KR20140136928A - 고신뢰성, 고전압 스위치 - Google Patents

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제임스 제이. Ⅲ 샌더스
에릭 피. 버거론
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테라다인 인코퍼레이티드
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits

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Abstract

고신뢰도, 고전압 전기 제어가능한 스위치가 전기기계 릴레이 및 광전자 릴레이와 같이 상이한 특성을 갖는 상이한 타입의 릴레이의 결합에 의해 생성된다. 이러한 릴레이는 복합 스위치가 고전압 상태에서 핫 스위칭된다고 할지라도, 전기기계 릴레이의 동작 수명을 열화시키는 상태에서 개폐하도록 이러한 복합 스위치의 전기기계 릴레이를 구동하는 것을 피하는 순서에 따라 폐로되고 및/또는 개방된다. 이러한 스위칭 순서는 낮은 온 저항, 낮은 크로스토크, 낮은 용량 및/또는 낮은 누설전류를 제공하는 상태에서 이러한 릴레이로 마무리된다. 이러한 스위치는 비교적 소형이어서 자동 테스트 기기용 스위치 매트릭스로서 기능하는 기기를 구성할 수 있다.

Description

고신뢰성, 고전압 스위치{HIGH RELIABILITY, HIGH VOLTAGE SWITCH}
반도체 장치와 같은 전자 부품은 자동 테스트 기기를 사용하여 이들의 제조 동안 자주 검사되고, 때로 많이 검사된다. 이러한 검사를 실행하기 위해, 자동 테스트 기기는 동작 상태의 범위가 특정 장치에서 검사될 수 있도록 테스트 신호를 생성하거나 측정하는 기기를 포함할 수 있다. 기기는 반도체 장치에서 디지털 로직을 검사할 수 있도록 디지털 신호의 패턴을 생성하거나 측정할 수 있다. 다른 기기는 고주파수 아날로그 신호를 생성할 수 있고, 다른 기기는 임의의 형상의 파형을 생성할 수도 있다. 일부 기기는 또한 장치의 고전압부를 검사하거나 피검사 장치에 전력을 공급하기 위한 비교적 높은 전압을 생성하거나 측정할 수 있다.
다수의 타입의 장치의 검사를 지원하기 위해, 또는 동일한 타입의 장치에 다수의 검사를 실행하도록 지원하기 위해, 자동 테스트 시스템은 상이한 기기가 상이한 시간에 상이한 테스트 포인트에 결합될 수 있도록 구성가능할 수 있다. 테스트 시스템은 다수의 테스트 포인트중 하나에 다수의 기기중 어느 하나가 스위칭될 수 있도록 하는 스위치 매트릭스를 포함할 수 있다.
저전압 신호를 위해, 아날로그 또는 디지털에 관계없이, 스위치 매트릭스는 리드 릴레이(reed relay)에 의해 구현될 수 있다. 리드 릴레이는 오프될 때 낮은 온 저항(on resistance)과 낮은 누설 전류를 제공하는 전기기계 릴레이이다. 보다 높은 전압에 대해서도, 전기기계 릴레이가 사용될 수도 있다. 그러나, 보다 높은 전압 신호의 스위칭은 보다 낮은 전압 신호에서 일어나지 않는 신뢰도 문제를 전기기계 릴레이에서 생성할 수 있다. 하나의 예로서, 고전압을 스위칭하는 전기기계 릴레이는 "붙어(stick)" 임의의 동작 기간후에 개방되지 않는 신뢰도를 보여준다.
고전압을 스위칭하는데 사용되는 전기기계 릴레이의 접촉 저항 역시 예측불가능하게 변할 수 있다. 접촉 저항의 변화는 접촉 저항의 1 옴의 변화도 검사 결과를 바꿀 수 있기 때문에 특별히 검사 시스템에 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 릴레이는 50 밀리옴 정도의 공칭 저항을 위해 설계될 수도 있다. 1 옴의 변화는 예측된 온 저항의 백분율로서 상당하다. 자동 테스트 시스템에서, 릴레이는 단일 장치의 검사동안 여러번 상이한 구성으로 스위칭될 수 있고 하루에 수천개의 장치를 검사할 수도 있다. 그 결과, 릴레이가 심지어 수만번의 스위칭 후에 고장나면, 릴레이는 초단기간의 사용 후에 고장날 것이다.
과거에는, 수은 접점 스위치가 보다 높은 전압 신호에 대한 신뢰도 문제를 감소시키기 위해 가끔 사용되었다. 이러한 스위치는 아크를 발생시키지 않고 릴레이를 신속하고 좋은 신뢰도로 폐로시키는데 사용될 수도 있는 수은을 포함하였다. 수은 접점 스위치는 건식 접점 릴레이(dry-switched relay)보다 상당히 긴 수명을 갖고 있다. 하지만, 수은 스위치는 최근에 다수의 헤드가 다수의 방위로 놓일 수 있도록 설계된 현대 검사 시스템에 적합하지 않기 때문에 인기가 없게 되었다. 수은 스위치가 위치에 만감하기 때문에, 테스트 헤드가 스위치가 동작하지 않는 위치로 이동되는 경우에, 테스트 시스템은 예상한 대로 작동하지 않을 수도 있다. 또한, 수은 스위치는 환경 문제로 일부 위치에서 금지되어 있다.
따라서, 일부 테스트 시스템은 고전압 신호에도 "건식" 전기기계 릴레이를 사용한다. 이러한 테스트 시스템의 소유자는 릴레이를 고전압이 걸려 있는 동안 스위칭하지 않도록 테스트 시스템을 재구성하도록 권고받을 수 있다. 때로 "핫 스위칭(hot switching)"으로 불리는 이러한 스위칭으로 인해 비교적 낮은 수의 사이클 후에 릴레이가 고장날 수 있다.
핫 스위칭은 자동 테스트 시스템 및 다른 적용에서 사용될 수 있다. 반도체 장치를 검사하기 위해, 테스트 시스템의 처리량은 제조 시설의 효율에 상당한 영향을 준다. 핫 스위칭에 의해 테스트 시스템은 테스트 작업에서 단계별로 신속히 이동할 수 있어 처리량을 향상시킨다. 핫 스위칭에 대한 신뢰도 문제를 위해, 자동 테스트 기기의 일부 사용자는 핫 스위칭되는 경우에 손상에 덜 취약한 비교적 큰 릴레이를 포함하는 테스트 시스템 인터페이스 보드를 구축하였다. 또한, 이러한 릴레이는 고장이 발생한 경우에 릴레이가 용이하게 대체될 수 있도록 소켓에 장착될 수 있다.
전기기계 스위치를 사용하는 대안은 광전자 릴레이와 같은 고체 상태(solid state) 릴레이를 사용하는 것을 포함한다. 그러나, 고체 상태 릴레이는 리드 릴레이 보다 높은 온 저항을 갖고 있다. 자동 테스트 시스템을 포함하는 일부 적용에서, 높은 온 저항은 바람직하지 않다. 또한, 고체 상태 스위치는 검사 동작을 방해할 수 있는 크로스토크를 생성할 수 있다.
핫 스위칭에 대한 필요를 피하는 다른 대안은 고전압 기기를 스위칭하는 필요를 피하도록 검사 시스템을 구성하는 것이다. 충분한 수의 고전압 기기가 고전압 신호를 수신하는 각 테스트 포인트가 기기로의 전용 접속을 가질 수 있도록 제공될 수도 있다. 하지만, 이러한 방법은 고가일 수 있다.
확실한 고전압의 스위칭은 전기기계 및 고체 상태 스위칭 장치 모두를 포함하는 복합 스위치(compound switch)를 통해 제공된다. 복합 스위치를 개폐하기 위해, 개별적인 스위칭 장치가 전기기계 스위칭 장치의 단자에 잠재적으로 해로운 전압이 존재하는 동안 전기기계 스위칭 장치를 구동시키는 것을 피하는 순서에 따라 제어된다. 복합 스위치의 구성 스위칭 장치가 구동되는 순서는 복합 스위치가 개폐되고 있는지 여부에 의존할 수 있어서, 전기기계 스위칭 장치가 개폐 시퀀스 동안 잠재적으로 해로운 전압으로부터 분리될 수 있다.
일부 실시예에서, 고체 상태 스위칭 장치 및 전기기계 스위칭 장치는 복합 스위치로서 구성되고 제어될 수 있어서, 폐로 사이클 동안, 전기기계 스위칭 장치는 고체 상태 스위치가 고저항 상태에 있는 있는 동안 닫힌다. 이러한 부품은 복합 스위치의 단자 사이에 분압기를 형성하도록 접속될 수 있다. 그 결과, 복합 스위치의 단자의 임의의 전압은 고체 상태 스위치의 보다 높은 저항에 분배되어서, 전기기계 스위칭 장치를 고전압으로부터 분리한다. 개방 시퀀스 동안, 스위칭 순서는 역전될 수 있어서, 전기기계 스위칭 장치 역시 고체 상태 스위칭 장치에 의해 임계값 위의 전압으로부터 분리되어 구동된다.
일부 실시예에서, 고체 상태 스위칭 장치 및 전기기계 스위칭 장치는 복합 스위치로서 구성되고 제어될 수 있어서, 폐로 사이클 동안, 고체 상태 스위칭 장치가 닫혀 있을 때 전기기계 스위칭 장치는 닫혀, 저전압 강하를 제공하는 전기기계 스위칭 장치의 단자간 접속을 완성한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 전기기계 스위칭 장치가 2개 이상의 고체 상태 스위칭 장치와 결합되어 사용될 수 있다. 이러한 고체 상태 스위칭 장치는 상이한 전기 성능 파라미터를 가질 수 있다. 하나의 고체 상태 스위칭 장치는 전기기계 스위칭 장치의 단자간 접속을 완성하기 위한 낮은 온 저항을 가질 수 있다. 전기기계 스위칭 장치를 분리하는 다른 고체 상태 스위칭 장치가 낮은 오프 용량(off capacitance)을 가질 수 있다. 낮은 오프 용량을 갖는 고체 상태 스위칭 장치는 복합 스위치간 핫 스위칭 전압이 AC 전압이거나 과도 성분을 포함한다고 할지라도 신뢰도의 감소와 연관된 임계값 위의 전압으로부터 전기기계 스위칭 장치를 분리시킬 수 있다.
스위칭 장치의 다양한 구성이 복합 스위치를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 개방 상태에서 낮은 누설전류를 위해, 전기기계 스위칭 장치는 고체 상태 스위칭 장치와 직렬로 접속될 수 있다. 복합 스위치를 위한 낮은 온 저항을 위해, 전기기계 스위칭 장치는 고체 상태 스위칭 장치와 병렬로 접속될 수 있다. 낮은 온 저항 및 낮은 누설전류를 위해, 복합 스위치는 다수의 전기기계 스위칭 장치를 포함할 수 있어서, 고체 상태 스위칭 소자와의 직렬 경로를 제공하고 션팅시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 다수의 고체 상태 스위칭 장치가 복합 스위치에서 사용될 수 있다. 이러한 고체 상태 스위칭 장치는 상이한 특성을 가질 수 있고 상이한 고체 상태 스위칭 장치가 상이한 시간에 구동되도록 차례로 제어될 수 있다. 일부 특성 실시예에서, 적어도 2개의 고체 상태 스위칭 장치가 복합 스위치에서 채용될 수 있다. 하나의 장치는 보다 낮은 용량을 가질 수 있지만, 보다 높은 저항을 가질 수 있다. 다른 장치는 보다 낮은 저항을 가질 수 있지만, 보다 높은 용량을 가질 수 있다. 이러한 부품은 저항성 또는 용량성 분압기가 복합 스위치의 구동 동안 임의의 시간에 고체 상태 스위칭 장치에 의해 생성되는 것에 관계없이, 임의의 전기기계 스위칭 장치의 전압이 이러한 전기기계 스위칭 장치가 개방되어 있거나 폐로되어 있는 동안 비교적 낮도록 구성되고 동작될 수 있다.
일부 실시예에서, 전기기계 스위칭 장치는 리드 릴레이일 수 있다. 이러한 부품은 낮은 온 저항 및 높은 절연을 제공할 수 있고 수은이 없을 수 있다. 이러한 부품은 또한 낮은 크로스토크를 제공할 수 있다. 이러한 복합 스위치는 폐로 상태 및/또는 개방 상태에서, 리드 릴레이와 같은 하나 이상의 전기기계 스위칭 장치의 특성이 복합 스위치의 특성을 지배하도록 구성될 수 있다. 하지만, 복합 스위치의 단자간 전체 전압으로부터 전기기계 스위칭 장치를 분리하기 위해 복합 스위치의 구동 동안 고체 상태 스위칭 소자를 맞물리게 함으로써, 리드 릴레이와 같이 민감한 전기기계 스위칭 장치가 손상되지 않도록 보호될 수 있다. 이러한 방식으로, 핫 스위칭 시나리오에서도 바람직한 스위칭 특성을 얻을 수 있다.
