도체 소자(200)가 다른 반도체 소자(200)로 교체되는 공정이 수행된다(S104b).
그 후, 출력 스위치 SW2b를 ON으로 전환시킴으로써(S104c), 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)에 직류 전압이 공급된다. 그리고 나서, 입력 스위치 SW2a를 OFF로 전환시킴으로써(S104d), 커패시터 C2에 충전된 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급된다. 그리고 나서, 입력 스위치 SW1a를 ON으로 전환시키면(S104e), 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C1에 직류 전압이 재충전된다.
본 실시예에서, 출력 스위치 SW2b를 ON으로 전환시키기 전에 커패시터 C1 및 커패시터 C2의 단락(short circuit)을 방지하기 위해 출력 스위치 SW1b는 미리 OFF된다. 이것은 충전된 커패시터로부터 방전된 커패시터로 전하가 전달되는 경우, 다음 검사에 사용될 반도체 소자(200)에 충분한 전압이 공급될 수 없기 때문이다. 마찬가지로, 출력 스위치 SW1b를 ON시키기 전에, 출력 스위치 SW2b가 미리 OFF된다.
출력 스위치 SW1b 및 SW2b와 마찬가지로, 입력 스위치 SW1a를 ON으로 전환시키기 전에 커패시터 C1 및 커패시터 C2의 단락을 방지하기 위해 입력 스위치 SW2a는 미리 OFF된다. 마찬가지로, 입력 스위치 SW2a를 ON시키기 전에, 입력 스위치 SW1a가 미리 OFF된다.
본 실시예에서는 출력 스위치 SW2b가 먼저 ON된 후 입력 스위치 SW2a가 OFF되지만, 입력 스위치 SW2a가 먼저 OFF된 후 출력 스위치 SW2b가 ON될 수도 있다.이 경우에는, 출력 스위치 SW2b가 ON되면 커패시터 C2에 충전된 전압이 하강한다.
본 실시예에서는 제2 검사 구간(S106)이 시작되기 전에 입력 스위치 SW1a가 ON되지만, 제2 검사 구간(S106)이 시작된 후 입력 스위치 SW1a가 ON될 수도 있다. 이 경우는, 커패시터 C1을 재충전하기에 안전하고 충분한 시간을 충족시킨다.
제2 검사 구간(S106)에서, 패턴 발생기(10)는 상기 입력 신호 패턴을 소자 접촉부(90)에 공급하고, 커패시터 C2에 충전된 직류 전압은 반도체 소자(200)에 공급된다. 이렇게 함으로써, 입력 신호 패턴이 반도체 소자(200)에 입력되고, 반도체 소자(200)는 검사된다. 제1 검사와 마찬가지로, 제2 검사(S106)를 위해 필요한 시간은 대략 수 초 내지 수십 초이다. 그러므로, 커패시터 C2가 대략 50초 동안 직류 전압을 공급할 수 있으므로, C2는 전원으로서의 역할이 충족된다.
제2 검사(S106)의 종점에서, 상기 검사는 일시적으로 중단되어(S108) 검사가 완료된 반도체 소자(200)가 다른 반도체 소자(200)로 교체될 수 있다. 제1 검사(S104)의 검사 중단 구간과 마찬가지로, 상기 일시적 중단 구간에서는 출력 스위치 SW2b가 OFF되어(S108a), 검사가 완료된 반도체 소자(200)가 다른 반도체 소자(200)로 교체된다(S108b). 그리고 나서, 출력 스위치 SW1b가 ON되고(S108c), 입력 스위치 SW1a가 OFF되며(S108d), 입력 스위치 SW2a는 ON된다(S108e). 이렇게 함으로써, 커패시터 C1에 충전된 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급된다. 그리고 나서, 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C2에 직류 전압이 공급되고 충전된다.
그 다음의 제3 검사(S110)가 완료되면, 상기 검사는 정지 상태(S112)가 된다. 그리고 나서, 입력 스위치 SW1a가 ON되어(S112a) 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C2에 직류 전압이 공급되어 충전된다.
본 실시예에서는, 제1 검사(S102)와 제3 검사(S110) 사이에 두 개의 일시적 중단 구간이 있다. 검사되는 반도체 소자(200)가 상기 중단 구간에서 교체되는 경우, 반도체 소자(200)에 전압이 공급될 필요가 없다. 그러므로, 상기 일시적 중단 구간 동안 상기 전원은 다른 전원으로 전환되며, 상기 전원은 단지 짧은 시간 동안만 전압을 공급할 수 있지만 복수의 전원들을 교대시킴으로써 상기 전압이 연속적으로 공급될 수 있다.
