JPS61120979A - デジタル信号発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば半導体集積回路のテストに用いられる
デジタル信号発生装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば、デジタル半導体集積回路のテストに用いるデジ
タル信号発生装置としては、ハイレベルおよびローレベ
ルが自由に設定できること、ハイレベル出力、ローレベ
ル出力およびハイインピーダンス出力が得られるトライ
ステート動作が可能なこと、高速出力が得られること、
出力が保護できることなどが必要である。

第３図は、このような従来の装置の一例を示すブロック
図である。第３図において、ＶＨはハイレベル電源端子
、ＶＬはローレベル電源端子であり、これら電源端子Ｖ
Ｈ，ＶＬ間にはスイッチ回路ＳＷａとＳＷｂが直列に接
続されている。Ｔａはｌ　１１＋、゛Ｏ°′で表わされ
るデジタルパターン信号の入力端子、Ｔｂはトライステ
ート動作を制御するための制御信号の入力端子である。

入力端子ＴａはインバータＩＮＶを介してゲートＱａの
一方の入力端子に接続されるとともに直接ゲートＧｂの
一方の入力端子に接続され、入力端子Ｔｂは直接ゲート
Ｇａの他方の入力端子に接続されるとともにゲートＧｂ
の他方の入力端子に接続されている。これらゲート（３
ａ　、　Ｇｂの出力信号はスイッチ回路ＳＷａ、ＳＷｂ
の開閉制御信号として用いられるものであり、ゲートＧ
ａの出力信号はスイッチ回路ＳＷａに加えられ、ゲート
Ｇｂの出力信号はスイッチ回路Ｓ　Ｗ、ａに加えられて
いる。スイッチ回路ＳＷａとＳＷｂの接続点には出力抵
抗ＲＯを介して装置のデジタル信号の出力端子Ｔ。

が接続されている。

このような構成において、スイッチ回路ＳＷａがオンで
ＳＷｂがオフの状態ではハイレベルの信号が出力され、
スイッチ回路ＳＷａがオフでＳＷｂがオンの状態ではロ
ーレベルの信号が出力され、スイッチ回路ＳＷａおよび
Ｓｗｂがいずれもオフの状態では出力はハイインピーダ
ンスになる。

ところが、第３図の構成によれば、スイッチ回路ＳＷａ
およびＳＷｂとして比較的耐圧が高く高速の素子を用い
なければならず、コストが高くなってしまう。また、出
力回路を保護するためには別途保護回路を設けなければ
ならず、さらにコストを高めることになる。

そこで、このような欠点を解決する装置として、デジタ
ル信号の出力端子を介して直列接続されたカーレントス
イッチを出力レベル制御信号に応じて駆動するとともに
これらカーレントスイッチの接続点にダイオードを介し
て出力レベル設定信号を加えるように構成されたものが
ある。

第４図は、このような装置の一例を示すブロック図であ
る。第４図において、ＨＬは端子ＶＨにハイレベルの信
号を直流レベルで与えるハイレベル設定電源、ＩＳ＋は
制御回路ＣＬ　＋から加えられる制御信号に応じてＯ，
１，２１の３状態の電流を出力するカーレントスイッチ
で構成された第１の電流源、ＩＳ２は制御回路ＣＬ４か
ら加えられる１ｉｉＩＪＩＩｌ信号に応じてＯ，−１，
−２Ｉの３状態の電流を出力するカーレントスイッチで
構成された第２の′ｌ！！流源、ＬＬは端子■、にロー
レベルの信号を直流レベルで与えるローレベル設定電源
である。Ｄｌはアノードが第１の電流源■ＳＩの出力端
子に接続されカソードがハイレベル設定電源ＨＬの出力
端子に接続された第１のダイオード、Ｑ２はアノードが
第１の電流源ＩＳ＋の出力端子に接続されカソードが装
置のデジタル信号の出力端子Ｔｏに接続された第２のダ
イオード、Ｑ３はカソードが装置のデジタル信号の出力
端子ＴＯに接続されカソードが第２の電流源ＩＳ２の出
力端子に接続された第３のダイオード、Ｑ４は７ノード
がローレベル設定電源ＬＬに接続されカソードが第２の
電流源１８２に接続された第４のダイオードである。な
お、ダイオードＤ、とＱ２およびＱ３とＱ４はそれぞれ
ベアダイオードを用いる。