일부 실시예에서, 복합 스위치는 양호한 절연, 낮은 누설전류, 낮은 크로스토크 및 낮은 용량을 제공한다. 이러한 스위치 장치는 자동 테스트 시스템에 사용하기에 매우 적절하다. 이러한 복수의 복합 스위치를 포함하는 크로스 포인트 스위치는 자동 테스트 시스템에 삽입하기 위한 기기로서 구성될 수 있다.
따라서, 일부 특징에서, 본 발명은 복합 스위치로 구현될 수 있다.
또 다른 특징에서, 본 발명은 다수의 복합 스위치를 사용하는 자동 테스트 시스템용 기기로 구현될 수 있다.
또 다른 추가 특징에서, 본 발명은 복합 스위치를 동작하는 방법으로 구현될 수 있다.
상기는 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 요약이고, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
첨부된 도면은 일정한 비례로 도시하도록 의도되지 않았다. 이러한 도면에서, 이러한 도면에서, 다양한 도면에 도시된 각 동일하거나 거의 동일한 구성요소는 유사한 번호로 표시되었다. 이해를 위해, 모든 구성요소가 모든 도면에서 라벨링되지 않을 수 있다.
도 1a는 테스트 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 1b는 스위치 매트릭스를 구현하는 기기의 실시예의 개략도이다.
도 2a는 복합 스위치의 제1 실시예의 개략도이다.
도 2b는 도 2a의 복합 스위치의 구동의 일련의 동작을 설명하는 표이다.
도 3a는 복합 스위치의 제2 실시예의 개략도이다.
도 3b는 도3a의 복합 스위치의 구동의 일련의 동작을 설명하는 표이다.
도 4a는 복합 스위치의 제3 실시예의 개략도이다.
도 4b는 도4a의 복합 스위치의 구동의 일련의 동작을 설명하는 표이다.
도 5a는 복합 스위치의 제4 실시예의 개략도이다.
도 5b는 도5a의 복합 스위치의 구동의 일련의 동작을 설명하는 표이다.
도 6a는 복합 스위치의 제5 실시예의 개략도이다.
도 6b는 도6a의 복합 스위치의 구동의 일련의 동작을 설명하는 표이다.
도 7a는 복합 스위치의 제6 실시예의 개략도이다.
도 7b는 도7a의 복합 스위치의 구동의 일련의 동작을 설명하는 표이다.
도 8a는 복합 스위치의 제7 실시예의 개략도이다.
도 8b는 도8a의 복합 스위치의 구동의 일련의 동작을 설명하는 표이다.
도 9a는 복합 스위치의 제8 실시예의 개략도이다.
도 9b는 도9a의 복합 스위치의 구동의 일련의 동작을 설명하는 표이다.
도 10a는 복합 스위치의 제9 실시예의 개략도이다.
도 10b는 도10a의 복합 스위치의 구동의 일련의 동작을 설명하는 표이다.
도 11a는 복합 스위치의 제10 실시예의 개략도이다.
도 11b는 도11a의 복합 스위치의 구동의 일련의 동작을 설명하는 표이다.
도 12a는 복합 스위치의 제11 실시예의 개략도이다.
도 12b는 도12a의 복합 스위치의 구동의 일련의 동작을 설명하는 표이다.
본 발명자는 순서에 따라 제어되는 상이한 특성의 다수의 스위칭 장치를 동작함으로써 형성된 복합 스위치를 사용하여 자동 테스트 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 것을 인식하였다. 이러한 스위칭 장치의 하나 이상은 리드 릴레이(reed relay) 또는 미세전기기계(micro-electromechanical machined, MEM) 장치와 같은 전기기계 릴레이일 수 있다. 이러한 스위칭 장치가 핫 스위칭 고전압일 때 손상에 취약한 타입일 수 있지만, 이러한 스위칭 장치의 구성 및 동작 순서는 전기기계 스위칭 장치가 스위칭 동안 고전압으로부터 절연되도록 될 수 있다.
이러한 복합 스위치는 신뢰성의 열화와 연관된 임계값 위의 전압의 핫 스위칭을 실행하는 것이 바람직한 다른 설정에서 사용될 수 있다. 예를 들어, "스마트 그리드"와 연관된 것과 같은 전력 제어 장치에서, 이러한 복합 스위치 역시 사용될 수 있다. 따라서, 복합 스위치가 자동 테스트 시스템에 사용되는 것과 관련하여 여기에 기술되어 있지만, 이러한 환경은 본 발명을 제한하려는 것이 아니고 예시라는 것을 이해해야 한다.
도 1a는 여기에 기술된 복합 스위치가 사용될 수 있는 반도체 장치를 검사하기 위한 자동 테스트 시스템의 개략도이다. 테스트 시스템(100)은 당업계에 알려진 기술을 사용하여 구성될 수 있다. 하지만, 도시된 실시예에서, 테스트 시스템(100)은 리드 릴레이 대신에 복합 스위치를 사용하여 구성되어 있다.
도 1a에 테스트 시스템(100)이 테스트 헤드(120)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 종래의 테스트 시스템에서와 같이, 테스트 헤드(120)는 다수의 기기판(110A, 110B...110I)을 포함하고 있다. 이러한 기기판의 각각은 피검사 장치(140)에 인가된 테스트 신호를 생성하고 및/또는 측정하기 위해 전자 회로를 포함하고 있다.
동작에서, 전자 신호는 신호 전달 인터페이스를 통해 기기판(110A, 110B...110I)과 피검사 장치(140) 사이에서 결합된다.
도 1a에 도시된 실시예에서, 신호 전달 인터페이스는 테스트 헤드(120) 안에 신호 경로(122)를 포함한다. 신호 경로(122)는 케이블링 또는 임의의 다른 적절한 상호접속 기술을 사용하여, 백플레인 상의 트레이스등을 포함하는 임의의 적절한 방법으로 생성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 신호 전달 인터페이스는 디바이스 인터페이스 보드(132)를 포함하고 있다. 디바이스 인터페이스 보드(132)는 테스트 헤드(120) 내의 신호 경로(122)와 정렬하도록 설계된 커플링(130)과 피검사 장치(140)와 정렬하도록 설계된 커플링(134) 사이에 신호를 전송하도록 당업계에 알려진 기술을 사용하여 구성될 수 있다. 커플링(130)은 임의의 적절한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 커플링(130)은 하나 이상의 전기 커넥터 또는 인터포저로서 구현될 수 있다.
커플링(134)은 마찬가지로 임의의 적절한 방법으로 구현될 수 있다. 하지만, 커플링(134)의 특정 구현은 피검사 장치(140)의 성질 및 검사되는 제조의 상태 모두에 의존할 수 있다. 예를 들어, 패키지된 반도체 장치를 검사하기 위해, 커플링(134)은 패키지된 반도체 장치를 수용하도록 구성된 소켓일 수 있다. 대안으로, 피검사 장치(140)는 반도체 웨이퍼 위에 있는 동안 검사될 수 있다. 이러한 시나리오에서, 커플링(134)은 반도체 웨이퍼의 표면 상의 패드와 접촉하도록 설계된 도전성 프로브를 사용하여 구현될 수 있다. 따라서, 커플링(130) 및 커플링(134)의 특성 구현은 본 발명의 핵심이 아니라는 것을 이해해야 한다.
종래의 테스트 시스템에서와 같이, 디바이스 인터페이스 보드(132)는 특정 피검사 장치를 위해 구성될 수 있다. 테스트 헤드와 피검사 장치 상의 테스트 포인트 사이에 신호를 전송하는 것에 더하여, 디바이스 인터페이스 보드(132)는 테스트 헤드(120) 내의 기기(110A, 110B...110I)에 의해 지원되지 않는 신호 전송 또는 처리 기능을 실행하는 전자 부품을 포함할 수 있다.
상이한 타입의 피검사 장치 상의 상이한 위치에서 상이한 타입의 테스트 신호를 생성하고 측정할 수 있기 위해서는 테스트 시스템(100)의 동작 동안 상이한 시간에 기기판(110A, 110B...110I)과 피검사 장치(140) 사이의 접속을 재배열해야 할 수 있다. 사실, 도 1a는 테스트 시스템 구성을 단순하게 설명하고 있다. 도 1a는 단일 피검사 장치(140)를 검사하는 테스트 시스템(100)을 설명하고 있다. 많은 실시예에서, 테스트 시스템은 다수의 피검사 장치를 동시에 검사할 수 있다. 또한, 각 피검사 장치는 기기판(110A, 110B...110I) 상의 회로에 의해 생성되거나 측정될 수 있는 테스트 신호의 수 및 타입에 대한 제약으로 인해 동시에 검사될 수 없는 다수의 기능적인 영역을 포함할 수 있다. 오히려, 모든 기능적 영역이 검사되는 테스트 작업의 실행 동안, 다수의 별개의 검사가 실행될 수 있다. 검사의 실행은 기기판(110A, 110B...110I)과 피검사 장치(140) 사이의 접속의 재구성을 수반할 수 있다.
이러한 접속의 재구성을 돕기 위해, 테스트 시스템(100)은 다수의 스위칭 장치를 포함할 수 있다. 피검사 장치(140) 상의 테스트 포인트와 기기판(110A, 110B...110I) 사이의 접속의 재구성을 돕기 위해, 당업계에 알려진 바와 같이, 하나 이상의 스위칭 장치가 디바이스 인터페이스 보드(132) 위에 포함될 수 있다. 이러한 스위칭 장치는 테스트 시스템 컴퓨터(도시되지 않음)에서 실행되는 프로그램에 의해 또는 임의의 다른 적절한 방법으로 제어될 수 있다. 이러한 스위칭 장치는 특정 기기판을 피검사 장치(140) 상의 특정 위치에 접속하기 위해 개방되거나 폐로될 수 있다.
일부 시나리오에서, 디바이스 인터페이스 보드에 기능을 더함으로써 유용한 유연성을 얻을 수 있다. 그러나, 다른 시나리오에서, 디바이스 인터페이스 보드(132) 상의 추가 부품을 사용하지 않고 테스트 시스템에 설치된 기기판(110A, 110B...110I)에 포함된 기능을 사용하여 많은 상이한 타입의 장치를 검사하기 위해 테스트 시스템(100)을 구성하는 것이 바람직하다. 따라서, 일부 실시예에서, 테스트 헤드(120) 안에 일반화된 구성으로 스위칭 장치를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 방식으로, 테스트 시스템(100)은 디바이스 인터페이스 보드(132) 상에 스위칭 장치를 포함하는 추가 비용 또는 복잡함 없이 특정 피검사 장치를 검사하도록 용이하게 구성될 수 있다. 테스트 헤드(120) 내에 스위칭 장치를 통합하기 위한 기술의 하나의 예가 도 1b에 제공되어 있다.
도 1b는 신호 경로(122)에 접속될 수도 있도록 테스트 헤드(120) 내에 설치될 수 있는 기기판(110)을 도시하고 있다. 도 1b의 실시예에서, 기기판(110)은 입력부(170) 및 출력부(180)를 포함하고 있다. 테스트 시스템(100, 도 1a)와 같은 테스트 시스템에서 사용될 때, 입력부(170)는 기기판(110A, 110B...110I)의 하나 이상으로 이어지는 신호 경로(122)의 일부에 접속될 수 있다. 출력부(180)는 피검사 장치(140)에 커플링(130)을 통해 신호를 전송하는 다른 신호 경로(122)에 접속될 수 있다. 기기(110)에서 스위치 매트릭스(150)가 입력부(170)중 하나를 출력부(180)중 하나에 접속하도록 구성될 수 있다.
도 1b에 도시된 특정 실시예에는, 입력선(1701, 1702, 1703)으로 지정된 3개의 입력선(170)이 존재한다. 출력선(1801), 출력선(1802), 출력선(1803) 및 출력선(1804)으로 지정된 4개의 출력선(180)이 존재한다. 스위치 매트릭스(150) 내의 스위칭 장치는 입력선(170)중 하나를 출력선(180)중 하나에 접속하도록 제어될 수 있다. 이러한 예에서, 이러한 기능을 제공하기 위해, 스위치 매트릭스(150)는 12개의 스위칭 장치를 포함하고 있다. 이러한 스위칭 장치의 각각은 입력선(170)중 하나를 출력선(180)중 하나에 접속한다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 스위칭 장치(1501,1)은 입력선(1701)에 접속된 단자(152)를 갖고 있다. 또한, 스위칭 장치(1501,1)는 스위칭 장치(1501,1)가 입력선(1701)을 출력선(1801)에 접속할 수 있도록 출력선(1801)에 접속된 단자(154)를 갖고 있다. 마찬가지로, 스위칭 장치(1501,4)는 입력선(1701)을 출력선(1801)에 접속하도록 도시되어 있다. 스위칭 장치(1503,1)은 입력선(1703)을 출력선(1801)에 접속하도록 도시되어 있다. 스위칭 장치(1503,4)는 입력선(1703)을 출력선(1804)에 접속하는 것으로 도시되어 있다. 매트릭스(150) 내의 다른 스위칭 장치가 도시되어 있지만 단순히 하기 위해 번호를 부여하지 않았다.
