JP2014092370A - 電圧電流特性発生器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電圧源と、電流源と、電圧源と電流源との出力いずれかを選択して出力するセレクタと、セレクタの出力に接続されてセレクタの出力を出力するとともに、出力の電圧及び電流を感知してフィードバックするセンス部と、センス部で感知された電圧及び電流を受け取り、電圧源及び電流源に、次の出力を設定するコントローラであって、コントローラは次の出力の設定に加えてセレクタからの次の出力が電圧源と電流源とのいずれからとすべきかの動作モードを判定する、コントローラとを備える電圧電流特性発生器。
【選択図】 図1
Description
VL=IM・RL+VDUT_INTERNAL (1)
さらに、出力抵抗Zout752の両端子間の電圧Vdropは、次式で表される。
Vdrop=IM・Zout (2)
ところで、図16(B)のグラフにおけるR1のような傾きの絶対値が小さい領域では、傾きがdI/dV=1/Zoutであることから、出力抵抗Zoutが大きいことを示している。この時、電流IMがdIMだけ変化したとすると、出力抵抗Zoutによる電圧VFの変動、すなわちVdropの変動による電圧VFの変動dVF_dropは(2)式より
dVF_drop=dIM・Zout
である。また、内部抵抗RLによる電圧VFの変動、すなわちVLの変動による電圧VFの変動dVF_RLは(1)式より、
dVF_RL=dIM・RL
であるから、電圧VF_dropとVF_RLの変動の比は、次のようにあらわされる。
dVF_drop/dVF_RL=Zout/RL (3)
以上より、回路750はZout>RLのときに不安定となる。
Ileak=VL/Zout (4)
ところで、図17(B)のグラフにおけるR2及びR3のような傾きの絶対値が大きい領域では、傾きが1/Zoutを示すことから、出力抵抗Zoutが小さいことを示している。この時、電圧VLがdVLだけ変化した場合、出力抵抗Zoutによる電流IFの変動、すなわちIleakの変動による電流IFの変動dIF_leakは(4)式より
dIF_leak=dVL/Zout
であり、また、DUTの内部抵抗RLにおける電流IFの変動、すなわちILの変動による電流IFの変動dIF_RLは、
dIF_RL=dVL/RL
であるから、電流IF_leakと電流IF_RLの変動の比は、次のようにあらわされる。
dIF_leak/dIF_RL=RL/Zout (5)
以上より、回路1850はZout<RLのときに不安定となる。
I=F(V)
V=F-1(I)
で表されるとする。
VN+1=F-1(IN)
IN+1=F(VN)
を計算することにより、次の動作点での電圧VN+1及び電流IN+1を計算する。
I=f(V)
V=f−1(I)
の関係があるとする。
電圧増加時:直前の最小値の影響を受けた値(最小値には下限を設ける)
電圧減少時:直前の最大値の影響を受けた値(最大値には上限を設ける)
として生成する。図13(B)の特性を元に、図13(C)に、そのようなV(実線1302)に対するV’(点線1304)を求めたものを示す。
102 電圧源
104 電流源
106 セレクタ
108 センス部
110 コントローラ
112 プロセッサ
114 メモリ
116 外部パラメータ入力
118 外部出力
120、122、124、126 経路
Claims (22)
- 電圧源と、
電流源と、
該電圧源と該電流源との出力いずれかを選択して出力するセレクタと、
該セレクタの出力に接続されて該セレクタの出力を出力するとともに、該出力の電圧及び電流を感知してフィードバックするセンス部と、
該センス部で感知された電圧及び電流を受け取り、前記電圧源及び前記電流源に、次の出力を設定するコントローラであって、該コントローラは該次の出力の設定に加えて前記セレクタからの次の出力が前記電圧源と前記電流源とのいずれからとすべきかの動作モードを判定する、コントローラと
を備える電圧電流特性発生器。 - 第1の誤差増幅器と、
第2の誤差増幅器と、
該第1の誤差増幅器と該第2の誤差増幅器との出力いずれかを選択して出力するセレクタと、
該セレクタの出力に接続されて信号増幅をするパワーアンプと、
該パワーアンプの出力を出力するとともに、該出力の電流を感知して前記第2の誤差増幅器にフィードバックする電流センス部と、
該電流センス部の出力を出力するとともに、該出力の電圧を感知して前記第1の誤差増幅器にフィードバックする電圧センス点と、
前記電流センス部からのフィードバックと前記電圧センス点からのフィードバックを受け取り、前記第1の誤差増幅器と前記第2の誤差増幅器に、次の出力の設定を出力するコントローラであって、該コントローラは該次の出力の設定に加えて前記セレクタからの次の出力が前記第1の誤差増幅器と前記第2の誤差増幅器とのいずれからとすべきかの動作モードを判定する、コントローラと
