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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen optischen Treiber,
der durch ein optisches Signal zum Erzeugen eines Spannungssignals
für das Anlegen
eines Testmustersignals an einen im Test befindlichen IC (integrierten
Schaltkreis, Chip) angesteuert wird. Weiterhin bezieht sich die
Erfindung auf ein den Treiber verwendendes IC-Testgerät.
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15 zeigt den allgemeinen
Aufbau eines herkömmlichen
IC-Testgeräts.
Das im allgemeinen Einsatz befindliche IC-Testgerät weist
gemäß der Darstellung
in 15 einen Testkopf
THD, einen Hauptrechner bzw. Mainframe MIN, in dem die eigentliche
Testeinrichtung untergebracht ist, ein diese verbindendes Kabel
KBL und eine automatische Handhabungseinrichtung HND zum Zuführen eines im
Test befindlichen ICs 10 zu dem Testkopf THD in vollständig automatisierter
Weise auf.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel des
Standes der Technik wird. eine Systemausgestaltung eingesetzt, bei
der ein IC-Sockel SK an dem Testkopf THD angebracht ist; der im
Test befindliche IC 10 mit dem IC-Sockel SK für eine elektrische
Verbindung mit dem Hauptrechner MIN über das Kabel KBL in Kontakt
gehalten wird; ein Testmustersignal von dem Hauptrechner MIN an
den IC 10 über
das Kabel KBL angelegt wird; ein Antwortsignal des ICs 10 über das
Kabel KBL zu dem Hauptrechner MIN geleitet wird; und das Antwortsignal
einem logischen Vergleich mit einem erwarteten Signal in dem Hauptrechner
MIN unterzogen wird, um zu erkennen, ob der IC 10 einen
normalen Betrieb aufweist, so daß eine Bewertung der Qualität des ICs
ausgeführt
wird.
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In
Zuordnung zu dem Testkopf THD ist die automatisierte Handhabungseinrichtung
HND angeordnet, die den zu testenden IC 10 automatisch transportiert.
Die automatische Handhabungseinrichtung HND führt die Arbeitsvorgänge des
Ineingriffbringens des zu testenden ICs 10 mit dem IC-Sockel SK;
des Abnehmens des getesteten ICs von dem IC-Sockel SK nach dem Abschluß des Tests;
des nachfolgenden Klassifizierens bzw. Sortierens des getesteten
ICs 10 als fehlerfrei oder fehlerhaft in Abhängigkeit
von den Testergebnissen; und des Einbringens des ICs in den zugehörigen Speicherbehälter in
vollständig
automatisierter Weise aus.
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Aufgrund
der Notwendigkeit, den im Test befindlichen IC 10 durch
die automatische Handhabungseinrichtung HND in der vorstehend beschriebenen
Weise automatisch zu dem Testkopf THD zu transportieren, ist es
bei dem IC-Testgerät
zwangsweise erforderlich, einen Systemaufbau zu benutzen, bei dem
der Testkopf THD entfernt von dem Hauptrechner MIN angeordnet und
mit diesem über
das Kabel KBL elektrisch verbunden ist.
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16 zeigt einen allgemeinen
Aufbau eines elektrischen Systems in dem IC-Testgerät. In dem
Hauptrechner MIN sind ein Mustergenerator PG, ein Zeitsteuerungsgenerator
TG, ein Wellenformgenerator FOM, ein logischer Vergleicher LOG und
weitere Komponenten untergebracht. Der Mustergenerator PG gibt Testmusterdaten
PGDAT an den Wellenformgenerator FOM ab. Der Wellenformgenerator
FOM erzeugt ein Testmustersignal PGSIG mit einer Wellenform, deren
logische Werte H und L durch die von dem Mustergenerator PG zugeführten Testmusterdaten
PGDT definiert sind und deren Anstiegs- und Abfallzeitpunkte der
logischen Werte H und L in Abhängigkeit
von Zeitsteuerungsdaten festgelegt sind, die von dem Zeitsteuerungsgenerator TG
bereitgestellt werden. Das Testmustersignal PGSIG wird für jeden
Eingangsanschluß TIN des im Test befindlichen ICs 10 erzeugt
und wird über
das Kabel KBL und einen Treiber 12 an alle jeweiligen Eingangsanschlüsse TIN des im Test befindlichen ICs 10 angelegt.
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Wenn
der im Test befindliche IC 10 beispielsweise ein Speicher
ist, werden Daten einmal in jede Adresse des im Test befindlichen
ICs 10 unter Benutzung des Testmustersignals PGSIG eingeschrieben, und
es werden dann die Daten aus jeder Adresse an einem Ausgangsanschluß TOUT ausgelesen. Das in dieser Weise an dem
Ausgangsanschluß TOUT erhaltene Antwortsignal wird mit Hilfe
von Vergleichern 13A und 13B eines Spannungsvergleichers 13 dahingehend überprüft und eingestuft,
ob es einen vorbestimmten logischen Pegel H (hoher Pegel) oder einen
vorbestimmten logischen Pegel L (niedriger Pegel) aufweist. Die
bei der Einstufung erhaltenen Ergebnisse werden als CP1 und CP2 über das
Kabel KBL zu dem Hauptrechner MIN geleitet.
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Unter
Bezugnahme auf 17 wird nachfolgend
die Arbeitsweise der Vergleicher 13A und 13B kurz
beschrieben. 17A zeigt
die Wellenform eines Antwortsignals VOUT des
im Test befindlichen ICs 10, das an dem Ausgangsanschluß TOUT ausgelesen wird. Die Vergleicher 13A und 13B werden
von dem Hauptrechner MIN mit einem Abtast- bzw. Abfrageimpuls STB
gespeist, der von dem Zeitsteuerungsgenerator TG erzeugt wird, und
geben die Spannungsvergleichsergebnisse CP1 und CP2 synchron mit dem
Abtastimpuls STR aus.
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Hierbei
wird der Abtastimpuls STR nach dem Abschluß eines Zeitintervalls TDRY,
das ab dem Beginn der Ausgabe des Antwortsignals VOUT bis
zu dem stabilen Erreichen seiner Wellenform verstreicht, an die
Vergleicher 13A und 13B angelegt, wodurch diese
dazu veranlaßt
werden, die Vergleichsergebnisse CP1 und CP2 auszugeben. Der Vergleicher 13A wird
mit einer Vergleichsspannung VOH gespeist,
die den normalen hohen logischen Pegel H festlegt. Der Vergleicher 13B wird
mit einer Vergleichsspannung VOL gespeist,
die den normalen niedrigen logischen Pegel L definiert. Wenn der
hohe logische Pegel H des Antwortsignals VOUT Positiver ist
als die Vergleichsspannung VOH, gibt der
Vergleicher 13A als Ergebnis des Tests das logische Vergleichsergebnis
CP1 mit hohem logischen Pegel H aus, das die Fehlerfreiheit repräsentiert.
Wenn der niedrige logische Pegel L des Antwortsignals VOUT negativer
ist als die Spannung VOL, die den normalen niedrigen
Pegel L definiert, gibt der Spannungsvergleicher 13B das
Vergleichsergebnis CP2 mit hohem logischen Pegel H aus, das die
Fehlerfreiheit repräsentiert.
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Die
von den Vergleichern 13A und 13B erzeugten Vergleichsergebnisse
CP1 und CP2 werden über
das Kabel KBL zu dem Hauptrechner MIN geleitet und werden dort mit
Hilfe eines in dem Hauptrechner MIN angeordneten logischen Vergleichers
LOG einem logischen Vergleich mit einem erwarteten Muster NPG unterzogen.