동작에서, 입력선은 이러한 2개의 선과 연관된 스위칭 장치를 구동함으로써 출력선에 접속될 수 있다. 예를 들어, 입력선(1701)을 출력선(1801)에 접속하기 위해, 스위칭 장치(1501,1)가 저저항 상태로 배치될 수 있다. 반대로, 입력선(1701)을 출력선(1801)로부터 분리하기 위해, 스위칭 장치(1501,1)는 고저항으로 배치될 수 있다. 이러한 저저항 상태는 때로 "온" 또는 "폐로" 상태로 부를 수 있고 고저항 상태는 때로 "오프" 또는 "개방" 상태로 부를 수 있다.
테스트 시스템의 동작에서, 스위칭 장치(1501,1)를 통해 형성된 바와 같이, 신호 경로를 형성하는 접속은 저저항으로 되는 것이 자주 바람직하다. 또한, 일부 실시예에서, "핫 스위치"될 수 있는 스위칭 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 핫 스위칭은 단자(152 또는 154)와 같은 단자에 동작 전압이 걸린 상태에서 스위칭 장치를 개폐하는 단계를 수반한다. 이러한 시나리오는, 예를 들어, 테스트 작업의 수행 동안 테스트 시스템을 재구성할 때 일어날 수 있다. 검사 동안 사용되는 신호를 생성하거나 측정하는 기기의 성질 및 검사되는 장치의 성질에 따라, 단자(152, 154)와 같은, 스위칭 장치중 하나의 단자에 걸린 전압은 수 볼트 내지 수십 볼트 정도가 될 수 있다. 이러한 레벨의 전압으로 인해 종래의 스위칭 장치에 대한 신뢰성 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제는 감소된 동작 수명 또는 감소된 신뢰도를 포함할 수 있다.
핫 스위칭과 연관된 신뢰성 문제에 덜 취약한 보다 큰 부품을 사용하는 것은 도 1b에 도시된 바와 같은 구성에서 가능하지 않을 수 있는데, 그 이유는 큰 스위칭 장치는 기기판(110)에 사용할 수 있는 공간에 맞지 않을 수 있기 때문이다. 이러한 관점에서, 도 1b는 스위치 매트릭스 기기의 단순화된 도면이라는 것을 이해해야 한다. 테스트 시스템에서, 도 1b에 도시된 것 보다 많은 입력선 및 출력선이 존재할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 스위치 매트릭스 기기는 스위치 매트릭스를 구현하기 위해 96개의 별개의 스위칭 장치를 필요로 하는, 24개의 입력선 및 8개의 출력선을 가질 수 있다. 이러한 시나리오에서, 큰 스위칭 장치로 인해 테스트 시스템 내부에 기기를 사용할 수 없다. 하지만, 보다 작지만 신뢰도가 보다 낮은 부품을 사용하면 테스트 헤드(120) 내부에 기기를 사용할 수 없다. 예를 들어, 신뢰도가 보다 낮은 부품은 고장이 발생하면, 스위칭 장치가 용이하게 대체될 수 있도록 스위칭 장치에 용이하게 접근할 수 있는 장착 기술을 사용하여 디바이스 인터페이스 보드(132)에 장착될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따라, 스위치 매트릭스 기기판에 통합되기에 충분히 작고 충분한 신뢰도를 갖는 스위칭 장치가 복합 스위치로서 구현된다. 복합 스위치는 임의의 적합한 타입의 전기기계 및 고체 상태 스위치 장치로부터 조립될 수 있다. 일부 실시예에서, 3가지 상이한 타입의 스위칭 장치의 조합이 복합 스위치(콤보스위치로도 부른다)를 구성하는데 사용될 수 있다.
도 2a, 도 3a...도 12a의 실시예에서, 복합 스위치를 형성하는데 사용된 스위칭 장치는 전기기계 스위치 및 2개 타입의 고체 상태 스위칭 장치를 포함한다. 이러한 전기기계 스위칭 장치는 당업계에 알려진 바와 같이 리드 릴레이일 수 있다. 이러한 고체 상태 스위칭 장치는 optoMOSFET(LED에 의해 생성된 광에 의해 제어되는 MOSFET 스위치)로서 구현될 수 있다. 이러한 2개의 optoMOSFET은 상이한 파라미터를 가질 수 있다. 따라서, 복합 스위치의 부품은,
1. 전기기계 스위치;
2. optoMOSFET, low Coff;
3. optoMOSFET, low Ron일 수 있다.
복합 스위치는 각 타입의 0 이상의 소자의 조합으로부터 구성될 수 있다. 하지만, 다른 실시예에서, 상이하거나 추가 소자가 복합 스위치를 구성하는데 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이러한 복합 스위치를 형성하는데 사용된 스위칭 장치는 당업계에 알려진 바와 같은 스위칭 장치일 수 있다. 이러한 스위칭 장치, 및 복합 스위치는 전체로서 하나 이상의 파라미터의 특성을 가질 수 있다. 표 1은 스위칭 장치를 특징짓는 대표 파라미터를 나열하고 있다.
파라미터 단위 설명
Roff 옴 오프 상태에서 스위치 "접점"간 저항
Coff pF 오프 상태에서 스위치 "접점"간 용량
Ron 옴 온 상태에서 스위치 "접점"간 저항
Ton msec 오프 상태로부터 온 상태로 변하는 시간
Toff msec 온 상태로부터 오프 상태로 변하는 시간
Ton+Toff msec
Idc 암페어 온 스위치의 정격전류
Vsw 볼트 오프로부터 온으로의 시간에 스위치에 허용되는 전압
Isw 암페어 턴온될 때 스위치에 허용되는 전류
FOM2 100/(Ron*Coff)는 성능지수이고, 보다 높은 값이 보다 좋고, 널리 사용되는 성능지수 Ron*Coff와 관련되어 있다.
FOM4 Roff*Isw*Vsw/(Ron*Coff*(Ton+Toff))는 성능지수이고, 보다 높은 값이 보다 좋다.
이러한 파라미터의 임의의 적절한 값을 갖는 스위칭 장치는 복합 스위치를 형성하는데 사용될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 스위치를 위해 보통 사용되는 값 파라미터, Ron*Coff는 복합 스위치에서 사용되는 고체 상태 스위칭 장치에서 보다 전기기계 스위칭 장치에서 100배 보다 더 많이 더 낮다.
(1nF 정도의) 용량성 부하의 적당한 값으로 스위칭하기 위한, 전기기계 스위칭 장치를 위한 Vsw 레벨은, 예를 들어, 1 볼트 미만으로 매우 낮을 수 있다. 이러한 Vsw의 값은 전기기계 스위칭 장치의 동작 수명을 상당히 연장시킬 수 있다. Vsw는 신뢰도의 열화와 연관된 임계값으로서 설정될 수 있다. 예를 들어, Vsw의 값은 임의의 수의 스위칭 사이클 후에 신뢰도의 열화의 확률로 이어지는 핫 스위치된 전압의 값을 식별함으로써 가속된 라이프-사이클 검사로부터 결정될 수 있다. 자동 테스트 시스템에 있어서, 핫 스위치된 전압은 1 볼트 정도일 수 있고, 예를 들어, 스위칭 사이클의 수는 수십만 정도가 될 수 있다. 하지만, 이러한 파라미터의 다른 값이 Vsw를 결정하는데 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 수용가능한 신뢰도의 열화는 단지 하나의 예로서, 이러한 레벨의 신뢰도를 제공하는 핫 스위칭 전압으로서 Vsw가 선택되도록 스위칭 장치의 정격 수명에 대한 고장의 가능성의 5% 증가일 수 있다. 취득 방법에 관계없이, Vsw의 값은 복합 스위치 구조를 선택하는데 또는 특정 적용에 대한 복합 스위치를 위한 특정 부품을 선택하는데 사용될 수 있다. 복합 스위치에 있어서, 최저 정격 전압을 갖는 스위칭 장치는 복합 스위치를 위한 최대 Vsw를 결정한다.
다른 파라미터의 값은 복합 스위치를 구현하기 위한 복합 스위치 구조 및/또는 부품을 선택하는데 사용될 수 있다. 다른 예로서, 낮은 Coff optoMOSFET의 Coff가 전기기계 스위칭 장치가 희망의 전압차 Vsw를 optoMOSFET로 스위칭할 수 있도록 충분히 낮을 수 있다.
낮은 Ron optoMOSFET의 Ron은 3의 팩터내에서, 전기기계 스위칭 장치의 Ron과 비교될 수 있다.
예를 들어, 수십 볼트 이하 정도의 전압 및 수십 암페어 이하 정도의 전류를 전달하는 테스트 기기와 함께 사용되는 일부 실시예에서, 복합 스위치에 사용된 전기기계 스위칭 장치는 다음과 같은 특성을 가질 수 있다.
Roff 1.0E+12 ohm
Coff 0.2 pF
Ron 0.15 ohm
Ton+Toff 1.0 msec
Idc 1.0 Amp
Vsw 0.1 Volt
Isw 1.0 Amp
FOM2 3333
FOM4 3.3E+12
이러한 특성은 임의의 적절한 스위칭 장치에서 달성될 수 있다. 그러나, 자동 테스트 시스템을 위해 여기에 기술된 실시예에서, 이러한 파라미터는 당업계에 알려진 바와 같이, 리드 릴레이에서 달성될 수 있다.
복합 스위치는 임의의 적절한 타입의 고체 상태 스위칭 장치를 통합할 수 있다. 일부 실시예에서, 상이한 고체 상태 스위칭 장치가 결합되어 사용될 수 있다. 고체 상태 스위칭 장치는 예를 들어, 낮은 오프 용량 또는 낮은 온 저항을 제공하도록 선택될 수 있다. 보통, 이러한 파라미터는 상호 배타적이다. 낮은 오프 용량을 갖는 고체 상태 스위칭 장치의 파라미터의 예는 다음과 같다.
Roff 2.0E+11 ohm
Coff 10.0 pF
Ron 50 ohm
Ton+Toff 0.25 msec
Idc 0.04 Amp
Vsw 200 Volt
Isw 0.04 Amp
FOM2 0.2
FOM4 1.3E+10
낮은 온 저항을 갖는 고체 상태 스위칭 장치의 파라미터의 예는 다음과 같다.
Roff 6.0E+09 ohm
Coff 600 pF
Ron 0.12 ohm
Ton+Toff 5.5 msec
Idc 2.0 Amp
Vsw 60 Volt
Isw 2.0 Amp
FOM2 1.4
FOM4 1.8E+09
이러한 파라미터는 당업계에 알려진 기술을 사용하여 제조된 고체 상태 스위칭 장치에서 달성될 수 있다. 2개 이상의 고체 상태 스위칭 장치가 복합 스위칭 장치의 일부로서 사용된 실시예에서, 이러한 고체 상태 스위칭 장치는 별개로 구성되고 패키징될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 기기판 위에 함께 사용된 단일 복합 스위칭 또는 다수의 복합 스위치에서 사용된 고체 상태 스위칭 장치는 공통 기재 위에 구현되고 및/또는 공통 하우징에 패키징될 수 있다. 따라서, 임의의 적절한 기술이 복합 스위치를 형성하는 소자를 구현하는데 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 위에서 제공된 파라미터에 대한 특정 값은 제한을 위한 것이 아니고 예시라는 것을 이해해야 한다.
도 1b의 예에서, 스위치 매트릭스(150) 내의 스위칭 장치(1501,1...1503,4)는 각각 다수의 스위칭 장치로 구성된 복합 스위치이다. 이러한 복합 스위치를 개폐하기 위해, 구성 스위칭 장치가 개폐된다. 일부 실시예에서, 복합 스위치가 개폐될 때 복합 스위치를 형성하는 스위칭 장치의 각각이 구동되는 순서는 복합 스위치의 신뢰도에 영향을 줄 수 있다. 설명된 실시예에서, 복합 스위치를 형성하는 스위칭 장치는, 비교적 "낮은" 전압이 전기기계 스위칭 장치의 단자에 걸려 있을 때에, 복합 스위치의 일부인 임의의 전기기계 스위칭 장치가 구동될 수 있도록 하는 순서로, 복합 스위치의 개폐에 따라 구동된다.
이러한 상황에서, "낮은" 전압이 스위칭 장치를 위한 Vsw 보다 낮은 전압으로서 결정될 수 있다. 이러한 Vsw는 스위칭 동안 존재하는 DC 전압 또는 AC 전압 또는 과도 전압으로서 측정될 수 있다. 하지만, 임의의 특정 실시예를 위해 낮은 것으로 생각되는 특정 전압 레벨이 스위칭 장치가 사용되는 시스템을 포함하여, 임의의 적절한 수의 파라미터에 의존할 수 있다. 예를 들어, 이러한 값은 임계값에 기초할 수 있는데, 이러한 임계값 아래에서는 스위칭이 전기기계 스위칭 장치의 신뢰도에 상당히 영향을 주지 않는다. 예를 들어, 리드 릴레이로서 구현되는 전기기계 스위칭 장치에 있어서, 이러한 임계값은 1 볼트 정도일 수 있다. 따라서, 이러한 리드 릴레이를 사용하여 구현된 복합 스위치에서, 리드 릴레이를 개폐하여 리드 릴레이를 구동할 때, 약 1 볼트 미만의 전압이 리드 릴레이의 단자에 걸리도록 다른 부품이 구성되고 동작될 수 있다.
