KR102166012B1 - 더블 펄스 생성기 - Google Patents

Abstract

반도체 소자의 스위칭 특성을 측정하기 위한 더블 펄스 생성기에 관한 것으로서,
타이머 회로의 출력에 의해 펄스를 생성하는 복수의 펄스 생성부; 클록의 상승시에 트리거 되어 파형 형성을 일정 시간 지연시키는 복수의 딜레이 & 트리거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 펄스 생성기

Description

더블 펄스 생성기{Double pulse generator}

본 발명은 반도체 소자의 스위칭 테스트에 필요한 더블 펄스를 생성하기 위한 회로에 관한 것이다.

반도체 스위칭 소자의 스위칭 특성인 턴온 및 턴오프 특성을 측정하기 위해서는 도면 1과 같은 테스트 회로를 구성하고, 테스트 대상인 소자 DUT(Device under test)에 더블 펄스를 인가한 후 측정되는 파형을 오실로스코프 파형으로 검출하여 스위칭 속도, 에너지 로스 등을 관찰한다.

[특허문헌 0001] 등록특허공보 제 10-0227267 호

이러한 문제를 해소하기 위해 본 발명에서는 간단한 로직 IC를 이용하여 더블 펄스를 생성하는 회로를 제작하고, 사용자가 DUT(Device under test)를 교체하는 중에 발생할 수 있는 고전압 사고 피해를 예방하기 위한 회로를 제작하려고 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 제1 펄스를 생성하는 것은 기존의 타이머를 이용한 회로를 그대로 이용하였으나 제2, 제3의 파형을 연속으로 만들기 위해 딜레이 & 트리거부를 포함한다.

본 발명은 간단한 로직 IC를 사용함으로써 적은 비용으로 더블 펄스 생성 회로를 제작할 수 있다.

도 1은 일반적인 반도체 스위칭 테스트 회로이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 스위칭 테스트 회로의 일 실시예이다.
도 3은 본 발명에 따른 더블 펄스 생성기의 일 실시예이다.
도 4는 본 발명에 따른 Pulse Start 회로의 일 실시예이다.
도 5는 본 발명에 따른 Protection IGBT 펄스생성기의 일 실시예이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1 펄스 생성 회로의 일 실시예이다.
도 7, 8은 본 발명에 따른 딜레이 & 트리거 회로의 일 실시예이다.
도 9는 본 발명에 따른 제2 펄스 생성 회로의 일 실시예이다.
도 10은 본 발명에 따른 전체 회로의 일 실시예이다.
도 11은 본 발명에 따른 전체 파형의 일 실시예이다.

본 발명은 반도체 스위칭 소자의 스위칭 특성을 측정하기 위해 도면 2와 같이 테스트 회로를 구성한다.

본 발명은 DUT(Device under test)에 더블 펄스를 인가하는 더블 펄스 생성기(DPG)를 포함한다.

본 발명은 DUT(Device under test)에 인가된 전원이 차단 될 경우 유도성 전류가 흐를 수 있도록 환류부(FWD)를 포함한다.

본 발명은 DUT(Device under test)의 교체 시에 고전압이 인가되는 것을 일시적으로 차단하는 Protection IGBT를 포함한다.

본 발명에 따라 DUT(Device under test)에 더블 펄스가 인가된 후에 출력 전압은 오실로스코프(OS)에 의해 측정된다.

본 발명에 따른 더블 펄스 생성기(DPG)의 세부적인 구성은 도면 3과 같이 Pulse Start, Protection IGBT 펄스생성기 및 DUT 스위칭 펄스생성기를 포함한다.

Pulse Start 회로는 Protection IGBT 펄스생성기와 DUT 스위칭 펄스생성기를 구동하는 펄스를 제공한다.

DUT 스위칭 펄스생성기는 제1, 2, 3, 4 펄스 생성부와 복수의 딜레이 & 트리거회로를 포함한다.

도면 3과 같이 Pulse Start 신호가 더블 펄스 생성기(DPG) 내의 Protection IGBT 펄스생성기로 인가되면 Protection IGBT를 구동하는 펄스(W)가 생성 출력되고 고전압이 테스트 중인 소자(DUT)에 인가된다. 그리고 더블 펄스로 생성된 스위칭 펄스(K)가 테스트 중인 소자(DUT)를 구동시킨다. 스위칭 펄스(K)에 의해 소자(DUT)를 테스트 구동시키고 일정 시간이 지난 후에 Protection IGBT는 턴 오프 된다.

따라서 Protection IGBT는 테스트 중인 소자를 교체하는 기간에는 고전압을 차단하고, 테스트를 위한 스위칭 펄스를 인가하는 동안에만 전원을 소자(DUT)에 인가한다.

Pulse Start 신호가 더블 펄스 생성기(DPG) 내의 제1 펄스 생성부로 인가되면, 생성된 제1 펄스(B)와 딜레이된 펄스(C)가 제2 펄스 생성부로 인가된다(D).

제2 펄스 생성부에서 생성된 제2 펄스(E)는 더블 펄스(K)로 출력되고, 또한 생성된 제2 펄스(E)와 딜레이된 펄스(F)가 제3 펄스 생성부로 인가된다.

제3 펄스 생성부에서 생성된 제3 펄스(G)는 딜레이된 펄스(H)와 함께 제4 펄스 생성부로 인가되며(I), 제4 펄스 생성부에서 생성된 제4 펄스(J)는 더블 펄스(K)로 출력된다.

