JPH09243715A - 集積回路装置の電圧測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共通インピーダンスであるＧＮＤ接続抵抗、
及び、ＶＣＣ接続抵抗による影響を無くし正確な検査を
可能にする半導体装置の検査方法を提供する。 【解決手段】 集積回路装置１の第１の端子５に電圧測
定器１２および第１の電流源１３を接続し、集積回路装
置１の第２の端子６に第２の電流源１４を接続し、第１
及び第２の電流源１３、１４の電流値の総和を一定と
し、第１の端子５の電圧を測定することにより、共通イ
ンピーダンス９または１０に発生する誤差電圧が一定と
なり、入力や負荷電流変化前後の誤差電圧を無視するこ
とができ、正確な検査を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＣＳＩターミネ
ータ用などの大電流出力端子を備えた集積回路装置の電
気特性、とりわけ、出力インピーダンスを高精度に測定
できる電圧測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、集積回路装置の電気特性試験は、
制御用コンピュータを備えた自動測定器で実施されるよ
うになってきた。以下、従来の集積回路装置の電圧測定
方法について説明する。

【０００３】図３は、集積回路装置の測定装置を示す回
路図である。図３において、１は被測定の半導体集積回
路（以下「被測定装置」と記す）である。２は被測定装
置１の接地端子（以下「接地端子」と記す）である。３
は被測定装置１の電源端子（以下「電源端子」と記す）
である。４は被測定装置１の入力端子である。５、６は
被測定装置１の出力端子であり、通常数十ｍＡ程度まで
の電流駆動能力を有するとともに、ほぼ同等の電気特性
を有している。７は測定装置の接地（以下「接地」と記
す）である。８は、図示してはいないが被測定装置１を
動作させるための電力を供給する電源端子（以下、「電
源」と記す）である。９は接地接続ラインに分布し付随
した抵抗であり、被測定装置１の接地端子と接地７を接
続している。１０は電源接続ラインに分布し付随した抵
抗であり、被測定装置１の電源端子３と電源８を接続し
ている。１１は接地を基準電位とした電圧を発生する可
変電圧源であり、被測定装置１の入力端子４に接続され
ている。１２は接地を基準電位とした電圧を測定する電
圧測定器であり、被測定装置１の出力端子５に接続され
ている。１３は接地を基準に電流を発生する可変電流源
で、被測定装置１の出力端子５に接続されている。

【０００４】図４は、具体的に説明するための、ＳＣＳ
Ｉターミネータ用半導体集積回路の出力部の回路図であ
る。通常、２個以上の出力端子を有するが、説明の都合
上、２個の出力端子について記述する。

【０００５】トランジスタ３０が動作していないとき、
電源端子３からトランジスタ２１および抵抗１６を介し
て端子５に電流経路が形成される。同様に、トランジス
タ３１が動作していないとき、電源端子３からトランジ
スタ２２および抵抗１７を介して端子６に電流経路が形
成される。抵抗１６、１７の値は１１０Ω近傍に設定さ
れている。また、端子５、６から、電源側を見たインピ
ーダンスを下げる目的で、数ＫΩ程度の比較的高い値を
有する抵抗１８、１９が抵抗１６、１７に並列接続され
ている。可変電圧源１１の値を電源電圧近傍に設定して
トランジスタ３０、３１を動作させることで、抵抗１
８、１９を介して電流を流し、端子５または６から電源
端子３側を見たインピーダンスを下げることができる。

【０００６】以上のように構成された半導体集積回路の
電圧測定方法について説明する。被測定装置１がＳＣＳ
Ｉターミネータ等の大電流を駆動する半導体集積回路で
あり、出力端子５の出力インピーダンスを測定する場合
について説明する。

【０００７】具体的に説明するため、端子５、６の出力
インピーダンスが１００Ωに設計されているものとす
る。端子５から例として、５ｍＡと１５ｍＡの電流を引
き出し、各電流値に対する電圧を電圧測定器１２で測定
し、変化した電圧と電流値とで演算処理することによっ
て出力インピーダンスを得る。ここで、電流を引き出し
て電圧を測定する場合において、まず、可変電流源１３
から５ｍＡの電流を引き出し端子５の電圧を測定する。
次に、端子５から１５ｍＡの電流を引き出し、端子５の
電圧を測定する。端子５の出力インピーダンスは端子５
の電圧変動値を端子５の電流変動値で割ることで与えら
れる。

