JP2003035732A - Method for measuring infinitesimal capacitance and infinitesimal capacity measuring circuit - Google Patents

Method for measuring infinitesimal capacitance and infinitesimal capacity measuring circuit

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JP2003035732A
JP2003035732A JP2001220019A JP2001220019A JP2003035732A JP 2003035732 A JP2003035732 A JP 2003035732A JP 2001220019 A JP2001220019 A JP 2001220019A JP 2001220019 A JP2001220019 A JP 2001220019A JP 2003035732 A JP2003035732 A JP 2003035732A
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measured
predetermined
capacitance
capacity
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Japanese (ja)
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Kiyoyuki Sugihara
清之 杉原
Shigeo Uehara
茂生 上原
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Shibasoku Co Ltd
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Shibasoku Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for measuring an infinitesimal capacitance for measuring a capacitance value of the infinitesimal capacitance in a state with a large stray capacitance and to provide an infinitesimal capacitance measuring circuit. SOLUTION: The method for measuring the infinitesimal capacitance measures a capacitance to be measured of the infinitesimal capacity Cx provided in a circuit having the stray capacitance Cs . The method comprises the steps of charging only the stray capacity Cs with a predetermined voltage V0 , then setting a voltage V1 of the circuit to be measured when discharging of the charged capacity Cs is finished when the capacity Cs is discharged at a predetermined discharging current I1 for a predetermined time Tds , correcting the voltage V1 by a residual voltage correcting voltage Vb1 , then amplifying the voltage V1 by a predetermined magnification M to obtain a first measured voltage value, then charging a composite capacity of the capacity Cs and the capacity Cx to be measured with a predetermined voltage V0 , then amplifying a voltage V2 obtained by discharging the charged capacity by a predetermined discharging current I1 for a required time Tds together with the residual voltage correcting voltage Vbs by a predetermined magnification M to obtain a second measured voltage value, and obtaining the capacity Cx to be measured according to the first measured voltage value and the second measured voltage value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気的容量の測定
回路に関し、例えば低温ポリシリコン表示器の画素容量
測定や、ウエハーＴＡＧ内の容量測定などのように、大
きな浮遊容量を伴う環境下にある微少容量の測定に好適
な微少容量測定方法及び微少容量測定回路に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric capacitance measuring circuit, and is suitable for an environment with a large stray capacitance, such as a pixel capacitance measurement of a low temperature polysilicon display or a capacitance measurement in a wafer TAG. The present invention relates to a minute capacity measuring method and a minute capacity measuring circuit suitable for measuring a certain minute capacity.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の微少容量測定回路の一例を図１２
に示す。図１２において、１は被測定回路であり、Ｃx
は微少容量の被測定容量、Ｃs は測定回路の浮遊容量を
含む被測定物の浮遊容量である。Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 はス
イッチ、Ｉcgは定電流源、ＢＡはバッファ増幅器、２は
Ａ／Ｄ変換回路及び演算回路を含むデータ処理部であ
る。３は制御回路であり、制御信号Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 を
出力し、前記のスイッチＳ 1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 のＯＮ／ＯＦ
Ｆをそれぞれ制御する。2. Description of the Related Art An example of a conventional minute capacitance measuring circuit is shown in FIG.
Shown in. In FIG. 12, 1 is a circuit to be measured, Cx
Is a small measured capacity, CsIs the stray capacitance of the measurement circuit
This is the stray capacitance of the DUT including the measured object. S1, S2, S3Is
Itch, IcgIs a constant current source, BA is a buffer amplifier, 2 is
A data processing unit including an A / D conversion circuit and an arithmetic circuit
It 3 is a control circuit, which is a control signal C1, C2, C3To
Output and switch S 1, S2, S3ON / OF
Control F respectively.

【０００３】次に図１２の従来回路の動作を図１３に示
したタイムチャートにより説明する。 （１） 最初に浮遊容量Ｃs を測定する。 スイッチＳ3 をＯＦＦ（実線）として被測定容量Ｃ
x を切り離した状態で、スイッチＳ1 を時間ｔ0 からｔ
1 までＯＮにする。これにより浮遊容量Ｃs の電荷を放
電して初期状態とする。 スイッチＳ1 をＯＦＦにした後、スイッチＳ2 を時
間ｔ2 からｔ3 までの時間Ｔの間ＯＮにして、浮遊容量
Ｃs を定電流源Ｉcgからの電流Ｉc で充電する。このと
きの浮遊容量Ｃs の充電電圧Ｖc は時間と共に直線状に
上昇し実線のように変化する。 前記充電終了時の時刻ｔ3 における浮遊容量Ｃs の
端子電圧をデータ処理部２の中のＡ／Ｄ変換回路により
Ａ／Ｄ変換して、測定電圧（デジタル値）を得る。この
測定電圧をＶcaとすると、Next, the operation of the conventional circuit shown in FIG. 12 will be described with reference to the time chart shown in FIG. (1) First, the stray capacitance C s is measured. Switch S 3 is OFF (solid line) and measured capacitance C
With x disconnected, switch S 1 is switched from time t 0 to t
Turn on until 1 As a result, the electric charge of the stray capacitance C s is discharged to the initial state. After turning off the switch S 1 , the switch S 2 is turned on during the time T from the time t 2 to the time t 3 to charge the stray capacitance C s with the current I c from the constant current source I cg . The charging voltage V c of the stray capacitance C s of the time changes as shown by the solid line increases linearly with time. The terminal voltage of the stray capacitance C s at the time t 3 at the end of charging is A / D converted by the A / D conversion circuit in the data processing unit 2 to obtain a measured voltage (digital value). If this measured voltage is V ca ,

【数５】Ｖca＝Ｉc ＊Ｔ／Ｃs となる。ここでＩc は定電流源Ｉcgの電流値である。ま
た、＊印は乗算記号を示す。## EQU5 ## V ca = I c * T / C s . Here, I c is the current value of the constant current source I cg . Also, * indicates a multiplication symbol.

【０００４】（２） 次に被測定容量Ｃx を測定する。 スイッチＳ3 をＯＮ（点線）にして被測定容量Ｃx
を浮遊容量Ｃs に並列接続した後、スイッチＳ1 を時間
ｔ0 からｔ1 までＯＮにする。これにより被測定容量Ｃ
x と浮遊容量Ｃs との電荷を放電して初期状態とする。 スイッチＳ1 をＯＦＦにした後、スイッチＳ2 を時
間ｔ2 からｔ3 までの時間Ｔの間ＯＮにして、被測定容
量Ｃx と浮遊容量Ｃs とを定電流源Ｉcgからの電流Ｉc
で充電する。このときの浮遊容量Ｃs 及び被測定容量Ｃ
x の充電電圧Ｖｃは時間と共に上昇し、点線のように変
化する。 前記充電終了時の時刻ｔ3 における被測定容量Ｃx
と浮遊容量Ｃs との合成容量の端子電圧を測定する。こ
の測定電圧をＶcbとすると、(2) Next, the measured capacitance C x is measured. Switch S 3 is turned on (dotted line) and measured capacitance C x
Is connected in parallel to the stray capacitance C s , and then the switch S 1 is turned on from time t 0 to t 1 . As a result, the measured capacitance C
The electric charges of x and the stray capacitance C s are discharged to be in the initial state. After the switch S 1 is turned off, the switch S 2 is turned on for the time T from the time t 2 to the time t 3 so that the measured capacitance C x and the stray capacitance C s are the current I from the constant current source I cg. c
Charge with. Stray capacitance C s and measured capacitance C at this time
The charging voltage V c of x rises with time and changes like a dotted line. The measured capacity C x at time t 3 at the end of the charging
And the terminal voltage of the combined capacitance of the stray capacitance C s is measured. If this measured voltage is V cb ,

【数６】Ｖcb＝Ｉc * Ｔ／（Ｃx ＋Ｃs ） となる。## EQU6 ## V cb = I c * T / (C x + C s )

【０００５】上記の２回の測定から、被測定容量Ｃx の
値は、From the above two measurements, the value of the measured capacitance C x is

【数７】 Ｃx ＝（Ｉc ＊Ｔ／Ｖca）（Ｖca−Ｖcb）／Ｖcb として求めることができる。Equation 7] can be obtained as C x = (I c * T / V ca) (V ca -V cb) / V cb.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
２回の測定値の電圧差である△Ｖ即ち（Ｖca−Ｖcb）
は、被測定容量Ｃx 《浮遊容量Ｃs である場合には、各
測定電圧Ｖca及びＶcbに比較し非常に小さい値となり、
電圧差△Ｖを正確に測定することは困難である。従っ
て、前述した従来の微少容量測定回路では、被測定容量
Ｃx を高い精度で測定することができないという問題が
あった。本発明は、浮遊容量に比較して被測定容量が微
少の場合であっても、被測定容量を正確に測定できる微
少容量測定方法及び微少容量測定回路を提供するもので
ある。However, ΔV which is the voltage difference between the above-mentioned two measured values, that is, (V ca −V cb ).
Is a very small value when compared with the measured voltages V ca and V cb when the measured capacitance C x << stray capacitance C s ,
It is difficult to accurately measure the voltage difference ΔV. Therefore, the above-described conventional small capacity measuring circuit has a problem that the measured capacity C x cannot be measured with high accuracy. The present invention provides a microcapacitance measuring method and a microcapacity measuring circuit that can accurately measure a capacitance to be measured even if the capacitance to be measured is extremely small compared to the stray capacitance.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本願発明の微少容量測定
方法は、被測定容量（Ｃx ）に比較して大きな浮遊容量
（Ｃs ）を伴なう状態にある微少容量の被測定容量の容
量値（Ｃx ）を測定する微少容量測定方法において、前
記浮遊容量（Ｃs ）を所定の電圧（Ｖ0 ）に充電した
後、該充電された浮遊容量（Ｃs ）を所定の放電電流
（Ｉ1 ）で所定の時間（Ｔds）放電させて得られた電圧
（Ｖ1 ）を第１の所定の倍率（Ｍ1 ）で増幅すると共
に、零電位を含む第１の補正用バイアス電圧（Ｖb1）を
第２の所定の倍率（Ｍ2 ）で増幅、加算して得た電圧を
測定して第１の測定電圧値（ＶM1）を得た後、該第１の
測定電圧値（ＶM1）から前記浮遊容量値（Ｃs ）を求め
ると共に、前記第１の測定電圧値（Ｖ M1）が零電位とな
るべき第２の補正用バイアス電圧（Ｖb2）を演算により
求め、次に前記浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃ
x ）との合成容量を再び前記所定の電圧（Ｖ0 ）に充電
した後、該充電された合成容量を前記所定の放電電流
（Ｉ1 ）で前記所定の時間（Ｔds）放電させ、該放電時
間終了時の電圧（Ｖ2 ）を前記第１の所定の倍率
（Ｍ1 ）で増幅すると共に、前記演算で得られた前記第
２の補正用バイアス電圧（Ｖb2）を前記第２の所定の倍
率（Ｍ2 ）で増幅、加算して得た電圧を測定して第２の
測定電圧値（ＶM2）を得て、前記第１の測定電圧値（Ｖ
M1），前記第２の測定電圧値（ＶM2）及び前記浮遊容量
値（Ｃs ）を含む次式[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] Minute capacity measurement of the present invention
The method is the measured capacity (CxLarge stray capacitance compared to
(Cs), The volume of the measured
Quantity value (Cx) In the minute volume measuring method,
Stray capacitance (Cs) Is a predetermined voltage (V0) Charged
After that, the charged stray capacitance (Cs) The predetermined discharge current
(I1) For a predetermined time (Tds) Voltage obtained by discharging
(V1) Is the first predetermined magnification (M1)
At the first correction bias voltage (Vb1)
Second predetermined magnification (M2), Amplify and add the voltage
The first measured voltage value (VM1), Then the first
Measured voltage value (VM1) To the stray capacitance value (Cs)
And the first measured voltage value (V M1) Is zero potential
The second correction bias voltage (Vb2) Is calculated
Then, the stray capacitance (Cs) And the measured capacity (C
x) And the combined capacitance with the predetermined voltage (V0) To charge
After that, the charged combined capacity is changed to the predetermined discharge current.
(I1) At the predetermined time (Tds) Discharge and during the discharge
Voltage at the end of the interval (V2) Is the first predetermined magnification
(M1), And at the same time
2 correction bias voltage (Vb2) Is the second predetermined multiple
Rate (M2), Measure the voltage obtained by adding and amplifying
Measured voltage value (VM2) Is obtained, and the first measured voltage value (V
M1), The second measured voltage value (VM2) And the stray capacitance
Value (Cs) Including

【数８】Ｃx ＝Ｃs ＊ＶM2／（Ｍ1 ＊Ｖ0 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1
−ＶM1−ＶM2） により前記被測定容量値（Ｃx ）を求めるようにしたこ
とを特徴とする微少容量測定方法。[Equation 8] C x = C s * V M2 / (M 1 * V 0 + M 2 * V b1
-V M1 -V M2 ) The measured capacitance value (C x ) is obtained by:

