TWI484755B - 切換裝置以及測試裝置 - Google Patents
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- H03K—PULSE TECHNIQUE
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Description
本發明是有關於一種切換(switch)裝置以及測試裝置。
先前，眾所周知有場效電晶體(Field Effect Transistor，FET)等的電壓控制型的開關。此種開關在導通(turn on)以及斷開(turn off)時需要規定的切換(switching)時間。
然而，於對元件(device)進行測試的測試裝置的領域中，有時須控制此種開關的切換時間。但可對此種開關的切換時間進行控制的驅動電路的構成較為複雜。
例如於日本專利第3941309號中，揭示有一種對絕緣閘極雙極性電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)的切換時間進行控制的驅動電路。然而，日本專利第3941309號所揭示的驅動電路中，必須對集電極電壓(collector voltage)等達到規定電壓時的情況進行檢測而使驅動電壓上升，因而構成較為複雜。
專利文獻1日本專利第3941309號
因此，於本發明的1個方面中，目的在於提供一種可解決上述課題的切換裝置以及測試裝置。此目的是藉由申請專利範圍中的獨立項所揭示的特徵的組合而達成。而且，附屬項規定本發明更有利的具體例。
根據本發明的第1技術方案，提供一種切換裝置，切換2個端子之間的連接狀態，此切換裝置包括：開關，根據所給予的控制電壓來切換2個端子之間的連接狀態；驅動部，將與所給予的控制信號對應的控制電壓給予至開關；以及變更部，根據所指定的切換時間，來變更自驅動部輸出的控制電壓。
根據本發明的第2技術方案，提供一種測試裝置，對被測試元件進行測試，此測試裝置包括：信號供給部，對被測試元件供給測試信號；信號獲取部，根據測試信號，來獲取自被測試元件輸出的應答信號；以及判定部，根據應答信號來判定被測試元件的良否，且，信號供給部包括：輸出端子，連接被測試元件；高電壓側切換裝置，根據與用於測試被測試元件的測試圖案對應的正側的控制信號，使被給予高電壓側基準電壓的第1端子與連接著輸出端子的第2端子之間成為開放或短路；以及低電壓側切換裝置，根據邏輯上與正側的控制信號為反轉的負側的控制信號，使連接著輸出端子的第1端子與被給予低電壓側基準電壓的第2端子之間成為開放或短路，且，高電壓側切換裝置以及低電壓側切換裝置的各個包括：開關，根據所給予的控制電壓來切換第1端子與第2端子之間的連接狀態；驅動部，將與所給予的控制信號對應的控制電壓給予至開關；以及變更部，根據所指定的切換時間，來變更自驅動部輸出的控制電壓。
此外，上述發明的概要並未列舉出本發明所必需的所有特徵，該些特徵特群的次組合(sub-combination)亦可成為發明。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下，透過發明的實施形態來說明本發明的(一)方面，但以下的實施形態並未限定申請專利範圍所涉及的發明，而且於實施形態中說明的特徵的所有組合未必限於發明的解決方法所必需者。
圖1表示切換裝置10的構成的概略圖。切換裝置10包括：場效電晶體20(有時記為FET20)、驅動部30、第1電源部32、變更部40、控制信號輸入端子50、第1端子60、第2端子70、時序(timing)調整部90以及校準(calibration)部95。切換裝置10根據輸入至控制信號輸入端子50的切換控制信號，來切換第1端子60與第2端子70之間的連接狀態。於圖1的例中，於第1端子60上連接有電壓源400，第2端子70連接於負載500。切換裝置10對是否將電壓源400連接於負載500進行切換。
FET20是開關的一例。FET20可為金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)。FET20的閘極(gate)端子連接於驅動部30的輸出端子。FET20的汲極(drain)端子連接於第1端子60。FET20的源極(source)端子連接於第2端子70。
此外，FET20只要是根據所給予的控制電壓來切換第1端子60與第2端子70之間的連接狀態的開關，則亦能以包括其他種類的元件來代替FET20。作為一例，FET20亦可為包括IGBT等的構成。
驅動部30將與所給予的切換控制信號對應的控制電壓給予至FET20的閘極。驅動部30接收輸入至控制信號輸入端子50的切換控制信號。切換控制信號表示對FET20的連接狀態進行切換的切換指示。驅動部30於接收到使FET20成為開放狀態的控制信號時，藉由第1電源部32所產生的電力而將第3電壓值(V3
)的控制電壓給予至FET20。而且，驅動部30於接收到使FET20成為短路狀態的控制信號時，藉由第1電源部32所產生的電力而將第1電壓值(V1
)的控制電壓給予至FET20。
第1電源部32產生第1電壓值(V1
)的電源電壓。作為一例，第1電源部32自第1輸出(圖1中的正側端子)端子產生第1電壓值(V1
)的電源電壓，自第2輸出端子(圖1中的負側端子)產生第3電壓值(V3
)。此外，第1電壓值(V1
)相對於第3電壓值(V3
)而言既可為正側的極性的電壓值，亦可為負側的極性的電壓值。而且，於圖1的例中，第1電源部32的第2輸出端子與FET20的源極端子連接，FET20的源極端子成為第3電壓值(V3
)，但亦可不將第1電源部32的第2輸出端子與FET20的源極端子連接，而對FET20的源極端子施加其他電壓。此時，第3電壓值(V3