第５図は、第４図の要部の具体例を示す回路図である。

第１の電流源ＩＳ＋は、トランジスタＱ１　、Ｑ２で構
成されｉ、ＩＩ　ａ１１回路ＣＬ＋から加えられる制御
（ｉ号によりオン、オフ制御される第１のカーレントス
イッチＣ８ａと、トランジスタＱ３゜Ｑ４で構成され制
御回路ＣＬ＋から加えられる制御信号によりオン、オフ
制御される第２のカーレントスイッチＣ８ｂおよびカス
コードトランジスタＱ５とで構成されている。一方、第
２の電流源ｒＳ２は、トランジスタＱ６　、Ｑ７で構成
され制御回路ＣＬ２から加えられる制御信号によりオン
、オフ制御される第３のカーレントスイッチｃｓＣと、
トランジスタＱｓ　　、Ｑ９で構成され制御回路ＣＬ２
から加えられる制御信号によりオン、オフ制御される第
４のカーレントスイッチＣ８ｄおよびカスコードトラン
ジスタＱ＋ｏで構成されている。なお、各カーレントス
イッチｃｓａ　−ｃｓｄからは、それぞれ等しい電流値
Ｉの電流１８〜Ｉｄが出力されるように構成されている
。

このような構成において、各制御回路ＣＬ、。

Ｃ１０は、出力の状態に応じて各カーレントスイッチＣ
３ａ−Ｃ８ｄが第６図のオン、オフ状態になるように制
御する制御信号を出力する。出力がハイレベルの状態で
は、カーレントスイッチＣ８ａおよびＣ８ｂがオンにな
ることから吐出側電流は２Ｉになり、カーレントスイッ
チＣ８ｃがオフになってＣ８ｄがオンになることから吸
入側電流はＩになり、出力レベルはこれらの差Ｉにより
上昇する。そして、出力レベルがＶＨに近付くとダイオ
ードＤ１はオンになり、差分はダイオードＤ１を介して
ハイレベル設定電源ＨＬに流れ込む。

負荷が無い場合には、ダイオードＤ＋　　、Ｃ２に流れ
る電流は等しくなってダイオードＤ＋　　、Ｃ２の特性
が等しいことから出力レベルｖＯはＶＨになる。出力が
ローレベルの状態では、カーレントスイッチＣ８ａがオ
フになってＣ８ｂがオンになることから吐出側電流はＩ
になり、カーレントスイッチＣ８ｃおよびＣ８ｄがオン
になることから吸入側電流は２Ｉになり、出力レベルは
これらの差Ｉにより低下する。そして、出力レベルがｖ
Ｌに近付くとダイオードＤ４はオンになり、差分はダイ
オードＤ４を介してローレベル設定電源ＬＬから出力さ
れる。負荷が無い場合には、ダイオード０３　　、Ｄａ
に流れる電流は等しくなってダイオードＤ３　　、Ｄａ
の特性が等しいことから出力レベル■０はｖＬになり、
出力レベルはダイオードＤ４によりＶＬのレベルにクラ
ンプされることになる。

ハイインピーダンス状態ではカーレントスイッチＣ８ａ
〜Ｃ８ｄはいずれもオフになり、出力はハイインピーダ
ンスになる。

このように構成することにより、高速性を有し、出力の
オフセットが小さく、大振幅で良好な直線性が得られ、
本質的に電流リミッタ機能を有する低コストの装置が得
られる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このような構成によれば、ハイレベル信号ＶＨ
とローレベル信号ＶＬの差が小さくなると、本来カット
オフにならなければならないダイオードＯ＋あるいはＣ
４にも電流が流れて振幅が小さくなるのに従ってオフセ
ットが大きくなり、小さい振幅（例えば０．５Ｖｌ）ｌ
）以下）のパルス信号が得られないという欠点がある。

