KR20210096992A - 전원 모듈 - Google Patents

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Abstract

응답 특성을 높인 전원 모듈을 제공한다.
피 시험 전자 부품 및 피 시험 전자 부품을 시험하기 위한 전압을 공급하는 장치 전원 사이에 전기적으로 연결되는 전원 모듈로서, 피 시험 전자 부품과 장치 전원 사이를 연결하는 전원 라인과, 고 전위 단자, 저 전위 단자 및 제어 단자를 가지며, 전원 라인에 접속되는 반도체 스위칭 소자를 포함하는 전압 제어 회로와, 장치 전원에서 전원 라인을 통해 고 전위 단자에 입력되는 입력 전압에 대해 소정의 강하 전압 분, 강하시킨 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성 회로와, 입력 전압에 대해 소정의 강하 전압 분, 강하시킨 전압을 장치 전원에 피드백하는 피드백 라인을 구비하고, 반도체 스위칭 소자는 고 전위 단자와 저 전위 단자 사이에서, 소정의 강하 전압의 전압 차를 제공하고, 전압 제어 회로는 저 전위 단자에서 전원 라인을 통해 피 시험 전자 부품에 출력되는 출력 전압과 기준 전압의 전압 차에 따라 제어 단자에 인가되는 제어 전압을 제어한다.

Description

전원 모듈{Power module}
본 발명은 전자 부품 장치에 사용되는 전원 모듈에 관한 것이다.
반도체 소자의 전기적 특성 및 열적 특성에 대한 시험을 수행하기 위한 장치로서, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 반도체 시험 장치가 알려져 있다. 특허 문헌 1에 기재된 반도체 시험 장치는 전원부와 부하부와 DUT 접속부와 DUT 제어 및 구동부와 DUT 특성 측정부를 구비하고 있다. 전원부는 부하부를 통해 DUT(피시험 장치)가 접속된 DUT 접속부에 전원 공급하는 것이다. 부하부에는 유도 부하, 저항 부하, 용량 부하 또는 정류 부품 등의 수동 부하나 트랜지스터 등의 스위칭 장치(능동 부하)가 사용되며, 각각 DUT에 대하여 필요한 역할을 부여하고 있다. DUT 접속부에는 DUT 제어 및 구동부와 DUT 특성 측정부가 접속되어 있다. DUT 제어 및 구동부는 DUT에 소정의 전압 신호, 전류 신호 또는 주파수 신호를 공급하여 그것을 구동하는 것이며, DUT 특성 측정부에서는 DUT로 흐르는 전류 값 또는 전압 값에 의해 그 전기적 특성 및 열적 특성을 측정하고 있다.
[특허 문헌 1] 일본특개 2015-232501호 공보
상기 반도체 시험 장치는 장치의 서지 시험, 스위칭 특성 시험 등 다른 시험을 순차적으로 실시하기 위해 부하부가 유도 부하, 정류 다이오드와 저항 부하의 직렬 회로, 용량 부하 및 저항 부하를 각 스위치를 통해 4 개의 병렬 회로에 연결되도록 구성되어 있다. 그러나 부하부의 회로 구성은 DUT의 동작시에 대전류가 흐르고 전압 강하가 발생하면 전원부로부터 부하부를 통해 DUT로 출력되는 전압도 내려 가고, 그후 원래의 전압으로 복귀하기까지 시간이 걸리기 때문에 응답 특성이 나빠지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 응답 특성을 높인 전원 모듈을 제공하는 것이다.
[1] 본 발명에 따른 전원 모듈은 피 시험 전자 부품과 상기 피 시험 전자 부품을 시험하기 위한 전압을 공급하는 장치 전원 사이에 전기적으로 연결되는 전원 모듈로서, 상기 피 시험 전자 부품 및 상기 장치 전원 사이를 연결하는 전원 라인과 고 전위 단자, 저 전위 단자 및 제어 단자를 가지며, 상기 전원 라인에 접속되는 반도체 스위칭 소자를 포함하는 전압 제어 회로와 상기 장치 전원에서 상기 전원 라인을 통해 상기 고 전위 단자에 입력되는 입력 전압에 대해 소정의 강하 전압 분, 강하시킨 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성 회로와, 상기 입력 전압에 대해 소정의 강하 전압 분, 강하시킨 전압을 상기 장치 전원에 피드백하는 피드백 라인을 구비하고, 상기 반도체 스위칭 소자는 상기 고 전위 단자와 상기 저 전위 단자 사이에서 상기 소정의 강하 전압의 전압 차를 제공하고, 상기 전압 제어 회로는 상기 저 전위 단자에서 상기 전원 라인을 통해 상기 피 시험 전자 부품에 출력되는 출력 전압과 상기 기준 전압의 전압 차에 따라 상기 제어 단자에 인가되는 제어 전압을 제어한다.