)亦可為較施加於FET20的源極端子的電壓更低的電壓。
而且，於本實施形態中，第1電源部32可自外部變更第1電壓值(V1
)。作為一例，第1電源部32自外部被給予了表示應產生的第1電壓值(V1)的資料(data)，從而產生與所給予的資料對應的值的電源電壓。
變更部40根據所指定的切換時間，來變更自驅動部30輸出的控制電壓。具體而言，變更部40於開關的切換動作之前，根據所指定的切換時間，來設定第1電源部32自第1輸出端子供給至驅動部30的第1電壓值(V1
)。第1電壓值(V1
)作為接收到使FET20成為短路狀態的控制信號時的控制電壓而供給至FET20的閘極端子。因此，變更部40給予第1電源部32的設定最終決定了FET20的切換時間與切換開始時序。變更部40可於自FET20的臨限電壓Vgs(TH)
至閘極電壓的最大額定值為止的範圍內，來變更使FET20成為短路狀態時的控制電壓。
時序調整部90根據變更部40對第1電壓值(V1
)的設定變更，來調整將輸入至控制信號輸入端子50的切換控制信號供給至驅動部30的時序。時序調整部90可為可變延遲電路。時序調整部90對將輸入至控制信號輸入端子50的切換控制信號供給至驅動部30的時序進行調整。例如，於使第1電壓值(V1
)增加的情況時，切換開始時序將提前，因此，時序調整部90可使切換控制信號的供給時序延後(加大延遲量)，以不受限於第1電壓值(V1
)的方式而以固定的時序來使切換開始。
此外，切換裝置10亦可不包括時序調整部90，而藉由切換控制信號的供給源來調整將切換控制信號供給至驅動部30的時序。此時，可將輸入至控制信號輸入端子50的切換控制信號直接供給至驅動部30。
校準部95於FET20的切換動作之前，對與所指定的切換時間對應的控制電壓Vgs進行檢測。具體而言，校準部95接收輸入至控制信號輸入端子50的切換控制信號，並且對與切換控制信號對應的FET20的汲極-源極間電壓Vds或給予至負載500的輸出電壓的變化進行測定。例如，校準部95一方面對供給至驅動部30的第1電壓(V1
)進行變更，一方面針對所變更的每個第1電壓，而對自切換開始時序起至第1端子60-第2端子70間的電壓(汲極-源極間電壓Vds)達到規定電壓為止的時間進行測定，藉此，可對與所指定的切換時間對應的控制電壓進行檢測。而且，校準部95一方面對供給至驅動部30的第1電壓(V1
)進行變更，一方面針對所變更的每個第1電壓，而對自切換開始時序起至對負載500施加的輸出電壓達到規定電壓為止的時間進行測定，藉此，可對與所指定的切換時間對應的控制電壓進行檢測。校準部95可於切換裝置10的實際使用之前，來求出與所指定的切換時間對應的變更部40的設定值。
而且，校準部95可求出對於抵消與控制電壓Vgs對應的切換開始時序的變動而為適當的切換控制信號的供給時序，並設定時序調整部90的調整量。而且，當切換裝置10採用不包括時序調整部90的構成時，可將適當的切換控制信號的供給時序作為時序校正資訊而提供至切換控制信號的供給源。
圖2(A)表示使驅動部30給予至FET20的閘極-源極間的電壓Vgs於時刻t1時自0V增加至規定電壓時的波形。於圖2(A)中，表示時刻t1時的電壓Vgs的增加幅度設為自FET20的臨限電壓Vgs(TH)
(波形a)至閘極電壓的最大額定值附近的電壓(波形b)為止的範圍時的多個波形。而且，於圖2(B)中表示與電壓Vgs的波形a至波形b對應的FET20的汲極-源極間電壓Vds的波形。如圖2(A)以及(B)所示，FET20根據對閘極-源極間施加的控制電壓Vgs，來切換第1端子60-第2端子70之間的連接狀態(開放/短路)。即，當控制電壓Vgs為0V時，第1端子60-第2端子70間為開放狀態，當控制電壓Vgs大於等於臨限電壓Vgs(TH)
時，第1端子60-第2端子70間為短路狀態。
如圖2(A)以及圖2(B)所示，為了使FET20短路而輸出的控制電壓值與FET20的臨限電壓Vgs(TH)
的差值越大(即，越大程度地施加較通常過大的電壓作為Vgs)，則FET20的切換時間越短。而且，使FET20短路的控制電壓值與使FET20開放的控制電壓值之差越大，則FET20的切換開始時序越早。
圖3表示對被測試元件200進行測試的測試裝置100的構成。測試裝置100包括：信號供給部110、信號獲取部120以及判定部130。信號供給部110對被測試元件200供給測試信號。信號獲取部120獲取自被測試元件200輸出的應答信號。判定部130根據信號獲取部120所獲取的應答信號，來判定被測試元件200的良否。
圖4表示信號供給部110的構成的變形例。信號供給部110包括：切換裝置10-1、切換裝置10-2、輸出端子115以及高電壓側基準電壓300。切換裝置10-1以及切換裝置10-2可為與使用圖1而說明的切換裝置10相同的構成。即，切換裝置10-1的FET20-1、驅動部30-1、第1電源部32-1、變更部40-1、控制信號輸入端子50-1、第1端子60-1以及第2端子70-1可分別與圖1中的FET20、驅動部30、第1電源部32、變更部40、控制信號輸入端子50、第1端子60以及第2端子70相同，切換裝置10-2的FET20-2、驅動部30-2、第1電源部32-2、變更部40-2、控制信號輸入端子50-2、第1端子60-2以及第2端子70-2可分別與圖1中的FET20、驅動部30、變更部40、控制信號輸入端子50、第1端子60以及第2端子70相同。此外，關於本例中的切換裝置10-1以及切換裝置10-2，為了便於理解而對不包括時序調整部90以及校準部95的構成進行了例示，但亦可採用包括該些部分的構成。
切換裝置10-1的第1端子60-1連接於供給高電壓側基準電壓的高電壓側基準電壓300。切換裝置10-2的第2端子70-2連接於第1電源部32-2的第2輸出端子，以供給第3電壓值(V3