Die Qualität
des im Test befindlichen ICs 10 wird abhängig davon
beurteilt, ob in dem logischen Vergleicher LOG eine fehlende Übereinstimmung
ermittelt wird.
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Mit
dem Ausgangsanschluß TOUT des im Test befindlichen ICs 10 sind
hierbei ein Abschlußwiderstand
TMR für
die Verwendung zur Impedanzanpassung sowie eine Gleichspannungsquelle 14 verbunden,
die einen Abschlußspannungswert
VT aufweist, der in Abhängigkeit
von den Spezifikationen des im Test befindlichen ICs 10 festgelegt
ist. 16 zeigt einen
Fall, bei dem der im Test befindliche IC 10 ein IC eines
Typs ist, bei dem seine Eingangsanschlüsse TIN und
sein Ausgangsanschluß TOUT unabhängig voneinander
vorgesehen sind. Es liegen jedoch auch häufig Gestaltungen vor, bei
denen ein Anschluß gemeinsam
als Eingangsanschluß und
als Ausgangsanschluß benutzt
wird. In diesem Fall sind, wie in 18 dargestellt
ist, der Ausgang jedes Treibers TR des Treibers 12 sowie
die Eingangsanschlüsse der
Vergleicher 13A und 13B des Spannungsvergleichers 13 gemeinsam
mit jedem Eingangs/Ausgangsanschluß TIO des
im Test befindlichen ICs 10 verbunden. In diesem Fall ist
ein Abschlußwiderstand
TMR in Reihe zwischen den Ausgangsanschluß jedes Treibers und dessen
gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen den Vergleichern 13A und 13B geschaltet.
In einer Betriebsart, bei der das in den IC 10 eingeschriebene
Testmustersignal (Daten) aus diesem IC auszulesen ist, wird der
Treiber dazu veranlaßt,
eine Abschlußspannung
VT zu erzeugen, wobei danach der Potentialpegel des Spannungssignals VOUT das aus dem im Test befindlichen IC 10 in
einem Zustand ausgelesen wird, bei dem die Abschlußbedingungen
des im Test befindlichen ICs 10 erfüllt sind, durch die Vergleicher 13A und 13B einem
Vergleich unterzogen wird. Die hierbei erhaltenen Vergleichsergebnisse
CP1 und CP2 werden in den Hauptrechner MIN eingespeist.
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Aus
den vorstehenden Erläuterungen
ist ersichtlich, daß das
IC-Testgerät
einen Aufbau aufweist, bei dem der Testkopf THD und der Hauptrechner
MIN voneinander getrennt sind und elektrisch über das Kabel KBL miteinander
verbunden sind.
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Benutzer
von IC-Testgeräten
stellen oftmals die Forderung nach einem Test von größeren Mengen
von ICs innerhalb kurzer Zeitdauer auf. Zur Erfüllung dieser Forderung ist
es notwendig, daß die
automatische Handhabungseinrichtung HND und der Testkopf THD große Abmessungen
annehmen und sperrig werden. Demgemäß vergrößert sich auch die Länge des
Kabels KBL.
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Bei
einer Zunahme der Länge
des Kabels KBL nimmt die Wahrscheinlichkeit zu, daß sich elektromagnetisch
induzierte Störungen
mit dem Signal mischen können,
das über
das Kabel übertragen wird.
Weiterhin wird das Signal auch gegenüber parasitären Streukapazitäten und
einer parasitären
Induktivität
des Kabels KBL anfälliger.
Dies legt Beschränkungen
im Hinblick auf die Übertragungsrate (Frequenz)
der Signale auf, die zwischen dem Hauptrechner MIN und dem Testkopf
THD übertragen
werden können.
Die Verlängerung
des Kabels führt
daher zu dem Nachteil, daß Grenzen
für den
Test von ICs mit hoher Geschwindigkeit aufgebaut werden. Dies ist
ein sehr ernst zu nehmendes Hindernis, das mit dem Einsatz der Gestaltung
verknüpft
ist, gemäß der der
Testkopf THD und der Hauptrechner MIN durch eine elektrische Übertragungsleitung
miteinander verbunden sind.
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Ein
weiteres Problem ergibt sich aus der Konstruktion dahingehend, daß große Mengen
an elektronischen Schaltungselementen wie etwa die Treiber 12 und
die Spannungsvergleicher 13 in dem begrenzten Raum des
Testkopfes THD untergebracht sind. Ferner besteht ein jüngerer Trend
darin, daß die
Anzahl von jeweils gleichzeitig testbaren ICs auf 16, 32 und 64 erhöht wird.
Wenn sich die Anzahl von ICs, die gleichzeitig getestet werden können, vergrößert, erhöht sich
der Wärmeerzeugungswert
je Raumeinheit in dem Testkopf THD und es erhöht sich demgemäß die Temperatur
erheblich. Dies erfordert es, ein Verfahren zum Abführen der
Wärme zu
entwickeln, wodurch zusätzliche
Kosten hierfür
hervorgerufen werden.
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Aus
der
DE 197 14 941
A1 ist eine Meßkarte für ein IC-Testgerät bekannt,
auf der optisch betätigte I/O-Schalter
angeordnet sind. Bei diesen I/O-Schaltern handelt es sich um Umschalter,
durch die ein Pin eines zu testenden ICs wahlweise mit einem Treiber zum
Anlegen eines Eingangssignal oder einer Auswerteschaltung zum Abnehmen
eines Ausgangssignals verbunden werden kann. Zu diesem Zweck sind sowohl
der Treiber als auch die Auswerteschaltung über einen jeweiligen fotoleitenden
Schalter mit dem entsprechenden Pin des ICs verbunden, und entweder
der eine oder der andere fotoleitende Schalter wird mittels eines
Halbleiterlasers in den leitenden Zustand gebracht. Ber diesem Stand
der Technik handelt es sich um einen einfachen optisch betätigten Umschalter
für elektrische
Signale. Mit diesem Umschalter wird ein jeweiliger Pin eines getesteten ICs
wahlweise mit einem oder einem anderen von zwei Anschlüssen elektrisch
verbunden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es einen optischen Treiber und ein
diesen verwendendes IC-Testgerät
zu schaffen, die eine deutliche Verbesserung der Testgeschwindigkeit
des Testgeräts
und eine Verminderung der Wärmeentwicklung
erlauben.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Diese
Aufgabe wird mit einen optischem Treiber gemäß Patentanspruch 1 bzw. einem IC-Testgerät gemäß Patentanspruch
3 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Erfindung gestattet, einen Testkopf und einen Hauptrechner über einen
optischen Wellenleiter miteinander zu verbinden. Bei dem optischen Wellenleiter
besteht keine Möglichkeit,
daß sich
elektromagnetisch induzierte Störungen
oder ähnliche elektrische
Störungen
einmischen können.
Da weiterhin keine Einflüsse
seitens einer elektrostatischen Kapazität oder einer parasitären Induktivität selbst dann,
wenn der optische Wellenleiter lang ist, auftreten können, kann
die Frequenz des Signals, das über den
optischen Wellenleiter übertragen
wird, sehr stark erhöht
werden, verglichen mit der Frequenz der Signale in einem IC-Testgerät, das mit
einer elektrischen Übertragungsleitung
arbeitet. Es ist demzufolge möglich,
ein IC-Testgerät
zu schaffen, das Testvorgänge
mit hoher Geschwindigkeit ausführen kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Verbindungsschaltbild zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels
eines IC-Testgeräts, das
mit einem optischen Treiber gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgestattet ist.