즉, 더블 펄스(K)는 제2 펄스(E)와 제4 펄스(J)의 합에 의해 생성된다.

본 발명에 따른 Pulse Start 회로는 도면 4와 같이 스위치(1-2)를 누르게 되면 트랜지스터(Q1)이 턴온 됨으로써 출력단 전압(A)이 Vcc 에서 0으로 변하게 된다. 0의 출력 전압은 Protection IGBT 펄스생성기와 DUT 스위칭 펄스생성기로 입력된다.

본 발명에 따른 Protection IGBT 펄스생성기는 도면 5와 같이 타이머를 이용하여 구성되며, Pulse Start 회로의 출력(A)이 타이머의 2번(TRG) 단자에 입력됨으로써 3번(OUT) 단자를 통해 Protection IGBT를 구동하는 펄스를 출력하게 된다.

본 발명에 따른 DUT 스위칭 펄스생성기의 제1 펄스 생성부는 도면 6과 같이 타이머를 이용하여 구성되며, Pulse Start 회로의 출력(A)이 타이머의 2번(TRG) 단자에 입력됨으로써 3번(OUT) 단자를 통해 출력(B)가 제2 펄스 생성부와 딜레이 & 트리거부로 전달된다.

본 발명에 따른 DUT 스위칭 펄스생성기의 딜레이 & 트리거 회로는 도면 7과 같이 플립플롭을 이용하여 클록의 상승시에 트리거 되어 파형 형성이 입력대비 일정 시간을 지연시키도록 구성된다.
본 발명에 따른 딜레이 & 트리거 회로는 복수의 펄스 생성부의 출력을 입력받고, 상기 입력 받은 각 출력에 대응하는 딜레이된 펄스(C,F,H)를 출력한다.(도면 3 참조)

바람직하게 딜레이 & 트리거 회로는 제1 펄스 생성부의 출력(B)을 반전시키는 인버터 소자의 출력단에 플립플롭의 입력단을 접속하여 신호(C)를 출력할 수 있도록 구성하며, 도면 8과 같이 제1 펄스 생성부의 출력(B)와 플립플롭 출력(C)의 합(D)이 다음 단인 제2 펄스 생성부의 지연된 트리거 신호로 입력된다.

본 발명에 따른 DUT 스위칭 펄스생성기의 제2 펄스 생성부는 도면 9와 같이 타이머를 이용하여 구성되며, 제1 펄스 생성부와 딜레이 & 트리거 회로의 출력(D)가 타이머의 2번(TRG) 단자에 입력됨으로써 3번(OUT) 단자를 통해 출력(E)가 다음 단의 제3 펄스 생성부와 딜레이 & 트리거부로 전달된다.

제2 펄스 생성부는 제1 펄스 생성부와 구성이 유사하지만, 가변저항(R4)을 포함하고 있어 펄스폭을 조정할 수 있는 점에서 제1 펄스 생성부와 차이가 있다.

제3, 제4 펄스 생성부의 구성은 제2 펄스 생성부와 동일하다.

본 발명에 따른 더블 펄스 생성기의 전체 회로도는 도면 10과 같이 구성된다.

본 발명에 따른 더블 펄스 생성기의 전체 출력 파형은 도면 11과 같다.

본 발명은 간단한 로직 IC를 사용하여 더블 펄스(K)를 생성하도록 제작된 회로로서, 제1 펄스를 만드는 것은 기존의 타이머 회로를 그대로 이용하였으나, 제2, 제3의 파형을 연속으로 만들기 위해 복수의 딜레이 회로를 포함시키는 것을 기술적 특징으로 하고 있으며, 또한 사용자의 안전을 위해 DUT 설치 시 고전압의 피해를 예방하기 위하여 추가로 트리거 신호가 입력되면 Protection IGBT가 구동되고, 스위칭 구동 후 일정시간이 지난 후에 Protection IGBT가 턴 오프되도록 한다.

Claims (4)

1. 반도체 소자의 스위칭 특성을 측정하기 위한 더블 펄스 생성기에 관한 것으로서,
   타이머 회로의 출력에 의해 펄스를 생성하는 복수의 펄스 생성부;
   상기 복수의 펄스 생성부의 출력을 입력 받고, 상기 입력 받은 각 출력에 대응하는 딜레이된 펄스(C,F,H)를 출력하는 복수의 딜레이 & 트리거부를 포함하며,
   상기 복수의 펄스 생성부는 Pulse Start 신호가 인가되면 제1 펄스(B)를 생성하는 제1 펄스 생성부;
   제1 펄스(B)와 제1 펄스의 딜레이된 펄스(C)가 인가되는 제2 펄스 생성부;
   제2 펄스(E)와 제2 펄스의 딜레이된 펄스(F)가 인가되는 제3 펄스 생성부;
   제3 펄스(G)와 제3 펄스의 딜레이된 펄스(H)가 인가되는 제4 펄스 생성부;를 포함하며,
   제2 펄스(E)와 제4 펄스(J)가 더블 펄스(K)로 출력되는 것을 특징으로 하는 더블 펄스 생성기
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 딜레이 & 트리거부는 입력되는 펄스를 반전시키는 인버터 소자;
   상기 인버터 소자의 출력단에 접속하여 딜레이된 신호를 출력하는 플립플롭;을 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 펄스 생성기
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 딜레이 & 트리거부는 제1 펄스 생성부와 제2 펄스 생성부와 제3 펄스 생성부의 출력단에 연결되어 딜레이된 펄스를 각각 출력하는 것을 특징으로 하는 더블 펄스 생성기
   

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