このようなオフセットはダイオードの寄生抵抗が小さけ
れば小さくすることができるが、理想ダイオードでも完
全にはなくならない。

本発明は、このような点に着目してなされたものであっ
て、その目的は、スイッチ電流を制御することによって
カットオフ側のダイオードに流れる電流の影響を除去し
、小さい振幅のパルス信号が得られるデジタル信号発生
装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） このような目的を達成する本発明は、デジタル信号の出
力端子を介して直列接続されたカーレントスイッチを出
力レベル制御信号に応じて駆ｅ　するとともにこれらカ
ーレントスイッチの接続点にダイオードを介して出力レ
ベル設定信号を加えるように構成されたデジタル信号発
生装置において、前記カーレントスイッチに前記ダイオ
ードに流れる電流を補臥するようにスイッチ電流を制御
する電流制御回路を設けたことを特徴とづる。

（実施例） 以下、図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の動作原理を示すブロック図であり、
第５図と同一部分には同一符号を付けている。第１図に
おいて、ＣＣＬは電流源［ａとＩＣを流れる電流を制御
する゛電流ゐり種回路で、一端は電流源］ａとカーレン
トスイッチＣ８ａとの接続点に接続され、届喘は電流源
１ｃとカーレントスイッチＣ８Ｃとの接続点に接続され
ていて、制ＷＪ電流１ｃｃをバイパスさせている。

このような構成において、ＶＨＶＬが小さくなるとダイ
オードＤ１およびＣ４が導通を始め、不要ｆｆ１ｌｌＸ
が流れる。ハイレベル出力で無負荷の場合を考えると、
ダイオードＤ３　　、Ｃ２を流れる電流が■からｌ−１
ｘに減るためにダイオードＤ１を流れる電流が■からｌ
＋）ｘに増える。これらダイオードＤ２　　、Ｄ＋の動
作電流の違いにより端子ＶＨとＴＯの間にはオフセット
を生じる。

このようなオフセットを無くするためにはダイオードＤ
＋およびＣ２に流れる電流を等しくすればよい。そこで
、第１図の場合には、ダイオードＤ盲およびＣ２に流れ
る電流をｒ−ｒｘとする。従って、 Ｉａ　＋４ｂ−１ｃｃ＝２１−２１ｘ から、［ＣＣを２Ｉｘとする。なお、ローレベル出力時
も同様なので、 ）ｃ　＋　（ｄ　−１ｃｃ＝−２［＋２１Ｘとしている
。

第２図は、電流２１ｘを発生する電流υｊｉＤ回路の具
体例を示す回路図である。第２図において、０５　　、
Ｕ）ｅはダイオードＤ１〜Ｄ４と特性が揃ったダイオー
ドである。ダイオードＤ５のアノードは端子■４に接続
され、カソードは電流源１ｅに接続されている。ダイオ
ードＤ６のアノードは演搾増幅ｆｉＯＡ＋の反転入力端
子に接続され、カソードは電流源１ｅに接続されている
。演算増幅器ＯＡ＋の非反転入力端子は端子ＶＬに接続
され、出力端子は抵抗Ｒ１を介して非反転入力端子に接
続されるとともに抵抗Ｒ４を介して演鋒増幅器ＯＡ２の
非反転入力端子に接続されている。演算増幅器ＯＡ　２
の反転入力端子は抵抗Ｒ３を介して端子ＶＬに接続され
、出力端子はトランジスタＱ＋、のベースに接続されて
いる。トランジスタＱ１１のコレクタは電流源１ａとカ
ーレントスイッチＣ３ａとの接続点に接続され、トラン
ジスタＱ＋盲のエミッタは抵抗Ｒ２を介して電流源■ｃ
とカーレントスイッチＣ８ｃとの接続点に接続されてい
る。抵抗Ｒ２の一端は抵抗Ｒ５を介して演算増幅器ＯＡ
　２の反転入力端子に接続され、抵抗Ｒ２の他端は抵抗
Ｒ６を介して演算増幅器ＯＡ２の非反転入力端子に接続
されている。なお、Ｒ３−Ｒ６−Ｒとする。これにより
、演算増幅器ＯＡ＋　Ｆｒよび抵抗Ｒ１はダイオードＤ
６に流れる電流を電圧に変換する回路を構成し、演算増
幅器ＯＡ２゜抵抗Ｒ２〜Ｒ６およびトランジスタＱ１□
はダイオードＤ６に流れる電流に比例した電流を出ノｊ
する回路を構成することになる。

