KR101207604B1 - 전류 측정 장치, 시험 장치, 전류 측정 방법, 및 시험 방법 - Google Patents

전류 측정 장치, 시험 장치, 전류 측정 방법, 및 시험 방법 Download PDF

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Abstract

전자 디바이스가 입력 단자로부터 수취하는 전류를 측정하는 전류 측정 장치이며, 전류 측정 중에 전자 디바이스에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 축적하는 제1 커패시터와, 전류 측정 전에 전원을 제1 커패시터에 접속하여 기준 공급 전압을 축적시키고 전류 측정 중에 전원을 제1 커패시터로부터 분리하는 제1 스위치와, 전류 측정 중에 제1 커패시터에 축적된 기준 공급 전압 및 입력 단자의 단자 전압에 기초하는 전류를 전자 디바이스에 공급하는 전류 공급부와, 전자 디바이스에 공급한 공급 전류를 측정하는 제1 전류 측정부를 포함하는 전류 측정 장치를 제공한다.
Figure R1020077021248
전류 측정, 전자 디바이스, 시험 장치, 전류 노이즈, 커패시터.

Description

전류 측정 장치, 시험 장치, 전류 측정 방법, 및 시험 방법{CURRENT MEASURING DEVICE, TESTING DEVICE, CURRENT MEASURING METHOD AND TESTING METHOD}
본 발명은, 전류 측정 장치, 시험 장치, 전류 측정 방법, 및 시험 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 전자 디바이스가 수취하는 전류를 측정하는 전류 측정 장치, 시험 장치, 전류 측정 방법, 및 시험 방법에 관한 것이다. 또한, 본 출원은, 아래의 일본 출원에 관련된다. 문헌의 참조에 의한 편입을 인정하는 지정국에 대해서는, 아래의 출원에 기재된 내용을 참조에 의해 본 출원에 편입하고, 본 출원의 일부로 한다.
1. 일본특허출원 2005-050071 출원일 2005년 02월 25일
종래, 전자 디바이스가 수취하는 전류를 측정하는 전류 측정 장치로서, 동작 중에 전자 디바이스가 소비하는 전류를 측정하기 위해서 주로 이용되는 대(大)전류 측정용 전원 회로와, 전자 디바이스의 정지 중에 있어서의 누설 전류를 측정하기 위해 주로 이용되는 소(小)전력 측정용 전원 회로를 포함하는 것이 개시되어 있다 (특허문헌 1, 2 참조).
특허문헌 1: 일본특허출원공개 제2001-41997호 공보
특허문헌 2: 일본특허출원공개 제2004-347421호 공보
[발명이 해결하고자 하는 과제]
근래의 디바이스 제조 프로세스의 미세화에 의해, 전자 디바이스의 고밀도화 및 고속화가 진행되고 있다. 이에 따라, 보다 많은 소자가 보다 고속으로 스위칭하기 때문에, 특히 CMOS 회로에 있어서 전자 디바이스 동작시의 전류 소비가 커지고 있다. 따라서, 특허문헌 1 및 2에 있어서의 피시험 전자 디바이스의 단자와 그라운드의 사이에 설치되는 전원 안정화용의 평활(平滑)화 커패시터의 용량을 보다 증대시킬 것이 요구된다. 또한, 전자 디바이스의 고밀도화에 따라 전자 디바이스에 탑재되는 게이트 수가 증가하고 있으며, 정지 상태에 있어서도 누설 전류가 증가하는 경향에 있다.
한편, 디바이스 제조 프로세스의 미세화에 의해, 게이트 및 배선의 절연 부분의 폭이 작아지고 있다. 이로 인해, 절연 불량에 의해 생기는 누설 전류가 보다 미소(微小)해지고, 절연 불량의 검출이 보다 곤란해지고 있다.
이에 대해, 특허문헌 1의 정지 전류 측정용 전원 회로에 의하면, 참조 전압의 전압원에 큰 노이즈가 생기는 경우에는, 전자 디바이스에 공급하는 전류가 크게 변동하고 미소한 누설 전류를 측정하기가 곤란해진다. 또한, 평활화 커패시터의 용량을 크게 하면, 참조 전압과의 차분에 따라 전원 회로가 공급해야 할 전류가 커진다. 그러나, 출력 전압과 참조 전류와의 차분에 따라 전원 회로가 공급하는 전류를 크게 하면, 출력 전압의 노이즈 전압에 따라 큰 노이즈 전류가 공급되고 측정된다.
따라서 본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위한 전류 측정 장치, 시험 장치, 전류 측정 방법, 및 시험 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적은 청구의 범위에 있어서의 독립항에 기재된 특징의 조합에 의해 달성된다. 또한 종속항은 본 발명의 다른 유리한 구체예를 규정한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명의 제1의 형태에 의하면, 전자 디바이스가 입력 단자로부터 수취하는 전류를 측정하는 전류 측정 장치이며, 전류 측정 중에 상기 전자 디바이스에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 축적하는 제1 커패시터와, 전류 측정 전에 전원을 상기 제1 커패시터에 접속하여 상기 기준 공급 전압을 축적시키고, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터로부터 분리하는 제1 스위치와, 전류 측정 중에, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 입력 단자의 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급하는 전류 공급부와, 상기 전자 디바이스에 공급한 공급 전류를 측정하는 제1 전류 측정부를 포함하는 전류 측정 장치를 제공한다.
상기 전류 공급부는, 상기 기준 공급 전압으로부터 상기 단자 전압을 뺀 차를 증폭하여, 상기 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력하는 제1 차분 증폭기와, 상기 제1 차분 증폭기의 출력과 상기 입력 단자의 사이에 접속되고, 상기 제1 차분 증폭기의 출력 전압 및 상기 단자 전압의 차에 따른 상기 공급 전류를 상기 입력 단자에 공급하는 저항을 포함한다.
상기 제1 전류 측정부는, 상기 저항에 있어서의 상기 제1 차분 증폭기 측의 출력 전압에서 상기 저항에 있어서의 상기 입력 단자 측의 상기 단자 전압을 뺀 차분 전압을 출력하는 차분 연산기와, 상기 차분 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 제1 측정부를 포함한다.
상기 제1 전류 측정부는, 미리 설정된 측정용 기준 전압을 출력하는 전압원과, 상기 차분 전압 및 상기 측정용 기준 전압의 차를 증폭한 차분 증폭 전압을 출력하는 제2 차분 증폭기와, 상기 차분 증폭 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 제2 측정부를 더 포함한다.
상기 제1 전류 측정부는, 상기 전압원 및 상기 제2 차분 증폭기의 사이에 접속된 로우 패스 필터(low pass filter)를 더 포함해도 좋다.
상기 차분 전압에 따른 보정 전압을 상기 기준 공급 전압에 더함으로써 상기 기준 공급 전압을 보정하는 보정부를 더 포함하며, 상기 전류 공급부는, 전류 측정중에, 상기 보정부에 의해 보정된 상기 기준 공급 전압 및 상기 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급해도 좋다.
상기 보정부는, 상기 차분 전압에 따른 상기 보정 전압을 상기 기준 공급 전압에 더하는 가산기와, 상기 가산기의 출력 전압을 축적하여 상기 제1 차분 증폭기에 공급하는 제2 커패시터를 포함해도 좋다.
상기 보정부는, 상기 가산기의 출력과 상기 제2 커패시터의 사이에 설치되고, 전류 측정 개시부터 미리 정해진 기간 동안 상기 가산기의 출력에 상기 제2 커패시터를 접속해서 상기 가산기의 출력 전압을 축적시키며, 상기 미리 정해진 기간의 경과 후에 상기 가산기의 출력 및 상기 제2 커패시터의 사이를 분리하는 제2 스위치를 더 포함해도 좋다.
전류 측정 전에 상기 기준 공급 전압을 상기 제1 커패시터 및 상기 입력 단자에 공급하는 전원과, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터 및 상기 입력 단자로부터 분리하는 제3 스위치와, 전류 측정 중에 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압에 미리 정해진 오프셋(offset) 전압을 더하여 상기 전류 공급부에 공급함으로써, 전류 측정 중에 있어서의 상기 단자 전압을 전류 측정 전의 상기 단자 전압에 비해 높게 하는 전압 조정부를 더 포함해도 좋다.
상기 제3 스위치는, 상기 전원과 상기 입력 단자 사이의 배선, 및, 상기 제1 스위치에 있어서의 상기 제1 커패시터가 접속되어 있지 않은 단부 및 상기 전원 사이의 배선의 접점과, 상기 전원의 출력 단자와의 사이에 설치되고, 상기 전원의 출력 단자와 상기 접점의 사이에, 오프(OFF)가 된 경우, 상기 전원의 출력 단자 측으로부터 상기 접점 측으로의 전류를 차단하는 제1 트랜지스터와, 상기 접점 측으로부터 상기 전원의 출력 단자 측으로의 전류를 차단하는 제2 트랜지스터를 직렬로 포함해도 좋다.
상기 제3 스위치의 상기 입력 단자 측의 단자와 상기 제1 차분 증폭기의 사이에 설치된 제4 스위치와, 상기 저항의 상기 입력 단자 측의 단부와 상기 입력 단자의 사이에 설치된 제5 스위치와, 상기 전원이 상기 입력 단자에 대해 공급하는 전류를 측정하는 제2 전류 측정부와, 상기 전자 디바이스가 동작 중에 수취하는 동작 전류를 측정하는 동작 전류 시험 및 상기 전자 디바이스가 정지 중에 수취하는 정지 전류를 측정하는 정지 전류 시험을 제어하는 시험 제어부를 더 포함하며, 상기 시험 제어부는, 상기 동작 전류 시험에 있어서, 상기 제3 스위치를 온(ON)으로 하고, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치를 오프(OFF)로 하며, 상기 전원이 상기 입력 단자에 대해 공급하는 전류를 상기 제2 전류 측정부에 의해 상기 동작 전류로서 측정하게 하고, 상기 정지 전류 시험에 있어서, 상기 제3 스위치를 오프로 하고, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치를 온으로 하며, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 단자 전압을 기초로 상기 전자 디바이스에 공급된 전류를 상기 제1 전류 측정부에 의해 상기 정지 전류로서 측정하게 해도 좋다.
전류 측정 중에, 상기 제1 전류 측정부가 측정한 상기 공급 전류가, 미리 설정된 문턱값 전류보다 커진 경우에, 당해 전류 측정이 무효라는 것을 검출하는 측정 무효 검출부를 더 포함해도 좋다.