【０００８】ここで、端子５または６から電源端子３側
を見たインピーダンスの製造ばらつきは５％程度以下で
あることが望まれており、上記インピーダンスを測定す
るにおいて、ばらつきを精度良く測定できることが要求
される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成では、可変電流源１３から与える電流量の変化に対
し、共通インピーダンスである接地接続抵抗９および電
源接続抵抗１０に電圧変動が発生し、共通インピーダン
スである接地接続抵抗９および電源接続抵抗１０に電圧
変動が発生し、発生した電圧が誤差電圧を端子５に与え
るため高精度な電圧測定ができないという課題を有して
いた。具体的には、出力端子５から電流を引き出した場
合、電源端子３には、電源接続抵抗１０の抵抗値と出力
端子５から引き出される電流値の積によって電源８から
電圧変動が発生する。端子５から引き出す電流値が５ｍ
Ａと１５ｍＡ、電源接続抵抗１０の抵抗値が１０Ωであ
るとしたとき、引き出す電流量の差１０ｍＡと抵抗値１
０Ωとの積から、電流値が変動する前後で１００ｍＶの
電圧差が電源端子３に生じる。電源端子３に発生した電
圧差は出力端子５の測定において電圧誤差となる。端子
５の出力インピーダンスが１００Ωであり、引き出す電
流量差と１００Ωとの積１０００ｍＶに対して１０Ωと
１０ｍＡの積１００ｍＶは、出力端子５電圧の測定にお
いて１０％の誤差を生じさせることになる。

【００１０】逆に、出力端子５に電流を印加して出力イ
ンピーダンスを測定する場合には、接地接続抵抗９また
は電源接続抵抗１０に電圧上昇が発生する。

【００１１】また、入力端子４から与える可変電圧源１
１の入力電圧が変化することで、被測定の半導体集積回
路１の内部に発生する電流量が変化することで、共通イ
ンピーダンスである接地接続抵抗９および電源接続抵抗
１０に電圧変動が発生し、発生した電圧が誤差電圧を端
子５に与えるため、高精度の測定ができないという課題
を有していた。

【００１２】測定精度を決定する電源接続抵抗または接
地接続抵抗の抵抗値は固定ではなく、設備の引き回し等
によって、さらに高いインピーダンスを有する場合があ
り、そのような設備のもとではさらに大きな測定誤差を
生じさせる場合がある。

【００１３】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、接続抵抗に発生する誤差電圧を補正し、測定しよう
とする端子の正確な電圧測定を可能とする半導体集積回
路の電圧測定方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１の集積回路装置の電圧測定方法
は、被測定の集積回路装置の第１の端子に電圧測定器並
びに第１の電流源を接続し、前記集積回路装置の第２の
端子に第２の電流源を接続し、前記第１及び第２の電流
値の総和を一定とし、前記第１の端子の電圧を測定する
方法を有している。

【００１５】本発明の請求項２の集積回路装置の電圧測
定方法は、被測定用の集積回路装置の第１の端子に、共
通エミッタに電流源を接続した差動増幅回路の第１のト
ランジスタのコレクタ並びに電圧測定器を接続し、前記
集積回路装置の第２の端子に前記差動増幅回路の第２の
トランジスタのコレクタを接続し、前記第１および第２
のトランジスタのベース電圧を異ならせ、前記第１の端
子の電圧を測定する方法を有している。

【００１６】本発明の請求項３の集積回路装置の電圧測
定方法は、被測定用の集積回路装置の第１の端子に、共
通ソースに電流源を接続した差動増幅回路の第１のトラ
ンジスタのドレイン並びに電圧測定器を接続し、前記集
積回路装置の第２の端子に前記差動増幅回路の第２のト
ランジスタのドレインを接続し、前記第１および第２の
トランジスタのゲート電圧を異ならせ、前記第１の端子
の電圧を測定する方法を有している。

【００１７】本発明の請求項４の集積回路装置の電圧測
定方法は、集積回路装置の第１の端子に電圧測定器並び
に第１の電流源を接続し、前記集積回路装置の第２の端
子に第２の電流源を接続し、前記集積回路装置内部の回
路動作による電源端子または接地端子の電流値を記憶す
る工程と、前記記憶した電流値と第１の電流値との差電
流を第２の電流源から供給する工程とを備え、前記第１
及び第２の電流源の電流値の総和を一定値とし、前記第
１の端子の電圧を測定する方法を有している。

