JPH05142301A - 半導体試験装置 - Google Patents

半導体試験装置

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JPH05142301A
JPH05142301A JP3310404A JP31040491A JPH05142301A JP H05142301 A JPH05142301 A JP H05142301A JP 3310404 A JP3310404 A JP 3310404A JP 31040491 A JP31040491 A JP 31040491A JP H05142301 A JPH05142301 A JP H05142301A
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JP
Japan
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waveform
circuit
under test
device under
test
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JP3310404A
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English (en)
Inventor
Yoshihiko Hayashi
林  良彦
Tokuo Nakajo
徳男 中條
Akio Osaki
昭雄 大崎
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は半導体試験装置において、非終端を原
則としたデバイスの試験を行う方法及び手順を提供す
る。 【構成】半導体試験装置のアナログコンパレータ近傍に
多重反射防止回路を設け、多重反射を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の試験装置に
係わり、特にTTL,CMOS,NMOS,PMOS,
BI−CMOS等の非終端を原則としたデバイスの試験
に好敵の半導体試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体試験装置は電子情報通信学
会技術研究報告第189巻、第348号、ICD89−
170(1989年)の第51頁から第58頁に記載さ
れているように、伝送線を駆動しないことを前提にして
設計された終端抵抗を用いないTTLやCMOSデバイ
スとピンエレクトロニクス間の波形特性すなわち被試験
素子からの応答波形の多重反射によるリンギング波形を
試験装置に標準装備されているダイナミックロードから
電流注入して取り除き、これによりリンギング波形によ
る誤判定を防止していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術はダイオ
ードブリッジと定電流源で構成されたダイナミックロー
ドを用いているため、ダイナミックロードと被試験素子
を接続している伝送線のインピーダンスとダイナミック
ロードの入力インピーダンスの電力整合が取れないた
め、リンギング波形を完全に取り除くことができないと
いう問題があった。
【0004】本発明の目的は被試験素子とピンエレクト
ロニクス間の伝送線で被試験素子からの応答波形が多重
反射して試験精度を劣化させるのを防止できる多重反射
防止回路を装備した半導体試験装置を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体試験装置はピンエレクトロニクス内
のアナログコンパレータの入力端近傍に抵抗とトランジ
スタスイッチと定電圧源から成るなどの多重反射防止回
路を設けるようにしたものである。
【0006】
【作用】上記半導体試験装置の多重反射防止回路の抵抗
とトランジスタスイッチのオン抵抗の直列抵抗値をピン
エレクトロニクスと被試験素子間を接続する伝送線の特
性インピーダンスと等しくするのが好ましく、多重反射
防止回路の定電圧源の電位を被試験素子の出力電圧にほ
ぼ等しくすることにより、反射波成分についてのみ整合
をとり多重反射を防止することができ、これにより被試
験素子からの出力波形の正確なタイミング測定が可能と
なる。
【0007】
【実施例】以下に本発明の実施例を図1から図6により
説明する。
【0008】図1は本発明による半導体試験装置の一実
施例を示すブロック図である。図1において、半導体試
