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JP2008008714A - Semiconductor measuring apparatus - Google Patents

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JP2008008714A JP2006178290A JP2006178290A JP2008008714A JP 2008008714 A JP2008008714 A JP 2008008714A JP 2006178290 A JP2006178290 A JP 2006178290A JP 2006178290 A JP2006178290 A JP 2006178290A JP 2008008714 A JP2008008714 A JP 2008008714A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device and a semiconductor measuring apparatus which dispense with a Kelvin contact probe in the measurement of current and voltage at an external terminal of a semiconductor device as well as a voltage measuring means. <P>SOLUTION: The semiconductor device 210 comprises: a terminal A to which a load is connected; a current drive transistor M1 for supplying the load with a current; a comparator 211 for comparing a voltage at the terminal A with a reference voltage Vref; and a terminal B connected to the output of the comparator 211. When the terminal A reaches the reference voltage Vref, the signal level of a signal output from the terminal B is changed. The semiconductor measuring apparatus 220 measures the voltage and current values at the terminal A without measuring the voltage at the terminal A, since it reads the current value at the terminal A when the signal level of the signal output from the terminal B changes. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置及び半導体測定装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a semiconductor measurement device.

照明用LED(Light Emitting Diode)や表示用LEDに電流を供給する電流ドライブ用トランジスタを内蔵した半導体装置では、電流ドライブ用トランジスタの出力が接続されている外部端子の仕様として、例えば「外部端子の電圧が所定の電圧(例えば0.4V)のときに、負荷電流が所定の電流(例えば300mA)以上であること」というように既定されている。   In a semiconductor device having a built-in current drive transistor that supplies current to a lighting LED (Light Emitting Diode) or a display LED, the specification of the external terminal to which the output of the current drive transistor is connected is, for example, “external terminal When the voltage is a predetermined voltage (for example, 0.4 V), the load current is set to be a predetermined current (for example, 300 mA) or more.

このような、LEDに電流を供給する半導体装置としては、例えば特開2002−319707号公報(特許文献1)の図15に示されるようなLED駆動回路が知られている。図1は特許文献1の図15に示される従来のLED駆動回路を示す図である。   As such a semiconductor device for supplying current to an LED, for example, an LED driving circuit as shown in FIG. 15 of Japanese Patent Laid-Open No. 2002-319707 (Patent Document 1) is known. FIG. 1 is a diagram showing a conventional LED driving circuit shown in FIG.

LED駆動回路100の電源端子10には電源電圧VDDが印加される。定電流発生回路15では、基準電圧回路11の出力電圧Vrefと、抵抗13の電圧Vaとの差電圧を誤差増幅回路12が増幅しており、この増幅された差電圧がトランジスタ14のゲート電圧を制御している。LED駆動回路10の外部端子1及び外部端子2には、それぞれLED19とLED20が接続されている。ここで、トランジスタ14及び16には、抵抗13に流れる電流と同じ電流が流れる。LED駆動回路100では、カレントミラー回路を構成するトランジスタ16、17、18は全て同じ特性であるから、トランジスタ17、18にもトランジスタ16と同じ電流が流れる。このトランジスタ17、18に流れる電流によりLED19、LED20が点灯される。   A power supply voltage VDD is applied to the power supply terminal 10 of the LED drive circuit 100. In the constant current generation circuit 15, the error amplification circuit 12 amplifies the difference voltage between the output voltage Vref of the reference voltage circuit 11 and the voltage Va of the resistor 13, and the amplified difference voltage causes the gate voltage of the transistor 14 to be amplified. I have control. An LED 19 and an LED 20 are connected to the external terminal 1 and the external terminal 2 of the LED drive circuit 10, respectively. Here, the same current as the current flowing through the resistor 13 flows through the transistors 14 and 16. In the LED drive circuit 100, the transistors 16, 17, and 18 constituting the current mirror circuit all have the same characteristics, and therefore the same current as the transistor 16 flows through the transistors 17 and 18. The LEDs 19 and 20 are turned on by the current flowing through the transistors 17 and 18.

このような半導体装置では、半導体装置が実際に既定通りに動作しているかを確認するため、半導体装置の外部端子における電流及び電圧を測定する。   In such a semiconductor device, in order to confirm whether the semiconductor device is actually operating as predetermined, current and voltage at an external terminal of the semiconductor device are measured.