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2 zeigt
ein Schaltbild zur Erläuterung
eines Ausführungsbeispiels
eines IC-Testgeräts,
bei dem der ein optisches Ausgangssignal erzeugende Spannungssensor
zum Einsatz kommt.
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3 zeigt
eine Draufsicht zur Erläuterung des
Aufbaus und der Arbeitsweise eines optischen Modulators, der bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 zum
Einsatz kommt.
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4 zeigt eine Wellenformdarstellung zur Erläuterung
der Arbeitsweise des in 3 dargestellten optischen Modulators.
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5 zeigt
eine Draufsicht, die ein Beispiel eines konkreten Aufbaus des ein
optisches Ausgangssignal erzeugenden, bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 benutzten
Spannungssensors veranschaulicht.
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6 zeigt
ein Verdrahtungsschaltbild zur Erläuterung einer Modifikation
des ein optisches Ausgangssignal erzeugenden Spannungssensors, der bei
einem IC-Testgerät
zum Einsatz kommt.
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7 zeigt
ein Verdrahtungsschaltbild zur Erläuterung einer weiteren Modifikation
des ein optisches Ausgangssignal erzeugenden Spannungssensors bei
seinem Einsatz bei einem IC-Testgerät.
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8 zeigt
ein Verdrahtungsschaltbild zur Erläuterung einer abgeänderten
Form des in 2 dargestellten IC-Testgeräts.
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9 zeigt eine Wellenformdarstellung zur Erläuterung
der Arbeitsweise der in 8 gezeigten Modifikation.
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10 zeigt eine der 9 ähnliche
Wellenformdarstellung.
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11 zeigt
ein Verbindungsschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel eines IC-Testgeräts veranschaulicht,
bei dem sowohl der erfindungsgemäße optische
Treiber als auch der mit optischer Ausgabe arbeitende Spannungssensor
zum Einsatz kommen.
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12 zeigt
ein Verdrahtungsschaltbild, das eine abgeänderte Ausführungsform des Ausführungsbeispiels
gemäß 11 veranschaulicht.
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13 zeigt
ein Verdrahtungsschaltbild, das eine weitere Abänderung des Ausführungsbeispiels gemäß 11 veranschaulicht.
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14 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die eine andere Modifikation des Ausführungsbeispiels
gemäß 11 veranschaulicht.
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15 zeigt
eine Darstellung zur Erläuterung
des allgemeinen Aufbaus eines herkömmlichen IC-Testgeräts.
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16 zeigt
ein Blockschaltbild zur Erläuterung
des allgemeinen elektrischen Systems des herkömmlichen IC-Testgeräts.
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17 zeigt eine Wellenformdarstellung zur Erläuterung
der Arbeitsweise des Geräts
gemäß 16.
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18 zeigt
ein Blockschaltbild zur Erläuterung
einer weiteren Ausführungsform
des herkömmlichen,
in 16 dargestellten IC-Testgeräts.
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BESTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
ZUR AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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1 veranschaulicht
ein Ausführungsbeispiel
des in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung stehenden optischen Treibers. Das
in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel ist ein zur
Erzeugung von drei Werten ausgelegter Treiber, der zum Ausgeben
der Abschluß-
bzw. Anschlußspannung
VT ausgelegt ist, die durch die Spannungen
VIH und VIL sowie
durch die Spezifikationen des im Test befindlichen ICs 10 bestimmt
ist. Das Bezugszeichen 20 bezeichnet den in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung stehenden optischen Treiber. Der optische
Treiber 20 kann aus folgenden Komponenten bestehen: einem
dielektrischen Substrat 21, beispielsweise aus Lithiumniobat
(LiNbO3), in dem interne optische Wellenleiter 22A, 22B und 22C ausgebildet
sein können;
den internen optischen Wellenleitern 22A, 22B und 22C,
die in dem dielektrischen Substrat 21 ausgebildet sind;
fotoleitenden Elementen 23A, 23B und 23C,
die mit den internen optischen Wellenleitern 22A, 22B und 22C jeweils
an ihrem einen Ende optisch gekoppelt sind; und Eingangselektroden 25A, 25B und 25C,
die jeweils über
die fotoleitenden Elemente 23A, 23B bzw. 23C mit
einer Ausgangselektrode 24 elektrisch verbunden sind.
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Gemäß der Darstellung
ist hierbei das dielektrische Substrat 21 mit einer Elektrode 26 zur
Benutzung für
die externe Verbindung zusätzlich
zu der Ausgangselektrode 24 und den Eingangselektroden 25A, 25B und 25C,
und einem Abschlußwiderstand TMR
versehen, der zwischen der externen Anschlußelektrode 26 und
der Ausgangselektrode 24 ausgebildet ist.
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Mit
den internen optischen Wellenleitern 22A, 22B und 22C,
die in dem dielektrischen Substrat 21 ausgebildet sind,
sind externe optische Wellenleiter 32A, 32B und 32C,
die beispielsweise durch optische Fasern gebildet sind, optisch
gekoppelt. Die anderen Enden der externen optischen Wellenleiter 32A, 32B und 32C,
die sich auf der Seite des Hauptrechners MIN befinden bzw. diesem
zugeordnet sind, sind mit einem optischen Signalwandler 33 verbunden,
durch den das von dem Wellenformgenerator FOM stammende Testmustersignal
PGSIG in ein optisches Signal umgewandelt wird. Der optische Signalwandler 33 umfaßt drei
Lichtquellen 33A, 33B und 33C, die für jeden
bzw. jeweils einen Eingangsanschluß des im Test befindlichen
ICs 10 vorgesehen sind, wobei der optische Signalwandler
die Lichtquellen 33A, 33B und 33C in
Abhängigkeit
von den Testmustersignalen zum Aufleuchten bringt. Hierdurch werden
die fotoleitenden Elemente 23A, 23B und 23C durch
das von den Lichtquellen 33A, 33B und 33C ausgesandte
Licht selektiv aktiviert. Durch die selektive Leitung der fotoleitenden
Elemente 23A, 23B und 23C kann eine beliebige
aus den Spannungen VIH, VIL und
VT, die an die Eingangselektroden 25A, 25B und 25C angelegt
sind, zu der externen Anschlußelektrode 26 gespeist
werden. Damit kann ein drei Pegel aufweisendes Treibersignal DRV
ausgegeben werden.