験装置はタイミング発生器10と、パターン発生器11
と、波形フォーマッタ12と、デジタルコンパレータ1
3と、ドライバ14と、アナログコンパレータ15と、
ドライバ14およびアナログコンパレータ15と被試験
素子17を電気的に接続する伝送線16と、アナログコ
ンパレータ15の近傍に設けられる抵抗18とトランジ
スタスイッチ31と定電圧源20を直列に接続した多重
反射防止回路21とから成る。トランジスタスイッチ3
1はトランジスタ41aとトランジスタ41bのエミッ
タが接続されていて、トランジスタ41aのベースが定
電圧源20に接続され、トランジスタ41bのベースと
コレクタが抵抗18に接続されている。したがって、ト
ランジスタスイッチ31はトランジスタ41bのベース
電位が定電圧源20の電位より高くなった場合、トラン
ジスタ41bはオンする。
【0009】上記構成で、タイミング発生器10で作成
されたタイミング信号10aとパターン発生器11で作
成されたテストパターン11bとは波形フォーマッタ1
2で合成され、その出力はドライバ14を介して試験波
形14aとなって伝送線16により被試験素子17に与
えられる。この試験波形14aの応答としての被試験素
子17からの出力信号17aをアナログコンパレータ1
5で電圧比較して“0”、“1”のデジタル値に変換し
た後に、デジタルコンパレータ13によりパターン発生
器11で作成した良品素子の応答である期待値11bと
の間でタイミング信号10bの示す時刻に比較試験を行
う。このような試験を行うLSIテスタでは論理が正し
く動作するか否かを確認する試験とともに、規定された
時間内に論理回路が応答するか否かを確認する。後者の
試験の時間精度を向上するためにアナログコンパレータ
15の入力端近傍に抵抗18とトランジスタスイッチ3
1と定電圧源20から成る多重反射防止回路21を設け
ている。
【0010】図2は図1の半導体試験装置の被試験素子
から受け取る応答波形図である。図2のAは反射ダイア
グラムで横軸は電流Iで縦軸は電圧Vを示し、図2のB
は被試験素子17の応答波形を示す。図1の多重反射防
止回路21の抵抗18とトランジスタスイッチ31のオ
ン抵抗の合成値が伝送線16の特性インピーダンスZ0
に等しくなるように抵抗18の抵抗値が選ばれている場
合について、図2により多重反射防止回路21の動作を
次に説明する。
【0011】図2において、図2のAに示すように多重
反射防止回路21の電圧電流特性101は被試験素子1
7のハイレベルの出力特性で電流Iが零の時の点cで折
れ曲がった特性を持つようにあらかじめ定電圧源20の
出力電圧値が調整されている。したがって多重反射防止
回路21の特性は電圧値Vが被試験素子17の電流零の
電圧値未満の場合には電流Iが零であり、それ以上の電
圧値に対しては傾きがZ0の直線上を移動するため電流
Iが流れることになる。ここで図2のBに示すように時
刻t0で被試験素子17の出力信号17aがローレベル
からハイレベルに変化すると、被試験素子端での出力波
形17aの電位Vは次のようになる。図2のAの反射ダ
イアグラムにおいて被試験素子17のローレベルの値で
ある電圧・電流ともに零の点から伝送線16の特性イン
ピーダンスZ0の傾きを持つ直線102と被試験素子1
7のハイレベルの出力特性100との交点aの電位まで
上昇する。したがって図2のBの点線で示すように被試
験素子端での出力波形17aは時刻t0において電圧V
1まで上昇する。この波形17aが電気長τ秒の伝送線
16を伝播していき多重反射防止回路21に到達する
と、図2のAのa点から傾き−Z0をもつ直線103と
多重反射防止回路21の特性101との交点であるb点
まで多重反射防止回路21端での電位Vが上昇する。こ
れを多重反射防止回路21端で観測すると図2のBの実
線で示すように時刻t0+τにおいて電圧V2まで上昇
する。この波形17bが反射されて被試験素子端に到達
すると、図2のAではb点から傾きZ0をもった直線1
01と被試験素子17のハイレベルの出力特性100の
交点であるc点に移動する。したがって被試験素子端で
の被試験素子17の出力波形17aは時刻t0+2τに
おいて無負荷時の出力電圧VOHとなる。この波形17
aが再度反射され、時刻t0+3τにおいて多重反射防
止回路21端での被試験素子17の出力波形17bも無
負荷時の出力電圧VOHとなる。このとき伝送線16の
あらゆるところの電位がVOHに等しくなるため、時刻
t0+3τ以後には反射現象が起こらず電位は一定とな
る。よって多重反射防止回路21の近傍に配置されたア