[2] 상기 발명에 있어서, 전압 제어 회로는, 상기 출력 전압과 상기 기준 전압의 전압 차에 의해 동작하는 차동 증폭 회로를 포함하여도 좋다.
[3] 상기 발명에 있어서, 상기 기준 전압 생성 회로 및 상기 전압 제어 회로 사이에 연결되어, 상기 기준 전압을 평활하는 평활 회로를 가지더라도 좋다.
[4] 상기 발명에 있어서, 상기 장치 전원에서 상기 고 전위 단자에 인가되는 전압은 소정의 설정 전압으로 설정되어 있으며, 상기 반도체 스위칭 소자는 상기 입력 전압이 상기 설정 전압 이상인 경우에는 상기 반도체 스위칭 소자는 상기 설정 전압에 대해 상기 소정의 강하 전압 분, 강하시킨 전압을 상기 출력 전압으로 출력하고, 상기 입력 전압이 상기 설정 전압보다 낮은 경우에는 상기 반도체 스위칭 소자는 상기 소정의 강하 전압 분의 전압 강하를 억제하여도 좋다.
본 발명에 의하면, 전압 강하에 의해, 장치 전원에서 입력되는 전압이 낮을 경우에는 강하 전압을 억제하는 회로가 작동하기 때문에 응답 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서의 전자 부품 시험 장치의 전체 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에서 DSA, 하이픽스 및 테스트 헤드의 단면도이다.
도 3은 DPS에서 PRM에 입력되는 입력 전압(Vin)의 특성과 DUT(90)에 흐르는 전류(Id)의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에서 PRM, DPS 및 DUT의 블록도이다.
도 5는 비교 예와 본 실시 형태의 부하 응답 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6a는 비교 예의 부하 응답 특성을 설명하기 위한 슈모 플롯(Shmoo plot)이다.
도 6b는 본 실시 형태의 부하 응답 특성을 설명하기 위한 슈모 플롯이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시 형태의 전자 부품 시험 장치의 전체 구성을 나타내는 개략도이다.
본 실시 형태의 전자 부품 시험 장치(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 반도체 집적 회로 소자 등의 피 시험 전자 부품(이하 간단히 DUT라고도 함)의 전기적 특성 등을 시험하는 장치로서, DSA(Device Specific Adapter)(10)와 하이픽스(HIFIX : High Fidelity Tester Access Fixture, 소위 마더 보드)(20)와 테스터(30)와 핸들러(40)를 구비하고 있다.
DSA(10)는 시험시 DUT(90)가 전기적으로 연결되는 소켓(11)(도 2 참조)을 가지고 있으며, 하이픽스(20)를 통해 테스터(30)에 전기적으로 연결되어 있다. DSA(10)는 DUT(90)의 품종에 따라 설계되어 있고, DUT(90)의 품종 전환시에는 그 품종에 대응한 제품으로 교체된다.
DSA(10)는 핸들러(40)에 형성된 개구(41)를 통해 핸들러(40)에 임하고, 핸들러(40)에 의해 DUT(90)가 DSA(10)의 소켓(11)에 억눌러짐으로써, DUT(90) 및 소켓(11)과 전기적으로 연결된다.
또한, 핸들러(40)는 DUT(90)에 고온 또는 저온의 열 스트레스를 인가 할 수있게 되어 있으며, 전자 부품 시험 장치(1)는 DUT(90)에 열 스트레스를 인가한 상태에서 해당 DUT(90)를 시험한다. 이러한 핸들러(40)로는, 예를 들면, 히트 플레이트 타입이나 챔버 타입 등을 예시 할 수 있다.
또한 DSA(10) 및 하이픽스(20)의 구성에 대해서는 후에 자세히 설명한다.