【０００８】本願発明の微少容量測定回路は、被測定容
量（Ｃx ）に比較して大きな浮遊容量（Ｃs ）を伴なう
状態にある微少容量の被測定容量の容量値（Ｃx ）を測
定する微少容量測定回路において、前記浮遊容量
（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃ
x ）との合成容量を所定電圧（Ｖ0 ）に充電する充電回
路（Ｖs1，Ｓ1 ）と、該充電回路（Ｖs1）により充電さ
れた前記浮遊容量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前
記被測定容量（Ｃx ）との合成容量を所定の放電電流
（Ｉ1 ）で放電する放電回路（Ｉs ，Ｓ2 ）と、該放電
回路（Ｉs ）の放電時間（Ｔds）を所定の放電時間に制
御可能な制御回路（３）と、前記放電回路（Ｉs ）によ
る前記浮遊容量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記
被測定容量（Ｃx ）との合成容量の放電終了時の電圧
（Ｖ1 又はＶ2 ）をインピーダンス変換して低インピー
ダンスで出力するバッファ増幅器（ＢＡ）と、該バッフ
ァ増幅器（ＢＡ）の出力（Ｖ1 又はＶ2 ）を第１の所定
の倍率（Ｍ1）で増幅すると共に、下記残留電圧補正用
バイアス電源（ＶOF）の出力電圧を第２の所定の倍率
（Ｍ2 ）で増幅、加算する増幅器（ＯＰＡ）と、該増幅
器（ＯＰＡ）の入力側に設けられ、該増幅器（ＯＰＡ）
の出力電圧を適正範囲にシフトさせるための第１の補正
用バイアス電圧（Ｖb1）又は第２の補正用バイアス電圧
（Ｖb2）を設定する残留電圧補正用バイアス電源
（ＶOF）と、前記所定の充電電圧（Ｖ0 ），前記所定の
放電電流（Ｉ1 ），前記所定の放電時間（ＴDS）及び前
記増幅器（ＯＰＡ）による測定電圧（ＶM1又は、および
ＶM2）から、前記第２の補正用バイアス電圧値
（Ｖb2），前記浮遊容量（Ｃs ）及び前記被測定容量
（Ｃx ）を求める演算回路（２）とを備え、前記浮遊容
量（Ｃs ）を前記充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）で所定電圧
（Ｖ0 ）に充電した後、該浮遊容量（Ｃs ）を前記放電
電流（Ｉ1 ）により前記所定の時間（Ｔds）放電させ、
該放電終了時の前記バッファ増幅器（ＢＡ）の出力電圧
（Ｖ1）を前記第１の補正用バイアス電圧（Ｖb1）と共
に前記増幅器（ＯＰＡ）により増幅して得られた電圧を
第１の測定電圧値（ＶM1）とし、該第１の測定電圧値
（ＶM1）から前記浮遊容量（Ｃs ）を求めると共に、該
第１の測定電圧値（ＶM1）が零電位となるべき前記残留
電圧補正用バイアス電源（ＶOF）の前記第２の補正用バ
イアス電圧値（Ｖb2）を前記演算回路（２）により求
め、次に前記浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量
（Ｃx ）との合成容量を再び前記充電回路（Ｖs1，
Ｓ1 ）で前記所定電圧（Ｖ0 ）に充電した後、前記所定
の放電時間（Ｔds）放電させ、該放電終了時の前記バッ
ファ増幅器（ＢＡ）の出力電圧（Ｖ2 ）を前記演算回路
（２）により求めた前記第２の補正用バイアス電圧（Ｖ
b2）と共に前記増幅器（ＯＰＡ）により増幅し、得られ
た電圧を第２の測定電圧値（ＶM2）とし、前記第１の測
定電圧値（ＶM1），前記第２の測定電圧値（ＶM2）及び
前記浮遊容量（Ｃs ）から前記被測定容量値（Ｃx ）を
前記演算回路（２）で求めるようにしたことを特徴とす
る微少容量測定回路。The minute capacitance measuring circuit of the present invention is
Amount (CxA large stray capacitance (Cs)
The capacitance value (Cx)
In the minute capacitance measuring circuit to be determined,
(Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the measured capacity (C
x) And a combined capacity with a predetermined voltage (V0) Charging times to charge
Road (Vs1, S1) And the charging circuit (Vs1) Charged by
The stray capacitance (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And before
Measured capacity (Cx) And the combined capacity of the specified discharge current
(I1) Discharge circuit (Is, S2) And the discharge
Circuit (Is) Discharge time (Tds) Is controlled to the specified discharge time.
Control circuit (3) and the discharge circuit (Is)
Stray capacitance (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the above
Measured capacity (Cx) And the voltage at the end of discharge of the combined capacity
(V1Or V2) To impedance conversion
A buffer amplifier (BA) that outputs in dance and the buffer
Output of amplifier (BA) (V1Or V2) The first predetermined
Magnification of (M1) Is used for correction of residual voltage
Bias power supply (VOF) Output voltage to a second predetermined scaling factor
(M2), An amplifier (OPA) for amplification and addition, and the amplification
The amplifier (OPA) provided on the input side of the amplifier (OPA)
Correction for shifting the output voltage of the vehicle to an appropriate range
Bias voltage (Vb1) Or the second correction bias voltage
(Vb2) Bias power supply for residual voltage correction
(VOF) And the predetermined charging voltage (V0), The predetermined
Discharge current (I1), The predetermined discharge time (TDS) And before
Measured voltage (VM1Or, and
VM2) From the second correction bias voltage value
(Vb2), The stray capacitance (Cs) And the measured capacity
(CxAnd an arithmetic circuit (2) for determining
Amount (Cs) Is the charging circuit (Vs1, S1) At the specified voltage
(V0), The stray capacitance (Cs) Said discharge
Current (I1), The predetermined time (Tds) Discharge,
Output voltage of the buffer amplifier (BA) at the end of the discharge
(V1) Is the first correction bias voltage (Vb1) With
The voltage obtained by amplifying with the amplifier (OPA) is
First measured voltage value (VM1) And the first measured voltage value
(VM1) To the stray capacitance (Cs) And the
First measured voltage value (VM1) Is said to remain at zero potential
Bias power supply for voltage correction (VOF) The second correction bar
Iias voltage value (Vb2) Is obtained by the arithmetic circuit (2).
Next, the stray capacitance (Cs) And the measured capacity
(Cx) And the combined capacitance with the charging circuit (Vs1，
S1) At the predetermined voltage (V0) After charging to the prescribed
Discharge time (Tds) Discharge the battery and discharge it at the end of the discharge.
Output voltage of the amplifier (BA) (V2) Is the arithmetic circuit
The second correction bias voltage (V
b2) Together with the above-mentioned amplifier (OPA)
The measured voltage to the second measured voltage value (VM2), And the first measurement
Constant voltage value (VM1), The second measured voltage value (VM2)as well as
The stray capacitance (Cs) To the measured capacitance value (Cx)
It is characterized in that it is obtained by the arithmetic circuit (2).
Micro capacitance measuring circuit.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の微少容
量測定回路を示すものである。図１において１は被測定
回路であり、Ｃx は微少容量の被測定容量、Ｃs は被測
定回路１の浮遊容量である。Ｖs1は被測定回路１を電圧
Ｖ0 に充電するための定電圧源、Ｉsは放電電流Ｉ1 の
定電流源、ＢＡは被測定回路１の電圧をインピーダンス
変換して低インピーダンスで出力するバッファ増幅器、
ＯＰＡはバッファ増幅器ＢＡの出力を第１の所定の倍
率、Ｍ1 倍（Ｍ1 ＝−Ｒ2 ／Ｒ1 但しＲ1 ，Ｒ2 は夫
々抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 の抵抗値）に増幅すると共に、後述す
る残留電圧補正用バイアス電源ＶOFの出力電圧を第２の
所定の倍率、Ｍ2 倍（Ｍ2 ＝−Ｒ2 ／Ｒ3 但しＲ 3 は
抵抗Ｒ3 の抵抗値）に増幅して加算出力する反転増幅
器、ＶOFは反転増幅器ＯＰＡの出力電圧を適正な範囲に
シフトさせるための残留電圧補正用バイアス電源（以下
バイアス電源と略称する。）であり、その出力電圧はＶ
b で表される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a microscopic view of an embodiment of the present invention.
2 shows a quantity measuring circuit. In FIG. 1, 1 is the measured object
Circuit, CxIs a small measured capacity, CsIs the measured
It is the stray capacitance of the constant circuit 1. Vs1Is the voltage of the circuit under test 1
V0Constant voltage source for charging the battery, IsIs the discharge current I1of
Constant current source, BA impedance of the voltage of the circuit under test 1
A buffer amplifier that converts and outputs with low impedance,
OPA multiplies the output of buffer amplifier BA by a first predetermined multiple.
Rate, M1Double (M1= -R2/ R1  However, R1, R2Is a husband
Resistance R1, R2The resistance value of the
Bias power supply V for residual voltage correctionOFThe output voltage of the second
Predetermined magnification, M2Double (M2= -R2/ R3  However, R 3Is
Resistance R3Inversion amplification that amplifies to the resistance value of
Bowl, VOFSets the output voltage of the inverting amplifier OPA to an appropriate range.
Bias power supply for residual voltage correction for shifting (below
It is abbreviated as bias power supply. ) And its output voltage is V
bIt is represented by.

【００１０】２は反転増幅器ＯＰＡの出力電圧をデジタ
ル値に変換するＡ／Ｄ変換回路及び演算回路を含むデー
タ処理部である。４はダイオードＤ及び直流電源ＶLMT
から構成されたリミッタ回路、Ｓ1 は被測定回路１を定
電圧源Ｖs1に接続するスイッチ、Ｓ2 は被測定回路１を
定電流源Ｉs に接続するスイッチ、Ｓ3 は被測定容量Ｃ
X を測定回路に接続するスイッチである。３は制御回路
であり、スイッチＳ1，Ｓ2 ，Ｓ3 のＯＮ／ＯＦＦを制
御する信号Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 を出力する。A data processing unit 2 includes an A / D conversion circuit for converting the output voltage of the inverting amplifier OPA into a digital value and an arithmetic circuit. 4 is diode D and DC power supply V LMT
A limiter circuit configured by S 1 , S 1 is a switch for connecting the circuit under test 1 to the constant voltage source V s1 , S 2 is a switch for connecting the circuit under test 1 to the constant current source I s , and S 3 is a measured capacitance C
A switch that connects X to the measurement circuit. A control circuit 3 outputs signals C 1 , C 2 and C 3 for controlling ON / OFF of the switches S 1 , S 2 and S 3 .

【００１１】次に図１の回路動作を図２のタイムチャー
トを参照して説明する。被測定回路１の浮遊容量又は被
測定容量の充電電圧をＶ0 とした場合、最初に定電流源
Ｉsの出力電流Ｉ1 の値と、後述する放電時間Ｔdsと
を、予想される浮遊容量の容量値Ｃsoに対して、次の式
が満足するように定める。Next, the circuit operation of FIG. 1 will be described with reference to the time chart of FIG. When the stray capacitance of the circuit under test 1 or the charging voltage of the circuit under test is set to V 0 , first, the value of the output current I 1 of the constant current source I s and the discharge time T ds described later are estimated as floating. The capacitance value C so of the capacitance is determined so that the following expression is satisfied.

【数９】Ｖ0 −Ｉ1 ＊Ｔds／Ｃso＝Ｖr ……（１） 但し、Ｖr は後述のように浮遊容量Ｃs のバラツキを考
慮して定めた所定の電圧値で、Ｖ0 に比べて十分小さい
正の電圧とする。## EQU9 ## V 0 −I 1 * T ds / C so = V r (1) However, V r is a predetermined voltage value determined in consideration of variations in the stray capacitance C s , as described later, The positive voltage is sufficiently smaller than V 0 .

【００１２】測定１ 制御回路３がスタート信号を受けると、制御回路３は予
め定められた測定順序にしたがって出力信号Ｃ1 ，
Ｃ2 ，Ｃ3 を送出し、それぞれスイッチＳ1 ，Ｓ2，Ｓ
3 のＯＮ／ＯＦＦを制御する。測定開始に先立ち、スイ
ッチＳ3 をＯＦＦにして被測定回路１から被測定容量Ｃ
x を切離す。バイアス電源ＶOFの出力電圧Ｖb を、Ｖb
＝Ｖb1＝−Ｖr ＊Ｍ1／Ｍ2 に設定した後、次の手順で
測定を行う。Measurement 1 When the control circuit 3 receives the start signal, the control circuit 3 outputs the output signals C 1 ,
C 2 and C 3 are sent out, and switches S 1 , S 2 and S are respectively sent.
Controls ON / OFF of 3 . Before starting the measurement, the switch S 3 is turned off and the measured capacitance C is measured from the measured circuit 1.
Separate x . The output voltage V b of the bias power supply V OF is V b
= After setting the V b1 = -V r * M 1 / M 2, perform the measurement in the following procedure.

【００１３】 スイッチＳ1 を時刻ｔ1 〜ｔ3 の間Ｏ
Ｎにして、被測定回路１の浮遊容量Ｃ s を定電圧源Ｖs1
により電圧Ｖ0 に充電する。このとき、被測定回路１が
正の電圧に充電されバッファ増幅器ＢＡの出力端子に正
の電圧が出力されると、反転増幅器ＯＰＡは出力に負の
電圧を発生するが、この出力電圧がリミッタ回路４の動
作電圧ＶLMT に達する時刻ｔ2 になると、反転増幅器Ｏ
ＰＡの出力は下降を停止し、所定の電圧となる。Switch S1At time t1~ T3Between O
N, and the stray capacitance C of the circuit under test 1 sConstant voltage source Vs1
Voltage V0To charge. At this time, the circuit under test 1
It is charged to a positive voltage and the output terminal of the buffer amplifier BA is positive.
Is output, the inverting amplifier OPA outputs a negative voltage
Voltage is generated, but this output voltage drives the limiter circuit 4.
Working voltage VLMTTime t2Then, the inverting amplifier O
The output of PA stops falling and becomes a predetermined voltage.

【００１４】 スイッチＳ1 が時刻ｔ3 でＯＦＦにさ
れた後の時刻ｔ4 〜ｔ7 の間スイッチＳ2 をＯＮにし
て、被測定回路１の浮遊容量Ｃs を定電流源Ｉs の電流
Ｉ1 により放電すると、被測定回路１の電圧Ｖc1は、次
の式に基づいて時間の経過と共に直線的に下降する。[0014] In between switch S 2 at time t 4 ~t 7 after the switch S 1 is being turned OFF at time t 3 to ON, the stray capacitance C s of the measuring circuit 1 of the constant current source I s current When discharged by I 1, the voltage V c1 of the circuit under test 1 decreases linearly with the passage of time based on the following equation.

【数１０】Ｖc1＝Ｖ0 −Ｉ1 ＊ｔ／Ｃs 但し、ｔは時刻ｔ4 からの経過時間である。即ち、バッ
ファ増幅器ＢＡの出力電圧は、入力電圧と同じであるか
ら図２のタイムチャートのようにバッファ増幅器ＢＡの
出力電圧もＶc1と等しく、実線で示されているように下
降する。V c1 = V 0 −I 1 * t / C s where t is the elapsed time from time t 4 . That is, since the output voltage of the buffer amplifier BA is the same as the input voltage, the output voltage of the buffer amplifier BA is also equal to V c1 as shown in the time chart of FIG. 2 and drops as shown by the solid line.

【００１５】時刻ｔ5 において、バッファ増幅器ＢＡの
出力がリミッタ回路４の動作電圧Ｖ LMT まで下降する
と、この時点から反転増幅器ＯＰＡの出力ＶCM1 は出力
制限が解除されて、時間の経過と共に実線で示されてい
るように上昇する。なお、リミッタ回路４は、反転増幅
器ＯＰＡが過負荷になるのを防止するためのもので、も
し反転増幅器ＯＰＡが過入力になっても差支えないもの
であるときは、リミッタ回路４は省略してもよい。反転
増幅器ＯＰＡの出力が飽和しないと仮定した場合の反転
増幅器ＯＰＡの出力は、図２に一点鎖線で示される電圧
特性として表わされる。Time tFiveAt the buffer amplifier BA
The output is the operating voltage V of the limiter circuit 4. LMTDescend to
And from this point, the output V of the inverting amplifier OPACM1Is the output
The restrictions have been lifted and are shown as solid lines over time.
To rise. The limiter circuit 4 uses an inverting amplification
To prevent the OPA from overloading,
However, it does not matter if the inverting amplifier OPA has an excessive input.
In case of, the limiter circuit 4 may be omitted. Inversion
Inversion assuming that the output of the amplifier OPA is not saturated
The output of the amplifier OPA is the voltage indicated by the alternate long and short dash line in FIG.
It is expressed as a characteristic.

【００１６】 スイッチＳ2 をＯＮにして、被測定回
路１の放電が開始した時刻ｔ4 から、所定の放電時間Ｔ
dsを経過した時刻ｔ7 でスイッチＳ2 はＯＦＦとなり放
電が終了し、被測定回路１の電圧Ｖc1は変化しなくな
る。この時の電圧Ｖc1の値をＶ1とすると、Ｖ1 は次の
式によって表される。From the time t 4 when the switch S 2 is turned on and the discharge of the circuit under test 1 starts, a predetermined discharge time T
At time t 7 when ds has passed, the switch S 2 is turned off, the discharge is completed, and the voltage V c1 of the circuit under test 1 does not change. When the value of the voltage V c1 at this time is V 1 , V 1 is represented by the following equation.

【数１１】Ｖ1 ＝Ｖ0 −Ｉ1 ＊Ｔds／Ｃs ……（２） また、反転増幅器ＯＰＡの出力電圧ＶM1は、次式のよう
になる。V 1 = V 0 −I 1 * T ds / C s (2) Further, the output voltage V M1 of the inverting amplifier OPA is expressed by the following equation.