복합 스위치 내의 구성 스위칭 장치가 상이한 시간에 상이한 전압에 노출될 수 있기 때문에, 각 구성 스위칭 장치가 구동되는 타이밍은 복합 스위치의 전체 신뢰도에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 도 1b에 기기(110)가 타이밍 회로(160)를 포함한다. 제어 입력부가 도 1b에 명확하게 도시되지 않았지만, 타이밍 회로(160)는 스위치 매트릭스(150) 내의 하나 이상의 복합 스위치가 개폐될 것인지를 나타내는 제어 입력을 수신할 수 있다. 이에 응답하여, 타이밍 회로(160)는 복합 스위치 내의 구성 스위칭 장치에 대해 규정된 순서로 제어 신호를 생성할 수 있다. 이러한 순서는 복합 스위치 내의 전기기계 스위칭 장치가 구동될 때, 전기기계 스위칭 장치의 단자에 걸리는 전압이 임계값 아래로 있도록 보장하기 위해 타이밍 회로(160)에 프로그램될 수 있다.
도 2a, 도 3a...도 12a는 복합 스위치를 형성하는 스위칭 장치의 다양한 구성예를 설명하고 있다. 도 2b, 도 3b...도 12b는 복합 스위치의 개방 및 폐로를 위한 스위칭 순서를 설명하고 있다. 이러한 예에서, 복합 스위치로 조립되는 스위칭 장치는 상술된 3가지 타입으로 되어 있다. 도면을 잘 이해하기 위해, 각 스위칭 장치는 문자와 숫자로 식별되어 있다. 문자 "K"로 식별되는 스위칭 장치는 도시된 도면에서, 전기기계 스위칭 장치이다. 문자 "U"로 식별되는 스위칭 장치는 도시된 도면에서, 고체 상태 스위칭 장치이다. 이러한 예에서, 고체 상태 스위칭 장치는 상술된 바와 같이, optoMOSFET이고 low Coff 또는 low Ron 타입일 수 있다.
스위칭 장치의 각각의 표시와 연관된 숫자는 복합 스위치를 닫는 부분으로서 구동의 순서를 설명하고 있다. 숫자 "1"로 표시된 스위칭 장치는 숫자 "2"로 표시된 스위칭 장치 전에 닫힌다. 마찬가지로, 숫자 "2"로 표시된 스위칭 장치는 숫자 "3"으로 표시된 스위칭 장치 전에 닫힌다. 복합 스위치의 개방을 위해서는, 스위칭 장치가 이들의 숫자 표시의 반대 순서로 구동된다.
도 2a는 상이한 특성을 갖는, 2개의 고체 상태 스위칭 장치 U1 및 U3는 물론 전기기계 스위칭 장치 K2로 조립된 복합 스위치를 도시하고 있다. 도 2a의 구조는 그 자체로 복합 스위치의 구조를 나타낼 수 있거나, 다른 복합 스위치의 구조의 하부 부분이 될 수 있다.
도 2a는 복합 스위치(210)를 도시하고 있다. 이러한 복합 스위치(210)는 단자 T1 및 T2를 포함하고 있고 복합 스위치(210)는 이러한 단자에 걸리는 전압으로 "핫 스위치"될 수 있다. 이러한 예에서, 전기기계 스위칭 장치(214)는 고체 상태 스위칭 장치(212)와 병렬로 접속되어 있다. 도시된 바와 같이, 복합 스위치(210)를 구성하는 스위칭 장치는 복합 스위치(210)의 단자에 접속되거나 다른 내부 단자와 접속하는 내부 단자를 갖고 있다. 도시된 바와 같이, 전기기계 스위칭 장치(214)의 내부 단자(234A)는 고체 상태 스위칭 장치(212)의 단자(232A)에 접속되어 있다. 마찬가지로, 전기기계 스위칭 장치(214)의 내부 단자(234B)는 고체 상태 스위칭 장치(212)의 내부 단자(232B)에 접속되어 있다.
고체 상태 스위칭 장치(212)는 여기에 제어 단자(222A, 222B)로서 도시된 제어 단자를 포함하고 있다. 복합 스위치(210)가 회로에 사용될 때, 스위치 매트릭스 기기(110, 도 1b)와 같이, 제어 단자(222A, 222B)는 타이밍 회로(160)와 같은 제어 회로에 접속될 수 있다. 제어 단자(222A, 222B)에 걸쳐 나타난 신호는 고체 스위칭 장치(212)가 "폐로"되도록 할 수 있다. 반대로, 제어 신호를 제거하거나 제어 단자(222A, 222B)에 인가된 제어 신호의 상태를 변경함으로써 고체 상태 스위칭 장치(212)가 개방 상태로 변경되도록 할 수 있다. 마찬가지로, 제어 단자(224A, 224B)에 나타나거나 나타나지 않은 신호에 의해 전기기계 스위칭 장치(214)가 폐로되거나 개방될 수 있다.
도 2a에 도시된 예에서, 고체 상태 스위칭 장치(212)와 전기기계 스위칭 장치(214)의 병렬 조합은 고체 상태 스위칭 장치(216)에 직렬로 접속되어 있다. 고체 상태 스위칭 장치(216)의 단자(236a)가 고체 상태 스위칭 장치(212) 및 전기기계 스위칭 장치(214)의 단자(232b, 234b)에 각각 접속된 것을 볼 수 있다. 고체 상태 스위칭 장치(216)는 또한 제어 단자(226a, 226b)를 갖고 있다.
도 2a의 예에서, 고체 상태 스위칭 장치(212)는 "U1"으로서 식별된다. 따라서, 고체 상태 스위칭 장치(212)는 복합 스위치(210)를 위한 폐로 시퀀스의 일부로서 스위칭되는 복합 스위치(210)를 구성하는 제1 스위칭 장치이다. 전기기계 스위칭 장치(214)는 "K2"로 표시되어 있다. 따라서, 전기기계 스위칭 장치(214)는 복합 스위치(210)의 폐로 시퀀스의 일부로서 폐로되는 복합 스위치(210)를 구성하는 스위칭 장치의 제2 스위칭 장치이다. 고체 상태 스위칭 장치(216)는 "U3"로 표시되어 있다. 따라서, 고체 상태 스위칭 장치(216)은 복합 스위치(210)를 위한 폐로 시퀀스의 일부로서 폐로되는 복합 스위치(210)를 구성하는 3개의 스위칭 장치의 제3 스위칭 장치이다.
이러한 폐로 시퀀스에 의해 전기기계 스위칭 장치(214)는 복합 스위치(210)가 그 단자(T1, T2)에 걸린 비교적 높은 전압으로 닫힌다고 해도 단자(234A, 234B)에 걸린 비교적 낮은 전압으로 닫힐 수 있다. 단자(T1, T2)에 걸린 비교적 높은 전압의 의미는 복합 스위치(210)가 동작하는 상황에 의존할 수 있다. 그러나, 하나의 예로서, 비교적 높은 전압은 전기기계 스위칭 장치(214)가 신뢰도를 상당히 열화시키지 않고 동작할 수 있는 임계값 위의 전압일 수 있다. 이러한 임계값은 가속된 라이프 사이클 검사에 의해 또는 당업계에 공지된 다른 기술을 사용하여 결정될 수 있다. 반도체 장치를 검사하기 위한 자동 테스트 시스템에서, 이러한 임계값은 1 볼트 정도가 될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 스위칭되는 전류량과 같은 다른 파라미터가 임계값의 특정 전압에 영향을 줄 수 있다.
이러한 임계값을 정하는 특정 값에 관계없이, 복합 스위치(210)를 그 동작 순서와 관련하여 구성함으로써, 전기기계 스위칭 장치(214)는 그 단자(234A, 234B)에 걸린 이러한 임계값 아래의 전압으로 스위칭할 수 있다. 이러한 동작 조건은 복합 스위치(210)의 폐로 시퀀스의 일부로서, 제1 폐로 고체 상태 스위칭 장치(212)에 의해 달성된다. 이러한 상태에서, 고체 상태 스위칭 장치(216)는 여전히 오프 상태이다. 따라서, 단자(T1, T2) 사이에는 전류를 위한 DC 경로가 전혀 없다.
이러한 예에서, 고체 상태 스위칭 장치(212)는 낮은 Coff를 갖고 있고 고체 상태 스위칭 장치(216)는 낮은 Ron을 갖고 있다. 고체 상태 스위칭 장치(212)의 온 저항이 스위칭 시퀀스의 처음 단계 동안, 고체 상태 스위칭 장치(216)의 온 저항 보다 높을 수 있지만, 고체 상태 스위칭 장치(212)의 보다 높은 온 저항은 복합 스위치(212)의 궁극적인 성능에 영향을 주지 않는다. 더욱이, 고체 상태 스위칭 장치(212)를 흐르는 DC 전류가 전혀 없기 때문에, 고체 상태 스위칭 장치(212)의 단자(234A, 234B)에 걸리는 DC 전압 강하는 무시할 수 있다. 전기기계 스위칭 장치(214)의 단자(234A, 234B)가 단자(232A, 232B)에 접속되어 있기 때문에, 전기기계 스위칭 장치(214)에는 무시할만한 DC 전압이 걸린다. 전기기계 스위칭 장치(214)는 이러한 상태에서 닫힐 수 있다.
일부 시나리오에서, 단자(T1, T2)에 인가된 전압에 AC 성분이 존재할 수 있다. 단자(T1, T2)에 스위칭 과도전압을 포함하는 AC 성분이 존재한다면, 이러한 전압은 이들의 용량에 비례하여 고체상태 스위칭 장치(212, 216)에 분압될 수 있다. 따라서, 복합 스위치(210)의 핫 스위칭 동안 고체 상태 스위칭 장치(212)에 무시할만한 DC 성분의 전압이 나타날 수 있지만, 이러한 신호의 AC 성분은 보다 클 수 있다. 만약 AC 성분이 전기기계 스위칭 장치(214)에 대한 Vsw를 초과한다면, 복합 스위치(210)의 핫 스위칭은 전기기계 스위칭 장치(214)의 성능을 열화시킬 수 있다. 이러한 시나리오를 피하기 위해, 스위칭 순서 동안, 고체 상태 스위칭 장치(212, 216)의 용량에 의해 형성된 용량성 분압기가 전기기계 스위칭 장치(214)의 Vsw 미만의 충분히 낮은 전압을 고체 상태 스위칭 장치(212)의 단자(232A, 232B)에 생성하도록 고체 상태 스위칭 장치(216)의 용량에 상대적인 용량을 갖도록 선택될 수 있다.
고체 상태 스위칭 장치(212) 및 고체 상태 스위칭 장치(216)에 대한 파라미터의 대표적인 상대값은 위에 주어져 있는데, 고체 상태 스위칭 장치(212)에 대한 파라미터의 값은 낮은 오프 용량을 갖는 고체 상태 스위칭 장치와 함께 주어진다. 고체 상태 스위칭 장치(216)로서 기능하는 장치에 적절한 파라미터의 값은 낮은 온 저항을 갖는 고체 상태 스위칭 장치와 함께 주어진다. 하지만, 이러한 파라미터에 대한 상이한 값을 갖는 다른 장치가 마찬가지로, 복합 스위치에 대한 폐로 시퀀스의 일부로서 구동될 때 전기기계 릴레이의 단자(234A, 234B)에 걸린 핫 스위칭 전압의 낮은 DC 성분 및 낮은 AC 성분 모두를 보장하는 결과를 달성할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 2a의 예에서, 폐로 시퀀스는 전기기계 스위칭 장치(214)의 폐로에 이어진 고체 상태 스위칭 장치(216) 폐로로써 완료된다. 이러한 예에서, 고체 상태 스위칭 장치(216)는 낮은 온 저항을 갖고 있다. 따라서, 복합 스위치(210)에 대한 전체 온 저항은 전기기계 스위칭 장치(214) 및 고체 상태 스위칭 장치(216)의 온 저항의 합이다.
예 1은 도 2a에서와 같이 복합 스위치에 의해 달성될 수 있는 값의 예시이다.
예 1
Roff 1.7E+11
Coff 10.2
Ron 0.27
Ton+Toff 6.65
Idc 1.0
Vsw 60.0
Isw 1.0
FOM2 36
FOM4 5.4E+11
도 2a의 복합 스위치 구조는 정교한 것으로 관찰되었는데, 본 발명자는 전기기계 릴레이 K2로부터의 결과를 "콜드 스위칭(cold switching)"된 것으로 이론화하였다. 이러한 전기기계 스위칭 장치 K2의 콜드 스위칭은 복합 스위치(210)가 단자(T1, T2)에 걸린 전압으로 핫 스위칭될 때만 일어난다.