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Bei
diesem Aufbau des optischen Treibers 20 gemäß der vorliegenden
Erfindung sind der optische Treiber 20 und die Spannungsquellen 31A, 31B und 31C in
dem Testkopf THD angebracht, während die
Lichtquellen 33A, 33B und 33C in dem
Hauptrechner MIN montiert sind. Durch die Übertragung der Testmustersignale
von dem Hauptrechner MIN zu dem Testkopf THD über die externen optischen Wellenleiter 32A, 32B und 32C in
Form von optischen Signalen kann das drei Werte aufweisende Treibersignal
DRV an die externe Anschlußelektrode 26 angelegt
werden. Durch Zuführen
des drei Pegel aufweisenden Treibersignals DRV zu dem im Test befindlichen
IC 10 über
einen lediglich für
die Eingabe vorgesehenen Anschluß TIN (bei
dem Beispiel gemäß 1)
können
die Testmustersignale in den im Test befindlichen IC 10 eingespeist
werden.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung können die fotoleitenden Elemente 23A, 23B und 23C jeweils
durch ein Element bzw. ein Material aus Si, Ga, As, In, As oder
ein ähnliches
Halbleitermaterial gebildet sein, das bei einer Bestrahlung mit
Licht eine Fotoleitung aufgrund von Trägern zeigt, die durch die optische
Eingabe bzw. Beaufschlagung erzeugt werden. Auch wenn die internen
optischen Wellenleiter 22A, 22B und 22C gemäß der vorstehenden
Erläuterungen
auf dem dielektrischen Substrat 21 ausgebildet sind, können sie
statt dessen auch durch optische Fasern in gleichartiger Weise wie
die externen optischen Wellenleiter 32A, 32B und 32C gebildet
sein. In diesem Fall ist es erforderlich, daß die optischen Fasern, die
die internen optischen Wellenleiter 22A, 22B und 22C bilden,
und die optischen Fasern, die die externen optischen Wellenleiter 32A, 32B und 32C bilden,
so ausgelegt sind, daß sie
mit Hilfe von optischen Verbindern miteinander verbunden und voneinander
getrennt werden können.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
des IC-Testgeräts,
bei dem der ein optisches Ausgangssignal erzeugende Spannungssensor
zum Einsatz kommt. Bei diesem in 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
wird ein Spannungssignal VOUT, das an einem
lediglich für
die Ausgabe vorgesehenen Anschluß TOUT bereitgestellt
wird, in ein optisches Signal umgewandelt und zu dem Hauptrechner
MIN übertragen.
In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 50 den
für optische
Ausgabe vorgesehenen Spannungssensor. Der das optische Ausgangssignal
erzeugende Spannungssensor kann aus folgenden Komponenten bestehen:
einem Abschlußwiderstand TMR,
der das Spannungssignal VOUT von dem im
Test befindlichen IC 10 mit einer geeigneten Impedanz aufnimmt;
einem optischen Modulator 52, der die Spannung V0 des von dem Abschlußwiderstand TMR aufgenommenen
Spannungssignals VOUT in eine entsprechend
modulierte bzw. festgelegte Lichtmenge umwandelt und Interferenzlicht
auf der Basis der modulierten Lichtmenge ausgibt; und einem Substrat 51,
das diese Komponenten trägt.
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Der
optische Modulator 52 weist gemäß der Darstellung in 3 einen
optischen Verzweigungsabschnitt 52-1 zum Verzweigen des
optischen, in dem dielektrischen Substrat 52-7 ausgebildeten
Wellenleiters, einen optischen Koppelabschnitt 52-2, zwei
optische Wellenleiter 52-3A und 52-3B, die zwischen
dem optischen Verzweigungsabschnitt 52-1 und dem optischen
Koppelabschnitt 52-2 ausgebildet sind, sowie elektrische
Feldanlegeelektroden 52-4, 52-5 und 52-6 auf,
die zum Anlegen eines elektrischen Felds dienen und entlang der
beiden Seiten der beiden optischen Wellenleiter 52-3A und 52-3B ausgebildet
sind.
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Der
optische Verzweigungsabschnitt 52-1, der optische Koppelabschnitt 52-2 und
die optischen Wellenleiter 52-3A und 52-3B können beispielsweise durch
Eindiffundieren von Titan oder ähnlichem
Material in das dielektrische Substrat 52-7 ausgebildet werden,
das aus Lithiumniobat (LiNbO3) hergestellt ist.
Optische Fasern oder ähnliche
optische Wellenleiter 54 und 55 sind mit einem
lichtaufnehmenden Ende 52-8A und einem lichtaussendenden
Ende 52-8B optisch gekoppelt, die an den entgegengesetzten
Stirnflächen
des dielektrischen Substrats 52-7 freiliegen. Eine Laserdiode
oder eine ähnliche Lichtquelle 61 ist
mit dem anderen Ende des optischen Wellenleiters gekoppelt, der
mit dem Licht empfangenden Ende 52-8A gekoppelt ist. Mit
dem anderen Ende des zur Ausgabe dienenden optischen Wellenleiters 55,
der mit dem Licht aussendenden Ende 52-8B gekoppelt ist,
ist ein Fotodetektor 63 wie etwa eine Fotodiode gekoppelt.
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Die
Lichtquelle 61 wird zum Leuchten gebracht, indem sie durch
eine Lichtquellentreiberschaltung 62 angesteuert wird.
Bei diesem Beispiel wird die Lichtquelle gemäß der Darstellung durch eine
Gleichspannungsquelle angesteuert. Demzufolge speist die Lichtquelle 61 eine
festgelegte Menge an Laserlicht in den eingangsseitigen optischen
Wellenleiter 54 ein. Der Fotodetektor 63 ist mit
einer Detektorschaltung 64 verbunden, von der die Intensität des von
dem ausgangsseitigen optischen Wellenleiter 55 ausgesandten
Lichts in Form eines Spannungssignals VOUT-1 gewonnen wird. Eine
Spannung V0, die an dem Abschlußwiderstand
TRM auftritt, wird an eines der Paare von elektrischen Feldanlegungselektroden 52-4, 52-5 und 52-6 angelegt.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel ist ein
Fall veranschaulicht, bei dem die an dem Abschlußwiderstand TMR auftretende
Spannung V0 an die zum Anlegen eines elektrischen Felds dienenden
Elektroden 52-4 und 52-5 angelegt wird, jedoch
kein elektrisches Feld an die zum Anlegen des elektrischen Felds dienenden
Elektroden 52-4 und 52-6 des anderen Paars, die
miteinander verbunden sind, angelegt wird. Durch Anlegen eines elektrischen
Felds an den einen optischen Wellenleiter 52-3A, aber fehlendem
Anlegen eines elektrischen Felds an den anderen optischen Wellenleiter 52-3B wird
das Licht in dem optischen Wellenleiter 52-3A, an dem das
elektrische Feld anliegt, einer Phasenmodulation unterzogen. Demgegenüber findet
keine optische Modulation in dem optischen Wellenleiter 52-3B statt,
an dem kein elektrisches Feld anliegt. Aufgrund der Phasenmodulation
des Lichts in dem optischen Wellenleiter 52-3A tritt eine
Interferenz des Lichts in dem optischen Koppelabschnitt 52-2 auf,
wodurch Änderungen
der Intensität
des Lichts, das zu dem optischen ausgangsseitigen Wellenleiter 55 ausgesandt
wird, hervorgerufen werden.
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Dies
wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 3 und 4 näher
beschrieben. Hierbei soll die Intensität des Lichts, das auf den eingangsseitigen
optischen Wellenleiter 54 auftrifft, mit PIN bezeichnet
sein, während
die Intensität
des Lichts zum Aussenden zu dem ausgangsseitigen optischen Wellenleiter 55 mit
POUT bezeichnet sei. Die an die elektrischen
Feldanlegungselektroden 52-4 und 52-5 anzulegende
Spannung sei mit V0 bezeichnet. Bei einer Änderung
der angelegten Spannung V0 ändert sich die
Intensität
POUT des Lichts, das zu dem optischen Wellenleiter 55 ausgesendet
wird, entlang einer Cosinuskurve, wie dies in 4A dargestellt
ist. Wenn die angelegte Spannung V0 gleich
Null ist, ist folglich POUT gleich groß wie Pin. Wenn sich die angelegte Spannung V0 allmählich
in der +Richtung oder in der –Richtung ändert, verringert
sich die Menge des ausgesandten Lichts allmählich entlang der Cosinuskurve,
wobei die ausgesandte Lichtmenge bei einer bestimmten angelegten
Spannung bis auf Null absinkt. Bei einer weiteren Erhöhung der
angelegten Spannung V0 erhöht sich
die ausgesandte Lichtmenge POUT allmählich entlang
der Cosinuskurve. Wenn eine bestimmte Spannung erreicht wird, nimmt
die ausgesandte Lichtmenge POUT wieder den
Wert 1 an, so daß POUT wieder gleich Pin ist.