を備える電圧電流特性発生器。 - 前記コントローラは、外部パラメータ入力と、外部出力とをさらに備える、請求項1または2に記載の電圧電流特性発生器。
- 前記セレクタは、前記電圧源と前記電流源のうちのいずれを選択すべきかの制御信号を前記コントローラから受け取る請求項1ないし3のいずれかに記載の電圧電流特性発生器。
- 前記セレクタは比較器である、請求項1ないし4のいずれかに記載の電圧電流特性発生器。
- 前記セレクタは加算器である、請求項1ないし4のいずれかに記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラは、前記セレクタからの前記次の出力が前記電圧源と前記電流源とのいずれからとすべきかの前記判定の結果により、前記電圧源又は前記電流源の設定を制御する、請求項5または6に記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラは、いずれかの動作モードにおいて掃引させた出力を出力することができる、請求項1〜7に記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラは前記次の出力の設定での前記動作モードを判定するために、複数の出力の設定についての動作モードを規定したデータ又はプログラムを備える、請求項1ないし8のいずれかに記載の電圧電流特性発生器。
- 前記データ又はプログラムは、複数の出力の設定に加えて外部パラメータ入力に基づく動作モードを規定したデータ又はプログラムを備える、請求項9に記載の電圧電流特性発生器。
- 前記データにおける複数の出力の前記設定は、前記電圧電流特性発生器による測定結果に基づくデータを含む、請求項9または10に記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラは、現在の電圧及び電流を測定し、次の電圧及び電流を計算し、該次の電圧及び電流により選択されるべき動作モードを判定し、該動作モードに制御されるように構成される、請求項1ないし11のいずれかに記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラは、前記次の電圧及び電流を計算する際に、さらに前記外部入力パラメータ入力からの入力を受け取って計算する、請求項12に記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラは、現在の電圧及び電流を測定し、現在の電圧及び電流の測定値の変動から前記電圧電流特性発生器に接続されたDUTの抵抗値を計算し、前記コントローラが備える前記複数の出力の設定から計算した現在の電圧及び電流における出力抵抗値と該DUTの抵抗値とを比較して、該次の電圧及び電流により選択されるべき動作モードを判定し、該動作モードに制御されるように構成される、請求項1ないし13のいずれかに記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラによる動作モードの判定は、前記出力抵抗値が前記DUTの抵抗値より大きければ電圧源モードを選択し、そうでなければ電流源モードを選択する、請求項14に記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラは、前記次の出力の設定において、AC成分を含んだ信号を重畳させる複数の設定を含む、請求項14または15に記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラは、ヒステリシス特性、バックラッシュ特性、ガンダイオード特性、飽和特性、不感帯特性、クーロン摩擦と粘性摩擦のモデルの特性のいずれかを発生することができる、請求項1ないし16のいずれかに記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラは、前記特性のいずれかを発生するために、基本特性に基づいてメモリ効果特性を計算するメモリ効果計算ユニットを備える、請求項17に記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラは、過渡応答、AC特性のいずれかを発生することができる、請求項1ないし16のいずれかに記載の電圧電流特性発生器。
- 前記コントローラは、プロセッサとメモリとを備える、請求項1ないし19のいずれかに記載の電圧電流特性発生器。
- 請求項1ないし20のいずれかに記載の第1と第2の電圧電流特性発生器を備える、3端子以上の端子を備えるデバイスの特性を発生する装置。
- 前記第1の電圧電流特性発生器の外部出力が、前記第2の電圧電流特性発生器の外部パラメータ入力に接続されてデバイスの特性の発生を行う、請求項21に記載の装置。
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