도 2b는 도 2a의 복합 스위치에 대한 스위칭 시퀀스의 예를 설명하고 있다. 이러한 경우에, 상술된 바와 같은 명명법을 사용하면, U1은 고체 상태 스위칭 장치(212)에 상응한다. K2는 전기기계 스위칭 장치(214)에 상응하고, U3는 고체 상태 스위칭 장치(216)에 상응한다. 도시된 바와 같이, K2가 닫힐 때, 그 단자는 단자(T1, T2)의 전압으로부터 분리되는데, 그 이유는 U3가 개방되고 그 단자가 U1에 의해 제공된 비교적 낮은 용량 경로에 의해 단락되기 때문이다.
도 2b의 예에서, 표 250은 복합 스위치(210)의 폐로 동안 복합 스위치(210)를 형성하는 스위칭 장치의 동작 시퀀스를 나타내고 있다. 이러한 예에서, "시간"으로 표시된 행은 밀리초 단위의 시간 값을 제공한다. 따라서 앞에 시간 -0.1로 표시된 열은 복합 스위치가 턴온 되도록 구동되는 시간 이전의 고체 상태 스위칭 소자(212, 216) 및 전기기계 스위칭 장치(214)로의 제어 입력의 상태를 나타낸다.
앞에 0의 시간으로 표시된 열은 스위칭 시퀀스가 시작되는 시간을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 고체 상태 스위칭 장치(212, U1)에 대한 제어 입력은 어썰팅되어, 고체 상태 스위칭 장치(212)를 턴온한다.
앞에 0.15의 시간으로 표시된 그 다음 열은 고체 상태 스위칭 장치(212)에 제어 신호를 인가한 바로 직후의 시간을 나타낸다. 이러한 예에서, 시간은 0.15 밀리초이다. 선택된 특정 시간은 고체 상태 스위칭 장치(212)가 온 상태로 안정될 수 있도록 충분히 길 수 있다.
스위칭 사이클에서 이벤트가 일어나는 시간의 특정 값은 개별적인 스위칭 장치의 특성 또는 다른 요인에 의존할 수있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 도 2b에 설명된 특정 시간 값은 제한을 위한 것이 아니고 예시를 위한 것이다. 스위칭 시퀀스에서 그다음 이벤트가 일어나는 특정 시간에 관계없이, 이러한 이벤트는 전기기계 스위칭 장치(214)를 저저항 온 상태로 구동시킬 수 있다.
그다음 열의 앞에는 스위칭 시퀀스의 시작 후의 0.65 밀리초를 나타내는 시간이 있다. 이러한 시간에, 고체 상태 스위칭 장치(216)로의 제어 입력이 인가되어, 역시 고체 상태 스위칭 장치(216)를 닫는다.
표 250의 최종 열은 "준비" 열로 표시되어 있다. 이러한 열은 복합 스위치(210)가 사용을 위해 준비되어 있는 시간을 나타내는데, 복합 스위치(210)의 확실한 동작을 방해할 수 있는 스위칭 과도 전압 및 다른 효과가 지나갔음을 의미한다. 자동 테스트 시스템에서, 여기에서는 5.65 밀리초로서 표시된 이러한 시간은 복합 스위치(210)를 전파하는 신호가 반도체 장치를 검사하는데 사용될 때까지 복합 스위치(210)를 닫는 명령의 인가후의 시간량을 나타낼 수 있다.
표 260은 복합 스위치(210)를 턴오프하기 위한 동작의 상응하는 시퀀스를 나타내고 있다. 표 250에서와 같이, 표 260은 복합 스위칭 장치(210)를 구성하는 스위칭 장치가 이들의 매겨진 번호에 의해 표시된 순서로 구동되는 것을 나타낸다. 하지만, 복합 스위치(210)를 턴오프하기 위해, 스위칭 장치는 역순서로 구동된다. 따라서, 복합 스위치(210)를 개방하는 명령이 제공되는 시간 제로에서, 고체 상태 스위칭 장치(216)가 턴오프된다.
여기에서, 이러한 명령의 0.5밀리초 후의 제2 시간에, 전기기계 스위칭 장치(214)가 구동된다. 이러한 명령 후의 1밀리초로서 표시된 추가 시간에, 고체 상태 스위칭 장치(212)가 구동된다. 이어서, 여기에서는 이러한 명령의 인가 후의 1.1 밀리초의 시간에, 복합 스위치(210)가 오프 상태로 안정된다.
도 2a는 단자(T1, T2)의 핫 스위칭 전압이 AC 성분을 가질 수 있는 시나리오에서 사용될 수 있는 복합 스위치(210)의 구성을 도시하고 있다. 도 3a는 복합 스위치(210)의 핫 스위칭 동안 단자(T3, T4)에 걸린 임의의 AC 전압이 전기기계 스위칭 장치(312)의 신뢰도에 영향을 줄 가능성이 없는 시나리오를 위한 보다 단순하게 구현될 수 있는 복합 스위치(310)를 설명하고 있다.
이러한 예에서, 복합 스위치(310)는 2개의 스위칭 장치, 즉, 전기기계 스위칭 장치(312) 및 고체 상태 스위칭 장치(314)를 포함하고 있다. 이러한 예에서, 전기기계 스위칭 장치(312)는 상술된 바와 같은 특성을 갖고 있다. 고체 상태 스위칭 장치(314)는 낮은 Coff를 갖는 고체 상태 스위칭 장치를 위한 상술된 바와 같은 특성을 갖고 있다.
예 2는 도 3a에서와 같은 복합 스위치에 의해 달성될 수 있는 값을 나타내고 있다.
예 2
Roff 1.0E+12
Coff 0.2
Ron 50
Ton+Toff 1.25
Idc 0.04
Vsw 200.0
Isw 0.04
FOM2 10
FOM4 6.4E+11
도 3b는 복합 스위치(310)를 위한 스위칭 시퀀스의 예를 제공한다. 표 350은 복합 스위치(310)를 닫는 동작의 타이밍 및 순서지정화를 설명한다. 표 350에 나타낸 바와 같이, 전기기계 스위칭 장치(312)는 고체 상태 스위칭 장치(314)가 턴오프될 때에 닫힌다(즉, 턴온된다). 따라서, 복합 스위치(310)가 핫 스위칭될 때도, 전기기계 스위칭 장치(312)는 고체 상태 스위칭 장치(314)에 의해 단자(T3, T4)에 걸린 전압으로부터 절연되어 있기 때문에 "콜드 스위칭"된다. 표 360에 도시된 바와 같이, 이러한 조건은 복합 스위치(310)를 개방하는 이벤트의 시퀀스에 대해서 반복된다.
도 4a에, 복합 스위치(410)의 추가 예가 제공되어 있다. 이러한 예에서, 복합 스위치(410)는 복합 스위치(310)에 유사한 구조를 갖고 있다. 그러나, 고체 상태 스위칭 장치(314)를 형성하는 단일 소자 보다는, 복합 스위치(410)는 스위칭 장치의 조합을 포함하는 고체 상태 스위칭 장치(414)를 포함한다.
이러한 예에서, 고체 상태 장치(414)는 복합 스위칭 장치(210)의 형태의 구조를 갖고 있다. 복합 스위칭 장치(210)에 마찬가지로, 도 4a는 고체 상태 스위칭 장치(420, 424) 및 전기기계 스위칭 장치(422)로부터 조립된 고체 상태 스위칭 장치(414)를 도시하고 있다.
도 4a에 도시된 구조를 갖는 복합 스위치는 단자(T5, T6)에 걸린 핫 스위칭 전압이 전기기계 스위칭 장치(412)의 신뢰도를 열화시킬 수도 있는 AC 성분을 갖고 있는 시나리오에서도 적용될 수 있다.
이러한 예에서, 전기기계 스위칭 장치(412, 422)의 각각은 유사한 특성을 갖고 있고 전기기계 스위칭 장치에 대한 상술된 바와 같은 파라미터를 가질 수 있다. 그러나, 전기기계 스위칭 장치(412) 및 전기기계 스위칭 장치(422) 모두가 동일한 구조를 갖는 것은 필요조건이 아님을 인식해야 한다. 이러한 예에서, 고체 상태 스위칭 장치(420)는 낮은 Coff를 갖는 고체 상태 스위칭 장치를 위한 상술된 바와 같은 파라미터를 위한 값을 갖고 있다. 고체 상태 스위칭 장치(424)는 낮은 Ron를 갖는 고체 상태 스위칭 장치를 위한 상술된 바와 같은 파라미터의 값을 갖고 있다. 이러한 값은 전기기계 스위칭 장치(422)가 구동될 때 그 단자에 낮은 전압이 걸리도록 보장하는 고체 상태 스위칭 장치(420)와 고체 상태 스위칭 장치(424) 사이의 용량의 비에 이른다. 하지만, 이러한 파라미터를 위한 임의의 적절한 값이 채용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
예 3은 도 4a에서와 같은 복합 스위치에 의해 달성될 수 있는 값을 설명한다.
예 3
Roff 1.0E+12
Coff 0.2
Ron 0.42
Ton+Toff 7.75
Idc 1.0
Vsw 60.0
Isw 1.O
FOM2 1191
FOM4 9.2E+13
도 4b는 도 4a에 도시된 구성 스위칭 장치의 동작을 위한 타이밍 순서를 설명한다. 표 450은 복합 스위치(410)의 구동 동안의 이벤트의 시퀀스를 나타내고 있다. 이러한 예에서, 표 450은 복합 스위치(410)에 대한 폐로 시퀀스 동안의 이벤트를 정의한다. 표 460은 복합 스위치(410)에 대한 개방 시퀀스에 대한 상응하는 이벤트를 정의한다. 표 450 및 460은 표에 나열된 스위칭 장치가 도 4a에 표시된 것을 나타내지만, 도 2b 및 도 3b와 관련하여 상술된 바와 같이 해석된다.
도 5a는 복합 스위치 구조의 추가 대안의 실시예를 설명하고 있다. 이러한 예에서, 복합 스위치(510)는 복합 스위치(210, 도 2a)의 구조와 유사한 구조를 갖고 있다. 그러나, 이러한 예에서, 고체 상태 스위칭 장치(212)는 콤보 스위치(310, 도 3a)와 같은 구조를 갖는 콤보 스위치에 의해 구현된다. 이러한 구조에 의해, 전자기계 스위칭 장치(520) 및 전기기계 스위칭 장치(524) 모두는 전압이 복합 스위치(510)의 단자(T7, T8)에 걸려 있는 경우에도 구동될 수 있다. 이러한 예에서, 전기기계 스위칭 장치(520, 524)는 상술된 바와 같은 특성을 가질 수 있다. 고체 상태 스위칭 장치(522)는 낮은 Coff를 갖는 고체 상태스위칭 장치를 위한 상술된 바와 같은 특성을 가질 수 있다. 고체 상태 스위칭 장치(526)는 낮은 Ron을 갖는 고체 상태 스위칭 장치를 위한 상술된 바와 같은 특성을 가질 수 있다.
예 4는 도 5a에서와 같은 복합 스위치에 의해 달성될 수 있는 값을 설명하고 있다.
예 4
Roff 5.0E+11
Coff 0.4
Ron 0.27
Ton+Toff 7.75
Idc 1.0
Vsw 60.0
Isw 1.0
FOM2 926
FOM4 3.6E+13
도 5b는 복합 스위치(510)를 구성하는 스위칭 장치를 위한 스위칭 시퀀스를 설명한다. 도 6b...도 12b의 다른 타이밍 표에서와 같이, 이러한 타이밍 표는 표에 나열된 소자가 각 경우에 상이한 구조와 관련되어 있지만, 상술된 바와 같이 해석된다. 이러한 경우에, 이러한 표는 도 5a의 구조와 관련되어 있다.
표 550에서 볼 수 있는 바와 같이, 전기기계 스위칭 장치(520)는 구동될 때, 고체 상태 스위칭 장치(522, 526)에 의해 단자(T7, T8)에 걸린 전압으로부터 분리되어 있다. 구동시에, 전기기계 스위칭 장치(524)는 고체 상태 스위칭 장치(526)에 의해 단자(T7, T8)의 임의의 DC 성분으로부터 분리되어 있다. 단자(T7, T8)에 걸린 전압에 대한 임의의 AC 성분은 콤보 스위치(512) 및 고체 상태 스위칭 장치(526)의 상대 용량 때문에 고체 상태 스위칭 장치(522)의 단자에서 비교적 낮다. 표 560은 콤보 스위치(510)의 개방 시에 생성된 상응하는 조건을 나타낸다.
도 6a는 복합 스위치의 추가 구조를 나타낸다. 이러한 예에서, 복합 스위치(610)는 단자(T9, T10) 사이에 접속된 전기기계 스위칭 장치(614)를 포함하고 있다. 전기기계 스위칭 장치(614)는 복합 스위치(612)로서 구현된 고체 상태 스위칭 장치와 병렬로 접속되어 있다. 이러한 방식으로, 전기기계 스위칭 장치는 복합 스위칭 장치(614)를 션팅(shunt)할 수 있다.
