KR100915931B1 - Semiconductor device and semiconductor measuring device - Google Patents

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요이치 시야와
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가부시키가이샤 리코
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Abstract

본 발명은 반도체 장치의 외부 단자의 전류 및 전압 측정에 있어서 켈빈 콘택트 프로브 및 전압 측정 수단이 불필요한 반도체 장치 및 반도체 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a semiconductor measuring device in which Kelvin contact probes and voltage measuring means are unnecessary in measuring current and voltage of external terminals of the semiconductor device.

반도체 장치(210)는 부하를 접속하기 위한 단자(A)와, 부하에 전류를 공급하기 위한 전류 드라이브용 트랜지스터(M1)와, 단자(A)의 전압과 기준 전압(Vref)을 비교하는 비교기(211)와, 비교기(211)의 출력에 접속된 단자(B)를 구비하고, 단자(A)가 기준 전압(Vref)으로 되었을 때, 단자(B)로부터 출력되는 신호의 신호 레벨을 변화시킨다. 반도체 측정 장치(220)는 단자(B)로부터 출력되는 신호의 신호 레벨이 변화한 시점의 단자(A)의 전류값을 판독하기 때문에, 단자(A)의 전압을 직접 측정하지 않고도 단자(A)의 전압과 전류값을 측정할 수 있다.The semiconductor device 210 includes a terminal A for connecting a load, a current drive transistor M1 for supplying current to a load, and a comparator for comparing the voltage of the terminal A with a reference voltage Vref ( 211 and the terminal B connected to the output of the comparator 211, when the terminal A becomes the reference voltage Vref, the signal level of the signal output from the terminal B is changed. Since the semiconductor measuring device 220 reads the current value of the terminal A when the signal level of the signal output from the terminal B changes, the terminal A is not directly measured without measuring the voltage of the terminal A. The voltage and current values of can be measured.

반도체 장치, 비교기, 반도체 측정 장치, 전류 측정 회로, NMOS 트랜지스터 Semiconductor Devices, Comparators, Semiconductor Measuring Devices, Current Measuring Circuits, NMOS Transistors

Description

반도체 장치 및 반도체 측정 장치{SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR MEASURING DEVICE}Semiconductor device and semiconductor measuring device {SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR MEASURING DEVICE}

도 1은 종래의 LED 구동 회로를 나타내는 도면.1 is a view showing a conventional LED driving circuit.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 장치(210)와 반도체 측정 장치(220)의 회로도의 일례를 나타내는 도면.2 is a diagram showing an example of a circuit diagram of a semiconductor device 210 and a semiconductor measurement device 220 according to the first embodiment of the present invention.

도 3은 반도체 장치(210)의 전기 특성의 일례를 나타내는 도면.3 is a diagram illustrating an example of electrical characteristics of the semiconductor device 210.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 장치(210A)와 반도체 측정 장치(220)의 회로도의 일례를 나타내는 도면.4 is a diagram showing an example of a circuit diagram of the semiconductor device 210A and the semiconductor measurement device 220 according to the second embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

210, 210A　 반도체 장치210, 210A semiconductor device

211　 비교기211 comparator

212　 전류원212 current source

220　 반도체 측정 장치220 semiconductor measuring device

221　 전류 측정 회로221 current measuring circuit

A, B, C　 단자A, B, C terminals

M1, M2　 NMOS 트랜지스터M1, M2 NMOS transistors

Vt　 가변 전압원Vt variable voltage source

본 발명은 반도체 장치 및 반도체 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a semiconductor measuring device.

조명용 LED(Light Emitting Diode)나 표시용 LED에 전류를 공급하는 전류 드라이브용 트랜지스터를 내장한 반도체 장치에서는, 전류 드라이브용 트랜지스터의 출력이 접속되어 있는 외부 단자의 사양으로서 예컨대, 외부 단자의 전압이 소정의 전압(예컨대 0.4 V)일 때에, 부하 전류가 소정의 전류(예컨대 300 mA) 이상인 것으로 기정되어 있다.In a semiconductor device incorporating a current driver transistor for supplying current to a light emitting diode (LED) or a display LED, the specification of the external terminal to which the output of the current driver transistor is connected, for example, specifies a voltage of the external terminal. At a voltage of 0.4 V for example, it is assumed that the load current is greater than or equal to a predetermined current (for example, 300 mA).

이와 같이 LED에 전류를 공급하는 반도체 장치로서는, 예컨대 일본 특허 공개 공보 2002－319707호의 도 15에 나타낸 바와 같은 LED 구동 회로가 알려져 있다. 도 1은 상기 공보의 도 15에 나타낸 종래의 LED 구동 회로를 나타내는 도면이다.As such a semiconductor device for supplying a current to the LED, an LED driving circuit as shown in Fig. 15 of Japanese Patent Laid-Open No. 2002-319707 is known. 1 is a view showing a conventional LED drive circuit shown in FIG. 15 of the above publication.