Bei der nachfolgenden Änderung
der angelegten Spannung V0 zeigt die Intensität POUT des ausgesandten Lichts ein optisches Modulationsverhalten
dahingehend, daß sie
sich zwischen 1 und 0 nach oben und unten bewegt.
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Das
in 4A gezeigte optische Modulationsverhalten betrifft
den Fall, daß die
optischen Wellenleiter 52-3A und 52-3B die gleiche
optische Pfadlänge
aufweisen. Wenn sich die optischen Pfadlängen um ein Viertel der Wellenlänge des
Lichts, das sich durch die beiden Wellenleiter fortpflanzt, unterscheiden
oder wenn eine Vorspannung VBAS an die zum
Anlegen des elektrischen Felds dienenden Feldanlegeelektroden angelegt
wird, die in der in den 3 und 5 gezeigten
Weise verschaltet sind, wird die optische Modulationscharakteristik
zu der in 4B als Beispiel gezeigten Charakteristik,
bei der sich die Intensität
des ausgesandten Lichts in Abhängigkeit
von einer Änderung
der angelegten Spannung V0 entlang einer
Sinuskurve ändert.
In diesem Fall verändert
sich die Intensität
des ausgesandten Lichts um die angelegte Spannung V0 =
0 herum stark. Die nachfolgende Beschreibung der 6 und der
folgenden Figuren wird unter Zugrundelegung der Annahme gegeben,
daß der
optische Modulator auf einen Zustand anfänglich eingestellt (initialisiert) ist,
wie er in 4B dargestellt ist. Dies wird
dadurch erreicht, daß sich
die optischen Pfadlängen
der optischen Wellenleiter 52-3A und 52-3B um
eine Viertelwellenlänge
unterscheiden.
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Aus
der vorstehenden Erläuterung
des Modulationsverhaltens des optischen Modulators 52 ist ersichtlich,
daß der
optische Modulator 52 das einfallende Licht zu einem optischen
Signal derart moduliert, daß die
Intensität
POUT des ausgesandten Lichts einen Wert
zwischen POUT = PIN und
POUT = 0, d.h. zwischen POUT/PIN = 1 und POUT/PIN = 0, in Abhängigkeit von dem angelegten
Feld innerhalb eines gewissen Bereichs annimmt, durch den die Phasenmodulation des
Lichts innerhalb eines Bereichs von 360° gehalten wird. Folglich gibt
die in 2 dargestellte Erfassungsschaltung 64 das
Spannungssignal VOUT-1 (siehe 2)
aus, das hinsichtlich seiner Wellenform äquivalent bzw. gleich ist wie
die Wellenform des Spannungssignals VOUT,
das von dem im Test befindlichen IC 10 abgegeben wird.
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Die
Verarbeitung nach der Bildung des Spannungssignals VOUT-1,
ist die gleiche wie im Fall des herkömmlichen IC-Testgeräts. Dies
bedeutet, daß das
Spannungssignal VOUT-1, durch einen Spannungsvergleicher 13 mit
dem hohen logischen Pegel VOH und dem niedrigen
logischen Pegel VOL verglichen wird, um
hierdurch zu erkennen, ob das Spannungssignal einen vorbestimmten
logischen Pegel aufweist. Wenn das Beurteilungsergebnis gut bzw. klar
ist, werden das Ergebnis dieses Spannungsvergleichs und ein Erwartungswert
einem logischen Vergleich unterzogen, um hierdurch zu erkennen,
ob die Arbeitsweise des im Test befindlichen ICs 10 normal ist
oder nicht. In 2 ist die Struktur unter Einschluß des Spannungsvergleichers 13 dargestellt,
wobei jedoch der logische Vergleicher, der zum Vergleichen des Spannungssignals
VOUT-1, und des Erwartungswerts für die Überprüfung ihrer Übereinstimmung
vorgesehen ist, der Mustergenerator zum Erzeugen des Erwartungswerts,
und weitere Komponenten nicht gezeigt sind.
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Es
ist darauf hinzuweisen, daß die
Empfindlichkeit des in 3 gezeigten optischen Modulators 52,
der zum Erfassen des Spannungssignals VOUT dient,
proportional ist zu der Länge
L der Elektroden (siehe 3), und umgekehrt proportional
ist zu dem Abstand der Elektroden. Demzufolge kann die Erfassungsempfindlichkeit
für das
Spannungssignal VOUT dadurch vergrößert werden,
daß die
Elektrodenlänge L
erhöht
und der Elektrodenabstand verringert werden.
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Die
Empfindlichkeit des optischen Modulators 52 läßt sich
dadurch verdoppeln, daß das
von dem im Test befindlichen IC 10 stammende Spannungssignal
VOUT in differentieller Weise an die beiden
Paare von elektrischen Feldanlegeelektroden 52-4, 52-5,
und 52-4, 52-6 angelegt wird, wie dies in 5 dargestellt
ist. Eine weitere mögliche
Methode zum Erhöhen
der Empfindlichkeit besteht darin, die Intensität des Lichts zu vergrößern, das
von der Lichtquelle 61 ausgesendet wird.
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Durch
die Umwandlung des Antwortsignals VOUT das
von dem im Test befindlichen IC 10 ausgegeben wird, in
ein optisches Signal und durch Senden des von dem im Test befindlichen
IC 10 ausgegebenen Spannungssignals VOUT von
dem Testkopf THD zu dem Hauptrechner MIN in Form des optischen Signals
verschlechtert sich die Qualität
des optischen Signals in keinem Fall, und zwar selbst dann nicht,
wenn die Strecke der Übertragung
etwas länger
ist und beispielsweise ungefähr
mehrere 10 bis 100 Meter beträgt.
Ferner mischen sich keine elektrisch induzierten Störungen in
das optische Signal von der Außenseite
her ein, und es wird das optische Signal auch nicht durch eine parasitäre Kapazität, eine
parasitäre
Induktivität
usw. beeinträchtigt,
ganz im Gegensatz zu dem Fall einer elektrischen Übertragungsleitung.
Hierdurch wird ebenfalls eine mit hoher Qualität erfolgende Übertragung
des optischen Signals gewährleistet.
Da ferner die Anzahl von Komponenten, die sich mit den elektrischen
Signalen in dem Testkopf THD befassen, klein ist, läßt sich
die Erzeugung von Wärme
in dem Testkopf THD verringern. Hierdurch wird die insgesamt in
dem Testkopf THD generierte Wärmemenge
unterdrückt
bzw. begrenzt und damit ein Anstieg der Temperatur in dem Testkopf
THD verhindert. Dies führt
zu dem Vorteil, daß eine
kostenintensive Vorrichtung wie etwa ein Kühlsystem entfallen kann.
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6 zeigt
eine abgeänderte
Ausführungsform
des das optische Ausgangssignal erzeugenden Spannungssensors 50.