【００１８】この発明の方法によれば、集積回路装置の
測定端子に与える電流の変化または集積回路装置の内部
で発生する電流の変化に対して、共通インピーダンスに
流れる電流総和を常に一定に保つことで、測定端子に発
生する誤差電圧を一定とさせることができ、入力電圧ま
たは測定端子に流れる電流が変化する前後で測定する電
圧値と変化した電流値とから演算して得られる出力イン
ピーダンス値を高い精度で測定することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明の第１の実施の形態に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２０】図１は、集積回路装置の電圧測定方法を示
す回路図である。図１において、１から１３について
は、従来のものと同じである。さらに、１４は接地を基
準に定電流を発生する可変電流源であり、被測定装置１
の出力端子６に接続され、所定の基準となる電流値に対
し、可変電流源１３の電流を増加させると、その増加分
を差し引いた電流を発生し、可変電流源１３の電流を減
少させると、減少分を付加した電流を発生する。以上の
ように構成された集積回路装置の電圧測定方法について
説明する。

【００２１】電流を引き出して電圧を測定する場合にお
いて、まず、可変電流源１３から５ｍＡの電流を引き出
し端子５の電圧を測定する。端子５から電流を引き出す
と同時に端子６から１５ｍＡの電流を引き出す。次に、
端子５から１５ｍＡの電流を引き出し、端子５の電圧を
測定する。端子５から電流を引き出すと同時に端子６か
ら５ｍＡの電流を引き出す。端子５の出力インピーダン
スは端子５の電圧変動値を端子５の電流変動値で割るこ
とで与えられる。ここで、電源接続抵抗１０に流れる電
流値の総和には端子５および６の電流値の和が寄与して
おり、各電圧測定時において電流総和は一定である。以
上から、電源接続抵抗の抵抗値に影響されることなく電
源端子３の電圧値が一定であり、端子５の電圧は電源電
圧値が一定のもとで測定される。

【００２２】次に、電流を与えて電圧を測定する場合に
おいて、まず、可変電流源１３から５ｍＡの電流を与え
端子５の電圧を測定する。端子５から電流を与えると同
時に端子６から１５ｍＡの電流を与える。次に、端子５
から１５ｍＡの電流を与え、端子５の電圧を測定する。
端子５から電流を与えると同時に端子６から５ｍＡの電
流を与える。端子５の出力インピーダンスは端子５の電
圧変動値を端子５の電流変動値で割ることで与えられ
る。ここで、接地接続抵抗９に流れる電流値の総和には
端子５および６の電流値の和が寄与しており、各電圧測
定時において電流総和は一定である。以上から、接地接
続抵抗の抵抗値に影響されることなく端子２の電圧値が
一定であり、端子５の電圧は接地端子電圧値が一定のも
とで測定される。

【００２３】さらに、被測定装置１の入力端子４に与え
る各電圧に対する電源８電流値を記憶させ、所定の電流
値を基準として、電源８から供給する電流値が常に一定
となるように、端子６から電流を引き出すことで、電源
端子３電圧は常に一定となる。次に、端子５から引き出
す電流値と端子６から引き出す電流値の総和を一定にし
て端子５の電圧を測定する。この状態においても、電源
端子３電圧値は一定を保つ。以上の測定における端子５
の電圧変動値と電流変動値の比から端子５の出力インピ
ーダンスを得ることができる。

【００２４】以上のように本実施の形態によれば、集積
回路装置に与える出力電流の総電流量を一定として、電
流源の電流を可変することにより、共通インピーダンス
である接地接続抵抗９、及び電源接続抵抗１０による誤
差電圧が一定となり、精度の高い電圧測定を行うことが
できる。

【００２５】図２は、第２の実施の形態の集積回路装置
の測定装置及び電圧測定方法を示す回路図である。

【００２６】図２において、１から１２は図１のものと
同じである。１５は差動増幅回路であり、被測定装置１
の出力端子５，６に接続され、定電流源１８の電流によ
り、総電流量が一定の出力電流を電圧源１９，２０によ
り可変し、出力端子５，６に与える。図１の構成と異な
るところは、可変電流源１３，１４を差動増幅回路１５
に置き換え、差動増幅回路１５の出力トランジスタ１
６，１７のコレクタを被測定装置１の出力端子５，６に
接続したことである。ここで、バイポーラトランジスタ
をＭＯＳトランジスタで置き換える構成とすることがで
きる。

【００２７】以上のように構成された集積回路装置の電
圧測定方法について説明する。まず、被測定装置１に電
源８より電力を供給する。次に、可変電圧源１１より入
力端子４に信号電圧を与える。次に、可変電圧源１１よ
り与えられた入力信号に応じて、出力端子５に結果が出
力される。出力の状況に応じて出力電流を差動増幅回路
１５より出力端子５，６に与える。次に、電気的特性を
電圧測定器１２で測定する。次に、差動増幅回路１５の
内部の電圧源１９，２０を可変し、出力端子５，６に与
える電流を増加または減少させる。次に、電気特性を電
圧測定器１２で測定し、差動増幅回路１５の変動前の測
定結果と変動後の測定結果を演算することにより、電気
的特性を測定する。