)。於本例中，第3電壓值(V3
)為低電壓側基準電壓。於另一例中，可不將第電源部32-2的第2輸出端子與FET20-2的源極端子連接，而將與第3電壓值(V3
)不同的電壓作為低電壓側基準電壓而供給至切換裝置10-2的第2端子70-2。切換裝置10-1的第2端子70-1與切換裝置10-2的第1端子60-2連接。於切換裝置10-1的第2端子70-1與切換裝置10-2的第1端子60-2所連接的節點(node)上，設置有連接於被測試元件200的輸出端子115。
於圖4所示的信號供給部110的構成中，切換裝置10-1的第1電源部32-1的第2輸出端子連接於輸出端子115及/或第2端子70-1，自第1輸出端子產生比出現於輸出端子115的電壓(VOUT
)只高出第1電壓值(V1
)的高電壓的電源電壓。驅動部30-1於接收到使FET20-1成為開放狀態的控制信號(例如“L”)的情況時，將出現於輸出端子115的電壓(VOUT
)給予至FET20-1而且，驅動部30-1於接收到使FET20-1成為短路狀態的控制信號(“H”)的情況時，將比出現於輸出端子1115的電壓(VOUT
)只高出第1電壓值(V1
)的高電壓的控制電壓給予至FET20-1。切換裝置10-2的第1電源部32-2的第2輸出端子連接於第3電壓值(V3
)，自第1輸出端子產生比第3電壓值(V3
)只高出第1電壓值(V1
)的高電壓(V1
+V3
)的電源電壓。驅動部30-2於接收到使FET20-2成為開放狀態的控制信號(“L”)的情況時，將第3電壓值(V3
)給予至FET20-1。而且，驅動部30於接收到使FET20成為短路狀態的控制信號(“H”)的情況時，將比第3電壓值(V3
)只高出第1電壓值(V1
)的高電壓(V1
+V3
)給予至FET20。
此外，第1電源部32-1的第1輸出端子所輸出的電壓只要處於FET20-1的閘極-源極電壓(Vgs)的額定範圍內，則亦可為與出現於輸出端子115的電壓(VOUT
)無關的規定電壓。而且，亦可不將第1電源部32-1的第2輸出端子與切換裝置10-1的第2端子70-1連接，而使出現於輸出端子115的電壓(VOUT
)與供給至驅動部30-1的電壓為不同的電壓。同樣地，亦可不將第1電源部32-2的第2輸出端子與切換裝置10-2的第2端子70-2連接，而使作為低電壓側基準電壓而供給至切換裝置10-2的第2端子70-2的電壓、與供給至驅動部30-2的第3電壓值(V3
)為不同的電壓。例如，第1電源部32-1的第2輸出端子亦可將較出現於輸出端子115的電壓(VOUT
)更低的電壓供給至驅動部30-1，第1電源部32-2的第2輸出端子亦可將較第3電壓值(V3
)更低的電壓供給至驅動部30-2。
此外，於本例中，第1電源部32-1與第1電源部32-2均輸出一種相對於成為基準的電壓而只高出第1電壓值(V1
)的高電壓，但亦可使第1電源部32-1以及第1電源部32-2的相對於成為基準的電壓的輸出電壓值為不同，從而獨立地變更切換裝置10-1與切換裝置10-2的切換時間。
對於切換裝置10-1的控制信號輸入端子50-1，輸入了與用於對被測試元件200進行測試的測試圖案對應的正側的控制信號。另一方面，對於切換裝置10-2的控制信號輸入端子50-2，輸入了邏輯上與正側的控制信號為反轉的負側的控制信號。因此，切換裝置10-1與切換裝置10-2中，當一者為短路狀態時另一者為開放狀態，自輸出端子115輸出高電壓側基準電壓與低電壓側基準電壓中的任一種。信號供給部110將與切換裝置10-1以及切換裝置10-2的連接狀態對應的測試信號自輸出端子1115供給至被測試元件200。
切換裝置10-1以及切換裝置10-2的切換時間可分別藉由變更部40-1、變更部40-2而變更。因此，信號供給部110可藉由變更部40-1以及變更部40-2的設定，並根據被測試元件200的測試規格而使測試信號的上升時間(Tr)、下降時間(Tf)變化。
圖5是與切換裝置10的其他部分一同表示切換裝置10中的驅動部30與第1電源部32的詳細構成的一例。第1電源部32可包括：運算放大器322、電阻324、電阻325、電晶體326以及可變電壓源328。運算放大器322、電阻324、電阻325以及電晶體326是作為對設定給可變電壓源328的電壓進行電流放大的電流緩衝(buffer)電路而發揮作用。可變電壓源328將與變更部40的設定對應的電壓供給至電流緩衝電路。可變電壓源328例如可為DA轉換器。第1電源部32一方面對自可變電壓源328供給的信號進行電流放大，一方面作為驅動部30的電源電壓而供給。
驅動部30可為包括第1電晶體340與第2電晶體342的所謂推挽(push-pull)式的驅動電路。第1電晶體340的集極端子連接於第1電源部32的第1輸出端子，自第1電源部32供給第1電壓值(V1
)。第1電晶體340的射極(emitter)端子連接於第2電晶體342的射極端子。第2電晶體342的集極端子連接於第1電源部32的第2輸出端子，自第1電源部32供給第3電壓值(V3
)。於第1電晶體340以及第2電晶體342的基極(base)端子上，輸入有共用的切換控制信號。第1電晶體340的射極端子與第2電晶體342的射極端子所連接的節點進而連接於FET20的閘極端子。並且，根據切換控制信號，供給至FET20的閘極端子的控制電壓藉由自第1電源部32供給的電力而在第1電壓值(V1
)與第3電壓值(V3
)之間變化。藉由上述構成，驅動部30可變更控制電壓以控制切換時間。此外，第1電壓值(V1
)相對於第3電壓值(V3
)而言既可為正側的極性的電壓值，亦可為負側的極性的電壓值。而且，於圖5的例中，第1電源部32的第2輸出端子與FET20的源極端子連接，FET20的源極端子成為第3電壓值(V3