도 6은 검사 구간에 특정한 저잡음 구간이 포함되는 반도체 소자 검사에서 충전 장치(50)의 작동을 도시하는 타임 차트이다. 일반적인 사용에서, 직류 전압은 본 실시예의 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)에 공급된다. 특히 단지 저잡음 전압의 공급이 필요한 검사의 실행에서는, 커패시터 C1 또는 C2에 충전되는 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급된다. 문제는 검사의 목적 또는 검사의 유형에 따라 상기 저잡음 전압이 공급되는지 여부를 판단하는 것이다. 예를 들어, 논리 회로를 검사하는 경우, 비디오 회로 등과 같이 아날로그 회로에 관련되는 부분을 검사하기 위한 저잡음 전압의 공급이 충족된다. 상기 아날로그 회로가 아닌 다른 연관되는 부분을 검사하는 경우에는, 교류-직류 전원(40)으로부터 전압이 공급된다. 제1 검사(S202), 제2 검사(S208) 및 제3 검사(S214) 중에서, (S204, S210, S216) (저잡음 특성 구간)에 해당하는 저잡음 전압의 공급이 필요한 구간이 각각 하나씩 필요하다.
검사를 시작하기 전의 검사 정지 상태(S200)에서, 입력 스위치 SW1a, 출력 스위치 SW1b 및 입력 스위치 SW2a는 ON되고, 출력 스위치 SW2b는 OFF된다. 이러한 상태에서. 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)에 직류 전압이 공급되는 경우, 교류-직류 전원(40)으로부터 공급되는 직류 전압은 커패시터 C1 및 C2에 충전된다.
제1 검사 구간(S202)에서, 패턴 발생기(10)는 입력 신호 패턴을 소자 접촉부에 공급하고, 이 때 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)에 직류 전압이 공급된다. 이렇게 함으로써, 반도체 소자(200)에 입력 신호가 입력되고, 반도체 소자(200)는 검사된다. 저잡음 특성 구간(S204) 동안에는, 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)로의 직류 전압의 공급 대신 커패시터 C1에 충전된 직류 전압을 반도체 소자(200)에 공급하는 것이 필요하다. 그러므로, 적어도 상기 저잡음 특성 구간에 들어가기 전에, 입력 스위치 SW1a가 OFF되어(S202a) 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)에 공급되는 직류 전압이 차단되도록 한다. 이렇게 함으로써, 커패시터 C1으로부터 반도체 소자(200)에 저잡음 전압이 공급된다.
저잡음 특성 구간(S204)에서는 패턴 발생기(10)가 입력 신호 패턴을 소자 접촉부(90)에 공급하며, 상기 저잡음 전압은 커패시터 C1으로부터 반도체 소자(200)에 공급된다. 이렇게 함으로써, 반도체 소자(200)에는 입력 신호 패턴이 입력되고, 반도체 소자(200)는 검사된다. 아날로그 검사를 실행하는 저잡음 특성 구간(S204)을 위해 필요한 지속 시간은 적어도 제1 검사 구간보다 짧으며, 수 초 내지 수십 초 이내이다. 그러므로, 커패시터 C1이 대략 50초 동안 직류 전압을 공급할 수 있으므로, C1은 전원으로서의 역할이 충족된다.
상기 아날로그 검사 후 저잡음 특성 구간(S204)이 경과된 후에는, 입력 스위치를 다시 ON으로 전환시킴으로써 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C1으로, 그리고 다시 반도체 소자(200)로 직류 전압이 공급된다. 상기 직류 전압이 또한 교류-직류 전원(40)으로부터 커패시터 C1으로 공급되므로, C1은 저잡음 특성 구간(S204) 동안 전압이 강하된 만큼 충전된다.
저잡음 특성 구간(S204) 후에 입력 스위치 SW1a가 ON되는 경우, 이제 입력 스위치 SW2a가 ON되도록 커패시터 C1 및 커패시터 C2는 단락된다. 그러나, 저잡음 특성 구간(S204)이 짧을수록 커패시터 C1의 전압 강하가 작으므로, 보다 적은 "스파이크"가 발생한다. 그러므로 상기 검사에 대한 "스파이크"의 영향은 작을 것으로 사료된다. 그러나, 상기 "스파이크"를 보다 감소시키기 위해서는 저항 값을 점진적으로 변화시킴으로써 입력 스위치 SW1a가 보다 느리게 ON되도록 하는 것이 바람직하다.