복합 스위치(612)는 이러한 예에서, 복합 스위치(210, 도 2a)와 동일한 구조를 갖고 있다. 이러한 예에서, 고체 상태 스위칭 장치(622, 626)는 고체 상태 스위칭 장치(212, 216; 도 2a)와 각각 동일한 특성을 가질 수 있다. 전기기계 스위칭 장치(624)는 전기기계 스위칭 장치(214, 도 2a)와 동일한 특성을 가질 수 있다.
표 650(도 6b)에 도시된 바와 같이, 콤보 스위치(610)는 콤보 스위치(612)가 먼저 실질적으로 닫힌 시퀀스에 따라 닫힌다. 콤보 스위치(612)를 닫는 부분으로서 고체 상태 스위칭 장치(624)의 구동은 전기기계 스위칭 장치(624)가 고체 상태 스위칭 장치(622, 626)의 결합된 동작에 의해 단자(T9, T10)에 걸리는 해로운 핫 스위칭 전압으로부터 보호될 때에 일어날 수 있다. 표 660은 전기기계 스위칭 장치(622, 626)의 동작에 의해 전기기계 스위칭 장치(624) 역시 그 단자에 걸린 해로운 핫 스위칭 전압에 의한 구동으로부터 보호되는 복합 스위치(610)의 개방을 위한 스위칭 시퀀스를 나타낸다.
표 650(도 6b)은 또한 복합 스위치(610)의 폐로 시퀀스의 일부로서 복합 스위치(612)가 먼저 닫히는 것을 보여준다. 이러한 상태에서, 복합 스위치(612)는 전기기계 스위칭 장치(614)의 단자에 비교적 낮은 전압이 있도록 보장하는 특성을 갖고 있다. 하지만, 이러한 단자에 걸린 특정 전압이 복합 스위치(610)가 사용된 회로의 다른 부품의 파라미터에 대한 복합 스위치(612)의 부품의 파라미터에 의존할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 그럼에도 불구하고, 일부 시나리오에서, 복합 스위치(612)의 동작은 전기기계 스위칭 장치(614)에 대해 Vsw 미만이어서 전기기계 스위칭 장치(614)의 신뢰도를 열화시키는 수용할 수 없는 리스크 없이 전기기계 스위칭 장치(614)의 구동에 대해 안전하다라고 생각되는 전기기계 스위칭 장치(614)의 단자에 걸린 전압을 제공할 것이다. 표 660은 마찬가지로, 복합 스위치(610)의 개방 시에 복합 스위칭 장치(612)가 실질적으로 폐로상태에 있는 동안 전자긱 스위칭 장치(614)가 구동되는 것을 나타내고 있다. 이러한 방식으로, 전기기계 스위칭 장치(614)는 그 단자에 의해 걸린 비교적 낮은 전압에 의해 개방한다.
예 5는 도 6a에서와 같은 복합 스위치에 의해 달성될 수 있는 값의 예시를 제공한다.
예 5
Roff 1.4E+11
Coff 10.4
Ron 0.15
Ton+Toff 7.75
Idc 1.0
Vsw 60.0
Isw 0.37
FOM2 64
FOM4 2.6E+11
도 7a는 복합 스위치의 구조의 추가 예를 도시하고 있다. 도 7a에서, 복합 스위치(710)는 단자(T11, T12)와 함께 도시되어 있다. 이러한 예에서, 복합 스위치(710)는 복합 스위치(210, 도 2a)의 구조와 유사한 구조를 갖는 복합 스위치(712)를 포함하고 있다. 이러한 예에서, 고체 상태 스위칭 장치(722, 732)는 소체 상태 스위칭 장치(212, 216)(도 2a)와 유사한 특성을 가질 수 있다. 전기기계 스위칭 장치(624)는 전기기계 스위칭 장치(214)(도 2a)의 특성과 유사한 특성을 가질 수 있다.
표 750(도 7b)에 도시된 바와 같이, 고체 상태 스위칭 장치(722), 전기기계 스위칭 장치(724) 및 고체 상태 스위칭 장치(732)는 복합 스위치(710)의 폐로 시에 도 2a의 상응하는 스위칭 장치와 동일한 순서로 구동될 수 있다. 표 760은 이러한 스위칭 장치가 복합 스위치(210)의 개방 시에 상응하는 스위칭 장치를 개방하는 순서와 매치하는 순서에 상응하는 순서로 개방될 수 있다는 것을 보여준다.
표 750은 복합 스위치(712)의 폐로에 이어서, 전기기계 스위칭 장치(734)가 닫힐 수 있음을 보여준다. 이러한 예에서, 전기기계 스위칭 장치(734)는 고체 상태 스위칭 장치(732)와 병렬로 접속되어 있다. 따라서, 전기기계 스위칭 장치(734)를 닫으면 복합 스위치(710)의 온 저항을 더 낮춘다. 따라서, 복합 스위치(710)의 구조를 기술하기 위한 대안의 접근법은 복합 스위치(210, 도 2a)와 동일한 구조를 갖고 있지만 콤보스위치(714)에 의해 대체되는 고체 상태 스위칭 장치(216)를 갖는 구조를 갖고 있다고 하는 것이다.
예 6은 도 7a에서와 같은 복합 스위치에 의해 달성될 수 있는 값의 예시를 제공한다.
예 6
Roff 1.7E+11
Coff 10.2
Ron 0.3
Ton+Toff 7.75
Idc 1.0
Vsw 60.0
Isw 0.833
FOM2 33
FOM4 3.5E+11
도 8a는 복합 스위치에 대한 또 다른 대안의 구조를 도시하고 있다. 도 8a는 단자(T13, T14)에 걸리는 전압에 의해 핫 스위칭될 수 있는 복합 스위치(810)를 도시하고 있다. 이러한 예에서, 복합 스위치(810)는 고체 상태 스위칭 장치와 병렬로 접속된 전기기계 스위칭 장치(824)로부터 형성된다. 복합 스위치(810)를 닫기 위해, 고체 상태 스위칭 장치는 먼저 닫힐 수 있어, 단자(T13, T14) 사이에 낮은 임피던스 경로를 제공할 수 있다. 낮은 임피던스 경로는 단자에 낮은 전압 강하를 제공하여, 전기기계 스위칭 장치(824)의 신뢰도를 열화시킬 만큼 충분히 많은 단자간 전압에 의한 스위칭으로부터 전기기계 스위칭 장치(824)를 보호한다.
이러한 예에서, 전기기계 스위칭 장치(824)와 병렬인 고체 상태 스위칭 장치는 복합 스위치(812)로서 구현된다. 복합 스위치(812)는 고체 상태 스위칭 장치와 직렬인 전기기계 스위칭 장치(820)를 포함하고 있다. 이러한 예에서, 이러한 고체 상태 스위칭 장치는 또한 복합 스위치(822)로서 구현되어 있다. 여기에서, 복합 스위치(822)는 복합 스위치(210, 도 2a)와 동일한 구조를 갖는 것으로 도시되어 있다. 따라서, 고체 상태 스위칭 장치(830, 834)는 고체 상태 스위칭 장치(212, 216)(도 2)의 특성과 각각 유사한 특성을 가질 수 있다. 전기기계 스위칭 장치(832)는 전기기계 스위칭 장치(214, 도 2a)의 특성과 유사한 특성을 가질 수 있다.
도 8b는 복합 스위치(810)의 소자를 위한 스위칭 시퀀스를 표 850에서 설명하고 있다. 표 850에 설명된 바와 같이, 고체 상태 스위칭 장치는 복합 스위치(822)에 의해 단자(T13, T14)에 걸린 핫 스위칭 전압으로부터 분리되어 있다. 전기기계 스위칭 장치(832)는 구동될 때, 고체 상태 스위칭 장치(830, 834)의 결합된 동작에 의해 핫 스위칭 전압으로부터 보호된다. 표 860은 전기기계 스위칭 장치가 복합 스위치(810)의 개방 시퀀스 동안 마찬가지로 보호되는 것을 보여준다.
예 7은 도 8a에서와 같은 복합 스위치에 의해 달성될 수 있는 값의 예시를 제공한다.
예 7
Roff 5.0E+11
Coff 0.4
Ron 0.15
Ton+Toff 8.75
Idc 1.0
Vsw 60.0
Isw 0.2
FOM2 1667
FOM4 1.4E+13
복합 스위치를 위한 또 다른 구조가 도 9a에 도시되어 있다. 도 9a는 복합 스위치(910)를 도시하고 있다. 이러한 예에서, 복합 스위치(910)는 복합 스위치(310, 도 3a)의 형태의 구조를 단자(T15, T16) 사이에 갖고 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 전기기계 스위칭 장치(912)는 고체 상태 스위칭 장치와 직렬로 되어 있다. 이러한 예에서, 고체 상태 스위칭 장치는 복합 스위치(914)로서 구현된다. 따라서, 전기기계 스위칭 장치(912)는 전기기계 스위칭 장치(312, 도 3a)에 대해 상술된 것과 유사한 특성을 가질 수 있다.
이러한 예에서, 복합 스위치(914)는 복합 스위치(610, 도 6a)와 구조를 갖고 있다. 따라서, 전기기계 스위칭 장치(922)는 전기기계 스위칭 장치(614, 도 6a)와 유사한 특성을 가질 수 있다. 마찬가지로, 복합 스위치(914)의 일부를 형성하는 복합 스위치(920)는 복합 스위치(612, 도 6a)와 유사한 특성을 가질 수 있다. 따라서 전기기계 스위칭 장치(932)는 전기기계 스위칭 장치(624)와 유사한 특성을 가질 수 있다. 고체 상태 스위칭 장치(930, 934)는 고체 상태 스위칭 장치(622, 626)(도 6a)와 유사한 특성을 각각 가질 수 있다.
표 950(도 9b)는 복합 스위치(910)의 폐로 시의 스위칭 시퀀스를 보여준다. 도시된 바와 같이, 이러한 스위칭 시퀀스는 도 3b에 도시된 바와 같은 전기기계 스위칭 장치의 동작에 의해 선행된 복합 스위치(610)(도 6b)의 것과 유사하다. 표 960은 복합 스위치(910)의 개방 시의 시퀀스를 설명한다. 표 960에 도시된 바와 같이, 이러한 스위칭 시퀀스는 도 3b에 도시된 바와 같은 전기기계 스위칭 장치의 개방으로 이어지는 복합 스위치(610)(도 6b)의 스위칭 시퀀스와 유사하다.
예 8은 도 9a에서와 같은 복합 스위치에 의해 달성될 수 있는 값의 예시를 제공한다.
예 8
Roff 1.0E+12
Coff 0.2
Ron 0.246
Ton+Toff 8.75
Idc 1.0
Vsw 60.0
Isw 0.37
FOM2 2029
FOM4 4.2E+13
도 10a는 복합 스위칭 장치의 또 다른 대안의 실시예를 도시하고 있다. 이러한 예에서, 복합 스위칭 장치(1010)는 복합 스위치(310)(도 3a)의 구조와 유사한 구조를 갖고 단자(T17, T18) 사이에 도시되어 있다. 하지만, 이러한 경우에, 고체 상태 스위칭 장치(314)와 유사한 고체 상태 스위칭 장치는 자체가 복합 스위칭 장치로서 구현되어 있다.
따라서, 도 10a는 전기기계 장치(312)(도 3a)의 특성과 유사한 특성을 가질 수 있는 전기기계 스위칭 장치(1012)를 도시하고 있다. 전기기계 스위칭 장치(1012)는 고체 상태 스위칭 장치와 직렬로 도시되어 있다. 여기에서, 이러한 고체 상태 스위칭 장치는 복합 스위치(710)(도 7a)의 구조와 유사한 구조를 갖는 복합 스위치이다. 따라서, 고체 상태 스위칭 장치(1030, 1034)는 고체 상태 스위칭 장치(722, 732)(도 7a)의 특성과 유사한 특성을 각각 가질 수 있다. 마찬가지로, 전기기계 스위칭 장치(1032, 1040)는 전기기계 스위칭 장치(724, 734)(도 7a)의 특성과 유사한 특성을 가질 수 있다.
표 1050(도 10b)에 도시된 바와 같이, 복합 스위치(1010)는 복합 스위치(610)에 대해 설명된 것과 유사한 스위칭 시퀀스를 따라 동작될 수 있지만, 도 3b와 관련하여 상술된 바와 같이 전기기계 스위치(1012)의 폐로에 의해 진행될 수 있다. 표 1060(도 10b)는 복합 스위치(1010)의 개방 시에, 표 660(도 6b)에 설명된 바와 같은 스위칭 시퀀스가 사용된 다음에 표 360(도 3b)에 설명된 바와 같이 전기기계 스위칭 장치(1012)가 개방될 수 있다.
예 9는 도 10a에서와 같은 복합 스위치에 의해 달성될 수 있는 값의 예시를 제공한다.