)，但亦可不將第1電源部32的第2輸出端子與FET20的源極端子連接，而對FET20的源極端子施加其他電壓。此時，第3電壓值(V3
)亦可為較施加於FET20的源極端子的電壓更低的電壓。
圖6表示切換裝置10的詳細構成的另一例。切換裝置10切換2個端子之間的連接狀態。更具體而言，切換裝置10使第1端子60與第2端子70之間成為開放或短路。切換裝置10包括：FET20、第1電源部32、第2電源部35、驅動部30以及變更部40。
FET20根據所給予的控制電壓來切換2個端子之間(第1端子60與第2端子70之間)的連接狀態。更具體而言，FET20根據所給予的控制電壓，來使2個端子之間成為開放或短路。
此外，將使2個端子之間成為開放或短路中的任一種的FET20的切換狀態稱作第1狀態，將與FET20的第1狀態不同的切換狀態稱作第2狀態。FET20於被給予第3電壓值(V3
)的控制電壓的情況時成為第1狀態，而於被給予第2電壓值(V2
)的控制電壓的情況時成為第2狀態。
於本實施形態中，FET20的汲極連接於第1端子60，源極連接於第2端子70。並且，在FET20的控制端(即，閘極)以及源極之間給予有控制電壓。此種FET20根據給予至閘極與源極之間的控制電壓，來使第1端子60與第2端子70之間成為開放或短路。
此外，切換裝置10只要是根據所給予的控制電壓來切換第1端子60與第2端子70之間的連接狀態的開關，則亦能以包括其他種類的元件來代替FET20。作為一例，切換裝置10亦可為包括IGBT等來代替FET20的構成。
第1電源部32產生第1電壓值(V1
)的電源電壓。作為一例，第1電源部32自第1輸出端子(圖6中的正側端子)產生第1電壓值(V1
)的電源電壓，自第2輸出端子(圖6中的負側端子)產生第3電壓值(V3
)的電源電壓。此外，第1電壓值(V1
)可為低於第3電壓值(V3
)的電壓值，亦可為高於第3電壓值(V3
)的電壓值。
而且，於本實施形態中，第1電源部32可自外部變更第1電壓值(V1
)。作為一例，第1電源部32自外部被給予了表示應產生的第1電壓值(V1)的資料，以產生與所給予的資料對應的值的電源電壓。
第2電源部35產生第2電壓值(V2
)的電源電壓。作為一例，第2電源部35自第1輸出端子(圖6中的正側端子)產生第2電壓值(V2
)的電源電壓。而且，作為一例，第2電源部35自第2輸出端子(圖6中的負側端子)產生第3電壓值(V3
)的電源電壓。即，第2電源部26的第2輸出端子產生一種與第1電源部24的第2輸出端子相同的電壓。
此外，第2電壓值(V2
)於以第3電壓值(V3
)為基準的情況時(例如設為0伏特(volt)的情況時)，與第1電壓值(V1
)為同一極性電壓值，與第3電壓值(V3
)的電位差的絕對值大於等於第1電壓值(V1
)。即，第1電壓值(V1
)、第2電壓值(V2
)以及第3電壓值(V3
)成為V2
≧V1
≧V3
或V2
≦V1
≦V3
的關係(其中V2
≠V3
)。於驅動部30將第2電壓值(V2
)的控制電壓給予至FET20時，在使由該第2電源部35所產生的電源電壓下降而給予至FET20的情況下，產生將第2電壓值(V2
)與該下降電壓相加所得的電壓值。
驅動部30接收了表示將FET20切換為第1狀態或第2狀態的切換指示的控制信號。驅動部30於接收到使FET20成為第1狀態的控制信號的情況時，將第3電壓值(V3
)的控制電壓給予至FET20。而且，驅動部30於接收到使FET20成為第2狀態的控制信號的情況時，將第2電壓值(V2
)的控制電壓給予至FET20。
此處，驅動部30根據接收到使FET20自第1狀態切換為第2狀態的切換指示的情況，使控制電壓以如下方式變化。亦即，此時，驅動部30使控制電壓藉由第1電源部32所產生的電力而自第3電壓值(V3
)變化至第1電壓值(V1
)為止之後，藉由第2電源部35所產生的電力，而使上述控制電壓自第1電壓值(V1
)變化至第2電壓值(V2
)為止。進而，此時，驅動部30使控制電壓以較自第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的時間變化率更低的時間變化率，而自第1電壓值(V1
)變化至第2電壓值(V2
)為止。
作為一例，驅動部30包括：第1電晶體33、第2電晶體34、輸入開關36、二極體(diode)38以及電阻39。第1電晶體33的集極連接於第1電源部32的第1輸出端子，射極連接於FET20的閘極。而且，第1電晶體33於基極上連接著第2電源部35的第1輸出端子的情況時成為導通(on)，於基極上連接著第2電源部35的第2輸出端子的情況時成為斷開(off)。
第2電晶體34的集極連接於第1電源部32以及第2電源部35的第2輸出端子，射極連接於FET20的閘極。第2電晶體34於基極上連接著第2電源部35的第1輸出端子的情況時成為導通，於基極上連接著第2電源部35的第2輸出端子的情況時，集極-射極(collector-emitter)間成為斷開。
輸入開關36接收控制信號。輸入開關36當被給予使FET20成為第1狀態的切換指示的控制信號時，則使第2電源部35的第2輸出端子連接於第1電晶體33以及第2電晶體34的基極。而且，輸入開關36當被給予使FET20成為第2狀態的切換指示的控制信號時，則使第2電源部35的第1輸出端子連接於第1電晶體33以及第2電晶體34的基極。
二極體38設置於第1電源部32的第1輸出端子與第1電晶體33的集極之間。驅動部30阻止FET20的閘極電壓超過第1電壓值(V1
)時的、朝向第1電源部32的逆流電流。亦即，二極體38作為阻止自第2電源部35的第1輸出端子朝向第1電源部32的第1輸出端子的逆流電流的電流阻止部而發揮作用。