LED 구동 회로(100)의 전원 단자(10)에는 전원 전압(VDD)이 인가된다. 정전류 발생 회로(15)에서는 기준 전압 회로(11)의 출력 전압(Vref)과 저항(13)의 전압(Va)과의 차이 전압을 오차 증폭 회로(12)가 증폭하고, 이 증폭된 차이 전압이 트랜지스터(14)의 게이트 전압을 제어하고 있다. LED 구동 회로(100)의 외부 단자(1) 및 외부 단자(2)에는 각각 LED(19)와 LED(20)가 접속된다. 여기서, 트랜지스터(14) 및 트랜지스터(16)에는 저항(13)에 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐른다. LED 구동 회로(100)에서는 전류 미러 회로를 구성하는 트랜지스터(16, 17, 18)는 모두 동일한 특성이기 때문에, 트랜지스터(17, 18)에도 트랜지스터(16)와 동일한 전류가 흐른다. 이 트랜지스터(17, 18)에 흐르는 전류에 의해 LED(19), LED(20)가 점등된다.The power supply voltage VDD is applied to the power supply terminal 10 of the LED driving circuit 100. In the constant current generating circuit 15, the error amplifier circuit 12 amplifies the difference voltage between the output voltage Vref of the reference voltage circuit 11 and the voltage Va of the resistor 13, and the amplified difference voltage is amplified. The gate voltage of the transistor 14 is controlled. The LED 19 and the LED 20 are connected to the external terminal 1 and the external terminal 2 of the LED driving circuit 100, respectively. Here, the same current as that flowing through the resistor 13 flows through the transistor 14 and the transistor 16. In the LED drive circuit 100, since the transistors 16, 17, and 18 that constitute the current mirror circuit all have the same characteristics, the same current flows in the transistors 17, 18 as well as the transistor 16. The LEDs 19 and 20 are turned on by the current flowing through these transistors 17 and 18.

이와 같은 반도체 장치에서는 반도체 장치가 실제로 기정된 대로 동작하고 있는지를 확인하기 위하여, 반도체 장치의 외부 단자의 전류 및 전압을 측정한다.In such a semiconductor device, in order to confirm whether the semiconductor device is actually operating as prescribed, the current and voltage of the external terminals of the semiconductor device are measured.

이 측정에 있어서, 외부 단자에 전류를 공급하면서 단자 전압을 측정하는 경우에는, 측정 장치로부터 반도체 장치의 외부 단자까지에 존재하는 측정 장치 내의 배선 저항, IC 소켓의 배선 저항, IC 소켓과 외부 단자의 접촉 저항 등으로 인한 전압 강하때문에 정확한 전압 측정이 어렵다.In this measurement, in the case of measuring the terminal voltage while supplying current to an external terminal, the wiring resistance in the measuring device existing from the measuring device to the external terminal of the semiconductor device, the wiring resistance of the IC socket, the IC socket and the external terminal Accurate voltage measurement is difficult due to voltage drop due to contact resistance.

이에, 종래에는 켈빈 콘택트 프로브로 불리는 특수한 프로브를 이용하여 반도체 장치의 외부 단자의 전류 및 전압을 측정하고 있다. 이 프로브는 전류를 공급하는 포스(force) 프로브와 전압을 검출하는 센스(sense) 프로브를 절연시킨 상태의 것이며, 이 2개의 프로브를 반도체 장치의 외부 단자에 접촉시킨다.Therefore, conventionally, a special probe called a Kelvin contact probe is used to measure current and voltage of an external terminal of a semiconductor device. The probe is insulated from a force probe supplying a current and a sense probe detecting a voltage, and the two probes are brought into contact with external terminals of the semiconductor device.

예컨대, 반도체 장치의 외부 단자가 리드 타입의 IC인 경우의 켈빈 콘택트 프로브에 대하여, 일본 특허 공개 공보 2004－150981호에 기재되어 있다. 상기 공보에는 리드 단자의 치수 불균일의 영향을 받지 않고 2개의 측정용 접촉자를 리드 단자에 확실히 접촉시키는 반도체 장치의 전기적 특성 측정 장치 및 전기적 특성 측정 방법이 기재되어 있다.For example, a Kelvin contact probe in the case where the external terminal of a semiconductor device is a lead type IC is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-150981. This publication describes an electrical characteristic measuring device and a method of measuring electrical characteristics of a semiconductor device in which two measuring contacts are reliably contacted with a lead terminal without being affected by dimensional irregularities of the lead terminals.

또, 예컨대 반도체 장치의 외부 단자가 BAG 패키지와 같은 땜납 볼인 경우에 대하여 일본 특허 공개 공보 2005－28335호나 일본 특허 공개 공보 2006－38459호 에 기재되어 있다. 상기 특허 공개 공보 2005－28335호에는 땜납 볼을 두 개의 탐침으로 지장 없이 검사할 수 있는 2 탐침 켈빈 프로브가 기재되어 있다. 또 상기 특허 공개 공보 2006－38459호에는 BAG 패키지에 수납된 소자의 전기적 특성을 정밀도 높게 측정하는 BAG 패키지용 검사 기구 및 검사 방법이 기재되어 있다.For example, the case where the external terminal of a semiconductor device is a solder ball like a BAG package is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-28335 or 2006-38459. Patent Publication No. 2005-28335 describes a two-probe Kelvin probe that can inspect a solder ball without two probes. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-38459 discloses an inspection mechanism and an inspection method for a BAG package for accurately measuring the electrical characteristics of a device housed in a BAG package.

또한, 반도체 장치의 외부 단자의 전류 및 전압 측정에 있어서 상술한 바와 같은 켈빈 콘택트 프로브를 사용하지 않는 경우, 반도체 장치 내에서 외부 단자를 2개로 나누어 전류 공급용 단자와 전압 측정용 단자를 독립적으로 마련하고 있다.In the case where the above-mentioned Kelvin contact probe is not used for measuring the current and voltage of the external terminal of the semiconductor device, the current supply terminal and the voltage measurement terminal are separately provided by dividing the external terminal into two in the semiconductor device. Doing.