【数１２】 ＶM1＝Ｍ1 ＊Ｖ1 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1 ……（３） 従って、浮遊容量Ｃs の値は、前記式（２）（３）か
ら、次式（４）によって求められる。[Equation 12] V M1 = M 1 * V 1 + M 2 * V b1 (3) Therefore, the value of the stray capacitance C s is obtained from the equations (2) and (3) by the following equation (4). .

【数１３】 Ｃs ＝Ｉ1 ＊Ｔds／（Ｖ0 ＋Ｖb1＊Ｍ2 ／Ｍ1 −ＶM1／Ｍ1 ） ……（４） [Number 13] C s = I 1 * T ds / (V 0 + V b1 * M 2 / M 1 -V M1 / M 1) ...... (4)

【００１７】なお、被測定物によっては負の電圧が印加
できないものがある。このことを考慮して、前述の説明
では被測定回路１に負の電圧の印加が許容されないもの
として、Ｖr を定電圧源Ｖs1の電圧Ｖ0 に比較して小さ
い正の電圧とした。即ち、放電完了時の被測定回路１の
電圧Ｖ1 は、被測定回路１の容量に比例して変化するか
ら、個々の被測定物によって浮遊容量にバラツキがある
と、それによって放電完了時の被測定回路１の電圧Ｖ1
は変化する。従って、最も少ない浮遊容量の場合に、放
電完了時の被測定回路１の電圧Ｖ1 が零電位になるよう
にする必要がある。Depending on the object to be measured, a negative voltage may not be applied. In consideration of this, in the above description, V r is set to a positive voltage smaller than the voltage V 0 of the constant voltage source V s1 , assuming that the circuit under test 1 is not allowed to be applied with a negative voltage. That is, since the voltage V 1 of the circuit under measurement 1 at the time of completion of discharge changes in proportion to the capacity of the circuit under test 1 , if there is variation in the stray capacitance between individual objects to be measured, the voltage V 1 at the time of completion of discharge is thereby increased. Voltage V 1 of circuit under test 1
Changes. Therefore, it is necessary to set the voltage V 1 of the circuit under test 1 at the completion of discharge to the zero potential when the stray capacitance is the smallest.

【００１８】このようにすると、浮遊容量が標準値（バ
ラツキの中心にある前記Ｃso）である被測定物の場合
の、放電完了時の被測定回路１の電圧Ｖ1 は前述のＶr
になる。この電圧は反転増幅器ＯＰＡによりＭ1 倍に増
幅され、その分、出力電圧をオフセットさせることにな
る。バイアス電源ＶOFの出力電圧Ｖb を−Ｖr ＊Ｍ1 ／
Ｍ2 にすると、前記オフセット電圧を取り除いて、放電
完了時の測定電圧ＶM1を零電位として測定範囲の中心に
合致させることができるから、測定範囲をもっとも有効
に利用できるようになる。被測定回路１に負の電圧の印
加が許容される場合には、Ｖr を零電位又は小さい負の
電圧としてもよい。In this way, the voltage V 1 of the circuit under test 1 at the time of completion of discharge in the case of the object under test whose stray capacitance is a standard value (the above-mentioned C so at the center of variation) is the above-mentioned V r.
become. This voltage is amplified by M 1 times by the inverting amplifier OPA, and the output voltage is offset by that amount. The output voltage V b of the bias power supply V OF is -V r * M 1 /
When M 2 is set, the offset voltage can be removed and the measured voltage V M1 at the time of discharge completion can be set to zero potential to match the center of the measured range, so that the measured range can be used most effectively. When application of a negative voltage to the circuit under test 1 is allowed, V r may be zero potential or a small negative voltage.

【００１９】なお、前記の増幅倍率Ｍ1 の値は、測定精
度を上げるためには大きい方がよいが、放電完了時の測
定電圧ＶM1のバラツキの幅は、データ処理部２のＡ／Ｄ
変換器の測定範囲内に収まるようにしなければならない
から、個々の被測定物による浮遊容量のバラツキ幅によ
って大きさが制約される。個々の被測定物による浮遊容
量のバラツキ幅が大きく、増幅倍率Ｍ1 の値を十分に大
きな値にできない場合は、反転増幅器ＯＰＡの増幅度を
切り替え可能な構造にして、２回目の測定時に十分大き
な値に切り替えるようにするとよい。The value of the amplification factor M 1 is preferably large in order to improve the measurement accuracy, but the width of the variation of the measured voltage V M1 at the time of completion of discharge is determined by the A / D of the data processing unit 2.
Since it must be within the measuring range of the converter, the size is limited by the variation width of the stray capacitance depending on the object to be measured. When the variation of the stray capacitance due to each object to be measured is large and the value of the amplification factor M 1 cannot be set to a sufficiently large value, the structure is such that the amplification degree of the inverting amplifier OPA can be switched, which is sufficient for the second measurement. You should switch to a larger value.

【００２０】測定２ ２回目の測定開始に先立ち、スイッチＳ3 をＯＮにし
て、被測定回路１の被測定容量Ｃx を浮遊容量Ｃs に並
列接続して両者の合成容量とする。バイアス電源ＶOFの
出力電圧Ｖb を、次式（５）により変更する。Measurement 2 Prior to the start of the second measurement, the switch S 3 is turned on, and the measured capacitance C x of the measured circuit 1 is connected in parallel to the stray capacitance C s to obtain a combined capacitance of both. The output voltage V b of the bias power supply V OF is changed by the following equation (5).

【数１４】 Ｖb ＝Ｖb2＝−（ＶM1−Ｖb1＊Ｍ2 ）／Ｍ2 ……（５）[Number 14] V b = V b2 = - ( V M1 -V b1 * M 2) / M 2 ...... (5)

【００２１】これは被測定回路１の浮遊容量Ｃs を測定
する１回目の測定時において、浮遊容量Ｃs の放電終了
時の反転増幅器ＯＰＡの出力電圧ＶM1を零電位にするも
ので、前記（３）式において出力電圧ＶM1を零電位とお
き、Ｖb1をＶb2に置き換えて得られた式に、同じく
（３）式をＶ1 について解いて得た値を代入して得られ
る。これにより、次に述べる２回目の測定時に反転増幅
器ＯＰＡの出力電圧が飽和することなしに、前記倍率Ｍ
1 の値を十分に大きくして被測定容量を高精度で測定す
ることができるようになる。なお、前記演算はデータ処
理部２内の演算回路により行う。しかる後に、測定１と
同じ手順で測定動作を行う。この場合の被測定回路１の
電圧Ｖc2（＝バッファ増幅器ＢＡの出力電圧）及び反転
増幅器ＯＰＡの出力ＶCM 2 は、図２のタイムチャートに
点線で示される電圧特性となる。This is because the output voltage V M1 of the inverting amplifier OPA at the end of discharging the stray capacitance C s is set to zero potential in the first measurement of the stray capacitance C s of the circuit under test 1. In the equation (3), the output voltage V M1 is set to zero potential, and the value obtained by solving the equation (3) for V 1 is substituted for the equation obtained by replacing V b1 with V b2 . As a result, the output voltage of the inverting amplifier OPA is not saturated during the second measurement described below, and the magnification M
It becomes possible to measure the measured capacitance with high accuracy by making the value of 1 sufficiently large. The calculation is performed by the calculation circuit in the data processing unit 2. After that, the measurement operation is performed in the same procedure as the measurement 1. In this case, the voltage V c2 of the circuit under test 1 (= output voltage of the buffer amplifier BA) and the output V CM 2 of the inverting amplifier OPA have the voltage characteristics shown by the dotted line in the time chart of FIG.

【００２２】この測定動作において、時刻ｔ7 での被測
定回路１の電圧（＝図２のバッファ増幅器ＢＡの出力電
圧）Ｖ2 、及び図２の反転増幅器ＯＰＡの出力電圧ＶM2
は、それぞれ次式（６）（７）により表される。In this measurement operation, the voltage (= the output voltage of the buffer amplifier BA of FIG. 2) V 2 of the circuit under test 1 at the time t 7 and the output voltage V M2 of the inverting amplifier OPA of FIG.
Are respectively expressed by the following equations (6) and (7).

【数１５】 Ｖ2 ＝Ｖ0 −Ｉ1 ＊Ｔds／（Ｃs ＋Ｃx ） ……（６） ∴（Ｃs ＋Ｃx ）＝Ｉ1 ＊Ｔds／（Ｖ0 −ＶM2／Ｍ1 −Ｖb2＊Ｍ2 ／Ｍ1 ） ……（７） 従って、被測定容量Ｃx は、（４）式，（５）式及び
（７）式より次式（８）により求めることができる。[Equation 15] V 2 = V 0 −I 1 * T ds / (C s + C x ) ... (6) ∴ (C s + C x ) = I 1 * T ds / (V 0 −VM 2 / M 1 -V b2 * M 2 / M 1 ) (7) Therefore, the measured capacitance C x can be obtained by the following equation (8) from the equations (4), (5) and (7).

【数１６】 Ｃx ＝Ｃs ＊ＶM2／（Ｍ1 ＊Ｖ0 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1−ＶM1−ＶM2） ……（８）[Number 16] C x = C s * V M2 / (M 1 * V 0 + M 2 * V b1 -V M1 -V M2) ...... (8)

【００２３】[0023]

【実施例】本発明の図１に示した微少容量測定回路にお
ける他の測定方法の実施例を説明する。 (1) 前述の実施例においては、スイッチＳ3 を開いた状
態で行う１回目の浮遊容量Ｃs の測定時と、スイッチＳ
3 を閉じた状態で行う２回目の浮遊容量に被測定容量を
並列接続した合成容量の測定時とも、放電電流Ｉ1 は同
一値として測定を行ったが、この実施例は、２回目の測
定時における放電電流Ｉ1 の値を、１回目の測定時の放
電時間Ｔdsの放電終了時における浮遊容量Ｃs の残留電
圧に基づいて放電電流値Ｉ1 を変更して測定するもので
ある。即ち、１回目の測定では前述の実施例と同じ要領
で測定を行い、第１の測定電圧値ＶM1を得る。この測定
結果を基に２回目の測定時には、被測定回路１の容量値
が前記と同じ浮遊容量Ｃs であると仮定したときに、放
電時間Ｔdsの放電終了時における反転増幅器ＯＰＡの出
力電圧ＶM2が零電位となるべき放電電流、即ち定電流電
源Ｉs の電流値を下記（９）式により求められる電流値
Ｉ2 に変更する。EXAMPLE An example of another measuring method in the minute capacitance measuring circuit shown in FIG. 1 of the present invention will be described. (1) In the above-described embodiment, the first time the stray capacitance C s is measured with the switch S 3 open, and the switch S 3
The discharge current I 1 was measured at the same value during the measurement of the combined capacitance in which the measured capacitance was connected in parallel to the stray capacitance during the second measurement performed in the state where 3 was closed. The value of the discharge current I 1 at that time is measured by changing the discharge current value I 1 based on the residual voltage of the stray capacitance C s at the end of discharge of the discharge time T ds at the first measurement. That is, in the first measurement, the measurement is performed in the same manner as in the above-mentioned embodiment to obtain the first measured voltage value V M1 . At the time of the second measurement based on this measurement result, assuming that the capacitance value of the circuit under test 1 is the same stray capacitance C s as described above, the output voltage of the inverting amplifier OPA at the end of discharge for the discharge time T ds. The discharge current at which V M2 should be a zero potential, that is, the current value of the constant current power supply I s is changed to the current value I 2 obtained by the following equation (9).

【００２４】[0024]

【数１７】 Ｉ2 ＝Ｉ1 （Ｖ0 ＋Ｖb1＊Ｍ2 ／Ｍ1 ）／（Ｖ0 ＋Ｖb1＊Ｍ2 ／Ｍ1 −ＶM1／ Ｍ1 ） ……（９） なお、（９）式は、前記（３）式をＶ1 について解き、
これを（２）式に代入し、この式のＩ1 をＩ2 に置き換
え、さらにＶM1＝０とおくと、[Number 17] I 2 = I 1 (V 0 + V b1 * M 2 / M 1) / (V 0 + V b1 * M 2 / M 1 -V M1 / M 1) ...... (9) It should be noted, (9) The equation is obtained by solving the equation (3) for V 1 .
Substituting this into equation (2), replacing I 1 in this equation with I 2, and setting V M1 = 0,

【数１８】 Ｖ0 −Ｉ2 ＊Ｔds／Ｃs ＝−Ｖb1＊Ｍ2 ／Ｍ1 ……（１０） が得られるので、これをＩ2 について解き、これと
（２）式から求めたＣs ／Ｔdsとから誘導することがで
きる。これにより、次に述べる２回目の測定時に反転増
幅器ＯＰＡの出力電圧ＶM2が飽和することなしに前記増
幅倍率Ｍ1 の値を十分大きくして、被測定容量値Ｃx を
高精度で測定することができるようになる。## EQU16 ## Since V 0 -I 2 * T ds / C s = -V b1 * M 2 / M 1 (10) is obtained, this is solved for I 2 and calculated from this and the equation (2). It can be derived from C s / T ds . As a result, the value of the amplification factor M 1 is sufficiently increased without saturating the output voltage V M2 of the inverting amplifier OPA during the second measurement described below, and the measured capacitance value C x is measured with high accuracy. Will be able to.

【００２５】このようにすると、１回目の測定時の反転
増幅器ＯＰＡの出力電圧ＶM1は前述の（３）式と同じで
あるが、２回目の測定時の反転増幅器ＯＰＡの出力ＶM2
は、In this way, the output voltage V M1 of the inverting amplifier OPA at the first measurement is the same as that of the above formula (3), but the output V M2 of the inverting amplifier OPA at the second measurement is obtained.
Is

【数１９】 ＶM2＝Ｍ1 ＊Ｖ2 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1＝Ｍ1 ［Ｖ0 −Ｉ2 ＊Ｔds／（Ｃs ＋Ｃx ）］ ＋Ｍ2 ＊Ｖb1 ……（１１） となる。（１１）式をＣx について解き、更に前記（１
０）式の関係を用いて整理して被測定容量Ｃx を求める
と、[Formula 19] V M2 = M 1 * V 2 + M 2 * V b1 = M 1 [V 0 −I 2 * T ds / (C s + C x )] + M 2 * V b1 (11) The equation (11) is solved for C x , and the above (1
When the measured capacitance C x is obtained by rearranging using the relationship of the equation (0),

【数２０】 Ｃx ＝Ｃs ＊ＶM2／（Ｍ1 ＊Ｖ0 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1−ＶM2） ……（１２） を得る。浮遊容量Ｃs は１回目の測定時の測定電圧値Ｖ
M1から上記（４）式より求めることができるから、これ
を（１２）式に代入して被測定容量Ｃx の容量値Ｃx を
求めることができる。Equation 20] C x = C s * V M2 / (M 1 * V 0 + M 2 * V b1 -V M2) to obtain ...... (12). The stray capacitance C s is the measured voltage value V during the first measurement.
Since it can be obtained from M1 by the above equation (4), this can be substituted into the equation (12) to obtain the capacitance value C x of the measured capacitance C x .