電阻39設置於第2電源部35的第1輸出端子與第1電晶體33的基極之間。電阻39於對FET20的閘極施加有自第2電源部35的第1輸出端子產生的第2電壓值(V2
)的電源電壓的情況時，作為設置於第2電源部35的第1輸出端子與FET20的控制端之間的用於抑制電流量的電阻而發揮作用。此外，電阻39是以使第2電源部35的輸出電阻較第1電源部32的輸出電阻更大為目的而設置。因此，只要第2電源部35的內部的輸出電阻較第1電源部32的輸出電阻更大，則驅動部30亦可為不包括電阻39的構成。
此種驅動部30於接收到表示使FET20成為第1狀態的指示的控制信號時，將第1電晶體33斷開且將第2電晶體34導通，因此可使FET20的控制端(即，閘極)與第1電源部32以及第2電源部35的第2輸出端子連接。因此，此時，驅動部30將第3電壓值(V3
)的控制電壓給予至FET20的閘極，從而可使FET20成為第1狀態。
而且，此種驅動部30於接收到表示使FET20成為第2狀態的指示的控制信號時，將第1電晶體33導通且將第2電晶體34斷開，因此可使FET20的控制端(即，閘極)興產生第2電壓值(V2
)的第2電源部35的第1輸出端子連接。因此，此時，驅動部30將第2電壓值(V2
)的控制電壓給予至FET20的閘極，從而可使FET20成為第2狀態。
如上所述，驅動部30可根據控制信號來切換FET20的連接狀態。此外，關於與接收到使FET20自第1狀態切換為第2狀態的切換指示的情況對應的驅動部30的動作，於圖7以及圖8中詳細說明。
變更部40是由用戶(user)等來指定切換時間。變更部40根據所指定的切換時間，來變更第1電源部32所產生的電源電壓的值(第1電壓值(V1
))。作為一例，變更部40根據所指定的切換時間，而於自第3電壓值(V3
)至第2電壓值(V2
)為止的範圍內來變更第1電源部32所產生的第1電壓值(V1
)的電源電壓。此外，變更部40亦可根據所指定的切換時間，來變更自控制電壓的第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的時間變化率、或變更自控制電壓的第1電壓值(V1
)至第2電壓值(V2
)為止的時間變化率，以代替對第1電源部32所產生的第1電壓值(V1
)的變更。
圖7表示第1電晶體33導通以及第2電晶體34斷開且FET20的閘極電壓Vgs處於自第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的範圍內的情況時的驅動部30的等效電路。驅動部30於接收到使FET20成為第1狀態的指示的控制信號的情況時，使第1電晶體33成為斷開的狀態且使第2電晶體34成為導通的狀態，以對FET20的閘極施加第3電壓值(V3
)的控制電壓。並且，驅動部30於接收到使FET20自第1狀態切換為第2狀態的切換指示的情況時，由使第1電晶體33斷開且使第2電晶體34導通的狀態而變化為使第1電晶體33導通且使第2電晶體34斷開的狀態。
此處，於剛變化為第1電晶體33導通以及第2電晶體34斷開之後，於FET20的閘極電容31內尚未蓄積有電荷，閘極電壓Vgs為第3電壓值(V3
)。而且，於閘極電壓Vgs處於自第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的範圍內時，二極體38導通，第1電源部32的第1輸出端子與FET20的閘極端子之間連接。而且，第1電源部32的輸出電阻低於第2電源部35的輸出電阻。因此，當FET20的閘極電壓Vgs低於第1電壓值(V1
)，且第1電源部32以及第2電源部35同時連接於FET20的閘極時，將支配性地供給第1電源部32的電源電流，而第2電源部35的電源電流則幾乎未供給。
因此，當接收到將FET20自第1狀態切換為第2狀態的切換指示時，於閘極電壓Vgs處於自第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的範圍內時，驅動部30將第1電源部32所輸出的電源電流經由二極體38而供給至閘極電容31，而幾乎未將第2電源部35所輸出的電源電流供給至閘極電容31。即，驅動部30將由第1電源部32所產生的電源電壓作為控制電壓(閘極電壓Vgs)而施加至FET20。藉此，如此之驅動部30可根據接收到將FET20自第1狀態切換為第2狀態的切換指示，使控制電壓藉由第1電源部32所產生的電源電壓而自第3電壓值(V3
)變化至第1電壓值(V1
)為止。
圖8表示第1電晶體33導通以及第2電晶體34斷開且FET20的閘極電壓Vgs處於自第1電壓值(V1
)至第2電壓值(V2
)為止的範圍內的情況時的驅動部30的等效電路。繼而，當於FET20的閘極電容31內蓄積電荷，而FET20的閘極電壓Vgs達到第1電壓值(V1
)時，則二極體38斷開，第1電源部32的第1輸出端子與FET20的閘極端子之間成為開放。
因此，當接收到將FET20自第1狀態切換為第2狀態的切換指示時，於閘極電壓Vgs處於自第1電壓值(V1
)至第2電壓值(V2
)為止的範圍內時，驅動部30將第2電源部35所輸出的電源電流經由基極-射極間二極體成分37而蓄積於閘極電容31。即，將由第2電源部35所產生的電源電壓作為控制電壓(閘極電壓Vgs)而施加至FET20。藉此，如此之驅動部30可根據接收了將FET20自第1狀態切換為第2狀態的切換指示，使FET20的閘極電壓Vgs(控制電壓)藉由第2電源部35所產生的電力，而在朝向與自第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的變化相同的方向上自第1電壓值(V1
)變化至第2電壓值(V2
)為止。