【００２８】以上のように本実施の形態によれば、集積
回路装置に与える出力電流の総電流量を、差動増幅回路
１５の定電流源１８により一定として、電流源の電流を
可変することにより、共通インピーダンスである接地接
続抵抗９、及び電源接続抵抗１０による誤差電圧が一定
となり、出力電流変化前後の測定値を演算することによ
り、誤差電圧を補正することができ、正確な電気的特性
の測定を行うことができる。

【００２９】なお、第１の実施の形態では、被測定用の
集積回路装置に与える可変電流源を２個使用し説明して
いるが、集積回路装置に与える総電流量を一定に保ちつ
つ電流源の電流を可変するのであれば、３個以上でもよ
い。

【００３０】さらに、第２の実施の形態では、差動増幅
回路１５の可変電圧源１９，２０を直流信号源として説
明しているが、交流信号源に置き換え、トランジスタ１
６，１７の出力の位相が反転し、かつ、総電流量が一定
となる回路構成でもよく、また、３組以上の差動増幅回
路の組み合わせであっても、位相差の合成をしたとき総
電流量が一定となる回路構成ならば、同等の作用、効果
を生じさせることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明は、集積回路装置の
第１の端子に電圧測定器並びに第１の電流源を接続し、
前記集積回路装置の第２の端子に第２の電流源を接続
し、前記第１及び第２の電流源の電流値の総和を一定と
し、さらには、前記集積回路装置内部の回路動作による
電源端子または接地端子の電流値を記憶する工程と、前
記記憶した電流値と第１の電流値との差電流を第２の電
流源から供給する工程とを備え、前記第１及び第２の電
流源の電流値の総和を一定値とすることで、電源端子ま
たは接地端子の電圧を安定化し、前記第１の端子の電圧
を精度良く測定することができる優れた集積回路装置の
電圧測定方法を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における集積回路装
置の電圧測定方法を示す図

【図２】本発明の第２の実施の形態における集積回路装
置の電圧測定方法を示す図

【図３】従来の集積回路装置の電圧測定方法を示す図

【図４】ＳＣＳＩターミネータ用半導体集積回路出力部
の回路図

【符号の説明】

１ 被測定装置（被測定用の集積回路装置） ２ 接地端子（被測定装置１の接地端子） ３ 電源端子（被測定装置１の電源端子） ４ 被測定装置１の入力端子 ５、６ 被測定装置１の出力端子 ７ 接地（測定装置の接地） ８ 電源 ９ 接地接続抵抗 １０ 電源接続抵抗 １１ 可変電圧源 １２ 電圧測定器 １３ 可変電流源 １４ 可変電流源 １５ 差動増幅回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集積回路装置の第１の端子に電圧測定器
   並びに第１の電流源を接続し、前記集積回路装置の第２
   の端子に第２の電流源を接続し、前記第１及び第２の電
   流源の電流値の総和を一定とし、前記第１の端子の電圧
   を測定することを特徴とする集積回路装置の電圧測定方
   法。
2. 【請求項２】 集積回路装置の第１の端子に、共通エミ
   ッタに電流源を接続した差動増幅回路の第１のトランジ
   スタのコレクタ並びに電圧測定器を接続し、前記集積回
   路装置の第２の端子に前記差動増幅回路の第２のトラン
   ジスタのコレクタを接続し、前記第１および第２のトラ
   ンジスタのベース電圧を異ならせ、前記第１の端子の電
   圧を測定することを特徴とする集積回路装置の電圧測定
   方法。
3. 【請求項３】 集積回路装置の第１の端子に、共通ソー
   スに電流源を接続した差動増幅回路の第１のトランジス
   タのドレイン並びに電圧測定器を接続し、前記集積回路
   装置の第２の端子に前記差動増幅回路の第２のトランジ
   スタのドレインを接続し、前記第１および第２のトラン
   ジスタのゲート電圧を異ならせ、前記第１の端子の電圧
   を測定することを特徴とする集積回路装置の電圧測定方
   法。
4. 【請求項４】 集積回路装置の第１の端子に電圧測定器
   並びに第１の電流源を接続し、前記集積回路装置の第２
   の端子に第２の電流源を接続し、前記集積回路装置内部
   の回路動作による電源端子または接地端子の電流値を記
   憶する工程と、前記記憶した電流値と第１の電流値との
   差電流を第２の電流源から供給する工程とを備え、前記
   第１及び第２の電流源の電流値の総和を一定値とし、前
   記第１の端子の電圧を測定することを特徴とする集積回
   路装置の電圧測定方法。