그러나, 근래의 IC 패키지의 소형화에 따라 반도체 장치의 외부 단자의 형상은 아주 작아지고 있다. 켈빈 콘택트 프로브를 이용한 측정에서는 2개의 전극을 절연한 상태에서 1개의 외부 단자에 접촉시키기 때문에, 외부 단자 소형화에 따라 접촉 신뢰성이 저하한다. 또, 켈빈 콘택트 프로브 자체의 소형화에도 한도가 있다. 또, 반도체 장치의 외부 단자를 전류 공급 단자와 전압 검출 단자의 2개로 나눈 경우에도 반도체 측정 장치에는 전류 공급 수단 외에 전압 측정 수단이 필요하여 반도체 측정 장치가 번잡하고 또 고가로 된다.However, with the recent miniaturization of IC packages, the shape of external terminals of semiconductor devices has become very small. In the measurement using a Kelvin contact probe, since two electrodes are in contact with one external terminal in an insulated state, contact reliability decreases as the external terminal becomes smaller. There is also a limit to the miniaturization of the Kelvin contact probe itself. In addition, even when the external terminal of the semiconductor device is divided into two, a current supply terminal and a voltage detection terminal, the semiconductor measurement device requires a voltage measurement means in addition to the current supply means, which makes the semiconductor measurement device complicated and expensive.

본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 반도체 장치의 외부 단자의 전류 및 전압 측정에 있어서, 켈빈 콘택트 프로브 및 전압 측정 수단이 불필요한 반도체 장치 및 반도체 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.This invention is made | formed in view of such a point, Comprising: It aims at providing the semiconductor device and semiconductor measuring apparatus which do not require the Kelvin contact probe and the voltage measuring means in the current and voltage measurement of the external terminal of a semiconductor device.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 반도체 장치 및 반도체 측정 장치 는 다음과 같은 구성을 채용하였다.In order to achieve the above object, the semiconductor device and the semiconductor measuring device of the present invention adopt the following configuration.

본 발명의 반도체 장치는 부하를 접속하기 위한 외부 단자를 구비하고, 상기 부하에 전류를 공급하기 위한 전류 드라이브용 트랜지스터를 내장한 반도체 장치에 있어서, 상기 외부 단자의 전압과 기준 전압을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 출력에 접속된 외부 단자를 구비하는 구성으로 하였다.A semiconductor device of the present invention includes an external terminal for connecting a load, and a semiconductor device having a transistor for a current drive for supplying current to the load, comprising: a comparator for comparing the voltage of the external terminal with a reference voltage; And an external terminal connected to the output of the comparator.

이 구성에 의하면, 상기 외부 단자의 전압이 기준 전압에 도달한 시점에서 그 취지를 나타내는 신호를 출력할 수 있다.According to this configuration, a signal indicating the effect can be output when the voltage of the external terminal reaches the reference voltage.

또, 본 발명의 반도체 장치는 전원 전압을 승압하여 상기 부하에 전력을 공급하는 승압 회로를 구비하고, 상기 승압 회로는 상기 비교기의 출력에 근거하여 승압율이 변화되는 구성으로 할 수 있다.In addition, the semiconductor device of the present invention includes a boosting circuit for boosting a power supply voltage to supply power to the load, and the boosting circuit can be configured such that the boosting ratio is changed based on the output of the comparator.

상기 구성에 의하면, 새롭게 비교기를 추가할 필요가 없어 회로 규모의 증대를 억제할 수 있다.According to the said structure, it is not necessary to add a comparator newly and can suppress the increase of a circuit scale.

본 발명의 반도체 측정 장치는 부하를 접속하기 위한 제1 외부 단자와, 상기 부하에 전류를 공급하기 위한 전류 드라이브용 트랜지스터와, 상기 제1 외부 단자의 전압과 기준 전압을 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 출력에 접속된 제2 외부 단자를 구비하는 반도체 장치와 관련된 반도체 측정 장치로서, 상기 제1 외부 단자에 전압을 공급하는 가변 전압원과, 상기 제1 외부 단자와, 상기 가변 전압원과의 사이에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정 회로를 구비하고, 상기 제2 외부 단자의 전압 레벨이 변화할 때, 상기 전류 측정 회로의 전류값을 판독하는 구성으로 하였다.The semiconductor measuring device of the present invention includes a first external terminal for connecting a load, a current drive transistor for supplying current to the load, a comparator for comparing a voltage and a reference voltage of the first external terminal, and the comparator. A semiconductor measuring device associated with a semiconductor device having a second external terminal connected to an output of a device, said semiconductor measuring device comprising: a variable voltage source for supplying a voltage to said first external terminal, said first external terminal and said variable voltage source flowing between said variable voltage source; A current measuring circuit for measuring current is provided, and the current value of the current measuring circuit is read when the voltage level of the second external terminal changes.

이 구성에 의하면, 상기 제2 외부 단자의 전압 레벨이 변화한 시점의 상기 전류 측정 회로의 전류값을 판독하기 때문에, 켈빈 콘택트 프로브와 전압 측정 수단이 불필요하게 된다.According to this configuration, since the current value of the current measuring circuit at the time when the voltage level of the second external terminal changes, the Kelvin contact probe and the voltage measuring means become unnecessary.