このような構成において、ダイオードＤ６の７ノード電
圧は演算増幅器ＯＡ２の非反転入力端子の電圧と同電位
に保たれ、ダイオードＤ５　　、Ｄｅのカソード電位も
同電位に保たれる。ここで、電流源ｉｅを流れる電流に
着目すると、ダイオードＤ５およびＤｅを流れる電流の
和Ｉになる。そして、ダイオードＤ６を流れる電流は、
各ダイオードＤ＋”Ｄｓの特性が等しいものとするとＩ
×になる。一方、演算増幅器ＯＡ＋の出力電圧はＶ　＋
−＋ｌｘＲ＋　となり、抵抗Ｒ２の端子間電圧はＶＬ＋
　ｌｘ　Ｒ＋　　ＶＬ＝　［Ｘ　Ｒ＋となる。従って、
Ｒ）Ｒ２とすればトランジスタＱ＋＋に流れる電流はｉ
ｘ　　（Ｒ１／Ｒ２＞になり、２１Ｘを出力するために
はＲ１／Ｒ２＝２になるように抵抗Ｒ＋　　。

Ｒ２を選定する。

このように構成することにより、従来の装置に比べて小
さい振幅のパルス信号が得られる。そして、制御にあた
っては直流的なバイアス電流を変化させるのみであり、
過渡特性などに与える影費は極めて少なく、安定な測定
が行える。また、電流制御回路の構成（ま比較的簡単な
ものであり、小さい振幅のパルス信号出力が必要な場合
にのみ既存の装置に付加するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な構
成で、デジタル半導体集積回路のテストに必要な特性を
有するとともにカットオフ側のダイオードに流れる電流
の影響を除去することによって小さい振幅のパルス信号
が得られる低コストのデジタル信号発生装置が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の要部の具体例を示す回路図、第３図および第４
図は従来の装置の一例を示すブロック図、第５図は第４
図の要部の具体例を示す回路図、第６図は第５図の動作
状態説明図である。 ＣＣＬ−・・電流制御回路、ＩＳ＋　　、ＩＳｚ　　、
Ｉａ〜ｌｅ・・・電流源、Ｃ８ａ〜Ｃ８ｄ・・・カーレ
ントスイッチ、ＤＩ−Ｄｅ・・・ダイオード、ＯＡ、〜
ＯＡ２・・・演算増幅器、Ｒ１−Ｒ６・・・抵抗、Ｑ＋
〜Ｑ＋１・・・トランジスタ。 第２図 第３図 第４図 第４図 第５因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. デジタル信号の出力端子を介して直列接続されたカーレ
   ントスイッチを出力レベル制御信号に応じて駆動すると
   ともにこれらカーレントスイッチの接続点にダイオード
   を介して出力レベル設定信号を加えるように構成された
   デジタル信号発生装置において、前記カーレントスイッ
   チに前記ダイオードに流れる電流を補償するようにスイ
   ッチ電流を制御する電流制御回路を設けたことを特徴と
   するデジタル信号発生装置。