【００２６】(2) 前述の各実施例は、１回目の浮遊容量
Ｃs の測定時と、２回目の浮遊容量Ｃ s と被測定容量Ｃ
x との合成容量の測定時とも同一の放電時間Ｔdsとして
いたが、この実施例においては、図３のタイムチャート
に示すように、１回目の浮遊容量Ｃs の放電時間Ｔds1
の放電終了時に測定したバッファ増幅器ＢＡの出力電圧
Ｖ1 をもとに、このバッファ増幅器ＢＡの出力電圧Ｖ1
が零電位になるような放電時間Ｔds2 を演算により求
め、この放電時間Ｔds2 を制御回路３内に設けられた図
示していないタイマーにセットし、２回目の浮遊容量Ｃ
s と被測定容量Ｃxとの合成容量の測定における放電時
には、この放電時間Ｔds2 により放電を行う。(2) In each of the above embodiments, the first stray capacitance
CsAnd the second stray capacitance C sAnd measured capacitance C
xThe same discharge time T when measuring the combined capacity withdsAs
However, in this embodiment, the time chart of FIG.
As shown in, the first stray capacitance CsDischarge time Tds1
Output voltage of buffer amplifier BA measured at the end of discharge
V1Based on, the output voltage V of this buffer amplifier BA1
Discharge time T so that the potential becomes zerods2Is calculated by
Therefore, this discharge time Tds2Figure provided in the control circuit 3
Set the timer (not shown) and the second stray capacitance C
sAnd measured capacitance CxDuring discharge in measuring the combined capacity of
This discharge time Tds2To discharge.

【００２７】即ち、１回目の放電時間をＴds1 とし、２
回目の放電時間をＴds2 とするとき、That is, assuming that the first discharge time is T ds1 , 2
When the discharge time of the second time is T ds2 ,

【数２１】 Ｔds2 ＝Ｔds1 （Ｍ1 ＊Ｖ0 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1）／（Ｍ1 ＊Ｖ0 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1−Ｖ M1 ） ……（１３） とする。これは（２）式において、Ｖ1 を（３）式でＶ
M1＝０として求めたＶ 1 と置き換え、Ｔds1 をＴds2 に
置き換えて、Ｔds2 について解くことにより得られる。
なお、バイアス電源ＶOFの出力電圧Ｖb は１回目と同じ
値、即ち、Ｖb2＝Ｖb1としておく。しかる時は、１回目
の測定では前述の各実施例と同じであるから、浮遊容量
Ｃ s は前述の（４）式（ただしＴdsはＴds1 に置き換え
る）により求めることができる。[Equation 21]   Tds2= Tds1(M1* V0+ M2* Vb1) / (M1* V0+ M2* Vb1-V M1 ) …… (13) And In equation (2), this is V1Is expressed by the formula (3) as V
M1V obtained as = 0 1Replaced with Tds1To Tds2To
Replace, Tds2It is obtained by solving for.
The bias power supply VOFOutput voltage VbIs the same as the first time
Value, ie Vb2= Vb1I will keep it. The first time when you make a decision
In the measurement of, the stray capacitance
C sIs the equation (4) (where TdsIs Tds1Replaced with
Can be obtained by

【００２８】次に、２回目の測定においては、前記
（６）式のＴdsをＴds2 に置き換えた（１４）式が得ら
れる。Next, in the second measurement, the equation (14) in which T ds in the equation (6) is replaced with T ds2 is obtained.

【数２２】 Ｖ2 ＝Ｖ0 −Ｉ1 ＊Ｔds2 ／（Ｃs ＋Ｃx ） ……（１４） また、反転増幅器ＯＰＡの出力電圧ＶM2は、V 2 = V 0 −I 1 * T ds2 / (C s + C x ) (14) Further, the output voltage V M2 of the inverting amplifier OPA is

【数２３】 ＶM2＝Ｍ1 ＊Ｖ2 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1 ……（１５） となるから、ＴdsをＴds1 に置き換えた（２）式と、
（３）式の関係を前記（１４）式、（１５）式に代入し
てＣx について解くと、Since V M2 = M 1 * V 2 + M 2 * V b1 (15), T ds is replaced by T ds1 and the following equation (2) is given.
Substituting the relationship of the equation (3) into the equations (14) and (15) and solving for C x ,

【数２４】 Ｃx ＝Ｃs ＊ＶM2／（Ｍ1 ＊Ｖ0 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1−ＶM2） ……（１６） としてＣx が求まる。C x = C s * V M2 / (M 1 * V 0 + M 2 * V b1 −V M2 ) ... (16) to obtain C x .

【００２９】なお、図３において、時刻ｔ8 は２回目の
測定における放電開始時刻ｔ4 から放電時間Ｔds2 経過
後の放電終了のタイミングを示しており、バッファ増幅
器ＢＡ又は反転増幅器ＯＰＡの各出力電圧Ｖc1又はＶ
CM1 の下降又は上昇を延長したとき、それぞれ零電位と
交わる点である。In FIG. 3, time t 8 shows the timing of the discharge end after the discharge time T ds2 has elapsed from the discharge start time t 4 in the second measurement, and each output of the buffer amplifier BA or the inverting amplifier OPA. Voltage V c1 or V
This is the point at which the zero potential intersects when the fall or rise of CM1 is extended.

【００３０】(3) 前述の実施例は、１回目の測定におい
て浮遊容量Ｃs を所定電圧Ｖ0 に充電した後に、所定の
放電電流Ｉ1 で放電後のバッファ増幅器ＢＡの出力電圧
Ｖ1 が小さい正の電圧となるように放電時間Ｔds1 を設
定したが、この実施例では所定の放電電流Ｉ1 によりバ
ッファ増幅器ＢＡの出力電圧Ｖ1 が零電位になるまで放
電し、この零電位になるまでの放電時間Ｔdsを測定し記
憶しておき、２回目の浮遊容量Ｃs と被測定容量Ｃx と
の合成容量の測定時にも、同一の放電電流Ｉ1 により前
述の記憶してある放電時間Ｔdsの間放電し、この放電終
了時の反転増幅器ＯＰＡの出力電圧ＶM2を測定をするよ
うにしたものである。この場合は、バイアス電源ＶOFは
不要になる。この測定動作を、図４のタイムチャートに
より説明する。[0030] (3) In the above embodiment, after charging the stray capacitance C s to a predetermined voltage V 0 in the first measurement, the output voltage V 1 of the buffer amplifier BA after discharge at a predetermined discharge current I 1 Although the discharge time T ds1 is set so as to have a small positive voltage, in this embodiment, the output voltage V 1 of the buffer amplifier BA is discharged by the predetermined discharge current I 1 until it reaches the zero potential, and this discharge reaches the zero potential. The discharge time T ds up to and including the discharge time T ds is measured and stored, and when the combined capacitance of the stray capacitance C s and the measured capacitance C x is measured for the second time, the same discharge current I 1 causes the previously stored discharge. The discharge is performed for the time T ds , and the output voltage V M2 of the inverting amplifier OPA at the end of this discharge is measured. In this case, the bias power supply V OF becomes unnecessary. This measurement operation will be described with reference to the time chart of FIG.

【００３１】即ち、前述したと同様に最初にスイッチＳ
2 ，Ｓ3 をＯＦＦとし、時刻ｔ1 においてスイッチＳ1
をＯＮにして浮遊容量Ｃs を定電圧源Ｖs1により所定電
圧Ｖ 0 に充電する。次に充電完了後の時刻ｔ3 でスイッ
チＳ1 をＯＦＦとし、その後時刻ｔ4 にてスイッチＳ2
をＯＮにして浮遊容量Ｃs の電圧Ｖc1が零電位となるま
で放電電流Ｉ1 を流して放電させる。電圧Ｖc1が零電位
になればバッファ増幅器ＢＡの出力電圧Ｖ1 及び反転増
幅器ＯＰＡの出力電圧ＶM1も零電位となるから、このタ
イミングを図示していないアナログコンパレータなどに
より検出し、その出力を制御回路３に送って放電を停止
せしめると共に、放電に要した時間Ｔdsを図示していな
いタイムカウンタなどにより計測して、そのその放電時
間Ｔdsを制御回路３内のタイマーに記憶させる。That is, first of all, as described above, the switch S
2, S3Is turned off and time t1At switch S1
ON and stray capacitance CsConstant voltage source Vs1By a predetermined voltage
Pressure V 0To charge. Next, time t after completion of charging3Switch
Chi S1Is turned off, and at time tFourSwitch S2
ON and stray capacitance CsVoltage Vc1Until zero potential
Discharge current I1Flow to discharge. Voltage Vc1Is zero potential
Output voltage V of the buffer amplifier BA1And reversal increase
Output voltage V of width device OPAM1Also becomes zero potential, so this
For analog comparators (not shown)
Detected and send the output to the control circuit 3 to stop the discharge
The time T required for dischargedsNot shown
When measured by a time counter, etc.,
Interval TdsIs stored in the timer in the control circuit 3.

【００３２】次に２回目の測定に入り、前述したと同様
にスイッチＳ2 をＯＦＦ、スイッチＳ1 ，Ｓ3 をＯＮと
して、浮遊容量Ｃs と被測定容量Ｃx との合成容量を定
電圧源Ｖs1により所定電圧Ｖ0 に充電する。充電完了後
の時刻ｔ3 でスイッチＳ1 をＯＦＦとし、その後時刻ｔ
4 にてスイッチＳ2 をＯＮにして、前述の放電電流Ｉ 1
により放電を開始させ、制御回路３内のタイマーは前述
の記憶した時刻ｔ7 までの放電時間Ｔdsの期間、出力信
号Ｃ2 を送出し、スイッチＳ2 をＯＮにする。当該放電
時間Ｔds経過後の時刻ｔ7 においてスイッチＳ2 をＯＦ
Ｆにして放電は終了し、被測定回路１の電圧Ｖc2は変化
しなくなる。この時の電圧Ｖc2の電圧値Ｖ2 を、バッフ
ァ増幅器ＢＡを介し反転増幅器ＯＰＡにより増幅して出
力電圧ＶM2として測定し、これを用いて被測定容量Ｃx
の容量値を求める。Next, the second measurement was started, and the same as described above.
Switch S2OFF, switch S1, S3ON
And the stray capacitance CsAnd measured capacitance CxDetermine the combined capacity with
Voltage source Vs1Predetermined voltage V0To charge. After charging is completed
Time t3Switch S1Is turned off, and at time t
FourSwitch S2Is turned on, and the above-mentioned discharge current I 1
Discharge is started by the timer in the control circuit 3
Memorized time t7Discharge time TdsPeriod, output signal
Issue C2Switch S2Turn on. The discharge
Time TdsTime t after elapse7At switch S2OF
The discharge voltage is set to F and the discharge is completed.c2Is change
Will not do. Voltage V at this timec2Voltage value V2The buff
Amplified by the inverting amplifier OPA via the amplifier BA and output.
Force voltage VM2As the measured capacitance Cx
Calculate the capacitance value of.

【００３３】即ち、１回目の測定においてThat is, in the first measurement

【数２５】 Ｖ0 −Ｉ1 ＊Ｔds／Ｃs ＝ＶM1／Ｍ＝０ ……（１７） これにより浮遊容量Ｃs の容量値Ｃs は[Number 25] V 0 -I 1 * T ds / C s = V M1 / M = 0 ...... (17) As a result the capacitance value C s of the stray capacitance C s is

【数２６】Ｃs ＝Ｉ1 ＊Ｔds／Ｖ0 ……（１８） として求めることができる。It can be obtained as C s = I 1 * T ds / V 0 (18)

【００３４】２回目の測定においてIn the second measurement

【数２７】 Ｖ0 −Ｉ1 ＊Ｔds／（Ｃs ＋Ｃx ）＝ＶM2／Ｍ1 ……（１９） 被測定容量Ｃx の容量値Ｃx は、（１７）式，（１９）
式よりV 0 −I 1 * T ds / (C s + C x ) = V M2 / M 1 (19) The capacitance value C x of the measured capacitance C x is expressed by the equation (17), (19).
From the formula

【数２８】 Ｃx ＝Ｃs ＊ＶM2／（Ｍ1 ＊Ｖ0 −ＶM2） ……（２０） として求めることができる。なお、図４において浮遊容
量Ｃs のみの測定時の電圧変化は実線で示し、浮遊容量
Ｃs と被測定容量Ｃx との合成容量の測定時における電
圧変化は点線で示してある。また、リミッタ回路４を用
いない場合で反転増幅器ＯＰＡの出力が飽和しないと仮
定した場合の反転増幅器ＯＰＡの出力対象部分を一点鎖
線で示してある。(28) C x = C s * VM 2 / (M 1 * V 0 −VM 2 ) ... (20) In FIG. 4, the voltage change when only the stray capacitance C s is measured is shown by a solid line, and the voltage change when the combined capacitance of the stray capacitance C s and the measured capacitance C x is measured is shown by a dotted line. Further, the output target portion of the inverting amplifier OPA is shown by a chain line when it is assumed that the output of the inverting amplifier OPA is not saturated when the limiter circuit 4 is not used.

【００３５】(4) これまでに説明した図１の実施例で
は、放電電流Ｉ1 は被測定回路１の充電が完了し、時刻
ｔ3 においてスイッチＳ1 を開放した後、若干の時間を
おいた時刻ｔ4 においてスイッチＳ2 を閉じることによ
って放電を開始するようにしていたが、次の実施例はス
イッチＳ2 を省略し、放電電流を常時流すようにした実
施例で図５の回路図と，図６のタイムチャートにより説
明する。この実施例は図５に示すようにスイッチＳ2 を
削除して、定電流源Ｉs を直接被測定回路１に接続する
と共に、反転増幅器ＯＰＡの出力とデータ処理部２との
間にサンプル・ホールド回路５を設けたものである。(4) In the embodiment shown in FIG. 1 described above, the discharge current I 1 is maintained for some time after the charging of the circuit under test 1 is completed and the switch S 1 is opened at time t 3 . The discharge was started by closing the switch S 2 at the time t 4 when the switch S 2 was turned on. However, in the next embodiment, the switch S 2 is omitted and the discharge current is always supplied. And the time chart of FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the switch S 2 is omitted, the constant current source I s is directly connected to the circuit under test 1, and a sample voltage is provided between the output of the inverting amplifier OPA and the data processing unit 2. A hold circuit 5 is provided.

【００３６】図５の実施例において、浮遊容量Ｃs の１
回目の測定と、浮遊容量Ｃs と被測定容量Ｃx との合成
容量の２回目の測定におけるスイッチＳ1 のＯＮによ
り、図６のタイムチャートの時刻ｔ1 からｔ3 までの充
電時間ではＶs1が定電圧電源であるから、この充電中に
放電電流が流れていても充電の動作に支障はなく、この
間の動作は図２のタイムチャートと同じである。充電が
完了して、時刻ｔ3 でスイッチＳ1 を開放すると、放電
電流Ｉ1 が被測定回路１に流れ始め、放電が開始され
る。従って、これまでに説明した実施例における時刻ｔ
4 以降ｔ7 までの動作が、この実施例では時刻ｔ3 から
始まることになる。即ち、時刻ｔ3 〜ｔ7 間の動作は、
図２における時刻ｔ4 〜ｔ7 の動作波形をそのまま左に
移動して、時刻ｔ4 をｔ3 に重ね合わせたものと同じに
なる。In the embodiment of FIG. 5, the stray capacitance C s is 1
Since the switch S 1 is turned on in the second measurement and the second measurement of the combined capacitance of the stray capacitance C s and the measured capacitance C x , the charging time from the time t 1 to t 3 in the time chart of FIG. Since s1 is a constant voltage power supply, even if a discharge current flows during this charging, there is no problem in the charging operation, and the operation during this period is the same as the time chart in FIG. When the charging is completed and the switch S 1 is opened at time t 3 , the discharge current I 1 begins to flow into the circuit under test 1 and the discharge is started. Therefore, the time t in the embodiment described so far
The operation from 4 to t 7 starts from time t 3 in this embodiment. In other words, the operation between the time t 3 ~t 7,
The operation waveforms at time t 4 ~t 7 in FIG. 2 as it moves towards the left the time t 4 the same as that superimposed on t 3.