테스터(30)는 메인 프레임(테스터 본체)(31)과 테스트 헤드(32)와 케이블(33)을 구비하고 있다. 메인 프레임(31)은 케이블(33)을 통해 테스트 헤드(32)에 연결되어 있다. 메인 프레임(31)은 테스트 헤드(32)를 통해 시험 신호를 DUT(10) 에 송출하여 DUT(10)를 시험하고 그 시험 결과에 따라 DUT(10)를 평가한다. 메인 프레임(31)은 DUT(10)에 시험 신호를 송출하기 위한 장치 전원 및 제어 장치 등을 갖고 있다. 제어 장치는 예를 들어, 프로그램을 실행하는 컴퓨터이며, 전자 부품 시험 장치(1)의 전체를 제어한다. 제어 장치는 프로그램에 따라 테스트 헤드(32)의 각 시험 모듈(34)과 통신하여 각각의 시험 모듈(34)을 제어한다.
테스트 헤드(32)는 케이블(33)을 통해 메인 프레임(31)에 연결되어 있으며, DUT(10)의 시험시 DUT(10)에 시험 신호를 송출한다. 테스트 헤드(32)는 DUT(90)를 시험하는 시험 모듈(핀 전자 카드)(34)을 내부에 수용하고 있다. 시험 모듈(34)은 DSA(10) 및 하이픽스(20)를 통해 DUT(90)와의 사이에서 시험 신호를 주고 받는 것으로, DUT(90)를 시험한다.
다음으로, 본 실시 형태에 있어서 DSA(10)와 하이픽스(20)의 구성에 대하여도 2를 참조하여 설명한다. 또한 다음에 설명하는 DSA(10)나 하이픽스(20)의 구성은 일례에 불과하며, 특별히 이에 한정되지 않는다.
도 2는 본 실시 형태에서 DSA, 하이픽스 및 테스트 헤드의 단면도이다.
하이픽스(20)는 테스트 헤드(32) 상에 착탈 가능하게 장착되어 있다. DSA(10)는 테스트 헤드(32)에 장착된 하이픽스(20) 상에 착탈 가능하게 장착되어있다.
본 실시 형태에 있어서 DSA(10)는 소켓(11)과 소켓 보드(12)와 소켓 가이드(13)와 커넥터(14)와 전원용 소형 모듈(이하, 간단히 PRM(Power Regulation Module)이라 칭함)(50)을 가지고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 PRM(50)이 본 발명에서 「전원 모듈」의 일례에 해당한다.
소켓(11)은 DUT(90)의 단자와 접촉하는 다수의 접촉기를 가지고 있으며, 상술한 바와 같이, 핸들러(40)에 의해 DUT(90)가 이 소켓(11)에 억눌러짐으로써, DUT(90)의 단자와 접촉기가 전기적으로 연결된다. 또한, 접촉기의 구체적인 예로는, 예를 들어, 포고 핀이나 이방 전도성 필름 등을 예시 할 수 있다.
소켓 보드(12)는 패드를 포함한 배선 패턴을 갖는 프린트 배선판이며, 한쪽 주면(도 2의 상면)에 소켓(11)이 실장되어 있다.
또한 소켓 보드(12)의 상면에는 DUT(90)를 소켓(11)에 대하여 위치 결정하기 위한 소켓 가이드(13)가 설치되어 있다. 소켓 가이드(13)는 예를 들어 스테인리스등으로 구성되어 있으며, 볼트에 의해 소켓 보드(12)에 고정되어 있다.
한편, 소켓 보드(12)의 다른쪽 주면(도 2의 하면)에는 커넥터(14)가 실장되어 있다. 커넥터(14)가 하이픽스(20)의 커넥터(21)와 결합함으로써 DSA(10)는 하이픽스(20)와 전기적으로 연결된다.
하이픽스(20)는 커넥터(14)와 결합하는 커넥터(21)를 상부에 갖는다. 커넥터(21)는 특별히 도시하지 않은 틀체를 통해 스페이싱 프레임(22)에 지지되고, 스페이싱 프레임(22)은 약간의 상하 이동이 가능한 공간 기둥(23)을 통해 중계 보드(24)에 지지되어 있다.
중계 보드(24)의 하면에는 커넥터(25)가 실장되어 있으며, 커넥터(25)는 케이블(26)을 통해 상술한 커넥터(21)와 전기적으로 연결되어 있다. 커넥터(25)는 테스트 헤드(32)의 상단에 설치된 커넥터(35)와 결합 가능하게 되어 있으며, 커넥터 (25)와 커넥터(35)가 결합함으로써 하이픽스(20)가 테스트 헤드(32)에 전기적으로 연결된다. 또한, 커넥터(35)는 특별히 도시하지 않은 케이블 등을 통해 시험 모듈 (34)(도 1 참조)에 전기적으로 연결되어 있다.