In diesem Ausführungsbeispiel
weist die elektrische Feldanlegeelektrode, die den optischen Modulator 52 bildet,
einen Signalübertragungsleitungsaufbau
auf, der durch eine Streifenleitung gebildet ist, die an eine vorbestimmte
Nennimpedanz angepaßt
ist. Die elektrische Feldanlegeelektrode des Signalübertragungsleitungsaufbaus wird
dazu veranlaßt,
das Spannungssignal VOUT, das von dem im
Test befindlichen IC 10 ausgegeben wird, durch sie hindurch
zu leiten. Der Abschlußwiderstand TMR
und die Spannungsquelle 14, die die Abschluß- bzw. Anschlußspannung
VT ausgibt, sind in Reihe mit dem Abschlußende 52-6 der elektrischen
Feldanlegeelektrode geschaltet und sind mit einem gemeinsamen Potentialpunkt
verbunden.
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Der
optische Wellenleiter 52-3B, der den optischen Modulator 52 bildet
bzw. einen Bestandteil desselben darstellt, überträgt Licht in der gleichen Richtung
wie die Richtung der Fortpflanzung des Spannungssignals VOUT, wobei das Licht, das durch den optischen
Wellenleiter 52-3B fließt, der Spannung V0 des
zwischen den elektrischen Feldanlegeelektroden 52-6 und 52-4 anliegenden
Spannungssignals VOUT ausgesetzt wird. Die
Elektroden 52-4 und 52-5 des anderen Elektrodenpaars
werden auf gleichem Potential gehalten, und es wird somit kein elektrisches
Feld an den optischen Wellenleiter 52-3B angelegt. Bei
diesem Beispiel wird die Lichtquelle 61 gemäß der Darstellung
kontinuierlich bzw. mittels Gleichspannung mit Hilfe einer Gleichspannungs-Lichtquellentreiberschaltung
zum Leuchten gebracht.
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Dadurch,
daß das
Spannungssignal VOUT und das Licht wie bei
diesem Ausführungsbeispiel dazu
gebracht werden, mit der gleichen Geschwindigkeit zu wandern, indem
sie dazu gebracht werden, in der gleichen Richtung zu wandern, arbeitet
der optische Modulator als ein optischer Modulator des Wanderwellentyps.
Als Ergebnis ist die Modulationskennlinie des optischen Modulators 52 breitbandig ausgelegt,
und es wird die Wellenform des an der Sendeseite vorhandenen Spannungssignals
VOUT durch das Impulssignal VOUT-1 das
in dem Hauptrechner MIN durch das Interferenzlicht reproduziert
wird, in getreuer Weise reproduziert. Da ferner das Spannungssignal
VOUT und das Licht mit der gleichen Geschwindigkeit
wandern, zeigt auch die Spannungserfassungsempfindlichkeit einen
hohen Verstärkungsfaktor
bzw. hohe Empfindlichkeit.
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7 zeigt
eine Modifikation des in 6 dargestellten Ausführungsbeispiels.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Aufbau gezeigt, bei dem die zum Anlegen des elektrischen
Felds dienenden Feldanlegeelektroden 52-5 und 52-6 miteinander
verbunden sind und jeweils einen Signalübertragungsleitungsaufbau im
Hinblick auf bzw. zur Erzielung eines differentiellen Anlegens eines
elektrischen Felds an die optischen Wellenleiter 52-3A und 52-3B aufweisen.
In diesem Fall sind die Impedanzen der Signalübertragungsleitungen, die durch
die elektrischen Feldanlegeelektroden 52-5 und 52-6 gebildet
sind, auf einen Wert eingestellt, der ungefähr um das Zweifache höher oder
doppelt so groß ist
wie im Fall gemäß 6.
Der Widerstandswert des Abschlußwiderstands
TMR ist ebenfalls um das Zweifache höher oder doppelt so groß wie in
dem Fall gemäß 6. Bei
dem Aufbau gemäß 7 ist
es möglich,
den Vorteil zu erzielen, daß die
Spannungserfassungsempfindlichkeit ungefähr das Zweifache höher oder doppelt
so groß sein
kann wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 6.
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8 zeigt
eine abgeänderte
Ausführungsform
des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels. Bei dem in 8 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist ein optischer Schalter 65 auf der Seite bzw. im Bereich
der Lichtquelle 61 angeschlossen. Das von der Lichtquelle 61 ausgesandte
Licht wird durch den optischen Schalter 65 in einen schmale
Breite aufweisenden optischen Impuls PPS (siehe 9B) umgewandelt,
und es wird der optische Impuls PPS über den eingangsseitigen optischen
Wellenleiter 54 zu dem optischen Modulator 52 gespeist.
Die zeitliche Lage zum Anlegen eines Schaltersteuersignals SWP an
den optischen Schalter 65 ist derart gewählt, daß der optische
Impuls PPS zu einem Zeitpunkt generiert wird, an dem das von dem
im Test befindlichen IC 10 abgegebene Spannungssignal VOUT einen stabilen Wert erreicht. Durch das
Anlegen des optischen Impulses PPS zu dem vorbestimmten Zeitpunkt
des Spannungssignals VOUT weist das impulsförmige Interferenzlicht,
das von dem optischen Modulator 52 erzeugt wird, Lichtinterferenzpegel
auf, die den hohen und niedrigen logischen Werten des Spannungssignals
VOUT entsprechen. Demgemäß erzeugt die Erfassungsschaltung 64 ein
Spannungssignal VOUT-1, wie es in 9C als
Beispiel dargestellt ist. Auf der Ausgangsseite der Erfassungsschaltung 64 ist
eine Integrierschaltung 66 angeordnet, die das von der
Erfassungsschaltung 64 ausgegebene Spannungssignal VOUT-1, integriert.
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Die
Integrationszeitkonstante der Integrationsschaltung 66 ist
so gewählt,
daß sie
ausreichend groß ist,
damit die integrierte Spannung INV einen Sollwert während der
Dauer des optischen Impulses PPS erreichen kann. Bei einer solchen
Wahl der Zeitkonstante der Integrierschaltung 66 ist es
möglich, den
Spitzenwert des Spannungssignals VOUT-1,
das von der Erfassungsschaltung 64 ausgegeben wird, in zufriedenstellender
Weise zu erfassen. Die durch die Integrierschaltung 66 bewirkte
Integrierung der Spannung bis zu dem Sollwert stellt eine ausreichende
Zeit für
die Ausführung
der nachfolgenden Verarbeitung bereit. Daher ist möglich, den
Vorteil zu erzielen, daß keine
schnell arbeitenden Schaltungen in den der Integrierschaltung 66 nachfolgenden
Stufen benötigt
werden.
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Sobald
die Integrierschaltung 66 den Spitzenwert VOUT-1,
integriert hat, behält
sie nämlich
die integrierte Spannung im Anschluß hieran bei, so daß die Spannungsvergleicher 13A und 13B den
Vergleich der von der Integrierschaltung 66 erzeugten integrierten
Spannung INTV mit Hilfe eines Abtast- bzw. Abfrageimpulses STB (siehe 9E)
lediglich zu einem Zeitpunkt ausführen müssen, der um ein Zeitintervall τ bis zur
Stabilisierung der integrierten Spannung INTV verzögert ist.
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Die
von den Vergleichern 13A gebildeten Vergleichsergebnisse
CP1 und CP2 sind in 9G und 9H gezeigt.
Nach dem Spannungsvergleich wird die von der Integrierschaltung 66 erzeugte
integrierte Spannung INTV wieder durch einen Rücksetzimpuls RSP rückgesetzt,
der in 9F dargestellt ist.