この測定において、外部端子に電流を供給しながら端子電圧を測定する場合は、測定装置から半導体装置の外部端子までに存在する測定装置内の配線抵抗、ICソケットの配線抵抗、ICソケットと外部端子との接触抵抗などによる電圧降下のため、正確な電圧測定が難しい。   In this measurement, when the terminal voltage is measured while supplying current to the external terminal, the wiring resistance in the measuring device, the wiring resistance of the IC socket, the IC socket and the external terminal existing from the measuring device to the external terminal of the semiconductor device Accurate voltage measurement is difficult due to voltage drop due to contact resistance.

そこで、従来では、ケルビンコンタクトプローブと呼ばれる特殊なプロープを用いて半導体装置の外部端子における電流及び電圧を測定している。このプローブは、電流を供給するフォースプローブと電圧を検出するセンスプローブを絶縁した状態のものであり、この2つのプローブを半導体装置の外部端子へ接触させる。   Therefore, conventionally, the current and voltage at the external terminal of the semiconductor device are measured using a special probe called a Kelvin contact probe. This probe is in a state in which a force probe for supplying a current and a sense probe for detecting a voltage are insulated, and these two probes are brought into contact with an external terminal of the semiconductor device.

例えば半導体装置の外部端子がリードタイプのICの場合のケルビンコンタクトプローブについて、特開2004−150981号公報(特許文献2)に記載されている。特許文献1には、リード端子の寸法バラツキに影響されることなく2つの測定用接触子をリード端子に確実に接触させる半導体装置の電気的特性測定装置及び電気的特性測定方法が記載されている。   For example, a Kelvin contact probe in the case where the external terminal of the semiconductor device is a lead type IC is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-150981 (Patent Document 2). Patent Document 1 describes an electrical characteristic measuring apparatus and an electrical characteristic measuring method for a semiconductor device in which two measuring contacts are reliably brought into contact with a lead terminal without being affected by the dimensional variation of the lead terminal. .

また、例えば半導体装置の外部端子がBAGパッケージのような半田ボールの場合について、特開2005−28335号公報(特許文献3)や特開2006−38459号公報(特許文献4)に記載されている。特許文献3には、半田ボールを2探針で支障なく検査し得る2探針ケルビンプローブが記載されている。特許文献4には、BAGパッケージに収納された素子の電気的特性を精度よく測定するBAGパッケージ用検査用具及び検査方法が記載されている。   Further, for example, the case where the external terminal of the semiconductor device is a solder ball such as a BAG package is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-28335 (Patent Document 3) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-38459 (Patent Document 4). . Patent Document 3 describes a two-probe Kelvin probe that can inspect solder balls with two probes without trouble. Patent Document 4 describes a BAG package inspection tool and inspection method for accurately measuring the electrical characteristics of elements housed in a BAG package.

さらに、半導体装置の外部端子における電流及び電圧の測定において上述したようなケルビンコンタクトプローブを使用しない場合、半導体装置内で外部端子を2つに分け、電流供給用端子と電圧測定用端子を独立して設けている。
特開2002−319707号公報 特開2004−150981号公報 特開2005−28335号公報 特開2006−38459号公報
Further, when the Kelvin contact probe as described above is not used in the measurement of the current and voltage at the external terminal of the semiconductor device, the external terminal is divided into two in the semiconductor device, and the current supply terminal and the voltage measurement terminal are made independent. Provided.
JP 2002-319707 A JP 2004-150981 A JP 2005-28335 A JP 2006-38459 A

しかしながら近年のICパッケージの小型化に伴い、半導体装置の外部端子の形状は極めて小さくなっている。ケルビンコンタクトプローブを用いた測定では、2つの電極を絶縁した状態で1つの外部端子に接触させるため、外部端子が小型化に伴い接触の信頼性が低下する。また、ケルビンコンタクトプローブ自体の小型化にも限度がある。また、半導体装置の外部端子を電流供給端子と電圧検出端子の2つに分けた場合でも、半導体測定装置には電流供給手段の他に電圧測定手段が必要となり、半導体測定装置が繁雑で高価なものとなる。   However, with the recent miniaturization of IC packages, the shape of external terminals of semiconductor devices has become extremely small. In the measurement using the Kelvin contact probe, since the two electrodes are in contact with one external terminal in an insulated state, the reliability of the contact decreases as the external terminal becomes smaller. There is also a limit to the miniaturization of the Kelvin contact probe itself. Further, even when the external terminal of the semiconductor device is divided into a current supply terminal and a voltage detection terminal, the semiconductor measurement apparatus requires voltage measurement means in addition to the current supply means, and the semiconductor measurement apparatus is complicated and expensive. It will be a thing.