전류 측정 전에 상기 기준 공급 전압을 상기 제1 커패시터 및 상기 입력 단자에 공급하는 전원과, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터 및 상기 입력 단자로부터 분리하는 제3 스위치를 더 포함하며, 상기 측정 무효 검출부는, 상기 전류 측정이 무효인 것을 검출한 경우에, 상기 제3 스위치를 온으로 하여 상기 전원으로부터 상기 전자 디바이스에 전류를 공급하게 해도 좋다.
본 발명의 제2의 형태에 의하면, 전자 디바이스를 시험하는 시험 장치이며, 전류 측정 중에 상기 전자 디바이스에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 축적하는 제1 커패시터와, 전류 측정 전에 전원을 상기 제1 커패시터에 접속하여 상기 기준 공급 전압을 축적시키고, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터로부터 분리하는 제1 스위치와, 전류 측정 중에, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 전자 디바이스의 입력 단자의 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급하는 전류 공급부와, 상기 전자 디바이스에 공급한 공급 전류를 측정하는 제1 전류 측정부를 포함하되, 상기 전류 공급부는, 상기 기준 공급 전압에서 상기 단자 전압을 뺀 차를 증폭하여, 상기 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력하는 제1 차분 증폭기와, 상기 제1 차분 증폭기의 출력과 상기 입력 단자의 사이에 접속되고, 상기 제1 차분 증폭기의 출력 전압 및 상기 단자 전압의 차에 따른 상기 공급 전류를 상기 입력 단자에 공급하는 저항을 포함하고, 상기 제1 전류 측정부는, 상기 저항에 있어서의 상기 제1 차분 증폭기 측의 출력 전압에서 상기 저항에 있어서의 상기 입력 단자 측의 상기 단자 전압을 뺀 차분 전압을 출력하는 차분 연산기와, 상기 차분 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 제1 측정부와, 미리 설정된 측정용 기준 전압을 출력하는 전압원과, 상기 차분 전압 및 상기 측정용 기준 전압의 차를 증폭한 차분 증폭 전압을 출력하는 제2 차분 증폭기와, 상기 차분 증폭 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 제2 측정부를 포함하는 시험 장치를 제공한다.
본 발명의 제3의 형태에 의하면, 전자 디바이스가 입력 단자로부터 수취하는 전류를 측정하는 전류 측정 방법이며, 전류 측정 중에 상기 전자 디바이스에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 제1 커패시터에 축적하는 기준 공급 전압 축적 단계와, 전류 측정 전에 전원을 상기 제1 커패시터에 접속하여 상기 기준 공급 전압을 축적시키고, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터로부터 분리하도록 제1 스위치를 제어하는 단계와, 전류 측정 중에, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 입력 단자의 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급하는 전류 공급 단계와, 상기 전자 디바이스에 공급한 공급 전류를 측정하는 제1 전류 측정 단계를 포함하되, 상기 전류 공급 단계는, 상기 기준 공급 전압에서 상기 단자 전압을 뺀 차를 증폭하여, 상기 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력하는 제1 차분 증폭 단계와, 상기 제1 차분 증폭 단계에서 얻어진 출력을 저항을 거쳐서 상기 입력 단자에 공급하고, 상기 제1 차분 증폭 단계의 출력 전압 및 상기 단자 전압의 차에 따른 상기 공급 전류를 상기 입력 단자에 공급하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전류 측정 단계는, 상기 저항의 양단에 발생하는 전압을 뺀 차분 전압을 출력하는 단계와, 상기 차분 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 단계와, 미리 설정된 측정용 기준 전압을 출력하는 단계와, 상기 차분 전압 및 상기 측정용 기준 전압의 차를 증폭한 차분 증폭 전압을 출력하는 제2 차분 증폭 단계와, 상기 차분 증폭 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 단계를 포함하는 전류 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 제4의 형태에 의하면, 전자 디바이스를 시험하는 시험 방법이며, 전류 측정 중에 상기 전자 디바이스에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 제1 커패시터에 축적하는 기준 공급 전압 축적 단계와, 전류 측정 전에 전원을 상기 제1 커패시터에 접속하여 상기 기준 공급 전압을 축적시키고, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터로부터 분리하도록 제1 스위치를 제어하는 제1 스위치 제어 단계와, 전류 측정 중에, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 전자 디바이스의 입력 단자의 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급하는 전류 공급 단계와, 상기 전자 디바이스에 공급한 공급 전류를 측정하는 제1 전류 측정 단계를 포함하되, 상기 전류 공급 단계는, 상기 기준 공급 전압에서 상기 단자 전압을 뺀 차를 증폭하여, 상기 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력하는 제1 차분 증폭 단계와, 상기 제1 차분 증폭 단계에서 얻어진 출력을 저항을 거쳐서 상기 입력 단자에 공급하고, 상기 제1 차분 증폭 단계의 출력 전압 및 상기 단자 전압의 차에 따른 상기 공급 전류를 상기 입력 단자에 공급하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전류 측정 단계는, 상기 저항의 양단에 발생하는 전압을 뺀 차분 전압을 출력하는 단계와, 상기 차분 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 단계와, 미리 설정된 측정용 기준 전압을 출력하는 단계와, 상기 차분 전압 및 상기 측정용 기준 전압의 차를 증폭한 차분 증폭 전압을 출력하는 제2 차분 증폭 단계와, 상기 차분 증폭 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 단계를 포함하는 시험 방법을 제공한다.
또한, 상기의 발명의 개요는, 본 발명의 필요한 특징의 전체를 열거한 것은 아니며, 이러한 특징군의 서브 콤비네이션도 또한, 발명이 될 수 있다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 전자 디바이스의 단자에 전원 안정화용의 커패시터를 접속한 경우에 있어서도, 당해 단자에 공급되는 전류에 생기는 노이즈를 줄이고, 당해 단자의 전압 변동을 억제할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10의 구성을 도시한다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태에 관한 전원부 506의 구성을 도시한다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태에 관한 스위치 152 및 스위치 174의 구성을 도시한다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10의 제1의 동작례를 도시한다.
도 5는, 본 발명의 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10의 제2의 동작례를 도시한다.
도 6은, 본 발명의 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10의 제3의 동작례를 도시한다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10의 노이즈 감소 효과를 도시한다.
[부호의 설명]
10 전류 측정 장치
20 전자 디바이스
25 입력 단자
30 전류 측정부
35 스위치 제어부
40 전류 측정부
50 커패시터
60 커패시터
70 저항
90 시험 제어부
100 커패시터
102 스위치
104 저항
110 전류 공급부
112 차분 증폭기
113 저항
114 저항
116 전압 팔로워
118 저항
119 커패시터
120 전류 측정부
122 차분 연산기
124 측정부
126 전압원
128 로우 패스 필터
130 차분 증폭기
132 측정부
140 보정부
141 스위치
142 저항
143 커패시터
144 스위치
145 가산기
146 커패시터
147 저항
148 스위치
150 전원
152 스위치
155 전류 측정부
160 전압 조정부
162 전압원
163 스위치
164 저항
165 커패시터
166 스위치
170 스위치
172 전압 팔로워
174 스위치
180 측정 무효 검출부
182 전압원
184 차분 연산기
186 무효 기록부
200 트랜지스터
210 트랜지스터
502 패턴 발생부
504 신호 입력부
506 전원부
508 판정부
이하, 발명의 실시의 형태를 통해 본 발명을 설명하지만, 이하의 실시 형태는 청구의 범위의 발명을 한정하는 것은 아니며, 또한 실시 형태 중에 설명되어 있는 특징의 조합 전체가 발명의 해결 수단에 필수적이라고는 할 수 없다.
도 1은, 본 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10의 구성을 전자 디바이스 20과 함께 도시한다. 전류 측정 장치 10은, 예를 들면 LSI 등의 시험 대상 디바이스(DUT:Device Under Test)인 전자 디바이스 20이, 예를 들면 전원 단자 등의 입력 단자로부터 수취하는 전류를 측정한다. 전류 측정 장치 10은, 예를 들면 전자 디바이스 20을 시험하는 시험 장치이고, 전자 디바이스 20이 동작 중에 소비하는 전류를 측정하는 동작 전류 시험 및 정지 중의 누설 전류를 측정하는 정지 전류 시험을 행한다. 본 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10은, 정지 전류 시험에 있어서 전자 디바이스 20에 공급되는 전류의 노이즈를 감소시키고, 보다 정확하게 누설 전 류를 측정할 수 있다.
전류 측정 장치 10은, 시험 제어부 90과, 전원부 506과, 패턴 발생부 502와, 신호 입력부 504와, 판정부 508을 포함한다. 시험 제어부 90은, 전원부 506, 패턴 발생부 502, 신호 입력부 504 및 판정부 508을 제어한다. 전원부 506은, 전자 디바이스 20에 전원 전류를 공급하는 전원 장치이다. 전원부 506은, 전자 디바이스 20의 동작 전류 시험 및 정지 전류 시험에 있어서 전자 디바이스 20에 공급한 전원 전류의 크기를 측정하고, 측정 결과를 판정부 508에 통지한다. 패턴 발생부 502는, 시험 제어부 90의 지시를 기초로 시험 프로그램의 시퀀스(sequence)를 실행하고, 전자 디바이스 20에 공급하는 시험 패턴을 생성한다.
신호 입력부 504는, 시험 패턴을 수취해서 성형하여, 전자 디바이스 20에 공급하는 시험 신호를 생성한다. 즉, 예를 들면, 신호 입력부 504는, 시험 패턴에 의해 지정된 타이밍으로 지정된 신호 파형을 생성한다. 그리고, 신호 입력부 504는, 시험 신호를 전자 디바이스 20에 공급한다. 판정부 508은, 시험 신호에 따라 전자 디바이스 20이 출력하는 신호를 기초로, 전자 디바이스 20의 양부(良否)를 판정한다. 또한, 판정부 508은, 전자 디바이스 20에 공급하는 전원 전류의 크기를 기초로, 전자 디바이스 20의 양부를 판정한다. 상기에 있어서, 전류 측정 장치 10은, 본 발명에 관한 전류 측정 장치로서 기능해도 좋다.