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Durch
das Abtasten des Spannungssignals VOUT,
das von dem im Test befindlichen IC 10 stammt, mittels
des optischen Impulses PPS wie bei dem in 8 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist es möglich, das
Spannungssignal VOUT mit einer feinen Auflösung in
der Zeitbasisrichtung abzutasten. Dies bedeutet, daß der Wert
des Spannungssignals VOUT in dem Bereich
der Impulsbreite des optischen Impulses PPS mit guter Genauigkeit
gemessen werden kann. Selbst wenn beispielsweise die Wellenform
des Spannungssignals VOUT an den führenden
und nachlaufenden Flanken verschliffen bzw. abgeschrägt verläuft, wie
dies in 10 gezeigt ist, können die
abschließenden
logischen Spannungswerte VL des Spannungssignals
VOUT-1, abgetastet werden, indem der optische
Impuls PPS zu einem Zeitpunkt angelegt wird, an dem das Spannungssignal
VOUT die endgültigen logischen Spannungswerte
VH und VL erreicht
hat. Wenn das Spannungssignal VOUT einen festen
Wiederholungszyklus aufweist, kann dessen Wellenform selbst durch
das Abtasten des Spannungssignals VOUT beobachtet
werden, während
die zeitliche Lage des Anlegens des optischen Impulses jeweils geringfügig Schritt
für Schritt
verschoben wird. Auch wenn vorstehend angegeben ist, daß die unter
Verwendung des optischen Schalters 65 bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 8 ausgeführte Spannungsmeßmethode
bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 zum
Einsatz kommt, versteht es sich selbstverständlich, daß diese auch bei den Ausführungsbeispielen
gemäß den 6 und 7 einsetzbar
ist.
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11 veranschaulicht
den Fall der Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einem Eingangs/Ausgangsanschluß TIO, der sowohl als ein Eingangsanschluß als auch
als ein Ausgangsanschluß des
im Test befindlichen ICs 10 dient. In diesem Fall wird
das Testmustersignal in den im Test befindlichen IC 10 unter
Einsatz sowohl des optischen Treibers 20 als auch des das
optische Ausgangssignal erzeugenden Spannungssensors 50 eingespeist,
die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bzw. 6 beschrieben
worden sind. Das von dem im Test befindlichen IC 10 abgegebene
Spannungssignal VOUT wird durch den das
optische Ausgangssignal erzeugenden Spannungssensor 50 in
ein optisches Signal umgewandelt, das über den ausgangsseitigen optischen
Wellenleiter 55 zu dem Hauptrechner MIN geleitet wird.
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Die
elektrische Feldanlegeelektrode 52-6, die den das optische
Ausgangssignal erzeugenden Spannungssensor 50 bildet bzw.
einen Bestandteil desselben darstellt, weist einen Signalübertragungsleitungsaufbau,
beispielsweise in Form einer Streifenleitung, auf. Diese elektrische
Feldanlegeelektrode 52-6 ist mit einem Ende mit dem Eingangs-/Ausgangsanschluß TIO des im Test befindlichen ICs 10 elektrisch
verbunden und mit dem anderen Ende an die extern angeschlossene
Elektrode 26 des optischen Treibers 20 angeschlossen.
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Im
Fall des Anlegens des Testmustersignals an den im Test befindlichen
IC 10 steuert der Wellenformgenerator FOM die Lichtquellen 33A, 33B und 33C des
optischen Signalwandlers 33 derart, daß diese in Abhängigkeit
von den Testmusterdaten aufleuchten. Das Licht wird über die
optischen Wellenleiter 32A, 32B und 32C zu
den fotoleitenden Elementen 23A, 23B und 23C geleitet,
die in dem Testkopf THD angeordnet sind, wodurch der optische Treiber 20 betrieben
wird.
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Während das
Testmustersignal an den im Test befindlichen IC 10 angelegt
wird, werden die Lichtquellen 33A und 33B so gesteuert,
daß sie
blinkend aufleuchten. Andererseits wird im Fall der Ausgabe des
Spannungssignals VOUT von dem im Test befindlichen
IC 10 die Lichtquelle 33C zum Aufleuchten gebracht,
um hierdurch das fotoleitende Element 23C in den leitenden
Zustand zu bringen, und es wird ein Ende des Abschlußwiderstands
TMR mit dem gemeinsamen Potentialpunkt über die Gleichspannungsquelle 31C verbunden,
die die Abschluß-
bzw. Anschlußspannung
VT ausgibt. Hierdurch wird der Eingangs-/Ausgangsanschluß TIO des im Test befindlichen ICs 10 mit
einem derartigen Zustand abgeschlossen, daß er an einen vorbestimmten
Impedanzwert angepaßt
ist.
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Wenn
der im Test befindliche IC 10 das Spannungssignal VOUT-1 in dem abgeschlossenen bzw. angepaßten Zustand
ausgibt, wird die Phase des Lichts, das durch den optischen Modulator 52 läuft, durch
das Spannungssignal VOUT moduliert, wodurch
dann aufgrund der Phasenmodulation des Lichts Interferenzlicht in
dem Koppelabschnitt generiert wird. Das Interferenzlicht wird über den
ausgangsseitigen optischen Wellenleiter 55 zu dem Hauptrechner
MIN geleitet, in dem es durch den Fotodetektor 63 in ein
elektrisches Signal umgewandelt wird. Die Erfassungsschaltung 64 gibt
das Spannungssignal VOUT-1, aus. Dieses
Spannungssignal VOUT-1, wird von den Vergleichern 13A und 13B überprüft, um zu
erkennen, ob es die Spannungswerte gemäß den hohen und niedrigen logischen
Pegeln H und L aufweist. Die beim Vergleich erhaltenen Ausgangssignale
PC1 und PC2 werden in den logischen Vergleicher LOG (siehe 16)
eingespeist, um zu erkennen, ob der im Test befindliche IC 10 fehlerfrei oder
fehlerhaft ist.
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Während bei
dem in 11 dargestellten Ausführungsbeispiel
die Lichtquelle 61, wie gezeigt, gleichspannungsmäßig bzw.
kontinuierlich zum Aufleuchten gebracht wird, ist es auch möglich, einen Aufbau
zu benutzen, wie er in 8 dargestellt ist und bei dem
der optische Schalter 65 in den optischen Wellenleiter 54 eingefügt ist,
das Licht, das an den optischen Modulator abzugeben ist, durch den optischen
Schalter 65 in Impulsform gebracht wird, und das von dem
im Test befindlichen IC 10 abgegebene Spannungssignal VOUT in dem optischen Modulator 52 durch
den optischen Impuls abgetastet wird.
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Ferner
kann bei dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel
auch eine Spannungssensoranordnung eingesetzt werden, wie sie in 12 dargestellt
ist. Bei dieser Anordnung weisen die beiden elektrischen Feldanlegeelektroden 52-5 und 52-6 jeweils
einen Streifenleitungsaufbau auf, und es wird das Spannungssignal
VOUT an diese jeweiligen Elektroden so angelegt,
daß das
elektrische Feld an die optischen Wellenleiter 52-3A und 52-3B in
differentieller Weise angelegt wird. Hierdurch wird eine verdoppelte
Empfindlichkeit für
die Spannungserfassung erreicht.
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13 zeigt
eine abgeänderte
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen, in 12 dargestellten
IC-Testgeräts.