本発明は、このような点を鑑みて、これらを解決すべくなされたものであり、半導体装置の外部端子における電流及び電圧の測定において、ケルビンコンタクトプローブが不要で、かつ電圧測定手段を不要とする半導体装置及び半導体測定装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve these problems in view of the above points, and does not require a Kelvin contact probe and does not require voltage measuring means in measuring current and voltage at an external terminal of a semiconductor device. An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a semiconductor measurement device.

上記目的を達成するために、本発明の半導体装置及び半導体測定装置は次の如き構成を採用した。   In order to achieve the above object, the semiconductor device and the semiconductor measuring device of the present invention employ the following configurations.

本発明の半導体装置は、負荷を接続するための外部端子を備え、前記負荷に電流を供給するための電流ドライブ用トランジスタを内蔵した半導体装置において、前記外部端子の電圧と基準電圧とを比較するコンパレータと、前記コンパレータの出力に接続された外部端子とを有する構成とした。   The semiconductor device of the present invention includes an external terminal for connecting a load, and in the semiconductor device incorporating a current driving transistor for supplying a current to the load, compares the voltage of the external terminal with a reference voltage. The comparator has a configuration and an external terminal connected to the output of the comparator.

係る構成によれば、前記外部端子の電圧が基準電圧に達した時点で、その旨を示す信号を出力できる。   According to this configuration, when the voltage at the external terminal reaches the reference voltage, a signal indicating that can be output.

また、本発明の半導体装置は、電源電圧を昇圧し、前記負荷に電力を供給する昇圧回路を有し、前記昇圧回路は、前記コンパレータの出力に基づき昇圧率が変化する構成とすることができる。   In addition, the semiconductor device of the present invention includes a booster circuit that boosts a power supply voltage and supplies power to the load, and the booster circuit can have a configuration in which the boosting rate changes based on the output of the comparator. .

係る構成によれば、新たにコンパレータを追加する必要がなく、回路規模の増大を抑制できる。   According to such a configuration, it is not necessary to newly add a comparator, and an increase in circuit scale can be suppressed.

本発明の半導体測定装置は、負荷を接続するための第一の外部端子と、前記負荷に電流を供給するための電流ドライブ用トランジスタと、前記第一の外部端子の電圧と基準電圧とを比較するコンパレータと、前記コンパレータの出力に接続された第二の外部端子とを有する半導体装置に係る半導体測定装置であって、前記第一の外部端子に電圧を供給する可変電圧源と、前記第一の外部端子と、前記可変電圧源との間に流れる電流を測定する電流測定回路を有し、前記第二の外部端子の電圧レベルが変化した時、前記電流測定回路の電流値を読み取る構成とした。   The semiconductor measuring device of the present invention compares a first external terminal for connecting a load, a current drive transistor for supplying a current to the load, a voltage of the first external terminal and a reference voltage. A semiconductor measuring device according to a semiconductor device having a comparator and a second external terminal connected to the output of the comparator, the variable voltage source supplying a voltage to the first external terminal, and the first A current measurement circuit for measuring a current flowing between the external terminal and the variable voltage source, and reading a current value of the current measurement circuit when a voltage level of the second external terminal changes; did.

係る構成によれば、前記第二の外部端子の電圧レベルが変化した時点の前記電流測定回路の電流値を読み取るため、ケルビンコンタクトプローブと電圧測定手段が不要となる。   According to such a configuration, since the current value of the current measurement circuit at the time when the voltage level of the second external terminal changes is read, the Kelvin contact probe and the voltage measurement unit are not necessary.

本発明によれば、半導体装置の外部端子における電流及び電圧の測定においてケルビンコンタクトプローブが不要で、かつ電圧測定手段を不要とする半導体装置及び半導体測定装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device and a semiconductor measuring device that do not require a Kelvin contact probe and do not require voltage measuring means in measuring current and voltage at an external terminal of the semiconductor device.