도 2는, 본 실시 형태에 관한 전원부 506의 구성을 전자 디바이스 20 및 시험 제어부 90과 함께 도시한다. 전원부 506은, 전류 측정부 30과, 전류 측정부 40과, 커패시터 50을 포함한다. 전류 측정부 30은, 주로 전자 디바이스 20의 정지 전류 시험에 이용되고, 전류 측정부 40에 비해 작은 전류를 전자 디바이스 20에 공급하며, 공급한 공급 전류의 크기를 측정함으로써 전자 디바이스 20이 수취하는 전류를 측정한다. 전류 측정부 40은, 주로 전자 디바이스 20의 동작 전류 시험에 이용되고, 전자 디바이스 20의 기능 시험 중에 있어서 전류 측정부 30보다 큰 전류를 전자 디바이스 20에 공급하며, 공급한 전류의 크기를 측정함으로써 전자 디바이스 20이 수취하는 전류를 측정한다. 커패시터 50은, 전자 디바이스 20이 소비하는 전류가 일시적으로 증가한 경우에 있어서, 전류 측정부 30 및 전류 측정부 40이 전류 공급량을 증가시키기까지의 지연에 의해 입력 단자 25의 단자 전압이 변동하는 것을 방지하기 위한 평활(平滑)화 커패시터이다.
전류 측정부 30은, 본 발명에 관한 전류 측정 장치의 일례이고, 전자 디바이스 20에 전류를 공급하며, 전자 디바이스 20이 입력 단자로부터 수취하는 전류를 측정한다. 본 실시 형태에 관한 전류 측정부 30은, 입력 단자 25의 단자 전압의 기준이 되는 전압을 전원 등에 의해 생성하는 대신, 커패시터 100에 축적한 전압을 기준으로 하여 전자 디바이스 20의 단자 전압을 제어한다. 이로써, 전류 측정부 30은, 노이즈 전류가 작은 안정된 전류를 전자 디바이스 20에 공급할 수 있다.
전류 측정부 30은, 스위치 제어부 35와, 전압 팔로워(voltage follower) 172와, 커패시터 100과, 스위치 102와, 저항 104와, 전류 공급부 110과, 전류 측정부 120과, 보정부 140과, 전압 조정부 160과, 측정 무효 검출부 180과, 스위치 170과, 스위치 174를 포함한다. 스위치 제어부 35는, 전류 측정부 30 내의 각 스위치(102, 141, 144, 148, 163, 166, 170 및 174 등)의 온(ON)/오프(OFF)를 제어한 다. 나아가, 본 실시 형태에 관한 스위치 제어부 35는, 전류 측정부 40 내의 스위치 152의 온/오프를 추가적으로 제어한다.
전압 팔로워 172는, 정입력(正入力)이 스위치 170을 거쳐 입력 단자 25에 접속되고, 부입력(負入力)이 전압 팔로워 172의 출력에 접속되며, 입력 전압 및 출력 전압에 따라 출력 전압을 변화시킴으로써 입력 전압을 안정화시킨 출력 전압을 출력한다. 전압 팔로워 172의 출력단은, 스위치 102와, 전류 공급부 110 내의 저항 113에 접속된다.
커패시터 100은, 전류 측정 중에 전자 디바이스 20에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 축적한다. 커패시터 100은, 보정부 140으로의 기준 공급 전압의 입력과 그라운드의 사이에 접속된다. 스위치 102는, 커패시터 100의 기준 공급 전압 출력 측의 단부와 전원 150과의 사이에 접속된다. 스위치 102는, 전류 측정부 30에 의한 전류 측정 전에 스위치 제어부 35에 의해 온이 되어, 전류 측정부 40 내의 전원 150을 커패시터 100에 접속해서 기준 공급 전압을 축적시킨다. 또한 스위치 102는, 전류 측정부 30에 의한 전류 측정 중에 스위치 제어부 35에 의해 오프가 되어 전원 150을 커패시터 100으로부터 분리한다. 이로써, 커패시터 100은, 전류 측정 중에는 축적한 전압을 거의 방전하지 않고 보정부 140에 입력할 수 있다. 저항 104는, 스위치 102의 커패시터 100 측의 단부와 커패시터 100의 기준 공급 전압 출력 측의 단부와의 사이에 접속된다.
전류 공급부 110은, 전류 측정부 30에 의한 전류 측정 중에, 커패시터 100의 기준 공급 전압을 보정부 140을 거쳐 입력하고, 입력 단자 25의 단자 전압을 스위 치 170 및 전압 팔로워 172를 거쳐 입력한다. 그리고, 전류 공급부 110은, 전류 측정부 30에 의한 전류 측정 중에, 커패시터 100에 축적된 기준 공급 전압 및 입력 단자 25의 단자 전압에 기초하는 전류를 전자 디바이스 20에 공급한다.
전류 공급부 110은, 차분 증폭기 112와, 저항 113과, 저항 114와, 전압 팔로워 116과, 저항 118과, 커패시터 119를 포함한다. 차분 증폭기 112는, 본 발명에 관한 제1 차분 증폭기의 일례이고, 보정부 140을 거쳐서 입력된 기준 공급 전압으로부터 단자 전압을 뺀 차를 증폭하여, 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력한다. 보다 구체적으로는, 차분 증폭기 112는, 단자 전압이 기준 공급 전압보다 낮은 경우에, 기준 공급 전압으로부터 단자 전압을 뺀 차를 증폭한 결과 얻어지는 정(正)의 전압을 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력한다. 또한, 단자 전압이 기준 공급 전압보다 높은 경우에, 기준 공급 전압으로부터 단자 전압을 뺀 차를 증폭한 결과 얻어지는 부(負)의 전압을 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력한다. 저항 113 및 저항 114는, 차분 증폭기 112의 증폭률을 정한다. 보다 구체적으로는, 저항 113의 저항값을 Ri, 저항 114의 저항값을 Rf라고 하면, 증폭률 G는 Rf/Ri가 된다. 또한, 당해 증폭률은, 입력 단자 25의 단자 전압의 저하량을 감소시키기 위해서는, 1 배(倍) 이상인 것이 바람직하다.
전압 팔로워 116은, 정입력이 차분 증폭기 112의 출력에 접속되고, 부입력이 전압 팔로워 116의 출력에 접속된 차분 연산기이다. 전압 팔로워 116은, 입력 전압 및 출력 전압에 따라 출력 전압을 변화시킴으로써 입력 전압을 안정화시킨 출력 전압을 출력한다. 저항 118은, 차분 증폭기 112의 출력과 입력 단자 25의 사이에 접속되고, 차분 증폭기 112의 출력 전압 및 입력 단자 25의 단자 전압의 차에 따른 공급 전류를 입력 단자 25에 공급한다. 커패시터 119는, 저항 118의 입력 단자 25 측의 단부와 그라운드의 사이에 접속되고, 저항 118을 거쳐 입력 단자 25에 공급되는 전류를 안정화시킨다.
전류 측정부 120은, 본 발명에 관한 제1 전류 측정부의 일례이며, 전류 공급부 110이 전자 디바이스 20에 공급한 공급 전류를 측정한다. 전류 측정부 120은, 차분 연산기 122와, 측정부 124와, 전압원 126과, 로우 패스 필터 128과, 차분 증폭기 130과, 측정부 132를 포함한다. 차분 연산기 122는, 전압 팔로워 116과 입력 단자 25의 사이에 접속되고, 저항 118에 있어서의 차분 증폭기 112 측의 출력 전압으로부터 저항 118에 있어서의 입력 단자 25 측의 단자 전압을 뺀 차분 전압을 출력한다. 측정부 124는, 차분 전압을 기초로 공급 전류를 측정한다. 보다 구체적으로는, 저항 118의 저항값을 Rm, 차분 전압을 Vim으로 하면, 측정부 124는, AD 컨버터 등에 의해 차분 전압 Vim을 측정하고, 저항값 Rm으로 나눔으로써 공급 전류 Iddq(=Vim/Rm)를 산출한다.
전압원 126, 차분 증폭기 130, 측정부 132, 및 로우 패스 필터 128은, 전자 디바이스 20으로의 공급 전류 Iddq를 측정부 124보다 높은 정확도로 측정하기 위해 설치된다. 전압원 126은, 예를 들면 시험 제어부 90에 의해 설정된 디지털의 전압 설정값을 아날로그의 전압으로 변환하는 DA 컨버터를 포함하고, 시험 제어부 90에 의해 미리 설정된 측정용 기준 전압을 출력한다. 차분 증폭기 130은, 차분 연산기 122가 출력하는 차분 전압 및 전압원 126이 출력하는 측정용 기준 전압의 차를 증 폭한 차분 증폭 전압을 출력한다. 측정부 132는, 차분 증폭기 130이 출력하는 차분 증폭 전압을 기초로 공급 전류를 측정한다. 로우 패스 필터 128은, 전압원 126 및 차분 증폭기 130의 사이에 접속되고, 전압원 126이 출력하는 측정용 기준 전압을 안정화시킨다.
예를 들면, 정지시에 전자 디바이스 20이 수취하는 전류 Iddq의 이론값이 20mA인 경우에 있어서, 측정부 124를 이용하여 1㎂ 단위로 공급 전류 Iddq를 측정하는 경우, 측정부 124는, 차분 연산기 122의 전압을 15 비트 이상의 디지털값으로서 측정할 필요가 있다. 왜냐하면, 20mA/1㎂ = 20,000이고, 214<20,000<215이기 때문이다.
따라서, 전류 측정 장치 10은, 높은 정확도로 공급 전류를 측정하는 경우에 있어서, 미리 측정용 기준 전압 Vref를 전압원 126으로부터 출력시킨다. 전류 측정 장치 10은, 이 Vref가 차분 연산기 122가 출력하는 전압보다 작아지도록, 이론값보다 다소 작은 전류 Iddq에 대응하여 차분 연산기 122가 출력하는 전압과 실질적으로 동일한 전압을 전압원 126에 설정한다.
차분 증폭기 130은, 차분 연산기 122의 출력 전압 Vim1과 측정용 기준 전압 Vref와의 차분의 전압 Vim2(=Vim1-Vref)를 N배 증폭한 전압을 출력한다. 측정부 132는, 차분 증폭기 130이 출력하는 전압을 측정함으로써, 차분 연산기 122의 출력 전압을 직접 측정하는 경우에 비해 적은 비트수의 AD 컨버터를 이용하여 정확하게 공급 전류 Iddq를 측정할 수 있다.