실시예Example

본 발명의 반도체 장치는 부하에 전류를 공급하기 위한 전류 드라이브용 트랜지스터를 내장하고, 부하를 접속하기 위한 제1 외부 단자와, 제1 외부 단자의 전압과 기준 전압을 비교하는 비교기와, 비교기의 출력에 접속된 제2 외부 단자를 구비한다. 그리고, 반도체 장치는 제1 외부 단자가 기준 전압에 도달하였을 때, 제2 외부 단자로부터 출력되는 신호의 신호 레벨을 변화시킨다.The semiconductor device of the present invention incorporates a current drive transistor for supplying current to a load, a first external terminal for connecting a load, a comparator for comparing the voltage and the reference voltage of the first external terminal, and an output of the comparator. It has a 2nd external terminal connected to. The semiconductor device changes the signal level of the signal output from the second external terminal when the first external terminal reaches the reference voltage.

또, 본 발명의 반도체 측정 장치는 제1 외부 단자에 전압을 공급하는 가변 전압원과, 제1 외부 단자와 가변 전압원 사이에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정 회로를 구비하고, 제2 외부 단자의 전압 레벨이 변화하였을 때, 전류 측정 회로의 전류값을 판독한다. 이것에 의해, 반도체 측정 장치는 반도체 장치의 제1 외부 단자에 있어서, 그 전압이 기준 전압에 도달하였을 때의 전류값을 측정할 수 있다.In addition, the semiconductor measuring device of the present invention includes a variable voltage source for supplying a voltage to the first external terminal, and a current measuring circuit for measuring a current flowing between the first external terminal and the variable voltage source, and the voltage level of the second external terminal. When this change is made, the current value of the current measuring circuit is read. As a result, the semiconductor measuring device can measure the current value when the voltage reaches the reference voltage at the first external terminal of the semiconductor device.

제1 실시예First embodiment

아래에 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예의 반도체 장치(210)와 반도체 측정 장치(220)의 회로도의 일례를 나타내는 도면이다.A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 2 is a diagram showing an example of a circuit diagram of the semiconductor device 210 and the semiconductor measurement device 220 of the first embodiment of the present invention.

반도체 장치(210)는 반도체 장치(210)의 사양으로서 기정의 전기 특성을 만족시키도록 제조되어 있고, 반도체 측정 장치(220)는 반도체 장치(210)의 전기 특 성을 측정한다.The semiconductor device 210 is manufactured to satisfy predetermined electrical characteristics as a specification of the semiconductor device 210, and the semiconductor measuring device 220 measures electrical characteristics of the semiconductor device 210.

아래에 반도체 장치(210)에 대하여 설명한다.The semiconductor device 210 will be described below.

반도체 장치(210)는 비교기(211), 전류원(212), NMOS 트랜지스터(M1, M2)를 구비한다. 또, 반도체 장치(210)는 제1 외부 단자인 단자(A), 제2 외부 단자인 단자(B)를 구비하고 있다.The semiconductor device 210 includes a comparator 211, a current source 212, and NMOS transistors M1 and M2. In addition, the semiconductor device 210 includes a terminal A serving as a first external terminal and a terminal B serving as a second external terminal.

비교기(211)의 반전 입력 단자에는 기준 전압(Vref)이 인가되고, 비반전 입력 단자는 단자(A)에 접속된다. 그리고, 비교기(211)의 출력 단자는 단자(B)에 접속된다.The reference voltage Vref is applied to the inverting input terminal of the comparator 211, and the non-inverting input terminal is connected to the terminal A. FIG. And the output terminal of the comparator 211 is connected to the terminal B. FIG.

NMOS 트랜지스터(M1, M2)는 각각의 소스가 접지되고, 게이트가 공통 접속된다. 이 공통 접속된 게이트는 NMOS 트랜지스터(M2)의 드레인에 접속된다. NMOS 트랜지스터(M2)의 드레인에는 전류원(212)이 접속되고, 이 전류원(212)에 의해 NMOS 트랜지스터(M2)의 드레인 전류가 공급된다. 또한, 본 실시예의 전류원(212)은 예컨대 배경 기술에서 설명한 도 1의 정전류 발생 회로(15)와 동일한 구성이어도 좋다. NMOS 트랜지스터(M1)의 드레인은 단자(A)에 접속된다.The NMOS transistors M1 and M2 have their respective sources grounded and their gates connected in common. This common connected gate is connected to the drain of the NMOS transistor M2. A current source 212 is connected to the drain of the NMOS transistor M2, and the drain current of the NMOS transistor M2 is supplied by the current source 212. In addition, the current source 212 of this embodiment may be the same structure as the constant current generation circuit 15 of FIG. 1 demonstrated in the background art, for example. The drain of the NMOS transistor M1 is connected to the terminal A.

여기서, NMOS 트랜지스터(M1, M2)는 전류 미러 회로를 구성한다. 따라서, NMOS 트랜지스터(M1)의 드레인 전류는 전류원(212)에 의해 공급되는 전류와 비례한 전류로 된다. 예컨대 NMOS 트랜지스터(M1)와 NMOS 트랜지스터(M2)의 소자 사이즈 비가 1000：1이 된 경우에는, NMOS 트랜지스터(M1)의 드레인 전류는 전류원(212)으로부터 공급되는 전류의 1000배가 된다.Here, the NMOS transistors M1 and M2 constitute a current mirror circuit. Therefore, the drain current of the NMOS transistor M1 becomes a current proportional to the current supplied by the current source 212. For example, when the device size ratio between the NMOS transistor M1 and the NMOS transistor M2 is 1000: 1, the drain current of the NMOS transistor M1 becomes 1000 times the current supplied from the current source 212.