제1 검사(S202)의 종점에서는 반도체 소자(200)로의 상기 입력 신호 패턴 입력이 중단되어 검사가 완료된 반도체 소자(200)가 다른 반도체 소자(200)로 교체될 수 있다. 이렇게 함으로써, 검사가 일시적으로 중단된다(S206). 상기 일시적 중단 구간 동안, 출력 스위치 SW1b가 OFF되고(S206a), 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)로의 직류 전압의 공급이 단절된다. 상기 단절되는 동안, 반도체 소자(200)는 다른 반도체 소자(200)로 교체된다(S206b). 교체 후, 출력 스위치 SW2b는 적어도 제2 검사(S208)가 시작되기 전에 ON되고(S206c), 그 다음에 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)에 직류 전압이 재차 공급된다.
제1 검사(S202)와 마찬가지로, 제2 검사(S208)에서도 저잡음 특성 구간(S210) 동안에만 반도체 소자(200)에 저잡음 전압을 공급하는 것이 충족된다. 저잡음 특성 구간이 아닌 다른 구간 동안에는, 직류 전압이 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)에 공급된다. 입력 스위치 SW2a는 적어도 저잡음 특성 구간(S210)에 들어가기 전에 OFF된다(S208a). 이렇게 함으로써, 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)로의 직류 전압의 공급이 차단되며, 커패시터 C2로부터 반도체 소자(200)에 저잡음 전압이 공급된다. 상기 저잡음 특성 구간 동안에는 아날로그 검사가 실행된다. 저잡음 특성 구간(S210)이 경과된 후에는 입력 스위치 SW2a가 재차 ON되므로(S208b), 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)에 직류 전압이 공급된다.
다음으로, 일시적 검사 중단 구간(S212) 동안은 (S206)과 마찬가지로, 출력 스위치 SW2b가 OFF되고(S212a) 반도체 소자(200)는 다른 반도체 소자(200)와 교체된다(S212b). 출력 스위치 SW1b는 적어도 제3 검사(S214)가 시작되기 전에 ON된다(S212c). 제1 검사(S202) 및 제2 검사(S208)와 마찬가지로, 제3 검사(S214)에서도 입력 스위치 SW1a는 저잡음 특성 구간(S214a) 전에 OFF되어, 저잡음 검사 구간(S216) 동안에만 커패시터 C1으로부터 반도체 소자(200)에 저잡음 전압이 공급될 수 있도록 한다. 상기 저잡음 특성 구간이 경과한 후, 입력 스위치 SW1a는 ON된다(S214b). 이제 제3 검사(S214)가 완료되고 상기 검사는 정지 상태(S218)로 들어간다.
본 실시예에서, 교류-직류 전원(40)으로부터 반도체 소자(200)로의 직류 전압의 공급은 입력 스위치 SW1a 및 SW2a를 전환시킴으로써 단절된다. 이렇게 함으로써, 상기 저잡음 특성 구간 동안에만 반도체 소자(200)에 커패시터 C1 또는 C2에 충전된 저잡음 직류 전압이 공급될 수 있다.
상기 기술된 바와 같이, 본 실시예에서는 입력 스위치 SW1a에 의해 교류-직류 전원(40)과 커패시터 C1이 단절되고, 출력 스위치 SW1b에 의해 커패시터 C1이 반도체 소자(200)와 접속된다. 이렇게 함으로써, 반도체 소자(200)에는 커패시터 C1에 충전된 저잡음 직류 전압이 공급될 수 있다. 또한, 입력 스위치 SW2a에 의해 교류-직류 전원(40)과 커패시터 C2가 단절되고, 출력 스위치 SW2b에 의해 커패시터 C2가 반도체 소자(200)와 접속된다. 이렇게 함으로써, 반도체 소자(200)에는 커패시터 C2에 충전된 저잡음 직류 전압이 공급될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 커패시터 C1 및 C2로부터 반도체 소자(200)에 전압이 공급되며, 입력 스위치 SW1a와 SW2a 및 출력 스위치 SW1b와 SW2b를 전환시킴으로써 다른 커패시터가 충전된다. 상기 전압의 공급 및 충전은 커패시터 C1 및 C2에 의해 교번하여 반복되므로, 커패시터 C1 및 커패시터 C2 중 하나로부터 반도체 소자(200)에 저잡음 직류 전압이 연속적으로 공급될 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 따르면, 교류-직류 전원(40)과 반도체 소자(200) 사이의 접속은 입력 스위치 SW1a 또는 입력 스위치 SW2a를 전환시킴으로써 일시적으로 단절될 수 있다. 그러므로, 반도체 소자(200)에 공급되는 직류 전압은 검사 중에 저잡음 직류 전압으로 일시 전환될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 커패시터 C1 또는 커패시터 C2에 대한 상기 전압 공급 전후의 측정된 전압을 비교함으로써, 반도체 소자(200)에 의한 평균 전류 소모량이 계산될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 커패시터 C1 및 커패시터 C2의 충전된 전압이 측정된 후에 상기 커패시터 C1 또는 커패시터 C2가 더 이상 사용하기에 적절하지 않다고 판정되는 경우, 상기 판정된 커패시터는 적절한 시기에 다른 커패시터로 교체될 수 있다.