【００３７】スイッチＳ1 を時刻ｔ3 で開放後、所定の
放電時間Ｔds経過後のｔ7 において、制御回路３からの
制御信号Ｃ4 により、サンプル・ホールド回路５をサン
プルモードからホールドモードに切換えて、時刻ｔ7 に
おける反転増幅器ＯＰＡの出力電圧ＶM1又はＶM2をホー
ルドさせ、この出力をデータ処理部２のＡ／Ｄ変換回路
によりＡ／Ｄ変換すれば、時刻ｔ7 における反転増幅器
ＯＰＡの出力電圧ＶM1及びＶM2を測定することができる
から、これらを用いて浮遊容量Ｃs 及び被測定容量Ｃx
の値を求めることができる。なお、時刻ｔ7 以降におい
ては、放電電流Ｉ1 が流れ続けていると、被測定回路１
の電圧は時間と共に負方向に増大するから、クランプ回
路６を用いて上記電圧を制限する。After the switch S 1 is opened at the time t 3 , the sample-hold circuit 5 is changed from the sample mode to the hold mode by the control signal C 4 from the control circuit 3 at t 7 after the elapse of a predetermined discharge time T ds. When the output voltage V M1 or V M2 of the inverting amplifier OPA at time t 7 is held by switching and this output is A / D converted by the A / D conversion circuit of the data processing unit 2, the inverting amplifier OPA at time t 7 is changed. Since it is possible to measure the output voltages V M1 and V M2 of the stray capacitance C s and the measured capacitance C x
The value of can be obtained. After the time t 7 , if the discharge current I 1 continues to flow, the circuit under test 1
Since the voltage of 1 increases in the negative direction with time, the clamp circuit 6 is used to limit the voltage.

【００３８】また、前述した各実施例における被測定回
路１の充電は、定電圧源Ｖs1からスイッチＳ1 をＯＮに
して行うようにしているが、この充電を図７に示すよう
に放電電流Ｉ1 に比較して十分に大きい電流の定電流源
を使用してもよい。即ち、図７ではベース接地のトラン
ジスタＴs1を用いたもので、被測定回路１の電圧を所定
の電圧Ｖ1 に合致させるため、定電圧電源ＶCLP とクラ
ンプダイオードＤCLPを使用する。このようにすると、
スイッチＳ1 を電荷注入が少なく、極めて高速で動作す
るアナログスイッチとすることができるから、高速測定
が可能になる。これまで説明した実施例では、測定開始
時に被測定回路１を所定電圧Ｖ0 に充電した後、所定時
間放電して被測定回路１の電圧を零電位に近い電圧と
し、この電圧を増幅して測定し、被測定容量Ｃx を高精
度に測定するようにしたものである。Further, the circuit under test 1 in each of the above-mentioned embodiments is charged by turning on the switch S 1 from the constant voltage source V s1 , and this charging is performed by discharging current as shown in FIG. A constant current source having a sufficiently large current as compared with I 1 may be used. That is, in FIG. 7, the base-grounded transistor T s1 is used, and in order to match the voltage of the circuit under test 1 with the predetermined voltage V 1 , the constant voltage power supply V CLP and the clamp diode D CLP are used. This way,
Since the switch S 1 can be an analog switch which operates at extremely high speed with little charge injection, high speed measurement becomes possible. In the embodiments described so far, the circuit under test 1 is charged to a predetermined voltage V 0 at the start of measurement, and then discharged for a predetermined time so that the voltage of the circuit under test 1 becomes a voltage close to zero potential, and this voltage is amplified. The measured capacitance C x is measured with high accuracy.

【００３９】次に図８に示した実施例を説明する。この
実施例は、定電圧電源Ｖ0 を省略し、スイッチＳ1 を被
測定回路１とグランドとの間に接続したものである。即
ち、測定開始時に被測定回路１を所定電圧Ｖ0 に充電す
る代わりに、零電位にイニシャライズし、このイニシャ
ライズ完了後、定電流電源Ｉs の出力電流Ｉ1 （電流の
方向は図１と反対にする。）により、被測定回路１を所
定時間Ｔds充電する。Next, the embodiment shown in FIG. 8 will be described. In this embodiment, the constant voltage power source V 0 is omitted and the switch S 1 is connected between the circuit under test 1 and the ground. That is, at the start of measurement, the circuit under test 1 is initialized to zero potential instead of being charged to a predetermined voltage V 0, and after completion of this initialization, the output current I 1 of the constant current power supply I s (current direction is opposite to that in FIG. 1). Then, the circuit under test 1 is charged for T ds for a predetermined time.

【００４０】いうまでもなく、容量値がＣなるコンデン
サを電流値ＩでＴなる時間放電又は充電した場合、コン
デンサの電圧の変化量△Ｖは、△Ｖ＝（−／＋）ＩＴ／
Ｃ（−は放電時、＋は充電時）となり、充電と放電では
符号が変わるだけで変化量は同一である。従って、充電
電流Ｉ1 を前記各実施例における放電電流Ｉ1 と同じ値
で、方向だけが反転したものとし、充電時間Ｔdsを前記
各実施例と同じにしておけば、所定時間Ｔds経過後のコ
ンデンサ（被測定容量）の電圧の変化量は、前記各実施
例の場合と、符号が変わるだけで同一になる。Needless to say, when a capacitor having a capacitance value of C is discharged or charged at a current value of I for a time period of T, the variation amount ΔV of the capacitor voltage is ΔV = (− / +) IT /
It becomes C (-when discharging, + when charging), and the amount of change is the same between charging and discharging, only the sign is changed. Therefore, assuming that the charging current I 1 has the same value as the discharging current I 1 in each of the above-described embodiments and only the direction is reversed and the charging time T ds is the same as that in each of the above-described embodiments, the predetermined time T ds has elapsed. The amount of change in the voltage of the subsequent capacitor (measured capacitance) is the same as that in each of the above-described embodiments except that the sign is changed.

【００４１】前記各実施例では、被測定容量を、初期電
圧Ｖ0 から零電位付近まで放電して、放電完了時の電圧
と零電位との差電圧にバイアス電源ＶOFの出力電圧Ｖb
（Ｖ b1又はＶb2）を加算して、反転増幅器ＯＰＡにより
増幅し、その出力電圧を測定していた。即ち、測定電圧
ＶM （ＶM1又はＶM2）を表す一般式は、ＶM ＝Ｍ1 （Ｖ
0 −△Ｖ）＋Ｍ2 ＊Ｖb となる。In each of the above-mentioned embodiments, the measured capacitance is set to the initial voltage.
Pressure V0Voltage at the end of discharge
To the bias voltage VOFOutput voltage Vb
(V b1Or Vb2) Is added, and by the inverting amplifier OPA
It was amplified and the output voltage was measured. That is, the measured voltage
VM(VM1Or VM2) Is represented by VM= M1(V
0-△ V) + M2* VbBecomes

【００４２】これに対し、本実施例では零電位から充電
するので、充電完了時の被測定容量の電圧は前記各実施
例における初期電圧Ｖ0 付近の電圧となる。図８のバイ
アス電源ＶOFは、図１のバイアス電源ＶOFに相当するす
るものであるが、その極性を反転すると共に、出力電圧
Ｖb の大きさを前記各実施例における定電圧源Ｖs1の出
力電圧Ｖ0 に反転増幅器ＯＰＡの二つの入力に対する増
幅度の比Ｍ1 ／Ｍ2 を乗じて得た値、即ちＶ0 ＊Ｍ1 ／
Ｍ2 と、バイアス電源ＶOFの出力電圧Ｖb （Ｖ b1又はＶ
b2）の和に等しくしておく。このようにすると、反転増
幅器ＯＰＡの出力電圧の測定値ＶM （ＶM1又はＶM2）を
表す一般式は、ＶM ＝−［Ｍ1 （Ｖ0 −△Ｖ）＋Ｍ2 ＊
Ｖb ］となり、前記各実施例における各測定値ＶM1又は
ＶM2と同一値（符号だけが反転している）になる。On the other hand, in this embodiment, charging is performed from zero potential.
Therefore, the voltage of the measured capacitance at the end of charging is
Initial voltage V in the example0It becomes a voltage in the vicinity. Bye in Figure 8
Ass power VOFIs the bias power supply V of FIG.OFEquivalent to
Although the polarity is reversed, the output voltage
VbOf the constant voltage source V in each of the above embodiments.s1Out of
Force voltage V0To the two inputs of the inverting amplifier OPA.
Width ratio M1/ M2The value obtained by multiplying by, that is, V0* M1/
M2And bias power supply VOFOutput voltage Vb(V b1Or V
b2). This will increase the inversion.
Measured value V of the output voltage of the width device OPAM(VM1Or VM2)
The general formula to express is VM=-[M1(V0-△ V) + M2*
Vb] And each measured value V in each of the above-mentioned examplesM1Or
VM2And the same value (only the sign is inverted).

【００４３】従って、この実施例における各測定値ＶM1
及びＶM2を用いて、前記各実施例と全く同じ要領で被測
定容量Ｃx の値を求めることができる。なお、図８の実
施例におけるリミッタ回路４（ダイオードＤとＶLMT と
の直列接続回路）は、図１のリミッタ回路４とは反対極
性にする。この実施例のタイムチャートを図９に示す。Therefore, each measured value V M1 in this embodiment is
And V M2 , the value of the measured capacitance C x can be obtained in exactly the same manner as in each of the above-mentioned embodiments. The limiter circuit 4 (serial connection circuit of the diode D and V LMT ) in the embodiment of FIG. 8 has a polarity opposite to that of the limiter circuit 4 of FIG. The time chart of this embodiment is shown in FIG.

【００４４】これまでに説明した実施例において、定電
流源Ｉs を、図１０に示す破線のように、抵抗Ｒ5 を定
電圧源ＶS2に直列接続した簡易形のもに置き換え、電流
の調整はこの定電圧源Ｖs2の電圧を変更して行うように
してもよい。この測定回路の場合は、回路が簡単になる
代わりに他の実施例に比較して測定誤差が若干大きくな
る傾向がある。また、バッファ増幅器ＢＡの出力電圧を
反転増幅器ＯＰＡによって増幅する代りに、図１１に示
すようにバッファ増幅器ＢＡにバイアス電源ＶOFを印加
できる構成にすると共に、増幅度Ｍを持たせるようにし
て、反転増幅器ＯＰＡを省略してもよい。但し、この場
合、言うまでもなくバッファ増幅器ＢＡの非反転入力に
対する増幅度Ｍ1 は、Ｍ1 ＝１＋Ｒ6 ／Ｒ7 、反転入力
に対する増幅度Ｍ2 は、Ｍ2 ＝−Ｒ6 ／Ｒ7 （但し
Ｒ6 ，Ｒ7 は何れも抵抗Ｒ6 ，Ｒ7 の抵抗値）となるか
ら、前記各実施例における演算はこの関係を用いて行な
う。[0044] In the embodiments described so far, the constant current source I s, as shown by the broken line shown in FIG. 10, a resistor R 5 replacement monitor the simple type which is serially connected to the constant voltage source VS 2, the current The adjustment may be performed by changing the voltage of the constant voltage source V s2 . In the case of this measuring circuit, the measuring error tends to be slightly larger than that in the other embodiments, although the circuit is simplified. Further, instead of amplifying the output voltage of the buffer amplifier BA by the inverting amplifier OPA, the bias power supply V OF can be applied to the buffer amplifier BA as shown in FIG. 11, and the amplification degree M is provided. The inverting amplifier OPA may be omitted. However, in this case, needless to say amplification degree M 1 with respect to the non-inverting input of the buffer amplifier BA is, M 1 = 1 + R 6 / R 7, amplification degree M 2 for inverting input, M 2 = -R 6 / R 7 ( where Since both R 6 and R 7 are the resistance values of the resistors R 6 and R 7 , the calculation in each of the above embodiments is performed using this relationship.

【００４５】[0045]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は被
測定回路に存在する浮遊容量に対して被測定容量が非常
に小さい場合であっても、浮遊容量又は被測定容量の充
放電特性を利用して、被測定容量の容量値を短時間にか
つ高精度に測定することができるもので、例えば低温ポ
リシリコン表示器の画素容量試験や、ウエハーＴＡＧ内
の容量試験等のように、大きな浮遊容量を伴う環境下に
おける被測定容量が微少容量である場合の容量測定に顕
著な効果を奏するものである。As described above in detail, according to the present invention, even when the measured capacitance is very small with respect to the stray capacitance existing in the measured circuit, the charge / discharge characteristics of the stray capacitance or the measured capacitance are measured. It is possible to measure the capacitance value of the measured capacitance in a short time and with high accuracy by using, for example, as in the pixel capacitance test of the low temperature polysilicon display or the capacitance test in the wafer TAG, This has a remarkable effect on the capacitance measurement in the case where the measured capacitance is an extremely small capacitance in an environment with a large stray capacitance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例による微少容量測定回路図で
ある。FIG. 1 is a circuit diagram of a micro capacity measuring circuit according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の微少容量測定回路の測定例を説明する
ための測定電圧のタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart of measured voltage for explaining a measurement example of the microcapacity measuring circuit of the present invention.

【図３】本発明の微少容量測定回路の他の測定例を説明
するための測定電圧のタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart of a measurement voltage for explaining another measurement example of the minute capacity measuring circuit of the present invention.

【図４】本発明の微少容量測定回路のその他の測定例を
説明するための測定電圧のタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart of measured voltage for explaining another measurement example of the microcapacity measuring circuit of the present invention.

【図５】本発明の他の実施例による微少容量測定回路図
である。FIG. 5 is a circuit diagram of a micro capacity measuring circuit according to another embodiment of the present invention.

【図６】本発明の他の実施例の微少容量測定回路の測定
例を説明するための測定電圧のタイムチャートである。FIG. 6 is a time chart of a measurement voltage for explaining a measurement example of a micro capacity measuring circuit according to another embodiment of the present invention.

【図７】本発明の一実施例による微少容量測定回路の充
電回路を一部変更した部分回路図である。FIG. 7 is a partial circuit diagram in which a charging circuit of a micro capacity measuring circuit according to an embodiment of the present invention is partially modified.

【図８】本発明のその他の実施例による微少容量測定回
路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a micro capacity measuring circuit according to another embodiment of the present invention.

【図９】本発明のその他の実施例の微少容量測定回路の
測定例を説明するための測定電圧のタイムチャートであ
る。FIG. 9 is a time chart of a measurement voltage for explaining a measurement example of a micro capacity measuring circuit according to another embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の一実施例による微少容量測定回路の
放電回路を一部変更した部分回路図である。FIG. 10 is a partial circuit diagram in which the discharge circuit of the micro capacity measuring circuit according to an embodiment of the present invention is partially modified.

【図１１】本発明の別の実施例による微少容量測定回路
図である。FIG. 11 is a circuit diagram of a micro capacity measuring circuit according to another embodiment of the present invention.

【図１２】従来の微少容量測定回路の一例を示す回路図
である。FIG. 12 is a circuit diagram showing an example of a conventional minute capacity measuring circuit.