본 실시예의 반도체 장치(210)는 예컨대 LED 구동 회로이며, 단자(A)와 반도 체 장치(210)의 외부에 마련된 도시하지 않는 전원 간에 부하로 되는 LED가 접속되어 사용되어도 좋다.The semiconductor device 210 of the present embodiment is, for example, an LED driving circuit, and an LED serving as a load may be used between the terminal A and a power supply (not shown) provided outside the semiconductor device 210.

또, 반도체 장치(210)의 전기 특성이란, 예컨대 [단자(A)의 전압이 소정 전압일 때, 단자(A)에 접속된 부하에 대하여 소정의 전류를 공급하는] 것으로서, 본 실시예에서는 소정의 전압을 0.4 V, 소정의 전류원을 300 mA로 하였다.In addition, the electrical characteristics of the semiconductor device 210 are, for example, [a predetermined current is supplied to the load connected to the terminal A when the voltage of the terminal A is a predetermined voltage]. The voltage was 0.4 V and the predetermined current source was 300 mA.

다음에, 반도체 측정 장치에 대하여 설명한다.Next, a semiconductor measuring device will be described.

반도체 측정 장치(220)는 전류 측정 회로(221)와 가변 전압원(Vt)을 구비한다. 또, 반도체 측정 장치(220)는 반도체 장치(210)의 단자(A)에 접속된 단자(a), 반도체 장치(210)의 단자(B)에 접속된 단자(b)를 구비한다. 반도체 측정 장치(220)는 반도체 장치(210)의 단자(A)의 전압이 소정의 전압에 도달하였을 때의 단자(A)에 흐르는 전류값을 판독함으로써 반도체 장치(210)의 전기 특성을 측정한다.The semiconductor measuring device 220 includes a current measuring circuit 221 and a variable voltage source Vt. In addition, the semiconductor measuring device 220 includes a terminal a connected to the terminal A of the semiconductor device 210 and a terminal b connected to the terminal B of the semiconductor device 210. The semiconductor measuring device 220 measures the electrical characteristics of the semiconductor device 210 by reading a current value flowing through the terminal A when the voltage of the terminal A of the semiconductor device 210 reaches a predetermined voltage. .

가변 전압원(Vt)은 그 일단이 접지되고, 타단이 전압 측정 회로(221)를 통하여 단자(a)에 접속되며, 단자(a)로부터 저항(R1)을 통하여 단자(A)에 전압을 공급한다. 여기서, 저항(R1)은 반도체 측정 장치(220)로부터 반도체 장치(210)의 단자(A)까지 존재하는 모든 배선 저항의 총 합을 나타내고 있다. 본 실시예의 저항(R1)에는 예컨대 반도체 측정 장치(220) 내의 배선 저항, IC 소켓의 배선 저항, IC 소켓과 단자(A)의 접촉 저항 등이 포함된다.One end of the variable voltage source Vt is grounded, the other end thereof is connected to the terminal a via the voltage measuring circuit 221, and supplies a voltage from the terminal a to the terminal A through the resistor R1. . Here, the resistor R1 represents the total sum of all wiring resistances existing from the semiconductor measuring device 220 to the terminal A of the semiconductor device 210. The resistor R1 of the present embodiment includes, for example, wiring resistance in the semiconductor measuring device 220, wiring resistance of the IC socket, contact resistance of the IC socket and the terminal A, and the like.

전류 측정 회로(221)는 가변 전압원(Vt)과 단자(A)의 사이에 흐르는 전류의 전류값을 측정하는 회로로서, 단자(b)와 접속된다. 전류 측정 회로(221)는 단자(b)로부터 공급되는 신호에 근거하여 가변 전압원(Vt)과 단자(A) 간의 전류값을 판독 한다.The current measuring circuit 221 is a circuit for measuring the current value of the current flowing between the variable voltage source Vt and the terminal A and is connected to the terminal b. The current measuring circuit 221 reads the current value between the variable voltage source Vt and the terminal A based on the signal supplied from the terminal b.

다음에, 반도체 측정 장치(220)에 의한 반도체 장치(210)의 전기 특성 측정 순서에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 반도체 장치(210)의 전기 특성의 일례를 나타내는 도면이다.Next, a procedure for measuring electrical characteristics of the semiconductor device 210 by the semiconductor measuring device 220 will be described with reference to FIG. 3. 3 is a diagram illustrating an example of electrical characteristics of the semiconductor device 210.

반도체 장치(210)의 기준 전압(Vref)은 사양에서 결정된 소정의 전압과 동일한 전압으로 설정되어 있다. 따라서 본 실시예에서의 소정의 전압은 0.4 V이기 때문에, 기준 전압(Vref)은 0.4 V로 설정되어 있다.The reference voltage Vref of the semiconductor device 210 is set to the same voltage as the predetermined voltage determined in the specification. Therefore, since the predetermined voltage in this embodiment is 0.4V, the reference voltage Vref is set to 0.4V.

여기서 반도체 측정 장치(220)가 구비하는 가변 전압원(Vt)의 전압을 서서히 높여 가면, 도 3에 나타낸 바와 같이, NMOS 트랜지스터(M1)의 드레인 전류(Id)가 증가하는 동시에, 단자(A)의 전압이 상승한다. 이 때 단자(A)의 전압은 가변 전압원(Vt)으로부터 저항(R1)의 전압 강하를 뺀 전압이 된다.Here, when the voltage of the variable voltage source Vt included in the semiconductor measuring device 220 is gradually increased, as shown in FIG. 3, the drain current Id of the NMOS transistor M1 increases and at the same time, the terminal A Voltage rises. At this time, the voltage of the terminal A becomes a voltage obtained by subtracting the voltage drop of the resistor R1 from the variable voltage source Vt.

