JPH06324105A - 半導体試験装置 - Google Patents

半導体試験装置

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JPH06324105A
JPH06324105A JP5109076A JP10907693A JPH06324105A JP H06324105 A JPH06324105 A JP H06324105A JP 5109076 A JP5109076 A JP 5109076A JP 10907693 A JP10907693 A JP 10907693A JP H06324105 A JPH06324105 A JP H06324105A
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JP
Japan
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current
voltage
signal
load circuit
test
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Pending
Application number
JP5109076A
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English (en)
Inventor
Yoshihiko Hayashi
林  良彦
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH06324105A publication Critical patent/JPH06324105A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は半導体素子の試験を行う負荷回
路において、負荷回路の電流電圧特性の内、最大電流
値、最小電流値、および負荷インピーダンスを制御する
手段を提供すること。 【構成】負荷回路内に電流値を制限する回路および出力
インピーダンスを制御する手段を設け、負荷回路の電圧
電流特性を高精度に制御する。

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を行う
半導体試験装置に係わり、特に被試験素子の負荷特性を
正確に制御可能な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プロシーディン
グス インターナショナル テストコンファレンス
(1986年)第161頁から第168頁 ( Proceed
ingsInternational Test Conference(1986)p
p.161〜168)に記載されている。この半導体試
験装置の被試験素子の負荷回路は、図6に示すように電
流バッファ16、ダイオード15a〜15c、定電流源
14a〜14bより構成されている。電流バッファ16
に入力されたしきい値電圧VTよりも被試験素子の出力
電圧が上昇すると定電流源14bにより電流IOHの電
流を被試験素子からとる。一方、電流バッファ16に入
力されたしきい値電圧VTよりも被試験素子の出力電圧
が降下すると定電流源14aにより電流IOLの電流を
被試験素子に流し込み、仕様書で規定された負荷条件を
つくり、半導体の試験を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は被試験
素子がハイレベルおよびローレベルを出力している状態
では規定の電流を流すことができるが、図7に示した同
回路の電流電圧特性からも分かるようにハイレベルから
ローレベルおよびローレベルからハイレベルに遷移する
場合の特性はダイオード14a〜14dからなるダイオ
ードブリッジの特性となり、仕様書に記載されたTTL
の特性とは必ずしも一致していなかった。このため、高
速の被試験素子のアクセスタイム等交流特性を正確に測
定できなかった。本発明の目的は前述したような負荷回
路の電圧電流特性において、ハイレベル電流I0H、ロ
ーレベル電流I0Lのみならず、ハイレベルとローレベ
ル間の負荷インピーダンスが制御可能な負荷回路を備え
た半導体試験装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の負荷回路はしきい値電圧のバッファ増幅器
とハイレベル電流用電流源、ローレベル用電流源、ダイ
オードブリッジ回路よりなる負荷回路において、バッフ
ァ増幅器に出力インピーダンスの制御機能を設けるよう
にしたものである。
【0005】
【作用】上記負荷回路のバッファ増幅器の出力インピー
ダンスを可変することにより、最大出力電流値間の負荷
回路の出力インピーダンスを制御可能とする。
【0006】
【実施例】以下に本発明の実施例を図1から図5により
説明する。
【0007】図1は本発明による負荷回路を搭載した半
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、半導体試験装置はパターン発生器1、タイミ
ング発生器2、波形フォーマッタ3、デジタルコンパレ
ータ4、ドライバ5、コンパレータ6、負荷回路7、D
A変換器10a〜10d、制御用計算機9、およびこれ
らを接続するバス11より構成されている。負荷回路7