本発明の半導体装置は、負荷に電流を供給するための電流ドライブ用トランジスタを内内蔵しており、負荷を接続するための第一の外部端子と、第一の外部端子の電圧と基準電圧とを比較するコンパレータと、コンパレータの出力に接続された第二の外部端子とを有する。そして、半導体装置は、第一の外部端子が基準電圧に達した時、第二の外部端子から出力される信号の信号レベルを変化させる。   The semiconductor device of the present invention has a built-in current drive transistor for supplying current to the load, and includes a first external terminal for connecting the load, a voltage of the first external terminal, and a reference voltage. And a second external terminal connected to the output of the comparator. The semiconductor device changes the signal level of the signal output from the second external terminal when the first external terminal reaches the reference voltage.

また、本発明の半導体測定装置は、第一の外部端子に電圧を供給する可変電圧源と、第一の外部端子と可変電圧源間に流れる電流を測定する電流測定回路を有し、第二の外部端子の電圧レベルが変化した時、電流測定回路の電流値を読み取る。これにより、半導体測定装置は、半導体装置の第一の外部端子において、その電圧が基準電圧に達した時の電流値を測定できる。   The semiconductor measurement apparatus of the present invention further includes a variable voltage source that supplies a voltage to the first external terminal, a current measurement circuit that measures a current flowing between the first external terminal and the variable voltage source, When the voltage level of the external terminal changes, the current value of the current measurement circuit is read. Thereby, the semiconductor measuring device can measure the current value when the voltage reaches the reference voltage at the first external terminal of the semiconductor device.

以下に図面を参照して本発明の実施例1について説明する。図2は、本発明の実施例1の半導体装置210と半導体測定装置220の回路図の一例を示す図である。   Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a circuit diagram of the semiconductor device 210 and the semiconductor measurement device 220 according to the first embodiment of the present invention.

半導体装置210は、半導体装置210の仕様として既定の電気特性を満たすように製造されており、半導体測定装置220は、半導体装置210の電気特性を測定する。   The semiconductor device 210 is manufactured so as to satisfy a predetermined electrical characteristic as a specification of the semiconductor device 210, and the semiconductor measurement apparatus 220 measures the electrical characteristic of the semiconductor device 210.

以下に半導体装置210について説明する。   The semiconductor device 210 will be described below.

半導体装置210は、コンパレータ211、電流源212、NMOSトランジスタM1、M2を有する。また、半導体装置210は、第一の外部端子である端子A、第二の外部端子である端子Bを備えている。   The semiconductor device 210 includes a comparator 211, a current source 212, and NMOS transistors M1 and M2. The semiconductor device 210 includes a terminal A that is a first external terminal and a terminal B that is a second external terminal.

コンパレータ211の反転入力端子には、基準電圧Vrefが印加されており、非反転入力端子は端子Aに接続されている。そして、コンパレータ211の出力端子は端子Bへ接続されている。   The reference voltage Vref is applied to the inverting input terminal of the comparator 211, and the non-inverting input terminal is connected to the terminal A. The output terminal of the comparator 211 is connected to the terminal B.

NMOSトランジスタM1、M2は、それぞれのソースが接地されており、ゲートが共通接続されている。この共通接続されたゲートは、NMOSトランジスタM2のドレインに接続されている。NMOSトランジスタM2のドレインには、電流源212が接続されており、この電流源212によりNMOSトランジスタM2のドレイン電流が供給されている。尚、本実施例の電流源212は、例えば背景技術で説明した図1の定電流発生回路15と同様の構成であって良い。NMOSトランジスタM1のドレインは端子Aに接続されている。   The NMOS transistors M1 and M2 have their sources grounded and their gates connected in common. The commonly connected gate is connected to the drain of the NMOS transistor M2. A current source 212 is connected to the drain of the NMOS transistor M2, and the drain current of the NMOS transistor M2 is supplied from the current source 212. Note that the current source 212 of this embodiment may have the same configuration as the constant current generation circuit 15 of FIG. 1 described in the background art, for example. The drain of the NMOS transistor M1 is connected to the terminal A.