예 9
Roff 1.0E+12
Coff 0.2
Ron 0.367
Ton+Toff 8.75
Idc 1.0
Vsw 60.0
Isw 0.833
FOM2 1364
FOM4 7.8E+13
도 11a는 복합 스위치의 또 다른 대안의 실시예를 도시하고 있다. 이러한 예에서, 복합 스위치(1110)는 단자(T19, T20) 사이의 핫 스위칭을 위해 구성되어 있다.
복합 스위치(1110)는 전기기계 스위칭 장치(1014)와 고체 상태 스위칭 장치의 병렬 결합으로서 구현되어 있다. 이러한 예에서, 고체 상태 스위칭 장치는 복합 스위치(1112)로서 구현되어 있다. 동작시에, 복합 스위치(1112)는 전기기계 스위칭 장치(1114)의 스위칭시에 단자(T19, T20) 사이에 낮은 전압 강하를 제공하도록 전기기계 스위칭 장치(1114)의 단자에 낮은 임피던스 경로를 제공한다.
이러한 예에서, 복합 스위치(1112)는 복합 스위치(310)(도 3a)의 것과 유사한 구조를 갖고 있다. 따라서, 전자기계 스위칭 장치(1120)는 전기기계 스위칭 장치(312)(도 3a)의 것과 유사한 특성을 가질 수 있다. 고체 상태 스위칭 장치(1122)는 고체 상태 스위칭 장치(314)(도 3a)의 것과 유사한 특성을 가질 수 있다.
도 11b는 복합 스위치(1110)의 폐로를 위한 스위칭 시퀀스를 설명하고 있다. 표 1150에 도시된 바와 같이, 스위칭 시퀀스는 폐로 시에 먼저 복합 스위치(1112)를 닫은 후에 전기기계 스위칭 장치(1114)를 닫는 동작을 포함한다. 표 1160은 복합 스위치(1110)의 개방 시의 시퀀스를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 전기기계 스위칭 장치(1114)가 먼저 개방한다. 다음에, 복합 스위칭 장치(1112)가 개방된다.
예 10은 도 11a에서와 같은 복합 스위치에 의해 달성될 수 있는 값의 예시를 제공한다.
예 10
Roff 5.0E+11
Coff 0.4
Ron 0.15
Ton+Toff 2.25
Idc 1.0
Vsw 200.0
Isw 0.002
FOM2 1667
FOM4 1.5E+12
도 12a는 복합 스위치의 또 다른 대안의 실시예를 도시하고 있다. 도 12a는 단자(T21, T22)를 갖는 복합 스위치(1210)를 도시하고 있다. 이러한 예에서, 복합 스위치(1210)는 복합 스위치(310)(도 3a)의 것과 유사한 구조를 갖고 있다. 따라서, 전기기계 스위칭 장치(1220)는 고체 상태 스위칭 장치와 직렬로 도시되어 있다. 따라서, 전기기계 스위칭 장치(1220)는 전자긱 스위칭 장치(312)(도 3a)의 것과 유사한 특성을 가질 수 있다.
이러한 예에서, 전기기계 스위칭 장치(1220)와 직렬인 고체 상태 스위칭 장치는 복합 스위치(1214)로서 구현되어 있다. 이러한 예에서, 복합 스위치(1214)는 전기기계 스위칭 장치(1224)와 고체 상태 스위칭 장치(1222)의 병렬 결합에 의해 구현되어 있다. 고체 상태 스위칭 장치(1222)는 고체 상태 스위칭 장치(314)(도 3a)와 유사한 특성을 가질 수 있다. 하지만 복합 스위치(1214)의 폐로 시에, 고체 상태 스위칭 장치(1222)와 병렬인 전기기계 스위칭 장치(1224)를 포함하는 결합 스위치를 형성함으로써, 온 저항이 고체 상태 스위칭 장치(314)만의 온 저항의 4배 보다 낮을 수 있다.
도 12b는 복합 스위치(1210)에 대한 스위칭 시퀀스를 표 1250에 도시하고 있다. 표 1250에 볼 수 있는 바와 같이, 복합 스위치(1210)의 폐로 시에, 전기기계 스위칭 장치(1220)는 개방 상태인 복합 스위치(1214)에 의해 단자(T21, T22)의 핫 스위칭 전압으로부터 분리될 때 닫힌다. 전기기계 스위칭 장치(1224)는 전기기계 스위칭 장치(1224)가 구동될 때 이미 턴온되어 있는 고체 상태 스위칭 장치(1222)에 의해 생성된, 단자에 걸친 낮은 임피던스 경로에 의한 폐로 시에 보호된다. 표 1260(도 12b)은 전기기계 스위칭 장치(1220, 1224)가 마찬가지로 개방 시퀀스 동안 핫 스위칭 전압으로부터 보호되는 것을 보여준다.
상기 실시예들에서, 복합 스위치는 전기기계 스위칭 장치와 고체 상태 스위칭 장치의 결합에 의해 형성된 것으로 도시되어 있다. 이러한 예들의 각각에서, 구성 스위칭 장치는 동일한 특성을 갖는 것으로 설명되어 있다. 이러한 구현은 복합 스위치의 성능 특성을 비교함에 있어 단순함을 위해 선택되었다. 그러나, 이러한 특정 성능 특성은 본 발명의 핵심이 아니라는 것을 이해해야 한다. 복합 스위치는 상이한 조합의 특성을 위한 상이한 특성의 구성 스위칭 장치에 의해 형성될 수 있다.
예 11은 도 12a에서와 같은 복합 스위치에 의해 달성될 수 있는 값의 예시를 제공한다.
예 11
Roff 1.0E+12
Coff 0.2
Ron 0.3
Ton+Toff 2.25
Idc 1.0
Vsw 200.0
Isw 0.002
FOM2 1667
FOM4 3.0E+12
상술된 바와 같이 스위치 매트릭스 기기에 통합될 때 포함하는 복합 스위치가 반도체 장치를 검사하는 방법에 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이러한 검사는 피검사 장치 위의 특정 포인트에서 신호를 생성하거나 측정하기 위해 테스트 시스템에서 기기를 접속하도록 복합 스위치의 상태를 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방법은 기기를 다른 테스트 포인트에 접속하기 위해, 이러한 기기가 여전히 테스트 신호를 생성하고 있는 동안 핫 스위칭에 의해 포함하는, 스위치의 재구성 단계를 더 포함할 수 있다. 그다음, 반도체 장치의 검사가 계속될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 다수의 특징을 설명하였지만, 다양한 변경, 수정 및 향상이 당업자에게 용이하다는 것을 이해해야 한다.
예를 들어, 본 발명이 반도체 장치의 제조에 사용된 자동 테스트 기기에 연결되어 기술되어 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 복합 스위치가 임의의 적절한 타입의 검사 기기에서 사용될 수 있다. 또한, 여기에 기술된 복합 스위치는 다른 타입의 시스템에서 사용될 수 있고, 일부 실시예에서, 정의된 시퀀스에 따라 복합 스위치를 구성하는 스위칭 장치를 동작시키도록 제어 회로를 포함할 수 있는 별개의 부품으로서 패키지화될 수도 있다.
또한, 다양한 파라미터의 수치 값은 예로서 제공되어 있다. 상술된 값 주변의 변형이 가능하다는 것을 이해해야 한다.
또한, 주어진 특정 값은 특정 실시예의 예시이다. 다른 실시예에서, 값의 비율이 유지될 수 있지만, 다른 값이 대신 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 일부 파라미터의 값은 다른 파라미터의 값에 의존할 수 있다. 예를 들어, 또한, 도 2a의 실시예에서, 고체 상태 스위칭 장치(216)는 전기기계 스위칭 장치(214)의 전류원 기능에 의존하는 용량을 갖도록 선택될 수 있다. 이러한 용량은 전기기계 스위칭 장치(214)가 목표 동작 전압에서 및/또는 목표 시간에 이러한 용량으로 스위칭될 수 있도록 하는 용량일 수 있다.
이러한 변경, 수정 및 향상은 본 발명의 일부로서 의도되었고 본 발명의 정신 및 범위에 포함되도록 의도되었다. 또한, 본 발명의 장점이 제시되어 있지만, 본 발명의 모든 실시예가 모든 기술된 장점을 포함하지 않을 것이라는 것을 이해해야 한다. 일부 실시예는 일부 경우에 그리고 여기에 유익한 것으로 기술된 임의의 특징을 구현할 수 없다. 따라서, 상기 기술 및 도면은 단지 예일 뿐이다.
본 발명의 상술된 실시예는 다수의 방법중 어느 하나로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예는 하드웨어, 소프트웨어 또는 그 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 특정 예로서, 타이밍 회로(160)는 범용 컴퓨터의 소프트웨어 프로그래밍에 의해 또는 FPGA 또는 다른 프로그래머블 장치의 펌웨어 프로그래밍에 의해 구현될 수 있다. 대안으로, 제어 신호를 생성하는 동작은 ASIC 또는 다른 하드웨어 부품의 구성에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현될 때, 소프트웨어 코드는 단일 컴퓨터에서 제공되거나 다수의 컴퓨터에 분배되어, 임의의 적절한 프로세서 또는 프로세서의 집합에서 실행될 수 있다. 이러한 프로세서는 집적 회로 부품에 하나 이상의 프로세서를 갖는 집적 회로로서 구현될 수 있다. 하지만, 프로세서는 임의의 적절한 포맷으로 회로를 사용하여 구현될 수 있다.
또한, 컴퓨터가 선반 장착(rack-mounted) 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 다수의 형태중 어느 하나로 구현될 수 있다. 또한, 컴퓨터는 퍼스널 디지털 어시스턴트(PDA), 스마트폰 또는 임의의 다른 적절한 휴대용 또는 고정된 전자 장치를 포함하는, 일반적으로 컴퓨터로서 생각하지 않지만 적절한 처리 기능을 갖춘 장치로 구현될수 있다.
또한, 컴퓨터는 하나 이상의 입력 및 출력 장치를 가질 수 있다. 이러한 장치는 다른 것들 중에, 유저 인터페이스를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 유저 인터페이스를 제공하도록 사용될 수 있는 출력 장치의 예는 출력의 시각 표시를 위한 프린터 또는 디스플레이 스크린 또는 출력의 청각 표시를 위한 스피커 또는 다른 사운드 생성 장치를 포함하고 있다. 유저 인터페이스에 사용될 수 있는 입력 장치의 예는 키보드, 및 마우스, 터치 패드 및 디지털화 태블릿과 같은 포인팅 장치를 포함한다. 다른 예로서, 컴퓨터는 음성 인식 또는 청각 포맷으로 입력 정보를 수신할 수 있다.
이러한 컴퓨터는 엔터프라이즈 네트워크 또는 인터넷과 같은, 근거리 통신망 또는 원거리 통신망으로서 포함하는 임의의 적절한 형태의 하나 이상의 네트워크에 의해 상호접속될 수 있다. 이러한 네트워크는 임의의 적절한 기술에 기초할 수 있고 임의의 적절한 프로토콜에 따라 동작할 수 있고 무선 네트워크, 유선 네트워크 또는 광섬유 네트워크를 포함할 수 있다.
또한, 여기에 개요를 서술한 다양한 방법은 다양한 동작 시스템 또는 플랫폼중 어느 하나를 채용하는 하나 이상의 프로세서에서 실행가능한 소프트웨어로서 코드화될 수 있다. 또한, 이러한 소프트웨어는 다수의 적절한 프로그래밍 언어 및/또는 프로그래밍 또는 스크립팅 툴중 어느 하나를 사용하여 기록될 수 있고, 프레임워크 또는 가상 머신에서 실행되는 실행가능한 기계 언어 코드 또는 중간 코드로서 컴파일링될 수 있다.
이러한 특징에서, 본 발명은 하나 이상의 컴퓨터 또는 다른 프로세서에서 실행될 때, 상술된 본 발명의 다양한 실시예를 구현하는 방법을 실행하는 하나 이상의 프로그램으로 암호화된 컴퓨터 판독가능 저장 매체(또는 다수의 컴퓨터 판독가능 매체)(예를 들어, 컴퓨터 메모리, 하나 이상의 플로피 디스크, 콤팩트 디스크(CD), 광 디스크, 디지털 비디오 디스크(DVD), 자기 테이프, 플래시 메모리, 필드 프로그래머블 게이트 어레이 또는 다른 반도체 장치의 회로 구성, 또는 다른 접촉식 컴퓨터 저장 매체)로서 구현될 수 있다. 상기 예로부터 알 수 있는 바와 같이, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 비일시적인 형태로 컴퓨터 실행가능한 명령어를 제공하도록 충분한 시간 동안 정보를 유지할 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 이동가능하여서, 저장된 프로그램은 상술된 바와 같은 본 발명의 다양한 특징을 구현하도록 하나 이상의 상이한 컴퓨터 또는 다른 프로세서에 로딩될 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 용어 "컴퓨터 판독가능 저장 매체"는 제품 또는 기계인 것으로 생각할 수 있는 컴퓨터 판독가능 매체만을 포함한다. 대안으로 또는 추가로, 본 발명은 전파 신호와 같이, 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 아닌 컴퓨터 판독가능 매체로서 구현될 수 있다.