は試験に先立って、制御計算機9により、バス11を介
してDA変換器10a〜10dに各設定値が印加され、
その出力が負荷回路に接続されているため、しきい値電
圧VT、ハイレベル電流IOH、ローレベル電流IO
L、負荷回路7の利得VGAINが設定されている。
【0008】次に、本発明の一実施例の動作を説明す
る。パターン発生器1が作成したテストパターンと、タ
イミング発生器2が作成したタイミング信号は、波形フ
ォーマッタ3に印加され、試験波形が作成される。作成
された試験波形は、ドライバ5により被試験素子8の論
理電圧レベルに変換され、被試験素子8に印加される。
被試験素子8は印加された試験波形の応答として、信号
を出力する。この出力信号をコパレータ6が受け取り被
試験素子8の論理レベル電圧と比較し、ハイレベルおよ
びローレベルの判定を行ない、その結果をデジタルコン
パレータ4に出力する。デジタルコンパレータ4はパタ
ーン発生器1が作成した良品の被試験素子が出力する信
号の論理値、すなわち期待値と、コンパレータからの被
試験素子8の出力論理値をタイミング発生器2が作成し
たタイミング信号のタイミングで比較判定し、良品・不
良品の判定を行う。ここで負荷回路7は、被試験素子8
が信号を出力するとき、タイミング発生器1が作成した
信号で負荷回路7のアクティブ信号ON−Pが活性化さ
れ、動作状態となる。したがって、被試験素子8の出力
信号の電圧値がしきい値電圧VT以上の場合はハイレベ
ル電流IOH、しきい値電圧VT以下であれば、ローレ
ベル電流IOLの電流を被試験素子8に流す。本発明に
よる負荷回路7は被試験素子8のハイレベル出力電圧と
ローレベル出力電圧の間の出力インピーダンスを利得V
GAINによって制御できるので、試験仕様書により規
定されている試験時の負荷条件を正確に満たすことが可
能となる。
【0009】次に負荷回路7について、図2〜5を用い
て動作を説明する。図2は本発明の一実施例のブロック
図であり、図3、図4、図5は負荷回路7の出力の電圧
電流特性である。本発明による負荷回路7は従来の負荷
回路の電流バッファBUFとダイオードブリッジD1〜
D4間に電流バッファの出力インピーダンスを制御する
ための抵抗R1と可変利得OPアンプOP3を設けたも
のである。電流バッファBUFの入力にはしきい値電圧
VTが印加されている。なお、最大電流を設定するハイ
レベル電流端子IOHおよびローレベル電流端子IOL
は電流量に比例した電圧が印加されている。
【0010】まず初めに、アクティブ信号ON−Pがハ
イの状態について図3を用いて説明する。図3は負荷回
路7による被試験素子の出力電圧VDUTと被試験素子
の出力から流れる電流IOの関係を示したものである。
被試験素子の出力電圧VDUTがしきい値電圧VTより
も小さい場合は、ローレベル電流IOLで指示された電
流を被試験素子に流す。一方、被試験素子の出力電圧V
DUTがしきい値電圧より大きい場合は、ハイレベル電
流IOHで示された電流を被試験素子に流すことを負荷
回路7が行う。利得制御端子VGAINにより、可変利
得OPアンプOP3の電圧利得を制御すると、抵抗R1
の両端のインピーダンスZ1は、 Z1=R1/(1+Av) (1) ただし、AvはOP3の電圧利得 となるため、電圧利得によって、抵抗両端のインピーダ
ンスを制御することができる。したがって、利得制御端
子VGAINにより、電圧利得が十分に大きい場合は、
抵抗R1の両端間のインピーダンスが小さくなるので、
図3に示す負荷回路の電圧電流特性は、しきい値電圧V
Tにより、ハイレベル電流IOHとローレベル電流IO
Lがすぐに切り変わる特性となる。一方、図4は利得制
御端子VTにより、電圧電流利得を調整した特性であ
り、しきい値近傍でハイレベル電流とローレベル電流の
中間の電流値が存在する。この部分の傾きは利得制御端
子VGAINに印加する電圧値により、変えることがで
きるので、LSIの負荷条件となるTTLの入力特性に
一致させることが可能であり、負荷となるTTLの数お
よび、負荷となる論理素子に合わせて、抵抗R1の両端
のインピーダンスを式(1)に従い変更できるので、負
荷特性を変えることができる。図5はアクティブ信号O
N−Pがローレベルの状態の負荷回路の出力特性であ
る。半導体試験装置が試験信号を被試験素子8に印加す
る場合は、タイミング発生器2により作成したタイミン
グ信号のアクティブ信号ON−Pにより、ハイインピー
ダンス状態とし、半導体試験装置のドライバの負荷とな
らないように動作する。これは、アクティブ信号ON−
Pがレベルシフト回路を介し、ダイオードブリッジを構
成しているダイオードD1〜D4に電流を供給している
トランジスタQ3〜Q6で構成しているカレントスイッ
チに入力され、電流を遮断するので、図5に示すように
負荷回路の出力は被試験素子の出力電圧によらず電流を
流さないため、ハイインピーダンスとなる。
【0011】次に、電流IOHおよびIOLの制御方法
について説明する。初めにローレベル電流IOLについ
て説明する。ローレベル電流IOLは、OPアンプOP
1、トランジスタQ1,Q2、および抵抗R2,R3,
R6により作成する。トランジスタQ1,Q2および抵
抗R2,R6は同じサイズ、同じ抵抗値のものを用いて
いる。したがって、トランジスタQ1およびトランジス
タQ2のコレクタ電流は同一であり、この電流を抵抗R