예를 들면, 정지 시에 전자 디바이스 20이 수취하는 전류 Iddq의 이론값이 20mA이고, 실제의 전류값의 차이가 ±1mA인 경우에 있어서, Vref=19mA이면, 차분 증폭기 130은, 차분의 전류 △Iddq=0~2mA에 대응하는 차분 증폭 전압을 출력한다. 따라서, 측정부 132를 이용하여 1㎂ 단위로 공급 전류 Iddq를 측정하는 경우, 측정부 132는, 차분 증폭기 130의 전압을 11 비트의 디지털 값으로서 측정하면 된다. 왜냐하면, 2mA/1㎂ = 2,000이고, 210<2,000<211이기 때문이다.
또한, 전자 디바이스 20의 개체에 의한 공급 전류의 차 △Iddq를, 공급 전류 Iddq의 이론값의 10%로 하면, 전압원 126은, Iddq의 10%에 상당하는 전압 단위의 분해능으로 측정용 기준 전압 Vref를 출력할 수 있으면 된다. 그리고, 전압원 126의 설정 분해능에 측정부 132의 측정 분해능을 곱한 값이, Iddq를 측정 단위(예를 들면 1㎂)로 나눈 값 이상이 되면 된다.
또한, 복수의 전자 디바이스 20을 측정하여 공급 전류의 차 △Iddq를 구하는 경우에는, 전압원 126에 의한 측정용 기준 전압 Vref의 오차는 상쇄되므로, 정확한 Iddq가 얻어진다.
그리고, 전압원 126이 출력하는 측정용 기준 전압원 Vref는 측정 기간 중 변화하지 않으므로, 전압원 126과 차분 증폭기 130과의 사이에 로우 패스 필터 128을 설치함으로써, 차분 증폭기 130 및 측정부 132 간에 로우 패스 필터를 설치하여 노이즈를 감소시키는 것에 비해 보다 짧은 측정 기간에 정확한 전류값을 얻을 수 있다.
보정부 140은, 차분 연산기 122가 출력하는 차분 전압에 따른 보정 전압을 커패시터 100의 기준 공급 전압에 더함으로써, 기준 공급 전압을 보정한다. 이로써, 전자 디바이스 20이 수취하는 전류 Iddq가 전자 디바이스 20의 단자 전압 Vdd에 의존하는 경우에 있어서, 전자 디바이스 20의 단자 전압을 보정하고 보다 정확한 전류 Iddq를 측정할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서, 차분 전압에 따라 기준 공급 전압을 보정하는 전류 측정 장치 10의 동작 모드(mode)를, 전압 보정 모드로 나타낸다. 또한, 보정부 140은, 전압 조정부 160이 출력하는 전압에 따라 전류 공급부 110 내의 차분 증폭기 112에 공급하는 기준 공급 전압을 조정한다.
보정부 140은, 스위치 141과, 저항 142와, 커패시터 143과, 스위치 144와, 가산기 145와, 커패시터 146과, 저항 147과, 스위치 148을 포함한다. 스위치 141은, 차분 연산기 122의 출력과 가산기 145의 입력의 사이에 접속된다. 스위치 141은, 전류 측정시에 차분 전압에 기초하는 보정 전압을 기준 공급 전압에 더하는 보정을 행하는 경우에 스위치 제어부 35에 의해 온이 되고, 차분 연산기 122의 차분 전압을 가산기 145에 공급한다. 한편, 당해 보정을 행하지 않는 경우, 전류 측정 중에 스위치 제어부 35에 의해 오프가 된다. 저항 142는, 스위치 141과 가산기 145의 사이에 접속된다.
커패시터 143은, 가산기 145의 입력과 그라운드와의 사이에 접속되고, 커패시터 100과 동일 또는 유사하게 하여 차분 연산기 122의 차분 전압을 안정화해서 가산기 145에 공급한다. 보다 구체적으로는, 상기 보정을 행하는 경우에 있어서, 스위치 제어부 35는, 정지 전류 시험 중에 스위치 141을 온, 스위치 144를 오프로 하고, 차분 연산기 122의 차분 전압을 커패시터 143에 축적시킨다. 그리고, 스위치 제어부 35는, 전류 측정부 120이 전자 디바이스 20으로의 공급 전류를 측정하기 전에 스위치 141을 오프로 한다. 이로써 커패시터 100은, 축적한 차분 전압을 가산기 145에 공급할 수 있다.
스위치 144는, 스위치 141의 가산기 145 측의 단부와 그라운드의 사이에 접속된다. 저항 142는, 상기 보정을 행하는 경우에 스위치 제어부 35에 의해 오프가 된다. 한편, 당해 보정을 행하지 않는 경우에 스위치 제어부 35에 의해 온이 되고, 가산기 145의 입력을 0V로 하여 기준 공급 전압의 보정을 행하지 않는다.
가산기 145는 상기 보정을 행하는 경우에 있어서, 차분 연산기 122에 의해 출력되고 커패시터 143에 축적된 차분 전압을 미리 정해진 증폭률로 증폭하여 기준 공급 전압에 더하고, 보정된 기준 공급 전압으로서 차분 증폭기 112로 공급한다. 이로써, 전류 공급부 110은, 전류 측정 중에, 보정부 140에 의해 보정된 기준 공급 전압과, 입력 단자 25의 단자 전압에 기초하는 전류를 전자 디바이스 20에 공급할 수 있다.
또한, 가산기 145는, 전압 조정부 160이 출력하는 전압을 재차 기준 공급 전압에 더함으로써, 기준 공급 전압을 조정한다.
커패시터 146은, 가산기 145 및 차분 증폭기 112 간의 배선과 그라운드의 사이에 접속되고, 가산기 145의 출력 전압을 축적하여, 전류 측정 중에 축적한 전압을 차분 증폭기 112에 공급한다. 스위치 148은, 가산기 145 및 차분 증폭기 112 간의 배선상에 있어서의 가산기 145의 출력과 커패시터 146의 사이에 설치된다. 스위치 148은, 스위치 제어부 35에 의해 제어되고, 정지 전류 시험에 의한 전류 측정 개시부터 미리 정해진 기간 동안 가산기 145의 출력에 커패시터 146을 접속해서 가산기 145의 출력 전압을 축적시킨다. 그리고, 당해 미리 정해진 기간의 경과 후에 가산기 145의 출력 및 커패시터 146의 사이를 분리하고, 커패시터 146으로 하여금 축적된 전압을 차분 증폭기 112에 공급하게 한다. 저항 147은, 스위치 148과 커패시터 146의 사이에 접속된다.
또한, 상기 보정 등을 행하지 않는 전류 측정 장치 10에 있어서는, 보정부 140을 포함하지 않는 구성으로 하고, 커패시터 100을 차분 증폭기 112에 직접 접속해도 좋다.
전압 조정부 160은, 가산기 145의 입력에 접속된다. 그리고, 전압 조정부 160은, 전류 측정 중에 커패시터 100에 축적된 기준 공급 전압에 시험 제어부 90에 의해 미리 설정된 오프셋 전압을 더하여, 보정부 140을 거쳐서 전류 공급부 110에 공급한다. 본 실시 형태에 관한 전압 조정부 160은, 전류 측정 전에는 오프셋 전압을 0V로 하고, 전류 측정 중에는 오프셋 전압을 양(陽)의 값으로 함으로써, 전류 측정 중에 있어서의 단자 전압을, 전류 측정 전의 단자 전압에 비해 높게 한다. 이로써, 전압 조정부 160은, 정지 전류 시험 전에 있어서의 전자 디바이스 20 내부의 논리의 설정 기간(셋업 기간) 중의 단자 전압을, 정지 전류 시험 중에 비해 보다 낮은 값으로 할 수 있고, 셋업 기간에 전자 디바이스 20이 발열하여 높은 누설 전류가 측정되는 것을 방지할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서, 전류 측정 중에 있어서의 단자 전압을 전류 측정 전에 비해 높아지게 하는 전류 측정 장치 10의 동 작 모드를 전압 가변 모드라고 한다.
전압 조정부 160은, 전압원 162와, 스위치 163과, 저항 164와, 커패시터 165와, 스위치 166을 포함한다. 전압원 162는, 예를 들면 DA 컨버터이며, 시험 제어부 90으로부터의 설정에 따른 오프셋 전압을 출력한다. 스위치 163은, 전압원 162 및 가산기 145 간의 배선상에 설치되고, 스위치 제어부 35에 의해 제어된다. 전압원 162는, 스위치 163 및 가산기 145 간의 배선과 그라운드의 사이에 설치되고, 스위치 제어부 35에 의해 제어된다.
커패시터 165는, 스위치 163 및 가산기 145 간의 배선과 그라운드의 사이에 접속되고, 스위치 163이 온인 동안 오프셋 전압을 축적하고, 스위치 163이 오프가 된 상태에 있어서도 당해 오프셋 전압을 가산기 145에 계속 공급한다. 저항 164는, 스위치 163 및 가산기 145 간의 배선에 있어서의 스위치 163과 커패시터 165의 사이에 설치된다.
상기한 전압 조정부 160은, 정지 전류 시험 전에는 스위치 163이 오프, 스위치 166가 온이 된다. 이로써, 가산기 145는, 전압 0V가 공급된다. 이로써, 정지 전류 시험 전에는, 가산기 145는, 기준 공급 전압에 오프셋 전압을 더하지 않고서 전류 공급부 110에 출력할 수 있다. 한편, 정지 전류 시험 중에는, 스위치 163이 온, 스위치 166이 오프가 된다. 이로써 가산기 145는, 기준 공급 전압에 오프셋 전압을 더하여 전류 공급부 110에 출력할 수 있다. 또한, 정지 전류 시험의 개시로부터 미리 정해진 기간의 경과 후에는, 스위치 163은 오프가 되어도 좋다. 이로써, 커패시터 165는, 축적한 오프셋 전압을 안정하여 가산기 145에 공급할 수 있 다.
측정 무효 검출부 180은, 차분 연산기 122가 출력하는 차분 전압을 입력하고, 전류 측정 중에, 전류 측정부 120이 측정한 공급 전류가, 미리 설정된 문턱값 전류보다 커진 경우에, 당해 전류 측정이 무효라는 것을 검출한다. 측정 무효 검출부 180은, 전압원 182와, 차분 연산기 184와, 무효 기록부 186을 포함한다. 전압원 182는, 당해 문턱값 전류에 대응하는 전압을 출력한다. 차분 연산기 184는, 전압원 182의 전압으로부터, 공급 전류에 대해 차분 연산기 122가 출력하는 차분 전압을 뺀다. 무효 기록부 186은, 전류 측정 중에, 차분 연산기 184의 출력 전압이 음(陰)이 된 경우에 당해 전류 측정이 무효라는 것을 기록하고, 시험 제어부 90에게 통지한다.