그러므로, 상기 전원 장치는 하나 또는 복수의 커패시터(들), 입력 스위치(들) 및 출력 스위치(들)를 포함하여, 상기 입력 스위치 및 출력 스위치를 전환시킴으로써 저잡음 직류 전압이 반도체 소자(200)에 공급될 수 있다.
본 발명은 단지 예시적 실시예만이 기술되었지만, 당업자들은 첨부된 특허정구범위에 정의된 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 수정을 가할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명에 따라, 바람직한 변환 효율을 가지면서 저잡음 전압을 공급할 수 있는 소형의 스위칭 전원이 포함되는 반도체 소자의 검사 장치 및 그 방법이 제공될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전기 부품에 전압을 공급하는 전원 장치에 있어서,
    상기 전기 부품에 직류 전압을 공급하는 직류 전원;
    상기 직류 전원과 전기 부품 사이에 제공되고, 상기 직류 전압을 충전하는 커패시터;
    상기 커패시터 및 상기 직류 전원을 접속 또는 단절시키는 입력 스위치;
    상기 커패시터 및 상기 전기 부품을 접속 또는 단절시키는 출력 스위치; 및
    상기 입력 스위치를 ON으로 전환시킴으로써 상기 커패시터를 충전시키고, 상기 입력 스위치를 OFF로 전환시킴으로써 상기 커패시터에 충전된 전력을 상기 전기 부품에 공급하는 스위칭 제어 장치
    를 포함하는 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 제어 장치는 상기 출력 스위치를 OFF로 전환시키고 상기 입력 스위치를 ON으로 전환시킴으로써 상기 커패시터에 직류 전압이 충전되도록 하며,
    상기 스위칭 제어 장치는 상기 출력 스위치를 ON으로 전환시키고 상기 입력 스위치를 OFF로 전환시킴으로써 상기 커패시터에 충전된 직류 전압을 상기 전기 부품으로 공급하는
    전원 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭 제어 장치가 상기 출력 스위치 및 상기 입력 스위치를 ON으로 전환시킴으로써 상기 직류 전원으로부터 상기 커패시터 및 상기 전기 부품으로 직류 전압을 공급하며,
    상기 스위칭 제어 장치는 상기 출력 스위치가 ON인 상태에서 상기 입력 스위치를 OFF로 전환시킴으로써 상기 직류 전원으로부터 상기 커패시터 및 상기 전기 부품으로 직류 전압을 공급하는 것을 일시적으로 단절시키는
    전원 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커패시터는 상기 직류 전원과 상기 전기 부품 사이에 병렬로 복수로 제공되고,
    상기 출력 스위치는 복수로 제공되어 상기 복수의 커패시터 및 상기 전기 부품을 접속 또는 단절시키고,
    상기 복수의 출력 스위치 중 하나가 ON인 상태이고 상기 ON 상태가 된 출력 스위치를 통해 상기 커패시터에 충전된 직류 전압이 상기 전기 부품에 공급되는 동안 상기 복수의 출력 스위치 중 하나가 ON인 상기 스위칭 제어 장치가 나머지 상기 다른 출력 스위치를 OFF시키는
    전원 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입력 스위치는 복수로 제공되어 상기 복수의 커패시터 및 상기 전원을 접속 또는 단절시키고,
    상기 복수의 입력 스위치 중 하나가 ON인 상태이고 상기 ON 상태가 된 입력 스위치를 통해 상기 커패시터에 충전된 직류 전압이 상기 전기 부품에 공급되는 동안 상기 복수의 입력 스위치 중 하나가 ON인 상기 스위칭 제어 장치가 나머지 상기 다른 입력 스위치를 OFF시키는
    전원 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 입력 스위치, 상기 출력 스위치, 및 상기 커패시터가 신품으로 교체될 수 있도록 교체 가능한 방식으로 제공되는 전원 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 직류 전원이 교류 전원으로부터 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 교류-직류 전원인 전원 장치.