여기에서 테스터(30)에 포함된 장치 전원(이하, 간단히 DPS(Device Power Source)라고도 칭함)에서 PRM(50)을 통해 DUT(90)에 인가되는 전압의 전압 변동(부하 응답 특성)에 대하여 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은 DPS에서 PRM(50)에 입력되는 입력 전압(Vin)의 특성과 DUT(90)에 흐르는 전류(Id)의 특성을 나타내는 그래프이다. DPS에서 PRM(50)에 입력되는 입력 전압(Vin)은 미리 정해진 설정 전압으로 설정되어 있으며, PRM(50) 및 DUT(90)가 안정되어 있는 경우에는 입력 전압(Vin)은 설정 전압(Vc)에서 정상 상태가 된다. DUT(90)가 과도하게 작동하는 때에는 DUT(90)에 급격한 전류가 흐른다. DUT(90)에 과도한 전류가 흐르면, DPS(80)의 입력 전압(Vin)이 일시적으로 떨어진다. 도 3에 나타낸 바와 같이, DUT(90)가 시간(t1)에서 동작하는 경우에는 DUT(90)의 전류(Id)가 높아진다. 시간(t1)에서 전류가 변화(ΔI)하면 DPS의 입력 전압(Vin)은 전압 강하(ΔV : DUT(90) 동작시에 하강하는 입력 전압의 변동폭) 분 떨어진다. 그 후, 입력 전압(Vin)이 설정 전압에 복귀하기까지는 시간이 필요하다. 그리고 이러한 응답성이 소위 부하 응답 특성이며, 부하 응답 특성은 DPS에서 DUT(90)까지의 연결 회로에 포함된 용량 성분 등에 의해 영향을 받는다. 전압 변화(ΔV)는 DUT(90)의 전류(Id)가 낮아질 때에도 발생하고 도 3과 같이 시간(t2)에서 전류가 변화(ΔI)하면 DPS의 입력 전압(Vin)은 전압 변화(ΔV) 분 상승한다. 그리고 DUT(90)의 동작에 따라 입력 전압(Vin)이 설정 전압(Vc)에서 변화하고 설정 전압(Vc)에 복귀 할 때까지의 시간이 길어질수록 부하 응답 특성이 나빠진다.
그런데, 메모리 IC의 고속화에 따라 장치의 저전압 화와 대전류 화가 진행되고 있다. 이러한 장치를 테스트하려면 한층 더 부하 응답 특성의 향상이 요구된다.
부하 응답 특성을 개선하기 위해서는 DPS와 DUT(90) 사이에 연결되는 콘덴서의 용량을 늘림으로써 DUT(90)의 동작에 따른 입력 전압(Vin)의 전압 변화를 억제하는 것으로 생각된다. 그러나 시정수가 커지기 때문에 부하 응답 특성은 크게 개선 할 수 없다. 또한, 실장 면적의 제한이 있기 때문에 콘덴서의 수를 많이 하는 데는 한계가 있다.
부하 응답 특성을 개선하기 위한 다른 방법으로 장치 보드 상에서 DPS의 병렬 연결 수를 늘리는 것이 고려된다. 그러나 DPS의 채널 수에 제한이 있으며, 또한 채널 수를 늘린 경우에는 동시에 측정 할 수 있는 장치 수를 줄이는 것이 된다. 따라서, 본 실시 형태에서는 부하 응답 특성을 개선하기 위해 DPS와 DUT(90) 사이에 PRM(50)을 연결하고 있다.
PRM(50)의 회로 구성에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다. 도 4는 PRM(50), DPS(80) 및 DUT(90)의 블록도이다. DPS(80)는 메인 프레임(31)(도 1 참조)에 수용되어 있다. 또한, PRM(50)과 DPS(80) 사이는 케이블(33) 및 시험 모듈(34) 등을 통해 전기적으로 연결되어 있지만, 도 4에 도시한 블록도에서는 도시를 생략하고 있다.