ナログコンパレータ15の入力端での波形も図2のBに
示した多重反射防止回路端での被試験素子17の出力波
形17bと等しくなり、したがって被試験素子17から
の出力波形を電圧比較するアナログコンパレータ15の
入力端では、被試験素子17のハイレベル以下となる箇
所が発生せず、立ち上がり波形の正確なタイミング測定
ができる。
【0012】図3は本発明による半導体試験装置の他の
実施例を示すブロック図である。図3において、図1と
同一符号は相当部分を示すものとし、図3の多重反射防
止回路22を構成するトランジスタスイッチの構成が異
なっている例を示し、その他の構成は図1と同様であ
る。
【0013】図4は図3の半導体試験装置の被試験素子
から受け取る応答波形図である。
【0014】図4のAは反射ダイアグラムで横軸は電流
Iで縦軸は電圧Vを示し、図4のBは被試験素子17の
応答波形を示す。図3の多重反射防止回路22の抵抗1
8とトランジスタスイッチ32のオン抵抗の合成値が伝
送線16の特性インピーダンスZ0に等しくなるように
抵抗18の抵抗値が選ばれている場合について、図4に
より多重反射防止回路22の動作を次に説明する。
【0015】図4において、図4のAも示すように多重
反射防止回路22の電圧電流特性104は被試験素子1
7のローレベルの出力特性の電流Iが零の点gで折れ曲
がった特性を持つようにあらかじめ定電圧源20の出力
電圧値が調整されている。したがって多重反射防止回路
22の特性は電圧値Vが被試験素子17の電流零の電圧
値以上の場合には電流Iが零であり、それ未満の電圧値
に対しては傾きがZ0の直線上を移動するため電流Iが
流れることになる。ここで図4のBに示すように時刻t
0で被試験素子17の出力信号17aがハイレベルから
ローレベルに変化すると、被試験素子端での出力波形1
7aの電位Vは次のようになる。図4のAの反射ダイア
グラムにおいて被試験素子17のハイレベルの値である
電圧・電流ともに零の点から伝送線16の特性インピー
ダンスZ0の傾きを持つ直線106と被試験素子17の
ローレベルの出力特性104との交点eの電位まで下降
する。したがって図4のBの点線で示すように被試験素
子端での出力波形17aは時刻t0において電圧V3ま
で下降する。この波形17aが電気長τ秒の伝送線16
を伝播していき多重反射防止回路22に到達すると、図
4のAのe点から傾き−Z0をもつ直線107と多重反
射防止回路22の特性105との交点であるf点まで多
重反射防止回路22端での電位Vが下降する。これを多
重反射防止回路22端で観測すると図4のBの実線で示
すように時刻t0+τにおいて電圧V4まで下降する。
この波形17bが反射されて被試験素子端に到達する
と、図4のAではf点から傾きZ0をもった直線105
と被試験素子17のローレベルの出力特性104の交点
g点に移動する。したがって被試験素子端での被試験素
子17の出力波形17aは時刻t0+2τにおいて無負
荷時の出力電圧VOLとなる。この波形17aが再度反
射され、時刻t0+3τにおいて多重反射防止回路22
端での被試験素子17の出力波形17bも無負荷時の出
力電圧VOLとなる。このとき伝送線16のあらゆると
ころの電位がVOLに等しくなるため、時刻t0+3τ
以降には反射現象が起こらず電位は一定となる。よって
多重反射防止回路22の近傍荷配置されたアナログコン
パレータ15の入力端での波形も図4のBに示した多重
反射防止回路端での被試験素子17の出力波形17bと
等しくなり、したがって被試験素子17からの出力波形
を電圧比較するアナログコンパレータ15の入力端で
は、被試験素子17のローレベル以上となる箇所が発生
せず、立ち上がり波形の正確なタイミング測定ができ
る。
【0016】図5は本発明による半導体試験装置のさら
に他の実施例を示すブロック図である。図5において、
図1と同一符号は相当部分を示すものとし、図5の多重
反射防止回路23が図1の多重反射防止回路21と図3
の多重反射防止回路22を並列に設けたものである例を
示し、その構成は図1及び図3と同様である。図5の多
重反射防止回路23の抵抗18aとトランジスタスイッ
チ31と定電圧源20aを直列に接続したものは図1の
多重反射防止回路21に相当し、抵抗18bとトランジ
スタスイッチ32と定電圧源20bを直列に接続したも
のは図3の多重反射防止回路22に相当している。本実
施例の半導体試験装置においてはアナログコンパレータ
15の近傍に設けた多重反射防止回路23の動作によ
り、被試験素子17の立ち上がり波形部分及び立ち下が
