JPS63253266A - 微少電流測定法 - 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］ この発明は、微少電流測定法に関し、特にキャパシタ等
の高インピーダンス素子における微少絶縁リーク電流の
測定方法に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は、従来の一般的な電流測定回路である。

図に示すように、電源Ｅ、に微少電流計１を介してＭＯ
Ｓキャパシタ等の被測定素子３が接続されており、電源
Ｅｏによって被測定素子３に流れる電流を微少電流計１
によりｎ１定するものである。

第３図は、微少電流計１の回路構成を示す図である。

端子１ａ、ｌｂには、電流−電圧変換用のオペアンプ４
の１対の入力端子が接続されており、オペアンプ４の出
力端子には電流計測部５が接続されている。また、オペ
アンプ４の１対のバイアス端子間には、直列接続された
オペアンプバイアス源Ｅｔ、Ｅ２が接続されており、オ
ペアンプバイアス源Ｅ、、Ｅ２の接続点は端子１ｂに接
続されている。さらに、オペアンプ４の出力端子と端子
１ａとの間には、帰還抵抗６が接続されている。

このように、一般的に、微少電流計１の入力部には、オ
ペアンプ４が用いられており、微少電流計１の端子１ａ
、ｌｂ間は、オペアンプの特性上、仮想０電位となるた
め、見掛は上、インピーダンスは０Ωとなる。しかしな
がら、端子１ａに入力された電流は、帰還抵抗６、オペ
アンプ４、バイアス源Ｅ、、Ｅ２を介して端子１ｂから
出力される。帰還抵抗６は−オペアンプ４のゲイン能力
を考えた場合、微少電流測定レンジの逆数、たとえば１
０　　Ａレンジであれば１０　Ωというような高い抵抗
値のものが用いられる。したがって、端子１ａ、ｌｂ間
のインピーダンスはほぼＯΩであるが、電源Ｅ、からの
電流は、オペアンプ４および電源Ｅ、、Ｅ２の内部イン
ピーダンスが低いため、はぼ帰還抵抗６を介して被測定
素子３に供給されることになる。

［発明が解決しようとする問題点］ 微少電流を測定する場合、測定レンジを切換えるごとに
電流が安定するまでに時間がかかるので、測定レンジの
移動が多くなると測定時間が長くかかる。ＭＯＳキャパ
シタ等の絶縁リーク電流の値は、製造上のパラメータの
ばらつきによって被測定素子間で平均で１〜３桁程度の
ばらつきをもっている。したがって、個々の被測定素子
ごとに測定レンジが異なるため、測定開始レンジを定め
ることができず、測定レンジの移動が多くなり、これに
よって測定時間が長くかかるという問題があった。また
、被測定素子３に帰還抵抗６を介して充電される時間も
測定レンジによって異なるため、測定が不安定となり短
時間で精度良く多くの被測定素子の微少電流の測定が行
なえないという問題もあった。

この発明は、上記のような間型点を解消するためになさ
れたもので、予め、測定開始時の測定レンジを設定して
おき、被測定素子の微少電流を短時間に精度良く測定す
ることができる微少電流測定法を提供することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る微少電流測定法は、まず、被測定素子の
インピーダンスと同程度から１桁程度高い範囲の抵抗値
を有する高抵抗を電流計を介して所定の電源に接続し、
前記高抵抗に流れる電流を測定する。次に、前記高抵抗
に並列に被測定素子を接続し、前記高抵抗および前記被
測定素子に流れる電流の合成電流を測定する。そして、
前記合成電流の測定値から高抵抗のみに流れる電流の測
定値を差し引くことによって被測定素子に流れる電流を
求める。

［作用］ この発明の微少電流測定法によれば、予め高抵抗によっ
て測定開始時の電流測定レンジが設定されるので、被測
定素子を測定する際の測定レンジの移動が減少するとと
もに、被測定素子への充電時間が一定になり、これによ
り、被測定素子の電流測定を短時間で安定にかつ精度良
く行なうことができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、この発明の微少電流測定法に用いる測定回路
である。

図において、電源Ｅｏに微少電流計１を介して高抵抗２
が接続されている。高抵抗２の両端の接続点２ａ、２ｂ
にはＭＯＳキャパシタ等の被測定素子３が接続される。

高抵抗２は、被測定素子３と同程度から１桁程度高い範
囲の抵抗値のものを用いる。

まず最初に、接続点２ｇ、２ｂに被測定素子３を接続し
ない状態で高抵抗２に電流を流し、微少電流計１の測定
レンジを設定するとともに、このときの電流を測定する
。

次に、接続点２ａ、２ｂに被測定素子３を接続する。微
少電流計１の測定レンジは、高抵抗２により設定された
測定レンジから、被測定素子３のインピーダンスに応じ
て流れる電流に相当する測定レンジへスムーズに移動し
、電流の測定が行なわれる。このときの電流は、被測定
素子３に流れる電流と高抵抗２に流れる電流との和であ
るので、この電流から、測定レンジ設定のために最初に
測定した電流を差し引くことにより、被測定素子３に流
れる電流を求めることができる。

さらに、同様にして、接続点２ａ、２ｂに他の被測定素
子３を接続することにより、その被測定素子３に流れる
電流を求めることができる。

なお、この発明は、１０−”〜１０−”　Ａの範囲の微
少電流を測定する場合に効果的である。

このように、この測定法によると、最初に高抵抗２によ
り測定開始時の測定レンジが設定されているので、被測
定素子３を取替えた際の測定レンジの移動が減少すると
ともに充電時間がほぼ一定となり、電流が安定になるま
での時間が短くなる。

したがって、短時間で多くの被測定素子３の測定を精度
良く行なうことができる。

なお、この測定法は、ＭＯＳキャパシタの絶縁リーク電
流を測定する場合に限られず、半導体のｐｎ接合の逆方
向バイアス時のリーク電流、絶縁膜の洩れ電流など、半
導体装置あるいはそれ以外の装置に流れる微少電流を測
定する場合にも適用することができ、同様の効果を奏す
る。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、高抵抗により測定開始
時の測定レンジが設定されるので、測定レンジの移動が
減少するとともに電流が安定になるまでの時間が短縮さ
れ、測定レンジの移動がスムーズに行なわれる。したが
って、多くの被測定素子の電流測定を短時間で安定にか
つ精度良く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の微少電流測定法に用いる測定回路の
一実施例を示す図、第２図は従来の電流測定回路を示す
図、第３図は微少電流計の入出力部の概略回路を示す図
である。 図において、１は微少電流計、２は高抵抗、２ａ、２ｂ
は接続点、３は被測定素子、ＥＯは電源である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高インピーダンスの被測定素子に流れる微少電流
   を測定する方法であって、 被測定素子のインピーダンスと同程度から１桁程度高い
   範囲の抵抗値を有する高抵抗を電流計を介して所定の電
   源に接続し前記高抵抗に流れる電流を測定した後、前記
   高抵抗に並列に被測定素子を接続して前記高抵抗および
   前記被測定素子に流れる電流の合成電流を測定し、前記
   合成電流の測定値から前記高抵抗のみに流れる電流の測
   定値を差し引くことによって前記被測定素子に流れる電
   流を求める微少電流測定法。
2. （２）前記微少電流は、１０＾−＾１＾４〜１０＾−＾
   １＾０Ａであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の微少電流測定法。