【図１３】従来の微少容量測定回路の測定例を説明する
ための測定電圧のタイムチャートである。FIG. 13 is a time chart of a measurement voltage for explaining a measurement example of a conventional minute capacity measuring circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 被測定回路 ２ Ａ／Ｄ変換回路及び演算回路を含むデータ処理部 ３ 制御回路 ４ リミッタ回路 ５ サンプル・ホールド回路 ６ クランプ回路 Ｃs 浮遊容量 Ｃx 被測定容量 ＢＡ バッファ増幅器 ＯＰＡ 反転増幅器 Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 スイッチ Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ，Ｒ5 ，Ｒ6 ，Ｒ7 抵抗 Ｖs1，Ｖs2 定電圧源 ＶOF 残留電圧補正用バイアス電源 Ｉs 定電流源 Ｄ ダイオード ＤCLP クランプダイオード1 circuit under test 2 data processing unit including A / D conversion circuit and arithmetic circuit 3 control circuit 4 limiter circuit 5 sample and hold circuit 6 clamp circuit C s stray capacitance C x measured capacitance BA buffer amplifier OPA inverting amplifier S 1 , S 2, S 3 switches R 1, R 2, R 3 , R 4, R 5, R 6, R 7 resistance V s1, V s2 constant voltage source V OF residual voltage correction bias source I s constant current source D diode D CLP clamp diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G028 AA01 AA02 BB11 CG07 DH03 DH12 DH13 FK01 FK02 GL07 GL09 5E082 MM31 MM35    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2G028 AA01 AA02 BB11 CG07 DH03                       DH12 DH13 FK01 FK02 GL07                       GL09                 5E082 MM31 MM35