스위치 170은, 전류 측정부 40 내의 스위치 152와 입력 단자 25 간의 배선과, 차분 증폭기 112의 사이에 설치된다. 보다 구체적으로는, 스위치 170은, 전류 측정부 40 내에 존재하는 스위치 152의 입력 단자 25 측의 단자와, 차분 증폭기 112의 사이에 설치된 전압 팔로워 172와의 사이에 설치된다. 스위치 174는, 저항 118의 입력 단자 25 측의 단부와, 입력 단자 25와의 사이에 설치된다.
전류 측정부 40은, 전원 150과, 스위치 152와, 커패시터 60과, 저항 70과, 전류 측정부 155를 포함한다. 전원 150은, 동작 전류 시험 중에 전자 디바이스 20에 전류를 공급한다. 또한, 전원 150은, 정지 전류 시험에 있어서의 전류 측정 전에, 기준 공급 전압을 커패시터 100 및 입력 단자 25에 공급한다. 스위치 152는, 정지 전류 측정 중에 전원 150을 커패시터 100 및 입력 단자 25로부터 분리한다. 커패시터 60은, 전원 150 및 스위치 152 간의 배선과, 그라운드와의 사이에 접속되고, 전자 디바이스 20의 동작에 의해 전류 Idd가 크게 변동한 경우에 있어서 입력 단자 25의 단자 전압이 저하되는 것을 방지한다. 저항 70은, 커패시터 60과 스위치 152 간의 배선상에 설치되고, 스위치 152가 온이 되어 있는 동안에 전원 150의 출력 전압과 입력 단자 25의 단자 전압의 차에 따른 전류를 전자 디바이스 20에 흐르게 한다.
전류 측정부 155는, 본 발명에 관한 제2 전류 측정부의 일례이며, 저항 70의 단자의 전압을 입력하고, 전원 150이 입력 단자 25에 대해 공급하는 전류를 측정한다. 즉, 예를 들면, 전류 측정부 155는, 전항 118의 양단의 전압을 기초로 전류를 측정하는 전류 측정부 120과 동일 또는 유사하게 하여, 저항 70의 양단의 전위차를 기초로 전자 디바이스 20의 동작 전류 시험 중에 전자 디바이스 20에 공급된 전류를 측정한다.
상기한 전류 측정 장치 10에 있어서, 시험 제어부 90은, 이하 기술되는 바와 같이 전자 디바이스 20의 동작 전류 시험 및 정지 전류 시험을 제어한다. 전자 디바이스 20이 동작 중에 수취하는 동작 전류를 측정하는 동작 전류 시험에 있어서, 시험 제어부 90은, 스위치 제어부 35를 제어하여 스위치 152를 온으로 하고, 스위치 170 및 스위치 174를 오프로 해서, 전원 150이 입력 단자 25에 대해 공급하는 전류를 전류 측정부 155에 의해 동작 전류로서 측정하게 한다.
한편, 전자 디바이스 20이 정지 중에 수취하는 정지 전류를 측정하는 정지 전류 시험에 있어서, 시험 제어부 90은, 정지 전류 시험의 셋업 기간 중에 스위치 제어부 35를 제어하여 스위치 152, 스위치 170, 스위치 174, 스위치 102, 및 스위치 148을 온으로 해서, 전원 150으로부터 공급하는 기준 공급 전압을 커패시터 100 및 커패시터 146에 축적시키면서, 전자 디바이스 20에 공급한다. 그리고, 전류 측정을 개시하면, 시험 제어부 90은, 스위치 제어부 35를 제어하여 스위치 152를 오프로 하고, 스위치 170 및 스위치 174를 온으로 하며, 스위치 102를 오프로 해서, 커패시터 100에 축적된 기준 공급 전압 및 단자 전압을 기초로 전자 디바이스 20에 공급된 전류를 전류 측정부 120에 의해 정지 전류로서 측정하게 한다. 또한, 시험 제어부 90은, 전류 측정의 개시로부터 미리 정해진 기간의 경과 후에, 스위치 148을 오프로 하고, 커패시터 146에 축적된 보정 후의 기준 공급 전압 및 단자 전압을 기초로 전자 디바이스 20에 공급된 전류를 정지 전류로서 측정하게 해도 좋다.
상기한 전류 측정 장치 10에 의하면, 커패시터 100 및/또는 커패시터 146에 축적된 기준 공급 전압 및 단자 전압의 차에 기초하는 전류를 전자 디바이스 20에 공급할 수 있고, 노이즈 전류를 감소시킬 수 있다. 또한, 전류 측정부 120에 의해 전자 디바이스 20에의 공급 전류를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 전자 디바이스 20에 공급한 전류에 따라 기준 공급 전압을 보정할 수 있고, 전압에 따라 누설 전류가 변화하는 전자 디바이스 20에 대해 안정된 전압을 공급할 수 있다. 또한, 정지 전류 시험의 셋업 기간 중의 단자 전압을 전류 측정 중에 비해 낮아지게 함으로써, 전자 디바이스 20의 온도 상승을 방지할 수 있다.
도 3은, 본 실시 형태에 관한 스위치 152의 구성을 도시한다. 스위치 152는, 전원 150과 입력 단자 25 간의 배선, 및, 스위치 102에 있어서의 커패시터 100 이 접속되어 있지 않은 단부 및 전원 150 간의 배선의 접점과, 전원 150의 출력 단자와의 사이에 설치된다. 스위치 152는, 양단의 사이에 트랜지스터 200과, 트랜지스터 210을 직렬로 포함한다. 트랜지스터 200은, 전원 150의 출력 단자와 상기 접점과의 사이에 설치되고, 오프가 된 경우에, 전원 150의 출력 단자 측으로부터 접점 측으로의 전류를 차단한다. 한편, 오프가 된 경우에 있어서도 역방향의 전류는 어느 정도 흐를 수 있다. 트랜지스터 210은, 전원 150의 출력 단자와 상기 접점의 사이에 설치되고, 오프가 된 경우에, 접점 측으로부터 전원 150의 출력 단자 측으로의 전류를 차단한다. 한편, 오프가 된 경우에 있어서도 역방향의 전류는 어느 정도 흐를 수 있다.
상기한 스위치 152에 의하면, 정지 전류 시험 중에 전류 측정부 40과의 사이에 전류가 흐르는 것을 쌍방향에 대해 방지할 수 있고, 전자 디바이스 20으로의 공급 전류를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 스위치 174는, 스위치 152와 동일 또는 유사한 구성을 채택해도 좋다. 이 경우, 동작 전류 시험 중에 전류 측정부 30과의 사이에 전류가 흐르는 것을 쌍방향에 대해 방지할 수 있다.
도 4는, 본 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10의 제1의 동작례를 도시한다. 제1의 동작례는, 전자 디바이스 20에 공급된 공급 전류에 따른 기준 공급 전압의 보정을 행하지 않고, 고속으로 시험을 행하는 고속 모드의 동작을 나타낸다.
정지 전류 시험은, 전자 디바이스 20의 공급 전류를 측정할 준비를 행하는 측정 준비 기간(셋업 기간) T1, 전자 디바이스 20의 정지 시에 있어서의 공급 전류 Iddq를 측정하는 전류 측정 기간 T2, 및 복원 기간 T3로 나누어진다.
측정 준비 기간 T1에 있어서, 시험 제어부 90은, 스위치 170(S1a), 스위치 174(S1b), 스위치 152(S2a), 스위치 102(S2b), 및 스위치 148(S5)을 온으로 한다. 이로써, 전류 측정부 40으로부터 출력되는 전압이 전자 디바이스 20에 공급되면서, 커패시터 100에 축적된다. 본 동작례에 있어서는 기준 공급 전압의 보정을 행하지 않으므로, 정지 전류 시험의 기간 중에 스위치 141(S4)은 오프가 되고, 스위치 144는 온이 된다. 또한, 본 동작례에 있어서는 전압 가변 모드의 동작을 행하지 않으므로, 정지 전류 시험의 기간 중에 스위치 163(S3)은 오프가 되고 스위치 166은 온이 된다. 이 결과, 전압 조정부 160으로부터 출력되는 오프셋 전압 Voff는 0V가 된다.
측정 준비 기간 T1에 있어서, 전류 측정 장치 10은, 정지 전류 시험의 대상이 되는 정지 상태가 되도록 전자 디바이스 20에 대해 시험 신호열을 공급한다. 이 동작에 따라 전자 디바이스 20이 소비하는 전류 Idd가 변화한다. 이에 대해 전류 측정부 40은, 전자 디바이스 20이 소비한 전류에 따른 전류 Is를 입력 단자 25에 공급하고, 단자 전압 Vdd를 안정화시킨다.
전자 디바이스 20의 셋업이 완료되면, 전류 측정 기간 T2가 개시된다. 전류 측정 기간 T2의 개시시에, 스위치 152(S2a), 스위치 102(S2b), 및 스위치 148(S5)은 개방된다. 전류 공급부 110은, 커패시터 100 및 커패시터 146에 축적된 기준 공급 전압과 입력 단자 25의 단자 전압과의 차에 기초하는 전류를 입력 단자 25에 공급할 수 있다.
전류 측정부 120 내의 측정부 124 및/또는 측정부 132는, 전류 측정 기간 T2 내의 소정의 타이밍, 즉, 예를 들면 스위치 152(S2a), 스위치 102(S2b), 및 스위치 148(S5)를 개방하고부터 미리 정해진 기간의 경과 후에 있어서, 내부의 AD 컨버터로부터 출력되는 전압을 측정한다. 그리고, 측정한 전압을 기초로, 전자 디바이스 20에 공급된 정지 전류의 전류값을 구한다.
그리고, 복원 기간 T3에 있어서, 스위치 152(S2a), 스위치 102(S2b), 및 스위치 148(S5)은 다시 온이 되고, 전류 측정부 40으로부터 전자 디바이스 20에 대한 전류의 공급이 재개된다.
상기에 있어서, 전류 측정부 30으로부터의 전류 공급을 개시하면, 커패시터 100에 축적한 기준 공급 전압에 비해 입력 단자 25의 단자 전압이 전압 △V1만큼 저하될 수 있다. 여기서, 전자 디바이스 20의 종류에 따라서는, 전원 전압이 저하되면 자동적으로 리셋(reset) 동작을 행하여 내부를 초기화하는 기능을 갖는 경우가 있다. 이러한 전자 디바이스 20의 시험에 있어서는, 전류 측정 기간 T2 중에 큰 전류가 흐르면, 단자 전압 Vdd가 리셋의 기준이 되는 문턱값 전압보다 저하되고 초기화된다. 이 경우, 예를 들면 전자 디바이스 20이 수취하는 전류 Iddq가 저하되고, 불량품을 잘못하여 패스(pass)로 판정하거나, 시험의 대상이 되는 전자 디바이스 20의 내부 상태와는 다른 상태에서 측정을 행하는 등의 문제가 생긴다.