  8. 반도체 소자를 검사하기 위한 반도체 소자 검사 장치에 있어서,
    상기 반도체 소자를 위치시키고, 상기 반도체 소자에 입력 신호 패턴을 입력하는 소자 접촉부;
    상기 소자 접촉부 상에 위치되는 반도체에 직류 전압을 공급하는 직류 전원;
    상기 전원과 상기 반도체 소자 사이에서 상기 직류 전압을 충전 또는 방전하는 커패시터;
    상기 커패시터 및 상기 직류 전원을 접속 또는 단절시키는 입력 스위치; 및
    상기 입력 스위치를 ON시킴으로써 상기 커패시터에 상기 직류 전압을 충전시키는 스위칭 제어 장치를 포함하고,
    상기 스위칭 제어 장치는 상기 입력 스위치를 OFF시킴으로써 상기 커패시터에 충전된 상기 직류 전압을 공급하며,
    상기 스위칭 제어 장치는 스위칭 제어 장치가 상기 입력 스위치를 OFF시키고 상기 출력 스위치―여기서 출력 스위치는 상기 커패시터 및 상기 반도체 소자를 접속 또는 단절시킴―를 ON시키는 경우, 상기 반도체 소자에 상기 입력 신호 패턴을 공급하는 패턴 발생기를 추가로 포함하는
    반도체 소자 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 커패시터 및 상기 반도체 소자를 접속 또는 단절시키는 출력 스위치를 추가로 포함하며,
    상기 스위칭 제어 장치는 상기 출력 스위치를 OFF로 전환시키고 상기 입력 스위치를 ON으로 전환시킴으로써 상기 커패시터에 상기 직류 전압을 충전시키고,
    상기 스위칭 제어 장치는 상기 출력 스위치를 ON으로 전환시키고 상기 입력 스위치를 OFF로 전환시킴으로써 상기 커패시터에 충전된 직류 전압을 상기 반도체 소자에 공급하는
    반도체 소자 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 패턴 발생기는 상기 스위칭 제어 장치가 상기 출력 스위치 및 상기 입력 스위치를 ON으로 전환시키는 경우 상기 반도체 소자에 상기 입력 신호 패턴을 공급하는 입력 신호 패턴 공급 장치를 추가로 포함하며,
    상기 스위칭 제어 장치는 상기 반도체 소자에 상기 입력 신호 패턴이 공급되는 경우 상기 입력 스위치를 일시적으로 OFF시키는
    반도체 소자 검사 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 직류 전원과 상기 반도체 소자 사이에 병렬로 제공되고, 상기 직류 전압을 충전하는 복수의 상기 커패시터; 및
    상기 복수의 커패시터 및 상기 반도체 소자를 접속 또는 단절시키는 복수의 상기 출력 스위치
    를 추가로 포함하며,
    상기 복수의 출력 스위치 중 하나가 ON인 상태이고 상기 ON 상태가 된 출력 스위치를 통해 상기 커패시터에 충전된 직류 전압이 상기 반도체 소자에 공급되는 동안 상기 복수의 출력 스위치 중 하나가 ON인 상기 스위칭 제어 장치가 나머지 상기 다른 출력 스위치를 OFF시키는
    반도체 소자 검사 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    복수의 상기 커패시터 및 직류 전압을 각각 접속 또는 단절시키는 복수의 상기 입력 스위치를 추가로 포함하며,
    상기 복수의 입력 스위치 중 하나가 ON인 상태이고 상기 ON 상태가 된 입력 스위치를 통해 상기 커패시터에 충전된 직류 전압이 상기 전기 부품에 공급되는 동안 상기 복수의 입력 스위치 중 하나가 ON인 상기 스위칭 제어 장치가 나머지 상기 다른 입력 스위치를 OFF시키는
    반도체 소자 검사 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 입력 스위치, 상기 출력 스위치, 및 상기 커패시터가 신품으로 교체될 수 있도록 교체 가능한 방식으로 제공되는 반도체 소자 검사 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 직류 전원이 교류 전원으로부터 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 교류-직류 전원인 반도체 소자 검사 장치.