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 被測定容量（Ｃx ）に比較して大きな浮
遊容量（Ｃs ）を伴なう状態にある微少容量の被測定容
量の容量値（Ｃx ）を測定する微少容量測定方法におい
て、 前記浮遊容量（Ｃs ）を所定の電圧（Ｖ0 ）に充電した
後、該充電された浮遊容量（Ｃs ）を所定の放電電流
（Ｉ1 ）で所定の時間（Ｔds）放電させて得られた電圧
（Ｖ1 ）を、第１の所定の倍率（Ｍ1 ）で増幅すると共
に、零電位を含む第１の補正用バイアス電圧（Ｖb1）を
第２の所定の倍率（Ｍ2 ）で増幅して得た電圧を測定し
て第１の測定電圧値（ＶM1）を得た後、該第１の測定電
圧値（ＶM1）から前記浮遊容量値（Ｃs ）を求めると共
に、前記第１の測定電圧値（ＶM1）が零電位となるべき
第２の補正用バイアス電圧（Ｖb2）を演算により求め、 次に前記浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃx ）と
の合成容量を再び前記所定の電圧（Ｖ0 ）に充電した
後、該充電された合成容量を前記所定の放電電流
（Ｉ1 ）で前記所定の時間（Ｔds）放電させ、該放電時
間終了時の電圧（Ｖ2 ）を前記第１の所定の倍率
（Ｍ1 ）で増幅すると共に、前記演算で得られた前記第
２の補正用バイアス電圧（Ｖb2）を前記第２の所定の倍
率（Ｍ2 ）で増幅、加算して得た電圧を測定して第２の
測定電圧値（ＶM2）を得て、 前記第１の測定電圧値（ＶM1），前記第２の測定電圧値
（ＶM2）及び前記浮遊容量値（Ｃs ）を含む次式 【数１】Ｃx ＝Ｃs ＊ＶM2／（Ｍ1 ＊Ｖ0 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1
−ＶM1−ＶM2） により前記被測定容量（Ｃx ）を求めるようにしたこと
を特徴とする微少容量測定方法。1. A small capacitance measurement method for measuring the capacitance value of the measured capacitance of the small capacitance with large stray capacitance (C s) to the accompanying state as compared to the measured capacitance (C x) (C x) In the above, after charging the stray capacitance (C s ) to a predetermined voltage (V 0 ), the charged stray capacitance (C s ) is discharged with a predetermined discharge current (I 1 ) for a predetermined time (T ds ). The voltage (V 1 ) thus obtained is amplified by the first predetermined magnification (M 1 ), and the first correction bias voltage (V b1 ) including the zero potential is amplified by the second predetermined magnification ( after a voltage obtained by amplifying give to the first measured voltage value of (V M1) measured at M 2), the stray capacitance value from the first measured voltage value (V M1) to (C s) with determined, determined by calculating the first measured voltage value (V M1) is the second correction bias voltage to the zero potential (V b2), then the floating By volume (C s) and after charging the again the predetermined voltage combined capacitance of the measured capacitance (C x) (V 0) , the synthetic capacity is said charged predetermined discharge current (I 1) The discharge is performed for the predetermined time (T ds ), the voltage (V 2 ) at the end of the discharge time is amplified by the first predetermined magnification (M 1 ), and the second correction obtained by the calculation is performed. The bias voltage (V b2 ) for amplification is amplified by the second predetermined multiplication factor (M 2 ) and added, and the voltage obtained is measured to obtain a second measured voltage value (V M2 ). The following equation including the measured voltage value (V M1 ), the second measured voltage value (V M2 ), and the stray capacitance value (C s ) C x = C s * V M2 / (M 1 * V) 0 + M 2 * V b1
-V M1 -V M2 ) The measured capacitance (C x ) is obtained by the following method. 【請求項２】 被測定容量（Ｃx ）に比較して大きな浮
遊容量（Ｃs ）を伴なう状態にある微少容量の被測定容
量の容量値（Ｃx ）を測定する微少容量測定方法におい
て、 前記浮遊容量（Ｃs ）を所定の電圧（Ｖ0 ）に充電した
後、該充電された浮遊容量（Ｃs ）を所定の放電電流
（Ｉ1 ）で所定の時間（Ｔds）放電させて得られた電圧
（Ｖ1 ）を、第１の所定の倍率（Ｍ1 ）で増幅すると共
に、そのまま又は補正用バイアス電圧（Ｖb1）を第２の
所定の倍率（Ｍ2 ）で増幅、加算して得た電圧を測定し
て第１の測定電圧値（ＶM1）を得た後、該第１の測定電
圧値（ＶM1）から前記浮遊容量（Ｃs ）を求めると共
に、前記放電時間（Ｔds）で放電したとき前記第１の測
定電圧値（ＶM1）が零電位となるべき放電電流（Ｉ2 ）
を演算により求め、 次に前記浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃx ）と
の合成容量を再び前記所定の電圧（Ｖ0 ）に充電した
後、該充電された合成容量を前記放電電流（Ｉ2）で前
記所定の時間（Ｔds）放電させ、該放電時間終了時の電
圧（Ｖ2 ）を前記第１の所定の倍率（Ｍ1 ）で増幅する
と共に、そのまま又は前記補正用バイアス電圧（Ｖb1）
を第２の所定の倍率（Ｍ2 ）で増幅、加算して得た電圧
を測定して第２の測定電圧値（ＶM2）を得て、該第２の
測定電圧値（ＶM2）及び前記浮遊容量値（Ｃs ）とを含
む次式 【数２】 Ｃx ＝Ｃs ＊ＶM2／（Ｍ1 ＊Ｖ0 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1−ＶM2） により前記被測定容量（Ｃx ）を求めるようにしたこと
を特徴とする微少容量測定方法。2. A small capacitance measurement method for measuring the capacitance value of the measured capacitance of the small capacitance with large stray capacitance (C s) to the accompanying state as compared to the measured capacitance (C x) (C x) In the above, after charging the stray capacitance (C s ) to a predetermined voltage (V 0 ), the charged stray capacitance (C s ) is discharged with a predetermined discharge current (I 1 ) for a predetermined time (T ds ). The voltage (V 1 ) thus obtained is amplified by the first predetermined magnification (M 1 ), and the bias voltage (V b1 ) for correction is amplified as it is or by the second predetermined magnification (M 2 ). after obtaining the first measured voltage value by measuring the voltage obtained by adding (V M1), wherein with determining the stray capacitance (C s) from the first measured voltage value (V M1), the Discharge current (I 2 ) at which the first measured voltage value (V M1 ) has a zero potential when discharged for a discharge time (T ds ).
Then, the combined capacitance of the stray capacitance (C s ) and the measured capacitance (C x ) is charged again to the predetermined voltage (V 0 ), and the charged combined capacitance is The discharge current (I 2 ) is discharged for the predetermined time (T ds ), and the voltage (V 2 ) at the end of the discharge time is amplified by the first predetermined magnification (M 1 ), and as it is or the correction is performed. Bias voltage (V b1 )
Is amplified and added at a second predetermined multiplication factor (M 2 ), and the resulting voltage is measured to obtain a second measured voltage value (V M2 ). The second measured voltage value (V M2 ) and The measured capacitance (C x ) is calculated by the following equation including the stray capacitance value (C s ): C x = C s * VM 2 / (M 1 * V 0 + M 2 * V b1 −VM 2 ). A minute capacity measuring method characterized in that 【請求項３】 被測定容量（Ｃx ）に比較して大きな浮
遊容量（Ｃs ）を伴なう状態にある微少容量の被測定容
量の容量値（Ｃx ）を測定する微少容量測定方法におい
て、 前記浮遊容量（Ｃs ）を所定の電圧（Ｖ0 ）に充電した
後、該充電された浮遊容量（Ｃs ）を所定の放電電流
（Ｉ1 ）で所定の時間（Ｔds1 ）放電させて得られた電
圧（Ｖ1 ）を、第１の所定の倍率（Ｍ1 ）で増幅すると
共に、そのまま又は補正用バイアス電圧（Ｖb1）を第２
の所定の倍率（Ｍ2 ）で増幅、加算して得た電圧を測定
して第１の測定電圧値（ＶM1）を得た後、該第１の測定
電圧値（Ｖ M1）から前記浮遊容量値（Ｃs ）を求めると
共に、前記放電電流（Ｉ1 ）で放電したとき前記第１の
測定電圧値（ＶM1）が零電位となるべき放電時間（Ｔ
ds2 ）を演算により求め、 次に前記浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃx ）と
の合成容量を再び前記所定の電圧（Ｖ0 ）に充電した
後、該充電された合成容量を前記演算により求めた放電
時間（Ｔds2 ）で前記放電電流（Ｉ1 ）により放電さ
せ、該放電時間終了時の電圧（Ｖ2 ）を前記第１の所定
の倍率（Ｍ1 ）で増幅すると共に、そのまま又は前記補
正用バイアス電圧（Ｖb1）を該第２の所定の倍率
（Ｍ2 ）で増幅、加算して得た電圧を測定して第２の測
定電圧値（ＶM2）を得て、該第２の測定電圧値（ＶM2）
及び前記浮遊容量値（Ｃs ）を含む次式 【数３】 Ｃx ＝Ｃs ＊ＶM2／（Ｍ1 ＊Ｖ0 ＋Ｍ2 ＊Ｖb1−ＶM2） により前記被測定容量（Ｃx ）を求めるようにしたこと
を特徴とする微少容量測定方法。3. The measured capacity (Cx) Big float compared to
Free capacity (Cs) With a very small volume to be measured
Quantity capacity value (Cx) Measuring method for small volume
hand, The stray capacitance (Cs) Is a predetermined voltage (V0) Charged
After that, the charged stray capacitance (Cs) The predetermined discharge current
(I1) For a predetermined time (Tds1) Electricity obtained by discharging
Pressure (V1) Is the first predetermined magnification (M1)
Both are used as they are or the bias voltage for correction (Vb1) Second
Predetermined magnification (M2), Measure the voltage obtained by adding and amplifying
Then, the first measured voltage value (VM1), Then the first measurement
Voltage value (V M1) To the stray capacitance value (Cs)
Both the discharge current (I1) When discharged in the first
Measured voltage value (VM1Discharge time (T
ds2) Is calculated, Next, the stray capacitance (Cs) And the measured capacity (Cx)When
Of the combined capacitance of the predetermined voltage (V0) Charged
Then, the discharged composite capacity obtained by the above calculation was calculated.
Time (Tds2) In the discharge current (I1) Is discharged by
Voltage at the end of the discharge time (V2) Is the first predetermined
Magnification of (M1) Is used for amplification as is or for the above supplement.
Positive bias voltage (Vb1) Is the second predetermined magnification
(M2), Measure the voltage obtained by adding and amplifying
Constant voltage value (VM2) Is obtained, and the second measured voltage value (VM2)
And the stray capacitance value (Cs) Including [Equation 3] Cx= Cs* VM2/ (M1* V0+ M2* Vb1-VM2) The measured capacitance (Cx)
A method for measuring a very small volume. 【請求項４】 被測定容量（Ｃx ）に比較して大きな浮
遊容量（Ｃs ）を伴なう状態にある微少容量の被測定容
量の容量値（Ｃx ）を測定する微少容量測定方法におい
て、 前記浮遊容量（Ｃs ）を所定の電圧（Ｖ0 ）に充電した
後、該充電された浮遊容量（Ｃs ）の電圧が零電位にな
るまでの期間所定の放電電流（Ｉ1 ）で放電させ、該放
電に要した放電時間（Ｔds）を測定すると共に、該放電
時間（Ｔds）と前記所定の放電電流（Ｉ1 ）とから前記
浮遊容量（Ｃs ）を求め、 次に前記浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃx ）と
の合成容量を再び前記所定の電圧（Ｖ0 ）に充電した
後、該充電された合成容量を前記所定の放電電流
（Ｉ1 ）で前記測定された放電時間（Ｔds）で放電さ
せ、該放電時間終了時の電圧（Ｖ2 ）を第１の所定の倍
率（Ｍ1 ）で増幅して得られた電圧を測定して測定電圧
値（ＶM2）とし、 該測定電圧値（ＶM2）及び前記浮遊容量値（Ｃs ）を含
む次式 【数４】Ｃx ＝Ｃs ＊ＶM2／（Ｍ1 ＊Ｖ0 −ＶM2） により前記被測定容量（Ｃx ）を求めるようにしたこと
を特徴とする微少容量測定方法。4. A small capacitance measurement method for measuring the capacitance value of the measured capacitance of the small capacitance with large stray capacitance (C s) to the accompanying state as compared to the measured capacitance (C x) (C x) At a predetermined discharge current (I 1 ) after charging the stray capacitance (C s ) to a predetermined voltage (V 0 ), until the voltage of the charged stray capacitance (C s ) becomes zero potential. The discharge time (T ds ) required for the discharge is measured, and the stray capacitance (C s ) is calculated from the discharge time (T ds ) and the predetermined discharge current (I 1 ). After charging the combined capacitance of the stray capacitance (C s ) and the measured capacitance (C x ) again to the predetermined voltage (V 0 ), the charged combined capacitance is charged to the predetermined discharge current (I discharged at 1) at the measured discharge time (T ds), the discharge time at the end of voltage (V 2) a first predetermined Magnification (M 1) measured voltage value by measuring the voltage obtained by amplifying with a (V M2), the measured voltage value (V M2) and the stray capacitance values following equation 4 containing (C s) small capacity measuring method characterized in that the said to obtain the measured capacitance (C x) by] C x = C s * V M2 / (M 1 * V 0 -V M2). 【請求項５】 被測定容量（Ｃx ）に比較して大きな浮
遊容量（Ｃs ）を伴なう状態にある微少容量の被測定容
量の容量値（Ｃx ）を測定する微少容量測定回路におい
て、 前記浮遊容量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被
測定容量（Ｃx ）との合成容量を所定電圧（Ｖ0 ）に充
電する充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）と、 該充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）により充電された前記浮遊容
量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量
（Ｃx ）との合成容量を所定の放電電流（Ｉ1 ）で放電
する放電回路（Ｉs ，Ｓ2 ）と、 該放電回路（Ｉs ，Ｓ2 ）の放電時間（Ｔds）を所定の
放電時間に制御可能な放電時間制御回路（３）と、 前記放電回路（Ｉs ，Ｓ2 ）による前記浮遊容量
（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃ s ）と前記被測定容量（Ｃ
x ）との合成容量の放電終了時の電圧（Ｖ1 又はＶ2）
をインピーダンス変換して低インピーダンスで出力する
バッファ増幅器（ＢＡ）と、 該バッファ増幅器（ＢＡ）の出力（Ｖ1 又はＶ2 ）を第
１の所定の倍率（Ｍ1）で増幅すると共に、第１の補正
用バイアス電圧（Ｖb1）又は第２の補正用バイアス電圧
（Ｖb2）を第２の所定の倍率（Ｍ2 ）で増幅、加算する
増幅器（ＯＰＡ）と、 該増幅器（ＯＰＡ）の入力側に設けられ、前記浮遊容量
（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃx ）の測定時に該増幅器
（ＯＰＡ）の出力を適正範囲にシフトさせるための前記
第１の補正用バイアス電圧（Ｖb1）又は前記第２の補正
用バイアス電圧（Ｖb2）を設定する残留電圧補正用バイ
アス電源（ＶOF）と、 前記所定の充電電圧（Ｖ0 ），前記所定の放電電流（Ｉ
1 ），前記所定の放電時間（Ｔds），前記第１の所定の
倍率（Ｍ1 ），前記第２の所定の倍率（Ｍ2 ）及び前記
増幅器（ＯＰＡ）による測定電圧（ＶM1）から、前記第
２の補正用バイアス電圧（Ｖb2），前記浮遊容量
（Ｃs ）及び前記被測定容量（Ｃx ）を求める演算回路
（２）とを備え、 前記浮遊容量（Ｃs ）を前記充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）で
所定電圧（Ｖ0 ）に充電した後、該浮遊容量（Ｃs ）を
前記放電電流（Ｉ1 ）により前記所定の時間（Ｔds）放
電させ、該放電終了時の前記バッファ増幅器（ＢＡ）の
出力電圧（Ｖ1）を前記第１の補正用バイアス電圧（Ｖ
b1）と共に前記増幅器（ＯＰＡ）により増幅して得られ
た電圧を測定して第１の測定電圧値（ＶM1）とし、該第
１の測定電圧値（ＶM1）が零電位となるべき前記残留電
圧補正用バイアス電源（ＶOF）の前記第２の補正用バイ
アス電圧（Ｖb2）を前記演算回路（２）により求め、 次に前記浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃx ）と
の合成容量を再び前記充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）で前記所
定電圧（Ｖ0 ）に充電した後、前記所定の放電時間（Ｔ
ds）放電させ、該放電終了時の前記バッファ増幅器（Ｖ
2 ）の出力電圧を前記演算回路（２）により求めた前記
第２の補正用バイアス電圧（Ｖb2）と共に前記増幅器
（ＯＰＡ）により増幅し、得られた電圧を測定して第２
の測定電圧値（ＶM2）とし、 前記第１の測定電圧値（ＶM1），前記第２の測定電圧値
（ＶM2）及び前記浮遊容量（Ｃs ）から前記被測定容量
値（Ｃx ）を前記演算回路（２）で求めるようにしたこ
とを特徴とする微少容量測定回路。5. The measured capacity (Cx) Big float compared to
Free capacity (Cs) With a very small volume to be measured
Quantity capacity value (Cx) In a small capacity measuring circuit
hand, The stray capacitance (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the
Measuring capacity (Cx) And a combined capacity with a predetermined voltage (V0)
Charging circuit (Vs1, S1)When, The charging circuit (Vs1, S1) The floating volume charged by
Amount (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the measured capacity
(Cx) With a predetermined discharge current (I1) Discharge
Discharge circuit (Is, S2)When, The discharge circuit (Is, S2) Discharge time (Tds) Predetermined
A discharge time control circuit (3) capable of controlling the discharge time, The discharge circuit (Is, S2) Said stray capacitance
(Cs) Or the stray capacitance (C s) And the measured capacity (C
x) And the voltage (V1Or V2)
Impedance conversion and output with low impedance
A buffer amplifier (BA), Output of the buffer amplifier (BA) (V1Or V2) The first
Predetermined magnification of 1 (M1) And the first correction
Bias voltage (Vb1) Or the second correction bias voltage
(Vb2) Is the second predetermined magnification (M2) To amplify and add
An amplifier (OPA) The floating capacitance is provided on the input side of the amplifier (OPA).
(Cs) And the measured capacity (Cx) When measuring the amplifier
In order to shift the output of (OPA) to an appropriate range,
The first correction bias voltage (Vb1) Or the second correction
Bias voltage (Vb2) For residual voltage correction
As power supply (VOF)When, The predetermined charging voltage (V0), The predetermined discharge current (I
1), The predetermined discharge time (Tds), The first predetermined
Magnification (M1), The second predetermined magnification (M2) And the above
Measured voltage (VM1) From the above
2 correction bias voltage (Vb2), The stray capacitance
(Cs) And the measured capacity (Cx) Calculating circuit
(2) and The stray capacitance (Cs) Is the charging circuit (Vs1, S1)so
Predetermined voltage (V0), The stray capacitance (Cs)
The discharge current (I1), The predetermined time (Tds) Release
Of the buffer amplifier (BA) at the end of the discharge.
Output voltage (V1) Is the first correction bias voltage (V
b1) Together with the amplifier (OPA)
The measured voltage is measured and the first measured voltage value (VM1) And the first
Measured voltage value of 1 (VM1) Should be zero potential.
Bias power supply for pressure correction (VOF) The second correction bypass
As voltage (Vb2) Is obtained by the arithmetic circuit (2), Next, the stray capacitance (Cs) And the measured capacity (Cx)When
The combined capacitance of the charging circuit (Vs1, S1) In the above
Constant voltage (V0), The predetermined discharge time (T
ds) Discharge, and the buffer amplifier (V
2) Output voltage obtained by the arithmetic circuit (2)
Second bias voltage for correction (Vb2) With said amplifier
Amplify with (OPA) and measure the resulting voltage
Measured voltage value (VM2)age, The first measured voltage value (VM1), The second measured voltage value
(VM2) And the stray capacitance (Cs) To the measured capacity
Value (Cx) Is calculated by the arithmetic circuit (2).
Micro capacitance measuring circuit characterized by 【請求項６】 被測定容量（Ｃx ）に比較して大きな浮
遊容量（Ｃs ）を伴なう状態にある微少容量の被測定容
量の容量値（Ｃx ）を測定する微少容量測定回路におい
て、 前記浮遊容量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被
測定容量（Ｃx ）との合成容量を所定電圧（Ｖ0 ）に充
電する充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）と、 該充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）により充電された前記浮遊容
量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量
（Ｃx ）との合成容量を第１の放電電流（Ｉ1 ）又は第
２の放電電流（Ｉ2 ）に調整可能な放電回路（Ｉs ，Ｓ
2 ）と、 該放電回路（Ｉs ，Ｓ2 ）の放電時間を所定の放電時間
（Ｔds）に設定可能な放電時間制御回路（３）と、 前記放電回路（Ｉs ，Ｓ2 ）による前記浮遊容量
（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃ s ）と前記被測定容量（Ｃ
x ）との合成容量の放電終了時の電圧（Ｖ1 又はＶ2）
をインピーダンス変換して低インピーダンスで出力する
バッファ増幅器（ＢＡ）と、 該バッファ増幅器（ＢＡ）の出力（Ｖ1 又はＶ2 ）を第
１の所定の倍率（Ｍ1）で増幅すると共に、必要に応じ
て補正用バイアス電圧（Ｖb1）を第２の所定の倍率（Ｍ
2 ）で増幅、加算する増幅器（ＯＰＡ）と、 必要に応じて該増幅器（ＯＰＡ）の入力側に設けられ、
該増幅器（ＯＰＡ）の出力を適正範囲にシフトさせるた
めの前記補正用バイアス電圧（Ｖb1）を発生する残留電
圧補正用バイアス電源（ＶOF）と、 前記所定の充電電圧（Ｖ0 ），前記第１の放電電流（Ｉ
1 ），前記第２の放電電流（Ｉ2 ），前記所定の放電時
間（Ｔds），前記第１の所定の倍率（Ｍ1 ），前記第２
の所定の倍率（Ｍ2 ）及び前記増幅器（ＯＰＡ）の出力
による測定電圧値（ＶM1）（ＶM2）から、前記浮遊容量
（Ｃs ）及び前記被測定容量（Ｃx ）を求める演算回路
（２）とを備え、 前記浮遊容量（Ｃs ）を前記充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）で
所定電圧（Ｖ0 ）に充電した後、該浮遊容量（Ｃs ）を
前記第１の放電電流（Ｉ1 ）により前記所定の時間（Ｔ
ds）放電させ、該放電終了時の前記バッファ増幅器（Ｂ
Ａ）の出力電圧（Ｖ1 ）をそのまま又は前記補正用バイ
アス電圧（Ｖb1）と共に前記増幅器（ＯＰＡ）により増
幅して得られた電圧を測定して第１の測定電圧値
（ＶM1）とし、該第１の測定電圧値（ＶM1）が零電位と
なるべき第２の放電電流（Ｉ2 ）を前記演算回路（２）
により求め、 次に前記浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃx ）と
の合成容量を再び前記充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）で前記所
定電圧（Ｖ0 ）に充電した後、前記第２の放電電流（Ｉ
2 ）により前記所定の放電時間（Ｔds）で放電させ、該
放電終了時の前記バッファ増幅器（ＢＡ）の出力電圧
（Ｖ2 ）をそのまま又は前記補正用バイアス電圧
（Ｖb1）と共に前記増幅器（ＯＰＡ）により増幅し、得
られた電圧を測定して第２の測定電圧値（ＶM2）とし、 該第２の測定電圧値（ＶM2）及び前記浮遊容量値
（Ｃs ）から前記被測定容量値（Ｃx ）を前記演算回路
（２）で求めるようにしたことを特徴とする微少容量測
定回路。6. The measured capacity (Cx) Big float compared to
Free capacity (Cs) With a very small volume to be measured
Quantity capacity value (Cx) In a small capacity measuring circuit