DPS(80)는 Force 단자, Sence 단자, GND 단자를 가지고, DPS(80)는 Force 단자에서 PRM(50)에 입력되는 입력 전압(Vin)을 소정의 설정 전압(Vc)으로 설정하고 있다. DPS(80)의 Sence 단자에는 후술하는 바와 같이, 입력 전압으로부터 소정의 전압 강하(ΔV) 분, 강하시킨 전압(Vin-ΔV)이 입력된다. DPS(80)는 Sence 단자에서 입력되는 전압(Vin-ΔV)을 감지하고 있다. DUT(90) 동작시에 전압 강하가 발생하고 Sence 단자에서 입력되는 전압이 설정 전압에 대하여 전압 강하(ΔV) 분, 강하시킨 전압보다 낮은 경우에는 DPS(80)는 Force 단자의 전압을 높게 하고, 입력 전압(Vin)을 유지하도록 전압 제어한다. 즉, DPS(80)는 Force 단자와 Sence 단자 사이에서, 소정의 전압 강하(ΔV) 분의 전압 차이를 유지한 상태에서 DPS(80)에서 PRM(50)에 설정 전압을 인가하도록 전압 제어한다.
PRM(50)은 부하 응답 특성을 향상시키기 위한 회로 구성을 가지고 있으며, 전원 라인(51), 그라운드 라인(52), 기준 전압 생성 회로(53), 평활 회로(54), 전압 제어 회로(55), 피드백 라인(56), 평활용 콘덴서(57, 58)를 구비하고 있다.
전원 라인(51)은 DPS(80)의 Force 단자에서 입력되는 전압을 반도체 스위칭 소자(55a)를 통해 DUT(90)에 인가하기 위한 전원 배선이며, 그라운드 라인(52)과 쌍이 되고 DPS(80)에서 입력되는 전압을 DUT(90)에 출력한다. 전원 라인(51)은 DPS(80)와 DUT(90)의 사이를 연결하는 한 쌍의 배선 중 고 전위 측의 배선이다.
그라운드 라인(52)은 그라운드를 취하기 위한 배선이며, 전원 라인(51)과 쌍이 된다. 그라운드 라인(52)은 DPS(80)와 DUT(90) 사이를 연결하는 한 쌍의 배선 중 저 전위 측의 배선이다.
기준 전압 생성 회로(53)는 입력 전압(Vin)에 대해 전압 강하(ΔV) 분, 낮은 기준 전압을 생성하는 회로이며, 다이오드(53а), 저항(R1, R2, R3)을 가지고 있다. 저항(R1, R2, R3)은 직렬로 연결되어 있다. 저항(R1, R2, R3)의 직렬 회로의 일단은 전원 라인(51)에 연결되고, 타단은 소정의 기준 전위(예를 들면 -5V)에 연결되어 있다. 다이오드(53а)의 양극은 저항(R2)과 저항(R3)을 연결하는 연결 지점에 연결되어 있으며, 다이오드(53а)의 음극은 전원 라인(51)에 연결되어 있다. 저항(R1)과 저항(R2)을 연결하는 연결 지점은 평활 회로(54)를 통해 전압 제어 회로(55)에 연결되어 있다. 저항(R1)의 저항 값은 전류 도통시에 소정의 전압 강하(ΔV)가 발생되는 저항 값으로 설정되어 있다. 즉, 저항(R1)과 저항(R2)을 연결하는 연결 지점은 입력 전압(Vin)에 대해 전압 강하(ΔV) 분, 낮은 전압이 인가되고, 이 기준 전압이 전압 제어 회로(55)에 포함된 차동 증폭 회로(55b)의 반전 단자에 입력되고, 차동 증폭 회로(55b)의 참조 전압이 된다. 또한, 기준 전압 생성 회로(53)는 기준 전압을 생성하기 위해 별도 전압원을 가질 수 있다.
평활 회로(54)는 기준 전압 생성 회로(53)와 전압 제어 회로(55) 사이에 연결되어 있으며, 기준 전압 생성 회로(53)에서 생성된 기준 전압을 평활 전압 제어 회로(55)에 출력한다. 평활 회로(54)는 저항(R4)과 콘덴서(C1)를 갖는 RC 필터로 구성되어 있다. 저항(R4)은 저항(R1)과 저항(R2)의 접속점과 전압 제어 회로(55) 사이에 연결되어 있다. 콘덴서(C1)의 일단은 저항(R4)에 연결되어 있으며, 콘덴서(C1)의 타단은 그라운드 라인(52)에 연결되어 있다. 또한, 평활 회로(54)는 RC 필터에 한정하지 않고, 예를 들면 LC 필터 등 다른 필터 일 수 있다.