여기서, 단자(A)의 전압이 기준 전압(Vref)(0.4 V)에 도달하면, 비교기(211)의 출력은 저레벨(이하, L레벨)로부터 고레벨(이하, H레벨)로 전환된다. 이 H레벨 신호는 단자(B)로부터 반도체 측정 장치(220)의 단자(b)를 통하여 전류 측정 회로(221)에 공급된다.Here, when the voltage of the terminal A reaches the reference voltage Vref (0.4 V), the output of the comparator 211 is switched from the low level (hereinafter referred to as L level) to the high level (hereinafter referred to as H level). The H level signal is supplied from the terminal B to the current measuring circuit 221 through the terminal b of the semiconductor measuring device 220.

반도체 측정 장치(220)에서는 이 H레벨의 신호를 접수하면 전류 측정 회로(221)가 가변 전압원(Vt)과 단자(A)의 사이에 흐르는 전류의 전류값을 판독한다.When the semiconductor measuring device 220 receives the signal of the H level, the current measuring circuit 221 reads the current value of the current flowing between the variable voltage source Vt and the terminal A. FIG.

이와 같이 하면, 반도체 측정 장치(220)에서는 단자(A)의 전압이 소정의 전압인 0.4 V에 도달한 시점의 단자(A)에 흐르는 전류값을 측정할 수 있다. 이 때 단자(A)에 흐르는 전류가 소정의 전류인 300 mA이면, 반도체 장치(210)는 기정의 전 기 특성을 만족시킨다고 할 수 있다. 즉, 반도체 측정 장치(220)는 반도체 장치(210)가 기정의 전기 특성을 만족시키고 있는지를 측정할 수 있다. 이와 같은 측정은 예컨대 반도체 장치(210)가 출하되는 직전 등에 수행되어도 좋다.In this way, the semiconductor measuring device 220 can measure the current value flowing through the terminal A when the voltage of the terminal A reaches 0.4 V, which is a predetermined voltage. At this time, if the current flowing through the terminal A is a predetermined current of 300 mA, the semiconductor device 210 can be said to satisfy the predetermined electric characteristics. That is, the semiconductor measuring device 220 may measure whether the semiconductor device 210 satisfies a predetermined electrical characteristic. Such measurement may be performed, for example, immediately before the semiconductor device 210 is shipped.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명의 반도체 장치(210) 및 반도체 측정 장치(220)에 의하면, 켈빈 콘택트 프로브를 이용하지 않고 반도체 장치(210)의 전기 특성을 측정할 수 있다. 또한 본 발명의 반도체 장치(210) 및 반도체 측정 장치(220)에 의하면, 반도체 측정 장치(220)는 반도체 장치(210)의 단자(A) 전압이 반도체 장치(210) 내부의 설정된 기준 전압에 도달하였을 때의 단자(A)의 전류값을 판독하고 있기 때문에, 단자(A)의 전압을 직접 측정하지 않고도 단자(A)의 전압과 전류를 측정할 수 있다. 따라서, 반도체 측정 장치(220)에서는 전압 측정 수단을 마련할 필요가 없어 보다 간소하고도 저비용의 반도체 측정 장치를 실현할 수 있다.As described above, according to the semiconductor device 210 and the semiconductor measurement device 220 of the present invention, the electrical characteristics of the semiconductor device 210 can be measured without using the Kelvin contact probe. In addition, according to the semiconductor device 210 and the semiconductor measurement device 220 of the present invention, in the semiconductor measurement device 220, the voltage of the terminal A of the semiconductor device 210 reaches a set reference voltage inside the semiconductor device 210. Since the current value of the terminal A at the time of reading is read, the voltage and current of the terminal A can be measured, without measuring the voltage of the terminal A directly. Therefore, the semiconductor measuring apparatus 220 does not need to provide a voltage measuring means, and it is possible to realize a simpler and lower cost semiconductor measuring apparatus.

제2 실시예Second embodiment

아래에 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시예의 반도체 장치(210A)와 반도체 측정 장치(220)의 회로도의 일례를 나타내는 도면이다.A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 4. 4 is a diagram showing an example of a circuit diagram of the semiconductor device 210A and the semiconductor measurement device 220 of the second embodiment of the present invention.

제2 실시예와 제1 실시예의 다른 점은 반도체 장치(210A) 내에 챠지 펌프 회로(213)가 마련된 점과, 챠지 펌프 회로(213)의 입력 단자(IN)에 입력되는 전원 전압(Vin)과 챠지 펌프 회로(213)의 출력(OUT)이 접속되는 단자(C)가 마련된 점이다. 따라서, 도 4의 설명에서는 실시예 1과 상이한 점에 대해서만 설명하고, 실시예 1 과 동일한 구성 및 기능을 구비하는 부분은 도 2와 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략한다.The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the charge pump circuit 213 is provided in the semiconductor device 210A, and the power supply voltage Vin input to the input terminal IN of the charge pump circuit 213. The terminal C to which the output OUT of the charge pump circuit 213 is connected is provided. Therefore, in description of FIG. 4, only the point different from Example 1 is demonstrated, and the part which has the same structure and function as Example 1 attaches | subjects the same code | symbol as FIG. 2, and abbreviate | omits description.