進而，第2電源部35的輸出電阻高於第1電源部32的輸出電阻。因此，驅動部30使閘極電壓Vgs處於自第1電壓值(V1
)至第2電壓值(V2
)為止的範圍內時的供給至閘極電容31的供給電流，小於閘極電壓Vgs處於自第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的範圍內時的供給至閘極電容31的供給電流。藉此，驅動部30可使FET20的閘極電壓Vgs(控制電壓)的自第1電壓值(V1
)至第2電壓值(V2
)為止的時間變化率，低於自第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的時間變化率。
並且，當於FET20的閘極電容31內進一步蓄積電荷，而FET20的閘極電壓Vgs達到第2電壓值(V2
)時，則電荷向FET20的閘極電容31中的蓄積將停止。藉此，驅動部30可將第2電壓值(V2
)的控制電壓施加至FET20的閘極。
圖9表示使第1電壓值(V1
)變化時的FET20的閘極電壓Vgs(控制電壓)的時間變化的一例。圖10表示使第1電壓值(V1
)變化時的FET20的汲極-源極間電壓Vds的時間變化的一例。
此外，於圖9以及圖10中，A表示將第1電壓值(V1
)設定為更接近第2電壓值(V2
)的值的示例。另一方面，B表示將第1電壓值(V1
)設定為與A的情況相比更遠離第2電壓值(V2
)的值的示例。
於本實施形態中，變更部40於自第3電壓值(V3
)至第2電壓值(V2
)為止的範圍內，來變更第1電源部32所產生的第1電壓值(V1
)的電源電壓。此處，於將第1電壓值(V1
)設定為更接近第2電壓值(V2
)的值的情況時，與設定為更遠離的值的情況相比，使用由第1電源部32所產生的電源電壓來使控制電壓發生變化的比例變大。因此，當第1電壓值(V1
)設定為更接近第2電壓值(V2
)的值時，FET20的切換時間變短。即，第1電壓值(V1
)設定為越接近第2電壓值(V2
)的值，則FET20的切換時間越短。
因此，變更部40以下述方式進行變更，即，於縮短切換時間的情況時將第1電壓值(V1
)設為更接近第2電壓值(V2
)的值，於延長該切換時間的情況時將第1電壓值設為更遠離第2電壓值(V2
)的值。藉此，變更部40可根據所指定的切換時間，來調整使FET20自第1狀態變化為第2狀態時的切換時間。
圖11表示第1電壓值(V1
)與第2電壓值(V2
)一致時的FET20的閘極電壓Vgs(控制電壓)的時間變化的一例。圖12表示第1電壓值(V1
)與第3電壓值(V3
)一致時的FET20的閘極電壓Vgs(控制電壓)的時間變化的一例。
而且，變更部40亦可使第1電源部32所產生的第1電壓值(V1
)的電源電壓與第2電壓值(V2
)一致。當第1電壓值(V1
)與第2電壓值(V2
)一致時，驅動部30可藉由第1電源部32所產生的電力而幾乎不使用第2電源部35所產生的電力，來使FET20的閘極電壓Vgs(控制電壓)自第3電壓值(V3
)變化至第2電壓值(V2
)為止。此時，如圖11的t0
所示，驅動部30可使FET20的切換時間為最短。
而且，變更部40亦可使第1電源部32所產生的第1電壓值(V1
)的電源電壓與第3電壓值(V3
)一致。當第1電壓值(V1
)與第3電壓值(V3
)一致時，驅動部30可藉由第2電源部35所產生的電力而不使用第1電源部32所產生的電力，來使FET20的閘極電壓Vgs(控制電壓)自第3電壓值(V3
)變化至第2電壓值(V2
)為止。此時，如圖12的t10
所示，驅動部30可使FET20的切換時間為最長。
此外，變更部40亦可對自控制電壓的第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的時間變化率進行變更來代替上述情況。更具體而言，變更部40於縮短切換時間的情況時，藉由減小例如第1電源部32的輸出電阻，以增大自第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的時間變化率。而且，變更部40於延長切換時間的情況時，藉由增大例如第1電源部32的輸出電阻，以減小自第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的時間變化率。
而且，變更部40亦可對自控制電壓的第1電壓值(V1
)至第2電壓值(V2
)為止的時間變化率進行變更。作為一例，變更部40於縮短切換時間的情況時，藉由減小例如第2電源部35的輸出電阻(例如電阻39)，以增大自第1電壓值(V1
)至第2電壓值(V2
)為止的時間變化率。而且，變更部40於延長切換時間的情況時，藉由增大例如第2電源部35的輸出電阻，以減小自第1電壓值(V1
)至第2電壓值(V2
)為止的時間變化率。
如上所述，根據切換裝置10，可利用簡易的構成來控制開關的切換時間。更詳細而言，根據切換裝置10，可將FET20自第1狀態切換為第2狀態時的切換時間控制為指定的時間。
而且，作為變形例，第1電源部32亦可為如下的可變電壓電源，該可變電壓電源可產生超過第2電壓值(V2
)的第1電壓值(V1
)且為處於FET20的閘極電壓的額定範圍內的電源電壓。即，當第2電壓值(V2
)高於第3電壓值(V3
)時，第1電源部32可為如下的可變電壓電源，該可變電壓電源可產生高於第2電壓值(V2
)且小於等於閘極電壓的額定值的第1電壓值(V1
)的電源電壓。而且，當第2電壓值(V2
)低於第3電壓值(V3
)時，第1電源部32可為如下的可變電壓電源，該可變電壓電源可產生低於第2電壓值(V2
)且大於等於閘極電壓的額定值的第1電壓值(V1
)的電源電壓。
此時，變更部40將第1電壓值(V1
)自第3電壓值(V3