전압 제어 회로(55)는 전원 라인(51)에 연결되어 있으며, 반도체 스위칭 소자(55a) 및 차동 증폭 회로(연산 증폭기)(55b)를 가지고 있다. 전압 제어 회로(55)는 DPS(80)의 설정 전압(즉, Force 단자에서 PRM(50)에 입력되는 전압(Vin))에 대하여 전압을 강하시키고, 또한 강하 전압의 크기를 조정하는 기능을 가지고 있다. 반도체 스위칭 소자(55a)는 P 채널 MOSFET로 구성되어 있다. 반도체 스위칭 소자(55a)의 고 전위 측 단자(소스 단자)는 PRM(50)의 입력 측에 연결되고, 반도체 스위칭 소자(55a)의 저 전위 측 단자(드레인 단자)는 PRM(50)의 출력측에 연결되어 있다. 반도체 스위칭 소자(55a)의 제어 단자는 차동 증폭 회로(55b)에 연결되어 있다. 차동 증폭 회로(55b)의 비 반전 단자는 PRM(50)의 출력과 DUT(90) 사이에서 전원 라인(51)에 연결되어 있다. 차동 증폭 회로(55b)의 반전 단자는 평활 회로(54)를 통해 기준 전압 생성 회로(53)에 연결되어 있다.
반도체 스위칭 소자(55a)의 제어 단자(게이트 단자)에 입력되는 전압(게이트 전압)은 차동 증폭 회로(55b)의 출력으로 조정되고, 차동 증폭 회로(55b)의 출력에 의해 소스-드레인 사이의 강하 전압이 조정된다. DUT(90)의 정상 작동시 또는, DUT(90)가 작동하지 않을 때 등 이른바 정상 상태에서는 소스-드레인 사이의 강하 전압은 ΔV가 된다. 즉, 정상 상태에서는 반도체 스위칭 소자(55a)는 소스-드레인 사이에 강하 전압(ΔV)을 제공한다. 한편, DUT(90)가 작동했을 때 등 부하 변동 상태(과도 상태)에서 PRM(50)에서 DUT(90)에 출력되는 출력 전압(Vout)이 설정 전압과 소정의 강하 전압으로 정해지는 전압(Vin-ΔV), 즉 Sence 단자에 입력되는 전압보다 낮은 경우에는 소스-드레인 사이의 강하 전압은 ΔV보다 작아진다. 즉, 과도 상태에서는 반도체 스위칭 소자(55a)는 소스-드레인 사이에 강하 전압(ΔV)보다 낮은 강하 전압을 제공한다.
정상 상태에서는 차동 증폭 회로(55b)의 비 반전 단자에 입력되는 전압(Vout)과 차동 증폭 회로(55b)의 반전 단자에 입력되는 전압(Vr)은, 함께, Vin-ΔV가 된다. 그리고 차동 증폭 회로(55b)는 비 반전 단자에 입력되는 전압(Vout)과 반전 단자에 입력되는 전압(Vr) 사이의 전압 차이가 없는 경우에는 소스-드레인 사이의 강하 전압이 ΔV가 되도록 제어 전압(게이트 전압)을 출력한다. 한편, 부하 변동 상태에서 출력 전압(Vout)이 변화하고 비 반전 단자에 입력되는 전압(Vout)과 반전 단자에 입력되는 전압(Vr) 사이의 전압 차이가 발생한 경우에는 차동 증폭 회로(55b)는 전압 차의 크기에 따라 제어 전압(게이트 전압)을 조정하고, 소스-드레인 사이의 강하 전압을 ΔV보다 작게 한다. 이는 반도체 스위칭 소자(55a)의 드레인 단자에서 DUT(90)에 출력되는 전압(Vout)의 저하가 억제된다. 또한, 차동 증폭 회로(55b)는 동작용 전원을 DPS(80)에서 별도로 얻고 있다.
[0044]
피드백 라인(56)는 입력 전압(Vin)에 대해 소정의 강하 전압(ΔV) 분, 강하시킨 전압을 DPS(80)의 Sence 단자에 피드백하는 배선이다. 피드백 라인(56)의 일단은 기준 전압 생성 회로(53)에 포함된 저항(R1)과 저항(R2)의 접속점과 전압 제어 회로(55)에 포함된 차동 증폭 회로(55b)의 반전 단자 사이를 연결하는 배선에 연결 되어 있다. 또한 피드백 라인(56)의 일단은 저항(R1)과 저항(R2)을 연결하는 접속점과 평활 회로(54) 사이에 연결되어 있다. 피드백 라인(56)의 타단은 DPS(80)의 Sence 단자에 연결되어 있다. 기준 전압 생성 회로(53)에서 생성된 저항(R1)과 저항 (R2)의 접속점의 전압(기준 전압 : Vin-ΔV)은 피드백 라인(56)에 의해 DPS(80)의 Sence 단자에 피드백하고 있다.