챠지 펌프 회로(213)는 입력 단자(IN)와 출력 단자(OUT) 및 승압율 제어 단자(CTL)를 구비하고 있다. 챠지 펌프 회로(213)는 승압 회로이며, 입력 단자(IN)에 인가되는 전원 전압(Vin)을 소정의 승압율로 승압하여 출력한다. 또, 챠지 펌프 회로(213)는 승압율 제어 단자(CTL)에 인가되는 신호에 따른 승압율로 전원 전압(Vin)을 승압시킨다. 그리고, 이 승압된 전압을 출력 단자(OUT)로부터 출력한다.The charge pump circuit 213 includes an input terminal IN, an output terminal OUT, and a boost ratio control terminal CTL. The charge pump circuit 213 is a booster circuit, which boosts and outputs the power supply voltage Vin applied to the input terminal IN at a predetermined boost ratio. In addition, the charge pump circuit 213 boosts the power supply voltage Vin at a boost rate corresponding to a signal applied to the boost rate control terminal CTL. The boosted voltage is then output from the output terminal OUT.

출력 단자(OUT)는 단자(C)와 접속된다. 단자(C)에 공급된 전압은 단자(C)에 접속되는 도시하지 않는 부하에 공급되는 전원으로서 사용된다. 이 경우, 도시하지 않는 부하는 예컨대 LED 등이며, 단자(C)와 단자(A)의 사이에 접속되어도 좋다.The output terminal OUT is connected to the terminal C. The voltage supplied to the terminal C is used as a power supply supplied to a load (not shown) connected to the terminal C. FIG. In this case, the load which is not shown in figure is LED etc., for example, and may be connected between the terminal C and the terminal A. FIG.

승압율 제어 단자(CTL)는 비교기(211)의 출력 단자와 접속되고, 챠지 펌프 회로(213)의 승압율은 비교기(211)의 출력에 따라 제어된다. 본 실시예에서는 챠지 펌프 회로(213)는 단자(A)의 전압이 기준 전압(Vref) 이하인 경우, 즉 비교기(211)의 출력이 L레벨일 때 승압율을 높인다. 즉, 단자(C)의 전압은 단자(A)의 전압이 기준 전압(Vref) 이하인 경우에 전원 전압(Vin)과 비교하여 고전압이 된다. 또한, 챠지 펌프 회로(213)의 승압율 및 그 제어에 대해서는 후술한다.The boost rate control terminal CTL is connected to the output terminal of the comparator 211, and the boost rate of the charge pump circuit 213 is controlled in accordance with the output of the comparator 211. In this embodiment, the charge pump circuit 213 increases the boost ratio when the voltage of the terminal A is equal to or less than the reference voltage Vref, that is, when the output of the comparator 211 is at the L level. That is, the voltage of the terminal C becomes a high voltage compared with the power supply voltage Vin when the voltage of the terminal A is equal to or less than the reference voltage Vref. In addition, the voltage increase rate of the charge pump circuit 213 and its control are mentioned later.

이와 같이 하면, 예컨대 단자(A)와 단자(C) 간에 부하가 되는 LED 등이 접속되었을 경우에, 단자(A)의 전압을 기준 전압(Vref)까지 상승시킬 수 있으므로, 반도체 장치(210A)가 부하에 대하여 충분한 전류를 공급할 수 있는 상태로 할 수 있다. 또, 챠지 펌프 회로(213)에서는 단자(A)의 전압이 기준 전압(Vref)에 도달하였 을 때, 즉 비교기(211)의 출력이 H레벨로 되었을 때, 승압율을 낮게 하여도 좋다.In this way, for example, when an LED or the like which is a load is connected between the terminal A and the terminal C, the voltage of the terminal A can be raised to the reference voltage Vref, so that the semiconductor device 210A It can be set in the state which can supply sufficient electric current with respect to a load. In addition, in the charge pump circuit 213, the boost ratio may be lowered when the voltage of the terminal A reaches the reference voltage Vref, that is, when the output of the comparator 211 becomes H level.

여기서 챠지 펌프 회로(213)의 승압율에 대하여 설명한다. 챠지 펌프 회로(213)에서는 예컨대 1.5배, 2배 등과 같이 승압율을 선택적으로 설정할 수 있도록 하여도 좋다. 이 경우, 챠지 펌프 회로(213)는 승압율 제어 단자(CTL)에 인가되는 신호가 L레벨일 때, 승압율을 2배로 설정하고 입력 단자(IN)에 인가된 전원 전압(Vin)을 승압하여도 좋다. 또, 챠지 펌프 회로(213)는 승압율 제어 단자(CTL)에 인가되는 신호가 H레벨일 때, 승압율을 1.5배로 설정하고 입력 단자(IN)에 인가된 전원 전압(Vin)을 승압하여도 좋다. 또한, 챠지 펌프 회로(213)는 인덕터나 콘덴서 등을 이용하여 실현하여도 좋다.Here, the boost ratio of the charge pump circuit 213 will be described. In the charge pump circuit 213, the boost ratio may be selectively set, for example, 1.5 times, 2 times, or the like. In this case, when the signal applied to the boost rate control terminal CTL is L level, the charge pump circuit 213 sets the boost rate twice and boosts the power supply voltage Vin applied to the input terminal IN. Also good. Further, when the signal applied to the boost rate control terminal CTL is H level, the charge pump circuit 213 may set the boost rate to 1.5 times and boost the power supply voltage Vin applied to the input terminal IN. good. The charge pump circuit 213 may also be implemented using an inductor, a capacitor, or the like.

본 실시예에서의 반도체 측정 장치(220)에 의한 반도체 장치(210A)의 전기 특성 측정 순서는 실시예 1과 동일하다.The electrical property measurement procedure of the semiconductor device 210A by the semiconductor measurement device 220 in this embodiment is the same as that of the first embodiment.