)變更至超過第2電壓值(V2
)的閘極電壓的額定電壓為止。藉此，變更部40可於更廣泛的範圍內來變更該切換時間。
以上，使用實施形態說明了本發明，但本發明的技術範圍並不限定於上述實施形態中記載的範圍。本領域技術人員當明白的是，可對上述實施形態實施多種變更或改良。由申請專利範圍的記載可明白的是，此種實施了變更或改良後的形態亦可包含於本發明的技術範圍內。
應留意的是，關於申請專利範圍、說明書以及圖式中所示的裝置、系統、程式以及方法中的動作、過程、步驟以及階段等的各處理的執行順序，只要未特別明示「之前」、「以前」等，而且亦未將前處理的輸出用於後處理中，則能以任意順序來實現。關於申請專利範圍、說明書以及圖式中的動作流程，即使為方便說明而使用「首先，」、「其次，」等，亦並非意味著必須以該順序來實施。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．切換裝置
20、20-1、20-2．．．FET
30、30-1、30-2．．．驅動部
31．．．閘極電容
32、32-1、32-2．．．第1電源部
33、340．．．第1電晶體
34、342．．．第2電晶體
35．．．第2電源部
36．．．輸入開關
37．．．基極發射極間二極體成分
38．．．二極體
39、324、325．．．電阻
40、40-1、40-2．．．變更部
50、50-1、50-2．．．控制信號輸入端子
60、60-1、60-2．．．第1端子
70、70-1、70-2．．．第2端子
90．．．時序調整部
95．．．校準部
10-1．．．高電壓側切換裝置
10-2．．．低電壓側切換裝置
100．．．測試裝置
110．．．信號供給部
115．．．輸出端子
120．．．信號獲取部
130．．．判定部
200．．．被測試元件
300．．．高電壓側基準電壓
320．．．電流緩衝電路
322．．．運算放大器
326．．．電晶體
328．．．可變電壓源
400．．．電壓源
500．．．負載
a、b．．．波形
t、t0
、t1
、t2
、t10
．．．時間
V1
．．．第1電壓值
V2
．．．第2電壓值
V3
．．．第3電壓值
Vds．．．汲極-源極間電壓
Vgs．．．閘極電壓
Vgs(TH)
．．．臨限電壓
VOUT
．．．出現於輸出端子115的電壓
圖1表示切換裝置10的構成的概略圖。
圖2(A)表示驅動部30給予至FET20的閘極-源極之間的電壓Vgs的波形。
圖2(B)表示施加有圖2(A)所示的電壓Vgs波形時的FET20的汲極-源極間電壓Vds的波形。
圖3表示對被測試元件200進行測試的測試裝置100的構成。
圖4表示信號供給部110的構成的一例。
圖5表示切換裝置10的詳細構成的一例。
圖6表示切換裝置10的詳細構成的另一例。
圖7表示第1電晶體33導通以及第2電晶體34斷開且FET20的閘極電壓Vgs處於自第3電壓值(V3
)至第1電壓值(V1
)為止的範圍內的情況時的驅動部30的等效電路。
圖8表示第1電晶體33導通以及第2電晶體34斷開且FET20的閘極電壓Vgs處於自第1電壓值(V1
)至第2電壓值(V2
)為止的範圍內的情況時的驅動部30的等效電路。
圖9表示使第1電壓值(V1
)變化時的FET20的閘極電壓Vgs(控制電壓)的時間變化的一例。
圖10表示使第1電壓值(V1
)變化時的FET20的汲極-源極間電壓Vds的時間變化的一例。
圖11表示第1電壓值(V1
)與第2電壓值(V2
)一致時的FET20的閘極電壓Vgs(控制電壓)的時間變化的一例。
圖12表示第1電壓值(V1
)與第3電壓值(V3
)一致時的FET20的閘極電壓Vgs(控制電壓)的時間變化的一例。
10．．．切換裝置
20．．．FET
30．．．驅動部
32．．．第1電源部
40．．．變更部
50．．．控制信號輸入端子
60．．．第1端子
70．．．第2端子
90．．．時序調整部
95．．．校準部
400．．．電壓源
500．．．負載
V1
．．．第1電壓值
V3
．．．第3電壓值
Claims (19)
- 一種切換裝置，切換2個端子之間的連接狀態，此切換裝置包括：開關，根據所給予的控制電壓來切換上述2個端子之間的連接狀態；驅動部，將與所給予的控制信號對應的控制電壓給予至上述開關；變更部，根據所指定的切換時間，來變更自上述驅動部輸出的上述控制電壓；以及校準部，於上述開關的切換動作之前，檢測出與所指定的切換時間對應的上述控制電壓。
- 如申請專利範圍第1項所述之切換裝置，其中上述變更部根據所指定的切換時間，來變更作為電源而供給至上述驅動部的電力。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之切換裝置，其中上述變更部於上述開關的切換動作之前，變更自上述驅動部輸出的上述控制電壓。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之切換裝置，其中上述校準部對上述2個端子之間的電壓或者施加到連接於上述2個端子其中之一的負載的電壓自切換開始時序起至達到規定電壓為止的時間進行測定，對與所指定的切換時間對應的控制電壓進行檢測，對利用變更部的上述控制電壓的變更值進行設定。
- 一種切換裝置，切換2個端子之間的連接狀態，此切換裝置包括：開關，根據所給予的控制電壓來切換上述2個端子之間的連接狀態；驅動部，將與所給予的控制信號對應的控制電壓給予至上述開關；以及變更部，根據所指定的切換時間，來變更自上述驅動部輸出的上述控制電壓，其中上述開關為場效電晶體，上述驅動部將上述控制電壓給予至上述場效電晶體的閘極，上述變更部於自上述場效電晶體的臨限電壓至閘極電壓的最大額定值為止的範圍內來變更上述控制電壓。