ここで、NMOSトランジスタM1、M2はカレントミラー回路を構成している。よって、NMOSトランジスタM1のドレイン電流は、電流源212により供給される電流と比例した電流となる。例えばNMOSトランジスタM1とNMOSトランジスタM2の素子サイズ比が1000:1となっていた場合には、NMOSトランジスタM1のドレイン電流は電流源212から供給される電流の1000倍となる。   Here, the NMOS transistors M1 and M2 constitute a current mirror circuit. Therefore, the drain current of the NMOS transistor M1 becomes a current proportional to the current supplied by the current source 212. For example, when the element size ratio of the NMOS transistor M1 and the NMOS transistor M2 is 1000: 1, the drain current of the NMOS transistor M1 is 1000 times the current supplied from the current source 212.

本実施例における半導体装置210は、例えばLED駆動回路などであり、端子Aと半導体装置210の外部に設けられた図示しない電源間に、負荷となるLEDが接続されて使用されても良い。   The semiconductor device 210 in this embodiment is, for example, an LED driving circuit, and an LED serving as a load may be connected between the terminal A and a power source (not shown) provided outside the semiconductor device 210.

また、半導体装置210の電気特性とは、例えば「端子Aの電圧が所定の電圧のとき、端子Aに接続された負荷に対して所定の電流を供給する」といったものであり、本実施例では所定の電圧を0.4V、所定の電流源を300mAとした。   The electrical characteristics of the semiconductor device 210 are, for example, “when a voltage at the terminal A is a predetermined voltage, a predetermined current is supplied to a load connected to the terminal A”. The predetermined voltage was 0.4 V, and the predetermined current source was 300 mA.

次に、半導体測定装置について説明する。   Next, a semiconductor measurement apparatus will be described.

半導体測定装置220は、電流測定回路221と可変電圧源Vtとを有する。また、半導体測定装置220は半導体装置210の端子Aに接続された端子a、半導体装置210の端子Bに接続された端子bを備える。半導体測定装置220は、半導体装置210の端子Aの電圧が所定の電圧に達した時の端子Aに流れる電流値を読み取ることにより、半導体装置210の電気特性を測定する。   The semiconductor measurement device 220 includes a current measurement circuit 221 and a variable voltage source Vt. Further, the semiconductor measuring device 220 includes a terminal a connected to the terminal A of the semiconductor device 210 and a terminal b connected to the terminal B of the semiconductor device 210. The semiconductor measurement device 220 measures the electrical characteristics of the semiconductor device 210 by reading the value of the current flowing through the terminal A when the voltage at the terminal A of the semiconductor device 210 reaches a predetermined voltage.

可変電圧源Vtは、その一端が接地され、他端が電圧測定回路221を介して端子aに接続されており、端子aより抵抗R1を介して端子Aに電圧を供給する。ここで、抵抗R1は、半導体測定装置220から半導体装置210の端子Aまでに存在する全ての配線抵抗の総和を表している。本実施例の抵抗R1には、例えば半導体測定装置220内の配線抵抗、ICソケットの配線抵抗、ICソケットと端子Aとの接触抵抗等が含まれる。   The variable voltage source Vt has one end grounded and the other end connected to the terminal a via the voltage measurement circuit 221, and supplies a voltage from the terminal a to the terminal A via the resistor R1. Here, the resistance R <b> 1 represents the total sum of all wiring resistances existing from the semiconductor measuring device 220 to the terminal A of the semiconductor device 210. The resistor R1 of this embodiment includes, for example, the wiring resistance in the semiconductor measuring device 220, the wiring resistance of the IC socket, the contact resistance between the IC socket and the terminal A, and the like.

電流測定回路221は、可変電圧源Vtと端子Aとの間に流れる電流の電流値を測定する回路であり、端子bと接続されている。電流測定回路221は端子bから供給される信号に基づき、可変電圧源Vtと端子A間の電流値を読み取る。   The current measurement circuit 221 is a circuit that measures the current value of the current flowing between the variable voltage source Vt and the terminal A, and is connected to the terminal b. The current measurement circuit 221 reads the current value between the variable voltage source Vt and the terminal A based on the signal supplied from the terminal b.

次に、半導体測定装置220による半導体装置210の電気特性の測定手順について図3を参照して説明する。図3は、半導体装置210の電気特性の一例を示す図である。   Next, a procedure for measuring electrical characteristics of the semiconductor device 210 by the semiconductor measuring device 220 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of electrical characteristics of the semiconductor device 210.