용어 "프로그램" 또는 "소프트웨어"는 일반적으로 상술된 바와 같은 본발명의 다양한 특징을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 다른 프로세서를 프로그램화하도록 채용될 수 있는 임의의 타입의 컴퓨터 코드 또는 컴퓨터 실행가능한 명령어의 세트를 가리키도록 여기에 사용되었다. 또한, 본 발명의 하나의 특징에 따라, 실행될 때, 본 발명의 방법을 실행하는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램이 본 발명의 다양한 특징을 구현하기 위해 단일 컴퓨터 또는 프로세서에 상주할 필요가 없고 다수의 상이한 컴퓨터 또는 프로세서중에 모듈 방식으로 분배될 수 있는 있다는 것을 이해해야 한다.
컴퓨터 실행가능한 명령어는 하나 이상의 컴퓨터 또는 다른 장치에 의해 실행되는, 프로그램 모듈과 같은, 많은 형태를 가질 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈은 특정 태스크를 실행하거나 특정 추상 데이터 타입을 구현하는 루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 스트럭쳐등을 포함한다. 보통, 프로그램 모듈의 기능은 다양한 실시예에서 요구되는 대로 결합되거나 분배될 수 있다.
본 발명의 다양한 특징은 단독으로, 결합되어, 또는 상술된 실시예에서 특정하지 않은 다양한 배열로 사용될 수 있어서, 상기 설명에서 제시되거나 도면에서 도시된 구성요소의 상세 및 배열에 그 적용이 제한되지 않는다. 예를 들어, 하나의 실시예에서 기술된 특징은 다른 실시예에서 기술된 특징과 임의의 방식으로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명은 방법으로서 구현될 수 있고, 그 예가 제공되어 있다. 본 발명의 일부로서 실행된 단계는 임의의 적절한 방법으로 순서지정될 수 있다. 따라서, 단계가 설명된 것과 상이한 순서로 실행되는 실시예, 또는 실시예에서 연속 단계로 도시되어 있지만, 일부 단계를 동시에 실행하는 단계를 포함할 수 있는 실실시예가 구성될 수 있다.
청구요소를 변경하는 청구항의 "제1", "제2", "제3"등과 같은 순서 용어의 사용은 그것만으로 방법의 단계가 실행되는 다른 또는 시간 순서에 대해 임의의 우선순위, 선행, 또는 하나의 청구요소의 순서를 의미하지 않고 청구요소를 구별하기 위해 동일한 이름을 갖는 (하지만 순서 용어의 사용을 위한) 다른 요소로부터 특정 이름을 갖는 하나의 청구 요소를 구별하도록 단지 라벨로서 사용되어 있다.
또한, 여기에 사용된 구문 및 용어는 설명을 위한 것이고 제한을 위한 것이 아니다. "포함하는", "구비하는", 또는 "갖는", "수반하는" 및 그 변형의 사용은, 추가 아이템은 물론 그 이전에 나열된 아이템 및 그 등가물을 포함하는 것을 의미한다.

Claims (23)

  1. 제1 단자, 제2 단자 및 내부 단자를 갖고 있는 복합 스위치로서,
    제1 단자 및 제2 단자를 갖고 있는 전기기계 스위칭 장치;
    제1 단자 및 제2 단자를 갖고 있는 제1 고체 상태 스위칭 장치; 및
    제1 단자 및 제2 단자를 갖고 있는 제2 고체 상태 스위칭 장치를 포함하고,
    상기 전기기계 스위칭 장치 및 상기 제1 고체 상태 스위칭 장치는 상기 복합 스위치의 제1 단자와 상기 복합 스위치의 내부 단자 사이에 병렬로 접속되어 있고, 상기 제2 고체 상태 스위칭 장치는 상기 복합 스위치의 내부 단자와 상기 복합 스위치의 제2 단자 사이에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고체 상태 스위칭 장치는 제1 제어 입력부를 포함하고;
    상기 전기기계 스위칭 장치는 제2 제어 입력부를 포함하고;
    상기 제2 고체 상태 스위칭 장치는 제3 제어 입력부를 포함하고;
    상기 복합 스위치는 폐로 시퀀스를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함하고,
    상기 폐로 시퀀스는,
    상기 제1 고체 상태 스위칭 장치가 저저항(low resistance) 상태가 되도록 하는 제어 신호를 상기 제1 제어 입력부에서 생성하는 단계;
    이어서, 상기 전기기계 스위칭 장치가 저저항 상태가 되도록 하는 제어 신호를 상기 제2 제어 입력부에서 생성하는 단계; 및
    이어서, 상기 제2 고체 상태 스위칭 장치가 저저항 상태가 되도록 하는 제어 신호를 상기 제3 제어 입력부에서 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 회로는 또한 개방 시퀀스를 제어하도록 구성되어 있고,
    상기 개방 시퀀스는,
    상기 제2 고체 상태 스위칭 장치가 고저항(high resistance) 상태가 되도록 하는 제어 신호를 상기 제3 제어 입력부에서 생성하는 단계;
    이어서, 상기 전기기계 스위칭 장치가 고저항 상태가 되도록 하는 제어 신호를 상기 제2 제어 입력부에서 생성하는 단계; 및
    이어서, 상기 제1 고체 상태 스위칭 장치가 고저항 상태가 되도록 하는 제어 신호를 상기 제1 제어 입력부에서 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전기기계 스위칭 장치는 리드 릴레이인 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 고체 상태 스위칭 장치 및 상기 제2 고체 상태 스위칭 장치는 상이한 온 저항(on resistance) 및 상이한 오프 용량(off capacitance)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 고체 상태 스위칭 장치는 상기 제2 고체 상태 스위칭 장치 보다 낮은 온 용량(on capacitance)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 고체 상태 스위칭 장치는 상기 제1 고체 상태 스위칭 장치 보다 낮은 온 저항을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 고체 상태 스위칭 장치의 온 저항은 상기 전기기계 스위칭 장치의 온 저항의 4배 보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  9. 제1항에 있어서,
    제1항의 복합 스위치가 제1 스위칭 장치를 포함하고,
    상기 복합 스위치는 제1항의 복합 스위칭 장치를 션팅(shunt)하도록 결합된 제2 전기기계 스위칭 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  10. 제1항에 있어서,
    제1항의 복합 스위치는 제1 스위칭 장치를 포함하고,
    상기 복합 스위치는 제1항의 복합 스위치의 제2 고체 상태 스위칭 장치를 션팅하도록 결합된 제2 전기기계 스위칭 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  11. 제1 단자 및 제2 단자를 갖고 있는 복합 스위치로서,
    제1 단자 및 제2 단자를 갖고 있는 전기기계 스위칭 장치; 및
    제1 단자 및 제2 단자를 갖고 있는 고체 상태 스위칭 장치를 포함하고,
    상기 전기기계 스위칭 장치 및 상기 고체 상태 스위칭 장치는 상기 전기기계 스위칭 장치의 제2 단자가 상기 고체 상태 스위칭 장치의 제1 단자에 결합된 상태로 상기 복합 스위치의 제1 단자와 상기 복합 스위치의 제2 단자 사이에 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전기기계 스위칭 장치는 리드 릴레이인 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 고체 상태 스위칭 장치는 광전자 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 전기기계 스위칭 장치는 제1 제어 입력부를 포함하고,
    상기 고체 상태 스위칭 장치는 제2 제어 입력부를 포함하고,
    상기 제1 제어 입력부 및 제2 제어 입력부는 상기 전기기계 스위칭 장치 및 상기 고체 상태 스위칭 장치의 별개의 제어를 위해 구성된 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  15. 제14항에 있어서, 폐로 시퀀스를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함하고, 상기 폐로 시퀀스는,
    상기 전기기계 스위칭 장치가 저저항 상태가 되도록 하는 제어 신호를 상기 제1 제어 입력부에서 생성하는 단계; 및
    이어서, 상기 고체 상태 스위칭 장치가 저저항 상태가 되도록 하는 제어 신호를 상기 제2 제어 입력부에서 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제어 회로는 또한 개방 시퀀스를 제어하도록 구성되어 있고, 상기 개방 시퀀스는,
    상기 고체 상태 스위칭 장치가 고저항 상태가 되도록 하는 제어 신호를 상기 제2 제어 입력부에서 생성하는 단계; 및
    이어서, 상기 전기기계 스위칭 장치가 고저항 상태가 되도록 하는 제어 신호를 상기 제1 제어 입력부에서 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 고체 상태 스위칭 장치는,
    복합 스위치 제1 단자와 복합 스위치 제1 내부 단자 사이에 접속된 제1 전기기계 스위칭 장치 및
    복합 스위치 제1 내부 단자와 복합 스위치 제2 내부 단자 사이에 접속된 제1 고체 상태 스위칭 장치의 직렬 결합부를 포함하고;
    상기 전기기계 스위칭 장치는 상기 복합 스위치 제1 단자와 상기 복합 스위치 제2 내부 단자 사이에 접속된 제1 전기기계 스위칭 장치를 포함하고;
    상기 제2 고체 상태 스위칭 장치는 상기 복합 스위치 제2 내부 단자와 복합 스위치 제2 단자 사이에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  18. 제11항에 있어서,
    제11항의 상기 전기기계 스위칭 장치는 제1 전기기계 스위칭 장치를 포함하고;
    제11항의 고체 상태 스위칭 장치는 제1 고체 상태 스위칭 장치이고;
    제11항의 복합 스위치는,
    상기 제1 고체 상태 스위칭 장치와 병렬로 접속된 제2 전기기계 스위칭 장치, 및
    상기 제2 전기기계 스위칭 장치와 상기 제1 고체 상태 스위칭 장치의 병렬 결합부와 직렬로 접속된 제2 고체 상태 스위칭 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  19. 제11항에 있어서,
    제11항의 전기기계 스위칭 장치는 제1 전기기계 스위칭 장치를 포함하고;
    제11항의 고체 상태 스위칭 장치는 제1 고체 상태 스위칭 장치를 포함하고;
    제11항의 복합 스위치는,
    상기 제1 고체 상태 스위칭 장치와 병렬로 접속된 제2 전기기계 스위칭 장치,
    상기 제2 전기기계 스위칭 장치와 상기 제1 고체 상태 스위칭 장치의 병렬 결합부와 직렬로 접속된 제2 고체 상태 스위칭 장치, 및
    제3 전기기계 스위칭 장치가 저저항 상태일 때 상기 제1 전기기계 스위칭 장치 및 제2 전기기계 스위칭 장치 및 상기 제2 고체 상태 스위칭 장치를 션팅하도록 결합된 상기 제3 전기기계 스위칭 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  20. 제11항에 있어서,
    제11항의 전기기계 스위칭 장치는 제1 전기기계 스위칭 장치를 포함하고;
    제11항의 고체 상태 스위칭 장치는 제1 고체 상태 스위칭 장치를 포함하고;
    제11항의 복합 스위치는,
    상기 제1 고체 상태 스위칭 장치와 병렬로 접속된 제2 전기기계 스위칭 장치,
    상기 제2 전기기계 스위칭 장치와 상기 제1 고체 상태 스위칭 장치의 병렬 결합부와 직렬로 접속된 제2 고체 상태 스위칭 장치, 및
    제3 전기기계 스위칭 장치가 저저항 상태일 때 상기 제2 전기기계 스위칭 장치와 상기 제2 고체 상태 스위칭 장치를 션팅하도록 결합된 상기 제3 전기기계 스위칭 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  21. 제11항에 있어서,
    제11항의 전기기계 스위칭 장치는 제1 전기기계 스위칭 장치를 포함하고;
    제11항의 고체 상태 스위칭 장치는 제1 고체 상태 스위칭 장치를 포함하고;
    제11항의 복합 스위치는,
    상기 제1 고체 상태 스위칭 장치와 병렬로 접속된 제2 전기기계 스위칭 장치,
    상기 제2 전기기계 스위칭 장치와 상기 제1 고체 상태 스위칭 장치의 병렬 결합부와 직렬로 접속된 제2 고체 상태 스위칭 장치, 및
    상기 제2 고체 상태 스위칭 장치와 병렬로 접속된 제3 전기기계 스위칭 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  22. 제11항에 있어서, 상기 복합 스위치는 제2 전기기계 스위칭 장치를 더 포함하고, 상기 제2 전기기계 스위칭 장치는 상기 제2 전기기계 스위칭 장치가 저저항 상태일 때 상기 고체 상태 스위칭 장치와 상기 제1 전기기계 스위칭 장치를 션팅하도록 결합된 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
  23. 제11항에 있어서,
    제11항의 복합 스위치는 제1 스위칭 장치를 포함하고,
    상기 복합 스위치는 상기 고체 상태 스위칭 장치에 병렬로 접속된 제2 전기기계 스위칭 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 스위치.
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