- 如申請專利範圍第5項所述之切換裝置，其中藉由將上述控制電壓和上述開關的臨限電壓差值變大，縮短上述開關的切換時間。
- 一種切換裝置，切換2個端子之間的連接狀態，此切換裝置包括：開關，根據所給予的控制電壓來切換上述2個端子之間的連接狀態；驅動部，將與所給予的控制信號對應的控制電壓給予至上述開關；變更部，根據所指定的切換時間，來變更自上述驅動部輸出的上述控制電壓；以及 第1電源部，產生第1電壓值的電源電壓；第2電源部，產生第2電壓值的電源電壓，且上述驅動部根據接收到將上述開關自第1狀態切換為第2狀態的切換指示，使上述控制電壓藉由上述第1電源部所產生的電力而變化至上述第1電壓值為止之後，藉由上述第2電源部所產生的電力，使上述控制電壓以較直至上述第1電壓值為止的時間變化率更低的時間變化率並朝向同方向而進一步自上述第1電壓值變化至第2電壓值為止。
- 如申請專利範圍第7項所述之切換裝置，其中上述第1電源部自第1輸出端子產生上述第1電壓值的電源電壓，自第2輸出端子產生第3電壓值的電源電壓；上述第2電源部自第1輸出端子產生上述第2電壓值的電源電壓，自第2輸出端子產生第3電壓值的電源電壓；上述驅動部於接收到將上述開關切換為第1狀態的切換指示時，將上述開關的控制端與上述第1電源部以及上述第2電源部的各第2輸出端子予以連接，於接收到將上述開關切換為第2狀態的切換指示時，將上述開關的控制端與上述第1電源部以及上述第2電源部的各第1輸出端子予以連接。
- 如申請專利範圍第8項所述之切換裝置，其中上述第1電源部可自外部變更上述第1電壓值；上述變更部根據所指定的切換時間，而在自上述第3電壓值至超過上述第2電壓值的上述開關的控制電壓的額 定電壓為止的範圍內，來變更上述第1電源部所產生的上述第1電壓值的電源電壓。
- 一種切換裝置，切換2個端子之間的連接狀態，此切換裝置包括：開關，根據所給予的控制電壓來切換上述2個端子之間的連接狀態；驅動部，將與所給予的控制信號對應的控制電壓給予至上述開關；變更部，根據所指定的切換時間，來變更自上述驅動部輸出的上述控制電壓；以及時序調整部，根據上述變更部對上述控制電壓的變更，來調整將上述控制信號給予至上述驅動部的時序。
- 一種測試裝置，對被測試元件進行測試，此測試裝置包括：信號供給部，對上述被測試元件供給測試信號；信號獲取部，根據上述測試信號，來獲取自上述被測試元件輸出的應答信號；以及判定部，根據上述應答信號來判定上述被測試元件的良否，且上述信號供給部包括：輸出端子，連接上述被測試元件；高電壓側切換裝置，根據與用於測試上述被測試元件的測試圖案對應的正側的控制信號，使被給予了高電壓側基準電壓的第1端子與連接著上述輸出端子的第2端子之 間成為開放或短路；以及低電壓側切換裝置，根據邏輯上與上述正側的控制信號為反轉的負側的控制信號，使連接著上述輸出端子的第1端子與被給予了低電壓側基準電壓的第2端子之間成為開放或短路，且上述高電壓側切換裝置以及上述低電壓側切換裝置的各個包括：開關，根據所給予的控制電壓來切換上述第1端子與上述第2端子之間的連接狀態；驅動部，將與所給予的控制信號對應的控制電壓給予至上述開關；以及變更部，根據所指定的切換時間，來變更自上述驅動部輸出的上述控制電壓。
- 如申請專利範圍第11項所述之測試裝置，其中上述開關為場效電晶體，上述驅動部將上述控制電壓給予至上述場效電晶體的閘極，上述變更部於自上述場效電晶體的臨限電壓至閘極電壓的最大額定值為止的範圍內來變更上述控制電壓。
- 如申請專利範圍第12項所述之測試裝置，其中藉由將上述控制電壓和上述開關的臨限電壓差值變大，縮短上述開關的切換時間。
- 如申請專利範圍第11項所述之測試裝置，更包括：第1電源部，產生第1電壓值的電源電壓； 第2電源部，產生第2電壓值的電源電壓，且上述驅動部根據接收到將上述開關自第1狀態切換為第2狀態的切換指示，使上述控制電壓藉由上述第1電源部所產生的電力而變化至上述第1電壓值為止之後，藉由上述第2電源部所產生的電力，使上述控制電壓以較直至上述第1電壓值為止的時間變化率更低的時間變化率並朝向同方向而進一步自上述第1電壓值變化至第2電壓值為止。
- 如申請專利範圍第14項所述之測試裝置，其中上述第1電源部自第1輸出端子產生上述第1電壓值的電源電壓，自第2輸出端子產生第3電壓值的電源電壓；上述第2電源部自第1輸出端子產生上述第2電壓值的電源電壓，自第2輸出端子產生第3電壓值的電源電壓；上述驅動部於接收到將上述開關切換為第1狀態的切換指示時，將上述開關的控制端與上述第1電源部以及上述第2電源部的各第2輸出端子予以連接，於接收到將上述開關切換為第2狀態的切換指示時，將上述開關的控制端與上述第1電源部以及上述第2電源部的各第1輸出端子予以連接。
- 如申請專利範圍第15項所述之測試裝置，其中上述第1電源部可自外部變更上述第1電壓值；上述變更部根據所指定的切換時間，而在自上述第3電壓值至超過上述第2電壓值的上述開關的控制電壓的額定電壓為止的範圍內，來變更上述第1電源部所產生的上 述第1電壓值的電源電壓。
- 如申請專利範圍第11項所述之測試裝置，更包括：時序調整部，根據上述變更部對上述控制電壓的變更，來調整將上述控制信號給予至上述驅動部的時序。
- 如申請專利範圍第11項所述之測試裝置，更包括：校準部，於上述開關的切換動作之前，檢測出與所指定的切換時間對應的上述控制電壓。
- 如申請專利範圍第18項所述之測試裝置，其中上述校準部對上述2個端子之間的電壓或者施加到連接於上述2個端子其中之一的負載的電壓自切換開始時序起至達到規定電壓為止的時間進行測定，對與所指定的切換時間對應的控制電壓進行檢測，對利用變更部的上述控制電壓的變更值進行設定。
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