그러므로, 측정 무효 검출부 180은, 전류 측정 기간 T2 중에, 전류 측정부 120이 측정한 공급 전류가, 미리 설정된 문턱값 전류보다 커진 경우에, 당해 전류 측정이 무효라는 것을 검출한다. 그리고, 측정 무효 검출부 180은, 전류 측정이 무효라는 것을 검출한 경우에, 스위치 152(S2a)를 온으로 하여 전원 150으로부터 전자 디바이스 20에 전류를 공급시킨다. 여기서, 측정 무효 검출부 180은, 차분 연산기 122가 출력하는 측정 전압 Vim과 전압원 182가 출력하는 문턱값 전압을 비교함으로써, 공급 전류가 문턱값 전류보다 커진 것을 검출한다. 전류 측정의 무효를 검출한 경우의 동작을 도 4 중의 파선에 의해 도시한다.
이로써, 입력 단자 25가 리셋의 기준이 되는 문턱값 전압보다 저하되기 전에 전류 측정부 40으로부터 전자 디바이스 20에 전류를 공급시킬 수 있고, 전자 디바이스 20이 리셋되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는, 본 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10의 제2의 동작례로서, 전압 보정 모드의 동작을 도시한다.
우선, 전압 보정 모드의 원리를 기술한다.
전자 디바이스 20이 수취하는 전류가 단자 전압에 의존하는 경우, 단자 전압 Vdd가 변하면 측정부 124 또는 측정부 132에 의해 측정되는 정지 전류도 변화한다.
보다 구체적으로는, 커패시터 100에 축적되는 이상적인 단자 전답을 Vs, 실제의 단자 전압을 Vdd라고 하고, 전자 디바이스 20의 정지 전류 가운데, 단자 전압 Vdd에 의존하지 않는 전류를 Idd1, 단자 전압 Vdd에 의존하는 전류를 Idd2라고 하며, 전자 디바이스 20에 있어서의 단자 전압 Vdd에 의존하는 회로의 등가 저항을 RL이라고 하면, 이하의 수학식이 성립한다.
(Va - Vb) = Vs × (1 + G) - Vdd × (1 + G)
다만, Va는 저항 118에 있어서의 차분 증폭기 112 측의 단부의 전압이고, Vb 는 저항 118에 있어서의 입력 단자 25 측의 단부의 전압이다. 또한, G는 차분 증폭기 112의 증폭률이며, 저항 114의 저항값 Rf 및 저항 113의 저항값 Ri로부터 G=Rf/Ri에 의해 구해진다.
여기서, 수학식 1의 좌변은, 이하의 수학식 2와 같이 변형할 수 있다.
(Va - Vb) = Rm × (Idd1 + Idd2) = Rm × (Idd1 + Vdd / RL)
수학식 1의 좌변을 수학식 2에 의해 변형하고, Vdd에 대해 풀면, 이하의 수학식을 얻을 수 있다.
Vdd = Vs × (1 + G) × X1 - Idd1 × Rm × X1
단, X1 = RL / (Rm + RL × (1 + G))
여기서, 전자 디바이스 20이 수취하는 전류 Idd가 전적으로 전압에 의존하는 경우, 예를 들면 Vs=1V, Idd1=0A, Idd2=10mA, Rm=200Ω, G=50으로 하면, RL은 100Ω(=1V/10mA)가 된다. 이것들을 수학식 3에 대입하면, Vdd = 0.962V가 되고, 38mV의 전압 강하가 발생한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 단자 전압이 이상값 1V인 경우 측정 전류는 10mA(=Vs/RL)가 되는데 비해, 실제로는 측정 전류 9.62mA(=Vdd/RL)가 계측된다.
따라서, 전압 보정 모드에 있어서는, 차분 연산기 122가 출력하는 차분 전압에 따른 보정 전압을 기준 공급 전압에 더하는 보정을 행한다. 보다 구체적으로는, 가산기 145는, 차분 연산기 122의 차분 전압을 1/N2 배(倍) 하여 기준 공급 전 압 Vs에 더하는 보정을 행한다. 이 N2의 설정 방법을 이하에서 기술한다.
수학식 1에 당해 보정을 더하면, 이하의 수학식을 얻을 수 있다.
(Va - Vb) = (Vs + (Vs - Vb) / N2) × (1 + G) - Vdd × (1 + G)
수학식 4를 Vdd에 대해서 풀면, 이하의 수학식을 얻을 수 있다.
Vdd = Vs - (Va - Vb) × (1 - (1 + G) / N2) / (1 + G)
수학식 5에 있어서 N2=G+1로 하면, (Va-Vb) 즉 Idd1 및 Idd2의 값에 무관하게 Vdd=Vs가 된다. 따라서, 가산기 145는, 차분 연산기 122로부터 출력되는 차분 전압을 차분 증폭기 112의 증폭률에 1을 더한 증폭률에 의해 증폭하고, 기준 공급 전압에 더하는 보정을 행함으로써, 단자 전압을 보정할 수 있다. 이 경우, 보정부 140은, 보다 큰 차분 전압이 검출된 경우에 기준 공급 전압을 보다 높이는 보정을 행하고, 보다 작은 차분 전압이 검출된 경우에 기준 공급 전압을 보다 낮추는 보정을 행하게 된다.
다음으로, 상기의 보정을 행하는 전압 보정 모드의 동작에 대해서, 도 4의 동작례와의 차이점을 중심으로 기술한다. 우선, 측정 준비 기간 T1에 있어서, 전류 측정 장치 10은, 도 4의 고속 모드와 유사하게 셋업을 행한다.
전자 디바이스 20의 셋업을 완료하면, 전류 측정 기간 T2가 개시된다. 전류 측정 기간 T2의 개시시에, 스위치 152(S2a) 및 스위치 102(S2b)는 개방된다. 이로써, 커패시터 100은, 축적된 기준 공급 전압을 가산기 145에 공급할 수 있다. 또 한, 스위치 141(S4)은 온, 스위치 144는 오프가 되어, 커패시터 143에 차분 전압이 축적된다. 또한, 스위치 148(S5)은 온인 채 유지된다.
다음으로, 소정의 기간의 경과 후에 커패시터 143에 차분 전압이 축적되므로, 스위치 141(S4)은 오프가 된다. 이로써, 커패시터 143은, 축적한 차분 전압을 가산기 145에 공급할 수 있다.
다음으로, 스위치 141(S4)이 오프가 된 후, 가산기 145는, 커패시터 100에 축적된 기준 공급 전압에, 커패시터 143에 축적된 차분 전압에 기초하는 보정 전압을 더한 전압을, 보정 후의 기준 공급 전압으로서 출력한다. 그리고, 소정의 기간의 경과 후에 커패시터 146에 보정 후의 기준 공급 전압이 축적되므로, 스위치 148(S5)은 오프가 된다. 이로써, 커패시터 146은, 축적한 보정 후의 기준 공급 전압을 차분 증폭기 112에 공급할 수 있다.
전류 공급부 110은, 커패시터 146에 축적된 보정 후의 기준 공급 전압과 입력 단자 25의 단자 전압과의 차에 기초하는 전류를 입력 단자 25에 공급한다. 이로써, 전류 공급부 110은, 입력 단자 25의 단자 전압을, 커패시터 100에 축적된 이상적인 전압 Vs와 실질적으로 일치시킬 수 있다.
이하, 도 4의 동작례와 동일 또는 유사하게 하여, 전류값을 측정하고, 복원 기간 T3의 동작을 행한다. 또한, 본 동작례에 있어서도, 측정 무효 검출부 180에 의한 측정의 무효 검출을 행한다.
상기한 전압 보정 모드에 의하면, 차분 전압에 따른 보정 전압을 기준 공급 전압에 더함으로써, 입력 단자 25의 단자 전압을 이상적인 값에 근접한 상태로 정 지 전류를 측정할 수 있다. 이로써, 단자 전압에 의존하여 소비 전류가 변화하는 전자 디바이스 20의 정지 전류를 적절하게 측정할 수 있다.
또한, 전압 보정 모드에 있어서는, 커패시터 143 및 커패시터 146에의 전압의 축적을 행하므로, 고속 모드에 비해 전류 측정 기간 T2가 길어질 수 있다. 이러한 전류 측정 장치 10에 있어서는, 전자 디바이스 20의 특성에 따라 고속 모드 및 전압 보정 모드를 적절히 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 커패시터 100, 커패시터 146, 커패시터 143, 및 커패시터 165의 용량은, 각각에 대응하는 스위치 102, 스위치 148, 스위치 141, 및 스위치 163의 최대 오프 시간, 이러한 스위치가 오프가 된 상태에 있어서의 커패시터로부터의 누설 전류, 및, 허용되는 전압 변동을 기초로 정해져도 좋다. 일례로서 커패시터 100의 용량은, 스위치 102의 최대 오프 시간이 1ms, 스위치 102가 오프가 된 상태에 있어서의 커패시터 100으로부터의 누설 전류가 1nA, 허용되는 전압 변동이 10㎶인 경우, 1nA×1ms/10㎶=0.1㎌으로 한다.
도 6은, 본 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10의 제3의 동작례로서, 전압 가변 모드의 동작을 도시한다. 본 도면의 동작은, 이하에 기술되는 점을 제외하고 도 4의 동작과 실질적으로 동일하므로, 차이점을 제외하고 설명을 생략한다.
우선, 측정 기준 기간 T1에 있어서, 시험 제어부 90은, 전류 측정 중에 전자 디바이스 20에 공급하는 이상적인 전압에 비해 미리 정한 오프셋 전압 Voff만큼 낮은 기준 공급 전압 Vs를 전류 측정부 40으로부터 출력하게 한다. 이 기준 공급 전압 Vs는, 측정 기준 기간 T1 중에 있어서 전류 측정 장치 10이 전자 디바이스 20의 설정을 행하는 범위에서 정해진다. 이로써, 커패시터 100은, 당해 기준 공급 전압 Vs를 축적한다.