り部分の両者に対して、多重反射が発生せず正確なタイ
ミング測定ができる。
【0017】図6は本発明による半導体試験装置のさら
に他の実施例を示すブロック図である。図6において、
図5と同一符号は相当部分を示すものとし、図6の多重
反射防止回路24が図5の多重反射防止回路23の抵抗
18aと抵抗18bを共通にした例である。図6の多重
反射防止回路24のトランジスタスイッチ31と定電圧
源20aを直列に接続したものと、トランジスタスイッ
チ32と定電圧源20bを直列に接続したものは図5の
多重反射防止回路23に相当している。本実施例の半導
体試験装置においてはアナログコンパレータ15の近傍
に設けた多重反射防止回路24の動作により、被試験素
子17の立ち上がり波形部分及び立ち下がり部分の両者
に対して、多重反射が発生せず正確なタイミング測定が
できる。
【0018】図7は図1の半導体試験装置の被試験素子
から受け取る他の応答波形図である。上記の1図から6
図の実施例においては多重反射防止回路の抵抗とトラン
ジスタスイッチの合成抵抗値が伝送線16の特性インピ
ーダンスZ0に等しい場合について多重反射防止回路2
1〜24の動作を説明してきたが、多重反射防止回路2
1〜24の抵抗18とトランジスタスイッチのオン抵抗
の合成値が伝送線16の特性インピーダンスZ0に等し
くない場合にもリンギング波形の振幅を低減する機能が
有るので、図1の実施例において多重反射防止回路21
の抵抗18とトランジスタスイッチ31のオン抵抗の合
成抵抗値が伝送線16の特性インピーダンスZ0の半分
のZ0/2に等しい例の場合について、図7により多重
反射防止回路の動作を次に説明する。
【0019】図7において、図2の場合と同様に図6の
Bの時刻t0で被試験素子17の出力信号17aがロー
レベルからハイレベルに変化すると、被試験素子端での
出力波形17aの電位は次のようになる。
【0020】7図のAの反射ダイアグラムにおいて被試
験素子17のローレベルの値である電圧・電流ともに零
の点hから伝送線16の特性インピーダンスZ0の傾き
を持つ直接109と被試験素子17のハイレベルの出力
特性100との交点iの電位まで上昇する。したがって
図7のBの点線で示すように被試験素子端での出力波形
17aは時刻t0において電位がV5まで上昇する。こ
の波形17aが電気長τ秒の伝送線16を伝播していき
多重反射防止回路21に到達すると、図7のAのi点か
ら傾き−Z0を持つ直線110と多重反射防止回路21
の特性108との交点であるj点まで多重反射防止回路
21端での電位が上昇する。これを多重反射防止回路2
1端で観測すると図7のBの実線で示すように時刻t0
+τにおいて電圧V6まで上昇する。この波形17bが
反射されて被試験素子端に到達すると図7のAではj点
から傾きZ0をもった直線111と被試験素子17のハ
イレベルの出力特性100の交点であるk点に移動す
る。したがって被試験素子端での被試験素子21の出力
波形17aの電位は時刻t0+2τにおいてV7とな
る。この波形17aが再度反射されて被試験素子端に到
達すると、図7のAではk点から傾き−Z0を持つ直線
112と多重反射防止回路21の特性108との交点で
あるm点まで多重反射防止回路21端での電位が上昇す
る。これを多重反射防止回路21端で観測すると図7の
Bの実線で示すように時刻t0+3τにおいて多重反射
防止回路21端での被試験素子17の出力波形17bの
電位はV8となり、以後には被試験素子17と多重反射
防止回路21間で反射は往復するごとに被試験素子端で
の被試験素子17の出力17aと多重反射防止回路21
端での被試験素子17の出力波形17bも無負荷時の電
位VOHに漸近していく。よって多重反射防止回路21
の近傍に配置されたアナログコンパレータ15の入力波
形も図7のBに示した多重反射防止回路端での被試験素
子17の出力波形17bと等しくなり、したがって被試
験素子17からの出力波形を電圧比較するアナログコン
パレータ15の入力端では被試験素子17のハイレベル
以下となる箇所が発生せず、立ち上がり波形の正確なタ
イミング測定ができる。上記説明では多重反射防止回路
21の抵抗18とトランジスタスイッチ19のオン抵抗
の合成値がZ0/2に等しい例に場合を示したが、同合
成抵抗値が0から有限な値の間でも同様の効果がある。
また図1の十指令について説明したが図3及び図5及び
図6の実施例についても同様の効果がある。上記図1か
ら図7の実施例では被試験素子17の1ピンについて説