3に流し、その電圧をOPアンプOP1によりローレベ
ル電流IOLの設定値と誤差増幅し、トランジスタQ
1,Q2のベースを駆動するため、トランジスタQ2の
コレクタ電流はIOLとなる。ここの説明では、トラン
ジスタQ1,Q2に流すコレクタ電流を同じとして説明
したが、トランジスタQ1サイズを1/N、抵抗R2,
R3の値をN倍にすることによって、トランジスタQ1
のコレクタ電流を1/Nにしても、同等の効果が得ら
れ、消費電流を低減することができる。
【0012】一方、ハイレベル電流IOHは、ローレベ
ル電流IOLと同一の構成であり、電流の向きが逆であ
るため、トランジスタをPNPからNPNに変え、電源
の極正を反転しているだけであるので、ここで改めて説
明することもなく、ローレベル電流と制御する電流の向
きが逆である点を除けば、同等の機能を有していること
は自明の理である。
【0013】なお、本発明による負荷回路の内、抵抗R
3とR4はそこに流れている電流量を検出するため、絶
対的な精度が必要であるが、その他の抵抗は相互の比精
度があればよく、トランジスタも同様であるので、容易
にモノリシックICにすることができる。抵抗R3とR
4についても、NiCrまたはSiCr等の抵抗体が、
ICプロセスで使用でき、レーザ・トリミングができれ
ば負荷回路の全てをモノリシックIC化することができ
る。さらに、設定用のDA変換器も近年モノリシックI
C化されており、これを含めて1チップICができるこ
とは自明の理である。
【0014】本実施例では負荷回路1回路で説明した
が、実際には被試験素子を試験するために必要十分な回
路数を用意すればよく、負荷回路の数によって本発明の
有効性が制限されることはない。
【0015】
【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
装置を構成する負荷回路に出力インピーダンスを制御す
るための利得調整回路を設けることにより、IC、LS
Iの仕様書に記載されたTTL等の負荷条件に等しい負
荷条件で試験することができるので、正確な試験を行う
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半導体試験装置の構成
図である。
【図2】図1の負荷回路のブロック図である。
【図3】負荷回路の電圧電流特性図である。
【図4】負荷回路の電圧電流特性図である。
【図5】負荷回路の電圧電流特性図である。
【図6】従来の負荷回路のブロック図である。
【図7】従来の負荷回路の電圧電流特性図である。
【符号の説明】
1…パターン発生回路、 2…タイミング発生器、 3…波形フォーマッタ、 4…デジタルコンパレータ、 5…ドライバ、 6…コンパレータ、 7…負荷回路、 9…制御用計算機、 10…DA変換器、 11…バス。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体試験装置において、被試験素子の負
    荷として、しきい値電圧、ハイレベル電流、ローレベル
    電流およびしきい値電圧近傍の出力電圧電流特性を制御
    する各々の手段と、これらの手段の働きを有効にするか
    無効にするかの手段を設けた負荷回路を備えたことを特
    徴とする半導体試験装置。
  2. 【請求項2】負荷回路をしきい値電流バッファ、IO
    L,IOH用の電流源、ダイオードブリッジ、カレント
    スイッチ、レベルシフト回路、抵抗および可変利得増幅
    器により構成し、可変利得増幅器の利得を外部から調整
    することを特徴とする審査請求項1記載の半導体試験装
    置。
JP5109076A 1993-05-11 1993-05-11 半導体試験装置 Pending JPH06324105A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08166429A (ja) * 1994-12-15 1996-06-25 Advantest Corp ドライバ回路
JPH11174127A (ja) * 1997-12-09 1999-07-02 Hitachi Electron Eng Co Ltd 電子デバイスへの負荷電流出力回路およびicテスタ
JPH11174128A (ja) * 1997-12-09 1999-07-02 Hitachi Electron Eng Co Ltd 電子デバイスへの負荷電流出力回路およびicテスタ
KR100757934B1 (ko) * 2006-08-11 2007-09-11 주식회사 하이닉스반도체 반도체 메모리의 테스트 모드 버퍼
JP2009270903A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 Texas Instr Japan Ltd 半導体装置の試験装置および試験方法

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JP2009270903A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 Texas Instr Japan Ltd 半導体装置の試験装置および試験方法

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