전자 디바이스 20의 셋업이 완료되면, 전류 측정 기간 T2가 개시된다. 전류 측정 기간 T2의 개시시에, 스위치 152(S2a) 및 스위치 102(S2b)는 개방된다. 이로써, 커패시터 100은, 축적된 기준 공급 전압 Vs를 가산기 145에 공급할 수 있다.
다음으로, 소정의 기간의 경과 후에, 시험 제어부 90은, 전압 조정부 160으로부터 상기 오프셋 전압 Voff를 출력하게 한다. 이 결과 가산기 145는, 커패시터 100에 축적된 기준 공급 전압 Vs에 오프셋 전압 Voff를 더한 조정 후의 기준 공급 전압 Vs+Voff를 출력한다. 이에 따라, 입력 단자 25의 단자 전압은 전압 Vs+Voff에 가까워지도록 상승한다. 여기서, 시험 제어부 90은, 전압 조정부 160이 출력하는 오프셋 전압을 0V로부터 최종값 Voff로 직접 변화시키는 대신, 0V로부터 최종값 Voff까지 단계적으로 상승시켜도 좋다. 또한, 저항 164 및 커패시터 165는, 오프셋 전압을 완만하게 상승시키도록 저항값 및 용량이 설정되어도 좋다.
다음으로, 소정의 기간의 경과 후에, 시험 제어부 90은, 스위치 148(S5)을 오프로 한다. 이로써, 커패시터 146은, 축적한 기준 공급 전압 Vs+Voff를 차분 증폭기 112에 공급할 수 있다.
이하, 도 4의 동작례와 유사하게 하여, 전류값을 측정하고, 복원 기간 T3의 동작을 행한다. 이 복원에 있어서는, 전압 조정부 160은, 오프셋 전압을 0V로 복귀시킴으로써, 전자 디바이스 20의 단자 전압을 저하시킨다.
본 동작례에 있어서도, 측정 무효 검출부 180에 의한 측정의 무효 검출을 행 한다. 여기서, 전압 가변 모드에 있어서는, 전압 조정부 160으로부터의 오프셋 전압을 출력한 후, 단자 전압이 상승을 종료하기까지의 동안, 전압 상승에 따라 커패시터 50 및 커패시터 119의 충전이 필요하게 된다. 이로 인해, 전류 측정부 30으로부터의 공급 전류가 일시적으로 증가하고, 차분 연산기 122의 차분 전압이 전압원 182의 문턱값 전압보다 커질 수 있다. 따라서, 측정 무효 검출부 180은, 전압 조정부 160이 오프셋 전압을 상승시키고부터 단자 전압의 상승이 종료하기까지의 동안 무효 검출을 행하지 않는다. 이를 실현하기 위해, 측정 무효 검출부 180은, 스위치 148(S5)을 오프로 하기까지의 동안 무효 검출을 금지해도 좋다.
상기한 동작례에 의하면, 측정 준비 기간 T1 동안의 단자 전압을, 측정 기간 T2 동안의 단자 전압에 비해 낮게 유지할 수 있다. 이로써, 셋업 기간 중의 전자 디바이스 20의 동작에 따라 전자 디바이스 20의 온도가 상승하고 높은 정지 전류가 측정되어 버리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기의 전압 가변 모드는, 고속 모드 및/또는 전압 보정 모드와 함께 사용되어도 좋다. 이 경우, 스위치 141(S4)은, 단자 전압이 상승을 종료하여 안정된 후, 스위치 148(S5)을 오프로 하기 전에 오프가 되고, 전류 측정 시의 단자 전압에 따른 보정 전압을 커패시터 143으로부터 공급하게 한다.
도 7은, 본 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10의 노이즈 감소 효과를 시뮬레이션한 결과를 도시한다. 도 7은, 커패시터 50을 1㎌으로 한 경우에 있어서의, 특허문헌 1의 구성에 의한 노이즈 이득(OLD(종래))과, 본 실시 형태에 있어서의 고속 모드의 전류 측정부 30의 노이즈 이득(NEW(본 실시 형태))을 도시한다.
종래의 구성에 있어서는, 차분 연산기의 출력과 전자 디바이스 20과의 사이에 병렬로 설치된 저항 및 커패시터를 200Ω, 0.01㎌으로 하고, 당해 저항 및 커패시터로부터 전자 디바이스 20까지의 사이에 더 설치된 저항을 5Ω으로 하였다. 종래의 구성에 있어서는, 전압원의 노이즈가 차분 연산기의 출력의 노이즈와 함께 차분 연산기로부터 출력된다.
한편, 본 실시 형태의 구성에 있어서는, 커패시터 100을 0.1㎌, 저항 113을 1KΩ, 저항 114를 40KΩ, 저항 118을 200Ω, 커패시터 119를 0.1㎌, 스위치 174의 온인 때의 저항값을 0.1Ω으로 하였다. 본 실시 형태의 구성에 있어서는, 커패시터 100의 전압은 노이즈를 갖지 않고, 전압 팔로워 172 및 차분 증폭기 112에 노이즈가 발생한다. 그리고, 전압 팔로워 172의 노이즈는 G(=Rf/Ri=40)배(倍), 차분 증폭기 112의 노이즈는 1+G(=41)배 되어 출력된다. 또한, 저항 113의 저항값 Ri 및 저항 114의 저항값 Rf에 대해서는 Rf/Ri가 크기 때문에 Ri의 노이즈가 지배적이 된다. 또한, 저항 118의 저항값 Rm의 노이즈는 증폭되지 않는다.
이상의 조건 하에서 종래의 구성 및 본 실시 형태의 구성에 의해 생기는 노이즈 이득을 시뮬레이션한 결과를 도 7에 도시한다. 또한, 본 시뮬레이션에 있어서는, 전류 측정 중에 있어서의 전자 디바이스 20의 저항값을 100Ω으로 하였다. 또한, 차분 연산기 122의 출력을 10KHz 이하의 대역을 통과시키는 로우 패스 필터를 거쳐 측정부 124 또는 차분 증폭기 130에 공급하게 하도록 하였다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 전류 측정 장치 10에 의하면, 종래에 비해 통상 발생하는 10KHz 정도 이하의 노이즈에 대해서 공급 전류 및 측정 전류에 생기는 노이즈를 대폭 감소시킬 수 있다.
또한, 저항 113의 저항값은, 차분 증폭기 112의 전압 노이즈를 저항의 열(熱)잡음으로 환산한 값보다 작게 하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들면, 차분 증폭기 112의 전압 노이즈가 5nV/√Hz인 경우, 당해 전압 노이즈를 저항의 열잡음으로 환산하면, 이하의 저항값 Rx가 구해진다.
Rx = En × En / (4 × k × t) = 5nV × 5nV / (4 × 1.38 × 10-23 × 300) = 1.510KΩ
단, k는 볼츠만 상수, t는 사용 환경에 있어서의 절대 온도를 나타낸다.
이 경우, 저항 113의 저항값 Ri는, 상기의 Rx보다 작은 값인 것이 바람직하다.
이상, 본 발명을 실시의 형태를 이용하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시의 형태에 기재된 범위에 한정되지 않는다. 상기 실시의 형태에, 다양한 변경 또는 개량을 가할 수 있다는 것이 당업자에게 명확하다. 그러한 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이, 청구의 범위의 기재로부터 명확하다.
본 발명에 의하면, 전자 디바이스의 단자에 전원 안정화용의 커패시터를 접 속한 경우에 있어서도, 당해 단자에 공급되는 전류에 생기는 노이즈를 감소시키고, 당해 단자의 전압 변동을 억제할 수 있다.

Claims (16)

  1. 전자 디바이스가 입력 단자로부터 수취하는 전류를 측정하는 전류 측정 장치에 있어서,
    전류 측정 중에 상기 전자 디바이스에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 축적하는 제1 커패시터와,
    전류 측정 전에 전원을 상기 제1 커패시터에 접속하여 상기 기준 공급 전압을 축적시키고, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터로부터 분리하는 제1 스위치와,
    전류 측정 중에, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 입력 단자의 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급하는 전류 공급부와,
    상기 전자 디바이스에 공급한 공급 전류를 측정하는 제1 전류 측정부를 포함하되,
    상기 전류 공급부는,
    상기 기준 공급 전압에서 상기 단자 전압을 뺀 차를 증폭하여, 상기 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력하는 제1 차분 증폭기와,
    상기 제1 차분 증폭기의 출력과 상기 입력 단자의 사이에 접속되고, 상기 제1 차분 증폭기의 출력 전압 및 상기 단자 전압의 차에 따른 상기 공급 전류를 상기 입력 단자에 공급하는 저항을 포함하고,
    상기 제1 전류 측정부는,
    상기 저항에 있어서의 상기 제1 차분 증폭기 측의 출력 전압에서 상기 저항에 있어서의 상기 입력 단자 측의 상기 단자 전압을 뺀 차분 전압을 출력하는 차분 연산기와,
    상기 차분 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 제1 측정부와,
    미리 설정된 측정용 기준 전압을 출력하는 전압원과,
    상기 차분 전압 및 상기 측정용 기준 전압의 차를 증폭한 차분 증폭 전압을 출력하는 제2 차분 증폭기와,
    상기 차분 증폭 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 제2 측정부를 포함하는
    전류 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    전류 측정 중에, 상기 제1 전류 측정부가 측정한 상기 공급 전류가, 미리 설정된 문턱값 전류보다 커진 경우에, 당해 전류 측정이 무효라는 것을 검출하는 측정 무효 검출부를 더 포함하는 전류 측정 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전류 측정부는, 상기 전압원 및 상기 제2 차분 증폭기의 사이에 접속된 로우 패스 필터를 더 포함하는 전류 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차분 전압에 따른 보정 전압을 상기 기준 공급 전압에 더함으로써 상기 기준 공급 전압을 보정하는 보정부를 더 포함하고,
    상기 전류 공급부는, 전류 측정 중에, 상기 보정부에 의해 보정된 상기 기준 공급 전압 및 상기 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급하는 전류 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 보정부는,
    상기 차분 전압에 따른 상기 보정 전압을 상기 기준 공급 전압에 더하는 가산기와,
    상기 가산기의 출력 전압을 축적하여 상기 제1 차분 증폭기에 공급하는 제2 커패시터를 포함하는 전류 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보정부는, 상기 가산기의 출력과 상기 제2 커패시터의 사이에 설치되고, 전류 측정 개시부터 미리 정해진 기간 동안 상기 가산기의 출력에 상기 제2 커패시터를 접속하여 상기 가산기의 출력 전압을 축적시키고, 상기 미리 정해진 기간의 경과 후에 상기 가산기의 출력 및 상기 제2 커패시터의 사이를 분리하는 제2 스위치를 더 포함하는 전류 측정 장치.