明したが、本発明の半導体試験装置は被試験素子のピン
数により制限されるものではない。また多重反射防止回
路は抵抗とトランジスタスイッチと定電圧源の順で接続
した例で説明したが、これはトランジスタスイッチと抵
抗と定電圧源の順に接続しても同様の効果が得られ、そ
の接続順序によって本発明が制限されるものではない。
【0021】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので以下に記載されるような効果を奏す半導体試験
装置を構成するアナログコンパレータに近傍に多重反射
防止回路を設けることにより、被試験素子からの応答波
形に多重反射が発生しないため正確なタイミング測定が
できる。またトランジスタスイッチと抵抗の合成抵抗値
を半導体試験装置と被試験素子を接続する伝送線の特性
インピーダンスの等しくすることにより、多重反射を完
全にとり除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図1の半導体試験装置の被試験素子から受け取
る応答波形図である。
【図3】本発明の他の一実施例を示す構成図である。
【図4】図2の半導体試験装置の被試験素子から受け取
る応答波形図である。
【図5】本発明の他の一実施例を示す構成図である。
【図6】本発明のさらに他の一実施例を示す構成図であ
る。
【図7】図1の半導体試験装置の被試験素子から受け取
る他の応答波形図である。
【符号の説明】
10…タイミング発生器、 11…パターン発生器、 12…波形フォーマッタ、 13…デジタルコンパレータ、 14…ドライバ、 15…アナログコンパレータ、 16…伝送線、 17…被試験素子、 18,18a,18b…抵抗、 31,32…トランジスタスイッチ、 20,20a,20b…定電圧源、 21,22,23,24…多重反射防止回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】タイミング発生器と、パターン発生器と、
    タイミング発生器で作成されたタイミング信号とパター
    ン発生器で作成されたテストパターンを合成する波形フ
    ォーマッタと、波形フォーマッタの出力波形を入力する
    ドライバと、ドライバ出力を被試験素子へ与える伝送線
    と、試験波形の応答としての被試験素子からの出力信号
    を伝送線を通し入力して電圧比較するアナログコンパレ
    ータと、アナログコンパレータの出力とパターン発生器
    で作成された期待値をタイミング発生器からの信号の示
    す時刻に論理比較試験するデジタルコンパレータとから
    成る半導体試験装置において、アナログコンパレータの
    入力端近傍に多重反射防止回路を設けたことを特徴とす
    る半導体試験装置。
  2. 【請求項2】多重反射防止回路を抵抗とトランジスタス
    イッチと定電圧源の順に接続して構成したことを特徴と
    する請求項1記載の半導体試験装置。
  3. 【請求項3】多重反射防止回路をトランジスタスイッチ
    と抵抗と定電圧源の順で直列に接続して構成したことを
    特徴とする請求項1記載の半導体試験装置。
  4. 【請求項4】多重反射防止回路を抵抗とトランジスタス
    イッチと定電圧源を直列に接続した回路2組として各2
    組のトランジスタスイッチの極性を逆にしたことを特徴
    とする請求項1記載の半導体試験装置。
  5. 【請求項5】多重反射防止回路を構成する抵抗とトラン
    ジスタスイッチのオン抵抗の合成値を半導体試験装置と
    被試験素子を接続する伝送線の特性インピーダンスと等
    しくしたことを特徴とする請求項2または請求項3また
    は請求項4記載の半導体試験装置。
  6. 【請求項6】多重反射防止回路の入力インピーダンスを
    被試験素子のハイレベル以上およびローレベル以下で半
    導体試験装置と被試験素子を接続する伝送線の特性イン
    ピーダンスと等しい値としたことを特徴とする請求項1
    記載の半導体試験装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006075516A1 (ja) * 2005-01-11 2006-07-20 Advantest Corporation 信号伝送システム、信号出力回路基板、信号受信回路基板、信号出力方法、及び信号受信方法

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