Bei dem in 13 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ein korrigierender optischer Wellenleiter 52-9 in dem
dielektrischen Substrat 52-7 ausgebildet. Der korrigierende
optische Wellenleiter 52-9 leitet einen Teil des Lichts,
das an den optischen Modulator 52 anzulegen ist, und es
wird das von diesem Wellenleiter geleitete optische Licht über den optischen
Wellenleiter 56 in den Hauptrechner MIN eingespeist, wobei
ein Referenzsignal REF durch einen Fotodetektor 63B und
eine Detektorschaltung 64B generiert wird, die in dem Hauptrechner
MIN angeordnet sind. Das Referenzsignal REF wird von dem Spannungssignal
VOUT-1 subtrahiert, das von der Detektorschaltung 64A abgegeben
wird, und es wird zur gleichen Zeit das Referenzsignal REF an die Lichtquellentreiberschaltung 62 angelegt,
um hierdurch die Lichtquelle 61 so zu steuern, daß die Intensität des von
ihr ausgesendeten Lichts stabilisiert ist.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 13 wird
die Intensität
des von der Lichtquelle 61 ausgesendeten Lichts so geregelt,
daß sie
stabilisiert ist. Demzufolge ist auch die Intensität des Lichts,
das auf den optischen Modulator 52 einfällt, stabilisiert, wodurch
sich erhöhte
Zuverlässigkeit
des optischen Modulators 52 ergibt. Weiterhin ist der korrigierende
optische Wellenleiter 52-9 bei diesem Ausführungsbeispiel
benachbart zu dem optischen Modulator 52 ausgebildet, und
es wird das durch den korrigierenden optischen Wellenleiter 52-9 laufende
Licht dazu benutzt, das Referenzsignal REF zu erzeugen. Selbst wenn
sich die Stärken
des Lichts, das durch die optischen Wellenleiter 52-3A und 52-3B,
die den optischen Modulator 52 bilden, ändern sollten, beispielsweise
aufgrund einer Änderung
der Temperatur, kann diese Änderung
aufgrund einer Änderung des
Referenzsignals detektiert werden. Daher kann eine Änderung
des Spannungssignals VOUT-1 korrigiert werden,
indem die Änderung
des Referenzsignals REF erfaßt
wird.
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Weiterhin
kann eine Offsetkomponente aus dem Spannungssignal VOUT-1 entfernt
werden, indem das Referenzsignal REF von dem Spannungssignal VOUT-1 subtrahiert wird.
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14 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Das in 14 dargestellte Ausführungsbeispiel
veranschaulicht den Einsatz des optischen Treibers 20 und
des ein optisches Ausgangssignal erzeugenden Spannungssensors 50 in
einem Fall, bei dem Sonden 73 in direktem Kontakt mit IC-Chips 71,
die auf der gesamten Oberfläche
eines Halbleiterwafers 71 ausgebildet sind, gehalten werden,
um hierdurch die auf den IC-Chips 71 befindlichen ICs hinsichtlich ihres
normalen Betriebs zu testen. Eine Sondenkarte 72 ist üblicherweise
in der Form eines Rings ausgebildet, und es stehen die Sonden 73 an
einem Ende über
eine Randkante ihres Mittellochs nach innen vor. Die Sonden 73 werden
an ihrem anderen Ende von der Sondenkarte 72 gehalten.
Die Spitzen der Sonden 73 werden jeweils in Kontakt mit
einem auf dem IC-Chip 71 ausgebildeten Elektrodenabschnitt gehalten,
und es wird die an dem IC-Chip 71 ausgebildete integrierte
Schaltung für
einen Test betätigt.
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Bei
einem solchen IC-Testgerät
wird ein Substrat 80 vorbereitet, auf dem der optische
Treiber 20 und der das optische Ausgangssignal erzeugende Spannungssensor 50 gemeinsam
angebracht sind. Der optische Treiber 20 und der das optische
Ausgangssignal erzeugende Spannungssensor 50 können gemeinsam
auf einem Substrat mit einer quadratischen Fläche mit einer Kantenlänge von
ungefähr 10
bis 15 mm montiert werden. Das Substrat 80 wird auf jeder
Sonde 73 angeordnet. Das Testmustersignal wird von dem
optischen Treiber 20 über
die Sonde 73 an den IC-Chip 71 angelegt, und es
wird das von dem IC-Chip 71 erhaltene Ausgangssignal VOUT zur gleichen Zeit über die Sonde 73 abgegriffen.
Das Spannungssignal VOUT wird durch den
das optische Ausgangssignal erzeugende Spannungssensor 50 in Interferenzlicht
umgewandelt, das über
den optischen ausgangsseitigen Wellenleiter 55 an den Hauptrechner
anzulegen ist.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Wie
vorstehend erläutert,
ist es aufgrund des Einsatzes des erfindungsgemäßen optischen Treibers und
des das optische Ausgangssignal erzeugenden Spannungssensors möglich, das
Treibersignal in Form eines optischen Signals zu übertragen und
auch das gemessene Signal in Form eines optischen Signals zu übertragen.
Die optischen Wellenleiter, über
die die optischen Signale zu übertragen sind,
sind völlig
frei von der Gefahr, daß elektromagnetisch
induzierte Störungen
oder ähnliche
elektrische Störungen
sich in sie einmischen können,
wie dies im Fall einer elektrischen Signalübertragungsleitung möglich ist.
Weiterhin haben die optischen Wellenleiter keine Komponenten wie
etwa parasitäre
Kapazitäten
oder parasitäre
Induktivitäten.
Demzufolge treten keine Probleme auf, selbst dann nicht, wenn die
Signalübertragungsleitungen
lang ausgebildet sind.
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Bei
einem Einsatz des erfindungsgemäßen optischen
Treibers und des das optische Ausgangssignal erzeugenden Spannungssensors
bei dem IC-Testgerät
kann demzufolge das Testmustersignal an den im Test befindlichen
IC 10 angelegt werden, ohne daß es elektrischen Störungen unterliegt,
und zwar auch dann, wenn der Abstand zwischen dem Testkopf THD und
dem Hauptrechner MIN groß ist. Dies
liegt daran, daß die
zwischen diesen Komponenten übertragenen
Signale in Form optischer Signale vorliegen. Weiterhin kann das
von dem im Test befindlichen IC 10 abgegebene Spannungssignal VOUT zu dem Hauptrechner MIN ohne eine Verschlechterung
seiner Wellenform geleitet werden.
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Da
ferner in der Signalübertragungsleitung keine
Komponenten wie etwa eine parasitäre Kapazität oder eine parasitäre Induktivität vorhanden
sind, kann die Frequenz des optischen Signals, das durch den optischen
Wellenleiter übertragen
wird, auf hohen Wert festgelegt werden. Als Ergebnis dessen kann
auch die Frequenz des Testmustersignals, das an den im Test befindlichen
IC 10 anzulegen ist, auf eine Frequenz eingestellt werden,
die ausreichend bzw. deutlich höher
ist als diejenige im Fall eines elektrischen Signals. Hierdurch
wird das Testen des im Test befindlichen ICs 10 beschleunigt,
was den Vorteil der drastischen Erhöhung der Testgeschwindigkeit
des IC-Testgeräts
bietet.
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Ferner
ist die Wärmeerzeugung
nahezu gleich Null, da in dem optischen Treiber 20 und
dem das optische Ausgangssignal erzeugenden Spannungssensor 50 keinerlei
elektronische aktive Elemente benutzt werden, die große Leistung
verbrauchen. Selbst wenn eine große Anzahl von optischen Treibern 20 und
von optische Ausgangssignale erzeugenden Spannungssensoren 50 in
dem Testkopf THD angebracht sind, ist demzufolge die Wärmeerzeugung
so geringfügig,
daß keine
besondere Notwendigkeit hinsichtlich des Einsatzes einer Kühleinrichtung
vorhanden ist. Hierdurch läßt sich
eine Verringerung der Herstellungskosten des IC-Testgeräts erwarten.