  9. 전자 디바이스가 입력 단자로부터 수취하는 전류를 측정하는 전류 측정 장치에 있어서,
    전류 측정 중에 상기 전자 디바이스에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 축적하는 제1 커패시터와,
    전류 측정 전에 상기 기준 공급 전압을 상기 제1 커패시터 및 상기 입력 단자에 공급하는 전원과,
    전류 측정 전에 상기 전원을 상기 제1 커패시터에 접속하여 상기 기준 공급 전압을 축적시키고, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터로부터 분리하는 제1 스위치와,
    전류 측정 중에, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 입력 단자의 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급하는 전류 공급부와,
    상기 전자 디바이스에 공급한 공급 전류를 측정하는 제1 전류 측정부와,
    전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터 및 상기 입력 단자로부터 분리하는 제3 스위치와,
    전류 측정 중에 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압에 미리 정해진 오프셋 전압을 더하여 상기 전류 공급부에 공급함으로써, 전류 측정 중에 있어서의 상기 단자 전압을 전류 측정 전의 상기 단자 전압에 비해 높게 하는 전압 조정부
    를 포함하는 전류 측정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 스위치는,
    상기 전원과 상기 입력 단자 사이의 배선, 및, 상기 제1 스위치에 있어서의 상기 제1 커패시터가 접속되어 있지 않은 단부 및 상기 전원 사이의 배선의 접점과, 상기 전원의 출력 단자와의 사이에 설치되고,
    상기 전원의 출력 단자와 상기 접점의 사이에, 오프(OFF)가 된 경우, 상기 전원의 출력 단자 측으로부터 상기 접점 측으로의 전류를 차단하는 제1 트랜지스터와, 상기 접점 측으로부터 상기 전원의 출력 단자 측으로의 전류를 차단하는 제2 트랜지스터를 직렬로 포함하는 전류 측정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전류 공급부는,
    상기 기준 공급 전압에서 상기 단자 전압을 뺀 차를 증폭하여, 상기 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력하는 제1 차분 증폭기와,
    상기 제1 차분 증폭기의 출력과 상기 입력 단자의 사이에 접속되고, 상기 제1 차분 증폭기의 출력 전압 및 상기 단자 전압의 차에 따른 상기 공급 전류를 상기 입력 단자에 공급하는 저항을 포함하고,
    상기 전류 측정 장치는,
    상기 제3 스위치의 상기 입력 단자 측의 단자와 상기 제1 차분 증폭기의 사이에 설치된 제4 스위치와,
    상기 저항의 상기 입력 단자 측의 단부와 상기 입력 단자의 사이에 설치된 제5 스위치와,
    상기 전원이 상기 입력 단자에 대해 공급하는 전류를 측정하는 제2 전류 측정부와,
    상기 전자 디바이스가 동작 중에 수취하는 동작 전류를 측정하는 동작 전류 시험 및 상기 전자 디바이스가 정지 중에 수취하는 정지 전류를 측정하는 정지 전류 시험을 제어하는 시험 제어부를 더 포함하되,
    상기 시험 제어부는,
    상기 동작 전류 시험에 있어서, 상기 제3 스위치를 온(ON)으로 하고, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치를 오프(OFF)로 하며, 상기 전원이 상기 입력 단자에 대해 공급하는 전류를 상기 제2 전류 측정부에 의해 상기 동작 전류로서 측정하게 하고,
    상기 정지 전류 시험에 있어서, 상기 제3 스위치를 오프로 하고, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치를 온으로 하며, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 단자 전압을 기초로 상기 전자 디바이스에 공급된 전류를 상기 제1 전류 측정부에 의해 상기 정지 전류로서 측정하게 하는 전류 측정 장치.
  12. 삭제
  13. 전자 디바이스가 입력 단자로부터 수취하는 전류를 측정하는 전류 측정 장치에 있어서,
    전류 측정 중에 상기 전자 디바이스에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 축적하는 제1 커패시터와,
    전류 측정 전에 상기 기준 공급 전압을 상기 제1 커패시터 및 상기 입력 단자에 공급하는 전원과,
    전류 측정 전에 상기 전원을 상기 제1 커패시터에 접속하여 상기 기준 공급 전압을 축적시키고, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터로부터 분리하는 제1 스위치와,
    전류 측정 중에, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 입력 단자의 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급하는 전류 공급부와,
    상기 전자 디바이스에 공급한 공급 전류를 측정하는 제1 전류 측정부와,
    전류 측정 중에, 상기 제1 전류 측정부가 측정한 상기 공급 전류가, 미리 설정된 문턱값 전류보다 커진 경우에, 당해 전류 측정이 무효라는 것을 검출하는 측정 무효 검출부와,
    전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터 및 상기 입력 단자로부터 분리하는 제3 스위치를 포함하고,
    상기 측정 무효 검출부는, 상기 전류 측정이 무효인 것을 검출한 경우에, 상기 제3 스위치를 온으로 하여 상기 전원으로부터 상기 전자 디바이스에 전류를 공급하게 하는 전류 측정 장치.
  14. 전자 디바이스를 시험하는 시험 장치에 있어서,
    전류 측정 중에 상기 전자 디바이스에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 축적하는 제1 커패시터와,
    전류 측정 전에 전원을 상기 제1 커패시터에 접속하여 상기 기준 공급 전압을 축적시키고, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터로부터 분리하는 제1 스위치와,
    전류 측정 중에, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 전자 디바이스의 입력 단자의 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급하는 전류 공급부와,
    상기 전자 디바이스에 공급한 공급 전류를 측정하는 제1 전류 측정부를 포함하되,
    상기 전류 공급부는,
    상기 기준 공급 전압에서 상기 단자 전압을 뺀 차를 증폭하여, 상기 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력하는 제1 차분 증폭기와,
    상기 제1 차분 증폭기의 출력과 상기 입력 단자의 사이에 접속되고, 상기 제1 차분 증폭기의 출력 전압 및 상기 단자 전압의 차에 따른 상기 공급 전류를 상기 입력 단자에 공급하는 저항을 포함하고,
    상기 제1 전류 측정부는,
    상기 저항에 있어서의 상기 제1 차분 증폭기 측의 출력 전압에서 상기 저항에 있어서의 상기 입력 단자 측의 상기 단자 전압을 뺀 차분 전압을 출력하는 차분 연산기와,
    상기 차분 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 제1 측정부와,
    미리 설정된 측정용 기준 전압을 출력하는 전압원과,
    상기 차분 전압 및 상기 측정용 기준 전압의 차를 증폭한 차분 증폭 전압을 출력하는 제2 차분 증폭기와,
    상기 차분 증폭 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 제2 측정부를 포함하는
    시험 장치.
  15. 전자 디바이스가 입력 단자로부터 수취하는 전류를 측정하는 전류 측정 방법에 있어서,
    전류 측정 중에 상기 전자 디바이스에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 제1 커패시터에 축적하는 기준 공급 전압 축적 단계와,
    전류 측정 전에 전원을 상기 제1 커패시터에 접속하여 상기 기준 공급 전압을 축적시키고, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터로부터 분리하도록 제1 스위치를 제어하는 단계와,
    전류 측정 중에, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 입력 단자의 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급하는 전류 공급 단계와,
    상기 전자 디바이스에 공급한 공급 전류를 측정하는 제1 전류 측정 단계를 포함하되,
    상기 전류 공급 단계는,
    상기 기준 공급 전압에서 상기 단자 전압을 뺀 차를 증폭하여, 상기 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력하는 제1 차분 증폭 단계와,
    상기 제1 차분 증폭 단계에서 얻어진 출력을 저항을 거쳐서 상기 입력 단자에 공급하고, 상기 제1 차분 증폭 단계의 출력 전압 및 상기 단자 전압의 차에 따른 상기 공급 전류를 상기 입력 단자에 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 전류 측정 단계는,
    상기 저항의 양단에 발생하는 전압을 뺀 차분 전압을 출력하는 단계와,
    상기 차분 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 단계와,
    미리 설정된 측정용 기준 전압을 출력하는 단계와,
    상기 차분 전압 및 상기 측정용 기준 전압의 차를 증폭한 차분 증폭 전압을 출력하는 제2 차분 증폭 단계와,
    상기 차분 증폭 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 단계를 포함하는
    전류 측정 방법.
  16. 전자 디바이스를 시험하는 시험 방법에 있어서,
    전류 측정 중에 상기 전자 디바이스에 공급하는 전압의 기준이 되는 기준 공급 전압을 제1 커패시터에 축적하는 기준 공급 전압 축적 단계와,
    전류 측정 전에 전원을 상기 제1 커패시터에 접속하여 상기 기준 공급 전압을 축적시키고, 전류 측정 중에 상기 전원을 상기 제1 커패시터로부터 분리하도록 제1 스위치를 제어하는 제1 스위치 제어 단계와,
    전류 측정 중에, 상기 제1 커패시터에 축적된 상기 기준 공급 전압 및 상기 전자 디바이스의 입력 단자의 단자 전압에 기초하는 전류를 상기 전자 디바이스에 공급하는 전류 공급 단계와,
    상기 전자 디바이스에 공급한 공급 전류를 측정하는 제1 전류 측정 단계를 포함하되,
    상기 전류 공급 단계는,
    상기 기준 공급 전압에서 상기 단자 전압을 뺀 차를 증폭하여, 상기 기준 공급 전압에 더한 전압을 출력하는 제1 차분 증폭 단계와,
    상기 제1 차분 증폭 단계에서 얻어진 출력을 저항을 거쳐서 상기 입력 단자에 공급하고, 상기 제1 차분 증폭 단계의 출력 전압 및 상기 단자 전압의 차에 따른 상기 공급 전류를 상기 입력 단자에 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 전류 측정 단계는,
    상기 저항의 양단에 발생하는 전압을 뺀 차분 전압을 출력하는 단계와,
    상기 차분 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 단계와,
    미리 설정된 측정용 기준 전압을 출력하는 단계와,
    상기 차분 전압 및 상기 측정용 기준 전압의 차를 증폭한 차분 증폭 전압을 출력하는 제2 차분 증폭 단계와,
    상기 차분 증폭 전압을 기초로 상기 공급 전류를 측정하는 단계를 포함하는
    시험 방법.
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