즉, 본 실시예에 의하면, 챠지 펌프 회로(213)의 승압율 설정용의 비교기(211)를 반도체 장치(210A)의 전기 특성 측정용으로서 겸용할 수 있다. 이 때문에 본 실시예의 반도체 장치(210A)에서는 회로 규모의 증대 및 고비용화를 억제할 수 있다.That is, according to the present embodiment, the comparator 211 for setting the boost ratio of the charge pump circuit 213 can also be used as the electrical characteristic measurement for the semiconductor device 210A. For this reason, in the semiconductor device 210A of the present embodiment, increase in circuit scale and cost can be suppressed.

이상, 각 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 반도체 장치 및 반도체 측정 장치에 의하면, 켈빈 콘택트 프로브를 이용하지 않고 반도체 장치의 전기 특성을 측정할 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 반도체 측정 장치에 전압 측정 수단을 마련할 필요가 없어 보다 간소하고도 저비용의 반도체 측정 장치를 실현할 수 있다.As described above in each of the embodiments, according to the semiconductor device and the semiconductor measuring device of the present invention, the electrical characteristics of the semiconductor device can be measured without using the Kelvin contact probe. Moreover, according to this invention, it is not necessary to provide a voltage measuring means in a semiconductor measuring apparatus, and it can implement a simpler and low cost semiconductor measuring apparatus.

또한, 본 발명에 의하면, 반도체 장치에 있어서 챠지 펌프 회로의 승압율 설정용의 기준 전압(Vref)과 비교기를 반도체 장치의 전기 특성의 측정용으로서 겸용할 수 있기 때문에, 회로 규모의 증대와 비용 상승을 억제할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the reference voltage Vref for setting the boost ratio of the charge pump circuit and the comparator can be used for the measurement of the electrical characteristics of the semiconductor device, the circuit scale is increased and the cost is increased. Can be suppressed.

이상, 각 실시예에 근거하여 본 발명을 설명하였지만, 상기 실시예에 예시한 형상, 기타 요소와의 조합 등과 같이 상기에 나타낸 요건에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 점에 대해서는, 본 발명의 주지를 벗어나지 않는 범위에서 변경할 수 있고, 그 응용 형태에 따라 적절히 결정할 수 있다.As mentioned above, although this invention was demonstrated based on each Example, this invention is not limited to the requirements shown above like the shape illustrated in the said Example, combination with other elements, etc. About such a point, it can change in the range which does not deviate from the main point of this invention, and can determine suitably according to the application form.

또한, 본 발명의 산업상의 이용 가능성에 대해서는 반도체 장치 및 반도체 측정 장치에 응용할 수 있다.Moreover, the industrial applicability of this invention can be applied to a semiconductor device and a semiconductor measuring device.

본 발명에 의하면, 반도체 장치의 외부 단자의 전류 및 전압 측정에 있어서 켈빈 콘택트 프로브가 불필요하고 또한 전압 측정 수단이 불필요한 반도체 장치 및 반도체 측정 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device and a semiconductor measuring device in which the Kelvin contact probe is unnecessary in the current and voltage measurement of the external terminal of the semiconductor device and the voltage measuring means is unnecessary.

Claims (3)

가변 전압원과 전류 측정 회로를 구비하는 반도체 측정 장치에 의해 전기 특성이 측정되는 반도체 장치로서, A semiconductor device in which electrical characteristics are measured by a semiconductor measuring device having a variable voltage source and a current measuring circuit, 부하를 접속하기 위한 제1 외부 단자와,A first external terminal for connecting a load, 상기 부하에 전류를 공급하기 위한 전류 드라이브용 트랜지스터와,A current drive transistor for supplying current to the load; 상기 제1 외부 단자의 전압과 기준 전압을 비교하는 비교기와,A comparator comparing the voltage of the first external terminal with a reference voltage; 상기 비교기의 출력에 접속된 제2 외부 단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.And a second external terminal connected to the output of the comparator. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 전원 전압을 승압하여 상기 부하에 전력을 공급하는 승압 회로를 구비하고,A boost circuit for boosting a power supply voltage to supply power to the load; 상기 승압 회로는 상기 비교기의 출력에 근거하여 승압율이 변화하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.And the boosting circuit changes the boosting ratio based on the output of the comparator. 부하를 접속하기 위한 제1 외부 단자와,A first external terminal for connecting a load, 상기 부하에 전류를 공급하기 위한 전류 드라이브용 트랜지스터와,A current drive transistor for supplying current to the load; 상기 제1 외부 단자의 전압과 기준 전압을 비교하는 비교기와,A comparator comparing the voltage of the first external terminal with a reference voltage; 상기 비교기의 출력에 접속된 제2 외부 단자를 구비하는 반도체 장치와 관련되는 반도체 측정 장치로서,A semiconductor measuring device according to a semiconductor device having a second external terminal connected to an output of the comparator, 상기 제1 외부 단자에 전압을 공급하는 가변 전압원과,A variable voltage source for supplying a voltage to the first external terminal; 상기 제1 외부 단자와 상기 가변 전압원의 사이에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정 회로를 구비하고,A current measuring circuit for measuring a current flowing between the first external terminal and the variable voltage source, 상기 제2 외부 단자의 전압 레벨이 변화하였을 때, 상기 전류 측정 회로의 전류값을 판독하는 것을 특징으로 하는 반도체 측정 장치.And a current value of the current measuring circuit is read when the voltage level of the second external terminal changes.
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