콘덴서(57)는 평활용 콘덴서이며, PRM(50)의 입력 측에 연결되어 있다. 콘덴서(58)는 평활용 콘덴서이며, PRM(50)의 출력측에 연결되어 있다. 콘덴서(57,58)는 전원 라인(51)과 그라운드 라인(52)의 사이에 연결되어 있다.
다음에, DPS(80)와 DUT(90) 사이에, PRM(50)을 연결하지 않는 경우의 부하 응답 특성(비교 예)과 PRM(50)을 연결한 경우의 부하 응답 특성을 도 5에 나타내는 그래프를 이용하여 설명한다. 도 5의 그래프(а)는 비교 예의 특성을 나타내고, 그래프(b)는 본 실시 형태의 특성을 나타낸다. 가로축은 시간을, 세로축은 전압을 나타내고 있다. 도 5의 예에서는 DUT(90)가 시간 t1, t2, t3, t4의 타이밍에서 동작한 것으로 한다. 그래프(а)에 나타낸 바와 같이, 비교 예에서는 부하 변동시(DUT(90) 동작시)에 전압이 과도적으로 변화한다. 한편 그래프(b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에서는 부하 변동이 발생하더라도 전압이 안정적으로 추이하고있다. 이와 같이, DPS(80)와 DUT(90) 사이에 본 실시 형태에 따른 PRM(50)을 연결하여 부하 변동을 개선 할 수 있다.
다음에, DPS(80)의 전압을 변화 시켰을 때, DUT(90)에서 얻은 출력 값의 타이밍을 측정하여 장치의 응답 특성을 평가하였다. 도 6a 및 도 6b는 DPS(80)의 전압과 DUT(90)에서 얻은 출력 값의 타이밍을 2 축 그래프로 하여 플롯(plot)한 측정 결과를 나타내고 있고 이른바 슈모 플롯이다. DPS(80)의 전압은 1V를 중심으로 ± 0.1V의 범위에서 변화시키고 있다. 도 6a는 비교 예의 평가 결과이고, 도 6b는 본 실시 형태의 평가 결과이다. 도 6a에 나타낸 바와 같이, PRM(50)을 연결하지 않는 경우, 측정 시험을 통과 할 수 있는 범위(도면의 점선으로 포위한 범위)는 좁다. 한편, 도 6a에 나타낸 바와 같이, PRM(50)을 연결하지 않는 경우, 측정 시험을 통과 할 수 있는 범위(도면의 점선으로 포위한 범위)는 광범위하게 되어 있다. 이와 같이, DPS(80)와 DUT(90) 사이에 본 실시 형태에 따른 PRM(50)을 연결하여 부하 변동을 개선 할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는 전원 라인(51), 기준 전압 생성 회로(53), 반도체 스위칭 소자(55a)를 포함한 전압 제어 회로(55), 피드백 라인(56)을 구비한 전원 모듈을 DPS(80)와 DUT(90) 사이에 연결한다. 기준 전압 생성 회로(53)는 DPS(80)로부터 입력되는 입력 전압(Vin)에 대해 강하 전압(ΔV) 분, 강하시킨 기준 전압(Vr)을 생성한다. 피드백 라인(56)은 입력 전압(Vin)에 대해 소정의 강하 전압 분(ΔV), 강하시킨 전압을 장치 전원에 피드백한다. 또한 전압 제어 회로(55)는 반도체 스위칭 소자의 단자 사이에서 강하 전압 분(ΔV)의 전압 차이를 제공하고, PRM(50)에서 DUT(90)에 출력되는 출력 전압(Vout)과 기준 전압(Vr)의 전압 차이에 따라 반도체 스위칭 소자의 제어 전압을 제어한다. 그러면 응답 특성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 기준 전압 생성 회로(53)와 전압 제어 회로(55) 사이에, 기준 전압(Vr)을 평활하는 평활 회로를 연결한다. 따라서 기준 전압을 안정화 시킬 수 있다.