  15. 반도체 소자 검사 장치를 이용하여 반도체 소자를 검사하는 반도체 소자 검사 방법에 있어서,
    커패시터에 직류 전압을 충전하는 단계; 및
    상기 커패시터에 상기 직류 전압의 공급을 단절시키는 단계, 및 상기 커패시터에 충전된 직류 전압이 상기 반도체 소자에 공급되는 동안 상기 반도체 소자에 입력 신호 패턴을 입력하는 단계에 의해 상기 반도체 소자를 검사하는 단계
    를 포함하는 반도체 소자 검사 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 충전 단계는 제1 커패시터 및 제2 커패시터에 상기 직류 전압을 충전하는 단계를 포함하고,
    상기 검사 단계는 상기 제1 커패시터에 상기 직류 전압의 공급을 단절시키는 단계; 및 상기 제1 커패시터에 충전된 직류 전압이 상기 반도체 소자에 공급되는 동안 상기 반도체 소자에 상기 입력 신호 패턴이 입력되는 단계를 포함하며,
    상기 반도체 소자 검사 방법은
    상기 반도체 소자에 입력 신호 패턴의 입력을 중단시키는 단계;
    상기 반도체에 상기 제1 커패시터에 충전된 직류 전압의 공급을 단절시키는 단계;
    상기 반도체 소자를 다른 반도체 소자로 교체시키는 단계; 및
    상기 제2 커패시터에 충전된 직류 전압을 상기 교체된 반도체 소자에 공급하기 위해 상기 교체된 반도체 소자에 상기 제2 커패시터를 접속시키는 단계
    를 추가로 포함하는 반도체 소자 검사 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 접속 단계 후 상기 제1 커패시터에 상기 직류 전압의 충전을 재개하는 단계; 및
    상기 반도체 소자에 상기 입력 신호 패턴의 입력을 재개하는 단계
    를 추가로 포함하는 반도체 소자 검사 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 커패시터 및 제2 커패시터에 상기 직류 전압의 공급을 각각 접속 또는 단절시키는 제1 입력 스위치 및 제2 입력 스위치가 제공되고, 상기 반도체 소자에 상기 제1 커패시터 및 제2 커패시터에 충전된 직류 전압의 공급을 각각 접속 또는 단절시키는 제1 출력 스위치 및 제2 출력 스위치가 제공되며,
    상기 단절 단계는 상기 제1 출력 스위치를 OFF로 전환시킴으로써 상기 반도체 소자에 상기 제1 커패시터에 충전된 직류 전압의 공급을 단절시키고,
    상기 접속 단계는 상기 제2 출력 스위치를 ON으로 전환시키고 상기 제2 입력 스위치를 OFF로 전환시킴으로써 상기 제2 커패시터에 충전된 직류 전압을 상기 반도체에 공급하며,
    상기 재개 단계는 상기 제1 입력 스위치를 ON으로 전환시킴으로써 상기 제1 커패시터에 직류 전압의 충전을 재개하는
    반도체 소자 검사 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 검사 단계 전에 상기 제1 커패시터 또는 제2 커패시터의 충전된 전압을 측정하는 제1 측정 단계;
    상기 검사 단계 후에 상기 제1 커패시터 또는 제2 커패시터의 전압을 측정하는 제2 측정 단계;
    상기 제1 측정 단계에서 측정된 상기 제1 커패시터 또는 제2 커패시터의 전압과 상기 제2 측정 단계에서 측정된 상기 제1 커패시터 또는 제2 커패시터의 전압의 차이에 기초하여 상기 반도체의 전류 소모량을 계산하는 제1 계산 단계; 및
    상기 제1 측정 단계, 제2 측정 단계, 및 제1 계산 단계를 복수 회 반복한 후 얻어진 결과를 기초로 하여 상기 반도체의 평균 전류 소모량을 계산하는 제2 계산 단계
    를 추가로 포함하는 반도체 소자 검사 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제1 커패시터 또는 제2 커패시터 중 어느 하나의 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 어느 하나의 전압을 측정하는 측정 단계에서 측정된 상기 제1 커패시터 및 제2 커패시터의 전압이 미리 정해진 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 신품으로 교체하는 단계
    를 추가로 포함하는 반도체 소자 검사 방법.
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