hand, The stray capacitance (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the
Measuring capacity (Cx) And a combined capacity with a predetermined voltage (V0)
Charging circuit (Vs1, S1)When, The charging circuit (Vs1, S1) The floating volume charged by
Amount (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the measured capacity
(Cx) With the first discharge current (I1) Or the
2 discharge current (I2) Adjustable discharge circuit (Is, S
2)When, The discharge circuit (Is, S2) Discharge time is the specified discharge time
(Tds) Which can be set to), and a discharge time control circuit (3), The discharge circuit (Is, S2) Said stray capacitance
(Cs) Or the stray capacitance (C s) And the measured capacity (C
x) And the voltage (V1Or V2)
Impedance conversion and output with low impedance
A buffer amplifier (BA), Output of the buffer amplifier (BA) (V1Or V2) The first
Predetermined magnification of 1 (M1) And if necessary
Correction bias voltage (Vb1) Is the second predetermined magnification (M
2), An amplifier (OPA) that amplifies and adds Provided on the input side of the amplifier (OPA) as required,
The output of the amplifier (OPA) is shifted to an appropriate range.
Bias voltage for correction (Vb1) Generating residual electricity
Bias power supply for pressure correction (VOF)When, The predetermined charging voltage (V0), The first discharge current (I
1), The second discharge current (I2), At the time of the predetermined discharge
Between (Tds), The first predetermined magnification (M1), The second
Predetermined magnification (M2) And the output of the amplifier (OPA)
Measured voltage value (VM1) (VM2) From the stray capacitance
(Cs) And the measured capacity (Cx) Calculating circuit
(2) and The stray capacitance (Cs) Is the charging circuit (Vs1, S1)so
Predetermined voltage (V0), The stray capacitance (Cs)
The first discharge current (I1), The predetermined time (T
ds) Discharge, and the buffer amplifier (B
A) output voltage (V1) As it is or by the correction
As voltage (Vb1) Together with the amplifier (OPA)
The first measured voltage value by measuring the voltage obtained by the width
(VM1), And the first measured voltage value (VM1) Is zero potential
The second discharge current (I2) Is the arithmetic circuit (2)
Determined by Next, the stray capacitance (Cs) And the measured capacity (Cx)When
The combined capacitance of the charging circuit (Vs1, S1) In the above
Constant voltage (V0), The second discharge current (I
2), The predetermined discharge time (Tds) Discharge the
Output voltage of the buffer amplifier (BA) at the end of discharge
(V2) As it is or the correction bias voltage
(Vb1) Together with the amplifier (OPA)
The measured voltage is measured and the second measured voltage value (VM2)age, The second measured voltage value (VM2) And the stray capacitance value
(Cs) To the measured capacitance value (Cx) Is the arithmetic circuit
Minute capacity measurement characterized by being determined in (2)
Constant circuit. 【請求項７】 被測定容量（Ｃx ）に比較して大きな浮
遊容量（Ｃs ）を伴なう状態にある微少容量の被測定容
量の容量値（Ｃx ）を測定する微少容量測定回路におい
て、 前記浮遊容量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被
測定容量（Ｃx ）との合成容量を所定電圧（Ｖ0 ）に充
電する充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）と、 該充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）により充電された前記浮遊容
量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量
（Ｃx ）との合成容量を所定の放電電流（Ｉ1 ）で放電
する放電回路（Ｉs ，Ｓ2 ）と、 前記浮遊容量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被
測定容量（Ｃx ）との合成容量を前記所定電流（Ｉ1 ）
で放電する第１の放電時間（Ｔds1 ）又は第２の放電時
間（Ｔds2 ）に設定可能な放電時間制御回路（３）と、 前記放電回路（Ｉs ，Ｓ2 ）による前記浮遊容量
（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃ s ）と前記被測定容量（Ｃ
x ）との合成容量の放電終了時の電圧（Ｖ1 又はＶ2）
をインピーダンス変換して低インピーダンスで出力する
バッファ増幅器（ＢＡ）と、 該バッファ増幅器（ＢＡ）の出力（Ｖ1 又はＶ2 ）を第
１の所定の倍率（Ｍ1）で増幅すると共に、必要に応じ
て補正用バイアス電圧（Ｖb1）を第２の所定の倍率（Ｍ
2 ）で増幅、加算する増幅器（ＯＰＡ）と、 必要に応じて該増幅器（ＯＰＡ）の入力側に設けられ、
該増幅器（ＯＰＡ）の出力を適正範囲にシフトさせるた
めの前記補正用バイアス電圧（Ｖb1）を発生する残留電
圧補正用バイアス電源（ＶOF）と、 前記所定の充電電圧（Ｖ0 ），前記所定の放電電流（Ｉ
1 ），前記第１の放電時間（Ｔds1 ），前記第２の放電
時間（Ｔds2 ），前記第１の所定の倍率（Ｍ1），前記
第２の所定の倍率（Ｍ2 ）及び前記増幅器（ＯＰＡ）の
出力による測定電圧（ＶM1，ＶM2）から、前記浮遊容量
（Ｃs ）及び前記被測定容量（Ｃx ）を求める演算回路
（２）とを備え、 前記浮遊容量（Ｃs ）を前記充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）で
所定電圧（Ｖ0 ）に充電した後、該浮遊容量（Ｃs ）を
前記放電電流（Ｉ1 ）により前記第１の放電時間（Ｔ
ds1 ）で放電させ、該放電終了時の前記バッファ増幅器
（ＢＡ）の出力電圧（Ｖ1 ）をそのまま又は前記補正用
バイアス電圧（Ｖb1）と共に前記増幅器（ＯＰＡ）によ
り増幅して得られた電圧を第１の測定電圧値（ＶM1）と
し、該第１の測定電圧値（ＶM1）が零電位となるべき第
２の放電時間（Ｔds2 ）を前記演算回路（２）により求
め、 次に前記浮遊容量（Ｃ3 ）と前記被測定容量（Ｃx ）と
の合成容量を再び前記充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）で前記所
定電圧（Ｖ0 ）に充電した後、前記放電電流（Ｉ1 ）に
より前記第２の放電時間（Ｔds2 ）放電させ、該放電終
了時の前記バッファ増幅器（ＢＡ）の出力電圧（Ｖ2 ）
をそのまま又は前記補正用バイアス電圧（Ｖb1）と共に
前記増幅器（ＯＰＡ）により増幅し、得られた電圧を第
２の測定電圧値（ＶM2）とし、 該第２の測定電圧値（ＶM2）及び前記浮遊容量値
（Ｃs ）から前記被測定容量値（Ｃx ）を前記演算回路
（２）で求めるようにしたことを特徴とする微少容量測
定回路。7. The measured capacity (Cx) Big float compared to
Free capacity (Cs) With a very small volume to be measured
Quantity capacity value (Cx) In a small capacity measuring circuit
hand, The stray capacitance (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the
Measuring capacity (Cx) And a combined capacity with a predetermined voltage (V0)
Charging circuit (Vs1, S1)When, The charging circuit (Vs1, S1) The floating volume charged by
Amount (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the measured capacity
(Cx) With a predetermined discharge current (I1) Discharge
Discharge circuit (Is, S2)When, The stray capacitance (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the
Measuring capacity (Cx) With the predetermined capacity (I1)
The first discharge time (Tds1) Or during the second discharge
Between (Tds2) Which can be set to), and a discharge time control circuit (3), The discharge circuit (Is, S2) Said stray capacitance
(Cs) Or the stray capacitance (C s) And the measured capacity (C
x) And the voltage (V1Or V2)
Impedance conversion and output with low impedance
A buffer amplifier (BA), Output of the buffer amplifier (BA) (V1Or V2) The first
Predetermined magnification of 1 (M1) And if necessary
Correction bias voltage (Vb1) Is the second predetermined magnification (M
2), An amplifier (OPA) that amplifies and adds Provided on the input side of the amplifier (OPA) as required,
The output of the amplifier (OPA) is shifted to an appropriate range.
Bias voltage for correction (Vb1) Generating residual electricity
Bias power supply for pressure correction (VOF)When, The predetermined charging voltage (V0), The predetermined discharge current (I
1), The first discharge time (Tds1), The second discharge
Time (Tds2), The first predetermined magnification (M1), Above
Second predetermined magnification (M2) And the amplifier (OPA)
Measured voltage by output (VM1, VM2) From the stray capacitance
(Cs) And the measured capacity (Cx) Calculating circuit
(2) and The stray capacitance (Cs) Is the charging circuit (Vs1, S1)so
Predetermined voltage (V0), The stray capacitance (Cs)
The discharge current (I1), The first discharge time (T
ds1), And the buffer amplifier at the end of the discharge
(BA) output voltage (V1) As it is or for the correction
Bias voltage (Vb1) Together with the amplifier (OPA)
The voltage obtained by amplifying the first measured voltage value (VM1)When
Then, the first measured voltage value (VM1) Should be zero potential
2 discharge time (Tds2) Is obtained by the arithmetic circuit (2).
Because Next, the stray capacitance (C3) And the measured capacity (Cx)When
The combined capacitance of the charging circuit (Vs1, S1) In the above
Constant voltage (V0), The discharge current (I1) To
The second discharge time (Tds2) Discharge and end the discharge
Output voltage (V) of the buffer amplifier (BA) at the end2)
As is or the correction bias voltage (Vb1) With
The voltage obtained by amplifying with the amplifier (OPA) is
2 measured voltage value (VM2)age, The second measured voltage value (VM2) And the stray capacitance value
(Cs) To the measured capacitance value (Cx) Is the arithmetic circuit
Minute capacity measurement characterized by being determined in (2)
Constant circuit. 【請求項８】 被測定容量（Ｃx ）に比較して大きな浮
遊容量（Ｃs ）を伴なう状態にある微少容量の被測定容
量の容量値（Ｃx ）を測定する微少容量測定回路におい
て、 前記浮遊容量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被
測定容量（Ｃx ）との合成容量を所定電圧（Ｖ0 ）に充
電する充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）と、 該充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）により充電された前記浮遊容
量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量
（Ｃx ）との合成容量を所定の放電電流（Ｉ1 ）で放電
する放電回路（Ｉs ，Ｓ2 ）と、 前記浮遊容量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被
測定容量（Ｃx ）との合成容量を前記所定電流（Ｉ1 ）
で零電位に達するまでの放電時間（Ｔds）を測定し記憶
する放電時間測定回路（３）と、 前記放電回路（Ｉs ，Ｓ2 ）による前記浮遊容量
（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃ s ）と前記被測定容量（Ｃ
x ）との合成容量の放電終了時の電圧（Ｖ1 又はＶ2）
をインピーダンス変換して低インピーダンスで出力する
バッファ増幅器（ＢＡ）と、 該バッファ増幅器（ＢＡ）の出力（Ｖ1 ）を所定の倍率
（Ｍ1 ）で増幅する増幅器（ＯＰＡ）と、 前記所定の充電電圧（Ｖ0 ），前記所定の放電電流（Ｉ
1 ），前記放電時間（Ｔds），前記所定の倍率（Ｍ1 ）
及び前記増幅器（ＯＰＡ）の出力による測定電圧値（Ｖ
M1，ＶM2）から前記浮遊容量（Ｃs ）及び前記被測定容
量（Ｃx ）を求める演算回路（２）とを備え、 前記浮遊容量（Ｃs ）を前記充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）で
所定電圧（Ｖ0 ）に充電した後、該浮遊容量（Ｃs ）を
前記放電電流（Ｉ1 ）により零電位に達するまでの前記
放電時間（Ｔds）を測定して記憶せしめ、 次に前記浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃx ）と
の合成容量を再び前記充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）で前記所
定電圧（Ｖ0 ）に充電した後、前記記憶された放電時間
（Ｔds）で放電させ、該放電終了時の前記バッファ増幅
器（Ｖ2 ）の出力電圧を前記増幅器（ＯＰＡ）により増
幅し、得られた電圧を測定して測定電圧値（ＶM2）と
し、 該測定電圧値（ＶM2）及び前記浮遊容量（Ｃs ）から前
記被測定容量値（Ｃx）を前記演算回路（２）で求める
ようにしたことを特徴とする微少容量測定回路。8. The measured capacity (Cx) Big float compared to
Free capacity (Cs) With a very small volume to be measured
Quantity capacity value (Cx) In a small capacity measuring circuit
hand, The stray capacitance (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the
Measuring capacity (Cx) And a combined capacity with a predetermined voltage (V0)
Charging circuit (Vs1, S1)When, The charging circuit (Vs1, S1) The floating volume charged by
Amount (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the measured capacity
(Cx) With a predetermined discharge current (I1) Discharge
Discharge circuit (Is, S2)When, The stray capacitance (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the
Measuring capacity (Cx) With the predetermined capacity (I1)
Discharge time (Tds) Is measured and memorized
Discharge time measuring circuit (3) The discharge circuit (Is, S2) Said stray capacitance
(Cs) Or the stray capacitance (C s) And the measured capacity (C
x) And the voltage (V1Or V2)
Impedance conversion and output with low impedance
A buffer amplifier (BA), Output of the buffer amplifier (BA) (V1) Is the predetermined magnification
(M1) Amplifier (OPA) that amplifies The predetermined charging voltage (V0), The predetermined discharge current (I
1), The discharge time (Tds), The predetermined magnification (M1)
And the measured voltage value (V by the output of the amplifier (OPA)
M1, VM2) To the stray capacitance (Cs) And the measured volume
Amount (Cx) To obtain an arithmetic circuit (2), The stray capacitance (Cs) Is the charging circuit (Vs1, S1)so
Predetermined voltage (V0), The stray capacitance (Cs)
The discharge current (I1) To reach zero potential
Discharge time (Tds) Is measured and stored, Next, the stray capacitance (Cs) And the measured capacity (Cx)When
The combined capacitance of the charging circuit (Vs1, S1) In the above
Constant voltage (V0) The stored discharge time after charging to
(Tds), The buffer amplification at the end of the discharge
Bowl (V2) Output voltage is increased by the amplifier (OPA).
The measured voltage value (VM2)When
Then The measured voltage value (VM2) And the stray capacitance (Cs) To before
Measured capacitance value (Cx) Is calculated by the arithmetic circuit (2)
A minute capacitance measuring circuit characterized in that 【請求項９】 前記浮遊容量（Ｃs ）又は該浮遊容量
（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃx ）との合成容量を所定
電圧（Ｖ0 ）に充電する前記充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）
を、前記浮遊容量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前
記被測定容量（Ｃ x ）との合成容量を零電位にイニシャ
ライズする放電回路（Ｓ1 ）とし、 前記充電回路（Ｖs1，Ｓ1 ）により充電された前記浮遊
容量（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量
（Ｃx ）との合成容量を所定の放電電流（Ｉ1）で放電
する前記放電回路（Ｉs ，Ｓ2 ）を、前記放電回路（Ｓ
1 ）により零電位にイニシャライズされた前記浮遊容量
（Ｃs ）又は該浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃ
x ）との合成容量を所定の電流（前記放電電流Ｉ1 と絶
対値が同一で極性が反対）で充電する充電回路（極性を
反転させた定電流電源Ｉs とＳ2）とし、 前記残留電圧補正用バイアス電源（ＶOF）の出力電圧
（Ｖb1' 又はＶb2' ）を、前記所定の電圧（Ｖ0 ）に前
記第１の所定の倍率（Ｍ1 ）と前記第２の所定の倍率
（Ｍ2 ）との比（Ｍ1 ／Ｍ2 ）を乗じて得た電圧と、前
記補正用バイアス電圧（Ｖb1又はＶb2）とを加算して得
た電圧と絶対値が同一で、極性が反対の電圧とし、 前記浮遊容量（Ｃs ）を前記放電回路（Ｓ1 ）により零
電位にイニシャライズした後に、前記充電回路（極性を
反転させた定電流電源Ｉs とＳ2 ）により前記所定放電
時間（Ｔds）に相当する時間充電し、該充電終了時の前
記浮遊容量（Ｃ s ）の電圧を前記バッファ増幅器（Ｂ
Ａ）により低インピーダンス変換して出力し、該出力電
圧を前記第１の所定の倍率（Ｍ1 ）で、又は前記残留電
圧補正用バイアス電源（ＶOF）の第１の出力電圧（Ｖ
b1' ）を前記第２の所定の倍率（Ｍ2）で夫々前記増幅
器（ＯＰＡ）により増幅、加算し、その電圧を測定して
前記第１の測定電圧値（ＶM1）とし、 前記浮遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃx ）との合
成容量を前記放電回路（Ｓ1 ）により放電して零電位に
イニシャライズした後に、前記充電回路（極性を反転さ
せた定電流電源Ｉs とＳ2 ）により前記所定放電時間
（Ｔds）に相当する時間充電し、該充電終了時の前記浮
遊容量（Ｃs ）と前記被測定容量（Ｃx ）との合成容量
の電圧を前記バッファ増幅器（ＢＡ）により低インピー
ダンス変換して出力し、該出力電圧を前記第１の所定の
倍率（Ｍ1 ）で、又は前記残留電圧補正用バイアス電源
（ＶOF）の第２の出力電圧（Ｖb2' ）を前記第２の所定
の倍率（Ｍ2 ）で夫々前記増幅器（ＯＰＡ）により増
幅、加算し、その電圧を測定して前記第２の測定電圧値
（ＶM2）として、前記被測定容量を前記演算回路（２）
で求めるようにした請求項５，６，７又は８に記載の微
少容量測定回路。9. The stray capacitance (Cs) Or the stray capacitance
(Cs) And the measured capacity (Cx) With a predetermined synthetic capacity
Voltage (V0) The charging circuit (Vs1, S1)
The stray capacitance (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And before
Measured capacity (C x) And the combined capacity with
Rising discharge circuit (S1)age, The charging circuit (Vs1, S1) Said floating charged by
Capacity (Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the measured capacity
(Cx) With a predetermined discharge current (I1) Discharge
The discharge circuit (Is, S2) To the discharge circuit (S
1) The stray capacitance initialized to zero potential by
(Cs) Or the stray capacitance (Cs) And the measured capacity (C
x) With a predetermined current (the discharge current I1And
Charging circuit (with the same polarity and opposite polarity)
Inverted constant current power supply IsAnd S2)age, Bias power source (VOF) Output voltage
(Vb1 'Or Vb2 ') Is the predetermined voltage (V0) In front
The first predetermined magnification (M1) And the second predetermined magnification
(M2) And (M1/ M2) And the voltage obtained by multiplying
Bias voltage for correction (Vb1Or Vb2) And get
Voltage and the absolute value is the same, but the polarity is opposite, The stray capacitance (Cs) Is the discharge circuit (S1) By zero
After initializing to the electric potential,
Inverted constant current power supply IsAnd S2) Specified discharge
Time (Tds) Is charged for a time equivalent to
Stray capacitance (C s) Voltage of the buffer amplifier (B
A) is converted into low impedance and output,
The pressure to the first predetermined magnification (M1), Or the residual charge
Bias power supply for pressure correction (VOF) First output voltage (V
b1 ') Is the second predetermined magnification (M2) In each of the above amplification
Amplify and add with the OPA, and measure the voltage.
The first measured voltage value (VM1)age, The stray capacitance (Cs) And the measured capacity (Cx) With
The discharge capacity (S1) Discharges to zero potential
After initialization, the charging circuit (the polarity is reversed
Constant current power supply IsAnd S2) The predetermined discharge time
(Tds) Is charged for a time corresponding to
Free capacity (Cs) And the measured capacity (Cx) Combined capacity
Of low voltage by the buffer amplifier (BA).
Dance-converted and output, and the output voltage is converted to the first predetermined value.
Magnification (M1), Or the bias power supply for residual voltage correction
(VOF) Second output voltage (Vb2 ') Is the second predetermined
Magnification of (M2) Respectively by the amplifier (OPA)
Width, add, measure the voltage, and the second measured voltage value
(VM2) As the measured capacitance of the arithmetic circuit (2)
The fine amount according to claim 5, 6, 7 or 8
Small capacity measuring circuit. 【請求項１０】 前記バッファ増幅器（ＢＡ）に、非反
転入力に対して前記第１の所定の倍率（Ｍ1 ）、反転入
力に対して前記第２の所定の倍率（Ｍ2 ）で増幅する機
能を持たせると共に、前記浮遊容量（Ｃs ）又は前記浮
遊容量（Ｃs）と前記被測定容量（Ｃx ）との合成容量
の電圧を非反転入力から、前記補正用バイアス電圧を反
転入力側から夫々印加できるようにして、前記増幅器
（ＯＰＡ）を省略した請求項５，６，７，８又は９に記
載の微少容量測定回路。10. The buffer amplifier (BA) amplifies the non-inverting input at the first predetermined scale factor (M 1 ) and the inverting input at the second predetermined scale factor (M 2 ). In addition to having a function, the stray capacitance (C s ) or the voltage of the combined capacitance of the stray capacitance (C s ) and the measured capacitance (C x ) is input from the non-inverting input, and the correction bias voltage is input to the inverting input. The microcapacity measuring circuit according to claim 5, 6, 7, 8 or 9, wherein the amplifier (OPA) is omitted so that it can be applied from the respective sides.
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