또한 본 실시 형태에서는 DPS(80)에서 PRM(50)에 입력되는 입력 전압(Vin)이 설정 전압(Vc) 이상인 경우에는 반도체 스위칭 소자(55a)는 설정 전압(Vc)에 대하여 소정의 강하 전압(ΔV) 분, 강하시킨 전압을 출력 전압으로 출력하고, 입력 전압(Vin)이 설정 전압(Vc)보다 낮은 경우에는 반도체 스위칭 소자는 소정의 강하 전압(ΔV) 분의 전압 강하를 억제한다. 그러면 PRM(50)의 출력 전압을 안정화하면서 응답 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서, 반도체 스위칭 소자는 반드시 p 채널 MOSFET에 한정하지 않고, n 채널 MOSFET도 좋고, 또한 MOSFET 뿐만 아니라 다른 트랜지스터도 좋다. 또한 평활 회로(54)는 반드시 필요는 없다. 또한, 기준 전압 생성 회로(53) 의 회로 구성은 도 4에 나타낸 것에 한정되지 않는다.
한편, 이상에서 설명한 실시 형태는 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해서 기재된 것으로서, 본 발명을 한정하기 위해 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기의 실시 형태에 개시된 각 요소는 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물을 포함하는 취지이다.
1 … 전자 부품 시험 장치
10 … DSA
11 … 소켓
12 … 소켓 보드
13 … 소켓 가이드
14 … 커넥터
20 … 하이픽스
21 … 커넥터
22 … 스페이싱 프레임
23 … 공간 기둥
24 … 중계 보드
25 … 커넥터
26 … 케이블
30 … 테스터
31 … 메인 프레임
32 … 테스트 헤드
33 … 케이블
34 … 시험 모듈
35 … 커넥터
40 … 핸들러
41 … 개구
50 … PRM
51 … 전원 라인
52 … 그라운드 라인
53 … 기준 전압 생성 회로
54 … 평활 회로
55 … 전압 제어 회로
56 … 피드백 라인
57,58 … 콘덴서
80 … DPS
90 … DUT

Claims (4)

  1. 피 시험 전자 부품과 상기 피 시험 전자 부품을 시험하기 위한 전압을 공급하는 장치 전원 사이에 전기적으로 연결되는 전원 모듈로서,
    상기 피 시험 전자 부품 및 상기 장치 전원 사이를 연결하는 전원 라인과,
    고 전위 단자, 저 전위 단자 및 제어 단자를 가지며, 상기 전원 라인에 접속되는 반도체 스위칭 소자를 포함하는 전압 제어 회로와,
    상기 장치 전원에서 상기 전원 라인을 통해 상기 고 전위 단자에 입력되는 입력 전압에 대해 소정의 강하 전압 분, 강하시킨 기준 전압을 생성하는 기준 전압 생성 회로와,
    상기 입력 전압에 대해 소정의 강하 전압 분, 강하시킨 전압을 상기 장치 전원에 피드백하는 피드백 라인을 구비하고,
    상기 반도체 스위칭 소자는 상기 고 전위 단자와 상기 저 전위 단자 사이에서 상기 소정의 강하 전압의 전압 차를 제공하고,
    상기 전압 제어 회로는 상기 저 전위 단자에서 상기 전원 라인을 통해 상기 피 시험 전자 부품에 출력되는 출력 전압과 상기 기준 전압의 전압 차에 따라 상기 제어 단자에 인가되는 제어 전압을 제어하는 전원 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 제어 회로는, 상기 출력 전압과 상기 기준 전압의 전압 차에 의해 동작하는 차동 증폭 회로를 포함하는 전원 모듈.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 기준 전압 생성 회로 및 상기 전압 제어 회로 사이에 연결되어, 상기 기준 전압을 평활하는 평활 회로를 갖는 전원 모듈.
  4. 청구항 1 ~ 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치 전원에서 상기 고 전위 단자에 인가되는 전압은 소정의 설정 전압으로 설정되어 있으며,
    상기 반도체 스위칭 소자는,
    상기 입력 전압이 상기 설정 전압 이상인 경우에는 상기 반도체 스위칭 소자는 상기 설정 전압에 대해 상기 소정의 강하 전압 분, 강하시킨 전압을 상기 출력 전압으로 출력하고,
    상기 입력 전압이 상기 설정 전압보다 낮은 경우에는 상기 반도체 스위칭 소자는 상기 소정의 강하 전압 분의 전압 강하를 억제하는 전원 모듈.
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