半導体装置210の基準電圧Vrefは、仕様で決められた所定の電圧と同電圧に設定されている。よって本実施例での所定の電圧は0.4Vであるから、基準電圧Vrefは0.4Vに設定されている。   The reference voltage Vref of the semiconductor device 210 is set to the same voltage as a predetermined voltage determined by specifications. Therefore, since the predetermined voltage in the present embodiment is 0.4V, the reference voltage Vref is set to 0.4V.

ここで半導体測定装置220の有する可変電圧源Vtの電圧を徐々にあげていくと、図3に示すように、NMOSトランジスタM1のドレイン電流Idが増加すると共に、端子Aの電圧が上昇する。このとき端子Aの電圧は、可変電圧源Vtから抵抗R1の電圧降下を引いた電圧となる。   Here, when the voltage of the variable voltage source Vt included in the semiconductor measuring device 220 is gradually increased, the drain current Id of the NMOS transistor M1 increases and the voltage at the terminal A increases as shown in FIG. At this time, the voltage at the terminal A is a voltage obtained by subtracting the voltage drop of the resistor R1 from the variable voltage source Vt.

ここで、端子Aの電圧が基準電圧Vref(0.4V)に達すると、コンパレータ211の出力はローレベル(以下、Lレベル)からハイレベル(以下、Hレベル)に切り替わる。このHレベルの信号は、端子Bから半導体測定装置220の端子bを介して電流測定回路221へ供給される。   Here, when the voltage at the terminal A reaches the reference voltage Vref (0.4 V), the output of the comparator 211 is switched from a low level (hereinafter, L level) to a high level (hereinafter, H level). This H level signal is supplied from the terminal B to the current measuring circuit 221 via the terminal b of the semiconductor measuring device 220.

半導体測定装置220では、このHレベルの信号を受けて、電流測定回路221が可変電圧源Vtと端子Aとの間に流れる電流の電流値を読み取る。   In the semiconductor measuring device 220, the current measuring circuit 221 reads the current value of the current flowing between the variable voltage source Vt and the terminal A in response to this H level signal.

このようにすれば、半導体測定装置220では、端子Aの電圧が所定の電圧である0.4Vに達した時点における端子Aに流れる電流値を測定することができる。このとき端子Aに流れる電流が所定の電流である300mAであれば、半導体装置210は既定の電気特性を満たしていると言える。すなわち、半導体測定装置220は、半導体装置210が既定の電気特性を満たしているかを測定することができる。このような測定は、例えば半導体装置210が出荷される前などに行われても良い。   In this way, the semiconductor measuring device 220 can measure the value of the current flowing through the terminal A when the voltage at the terminal A reaches 0.4 V, which is a predetermined voltage. At this time, if the current flowing through the terminal A is 300 mA, which is a predetermined current, it can be said that the semiconductor device 210 satisfies predetermined electrical characteristics. That is, the semiconductor measuring device 220 can measure whether the semiconductor device 210 satisfies predetermined electrical characteristics. Such measurement may be performed, for example, before the semiconductor device 210 is shipped.

以上に説明したように、本発明の半導体装置210及び半導体測定装置220によれば、ケルビンコンタクトプローブを用いることなく半導体装置210の電気特性を測定することができる。さらに、本発明の半導体装置210及び半導体測定装置220によれば、半導体測定装置220は、半導体装置210の端子Aの電圧が半導体装置210の内部の設けられた基準電圧に達したときの端子Aの電流値を読み取っているため、端子Aの電圧を測定することなく端子Aの電圧と電流を測定できる。よって、半導体測定装置220では電圧測定手段を設ける必要がなく、より簡素で低コストの半導体測定装置とすることができる。   As described above, according to the semiconductor device 210 and the semiconductor measurement device 220 of the present invention, the electrical characteristics of the semiconductor device 210 can be measured without using a Kelvin contact probe. Furthermore, according to the semiconductor device 210 and the semiconductor measuring device 220 of the present invention, the semiconductor measuring device 220 is connected to the terminal A when the voltage at the terminal A of the semiconductor device 210 reaches the reference voltage provided inside the semiconductor device 210. Thus, the voltage and current at the terminal A can be measured without measuring the voltage at the terminal A. Therefore, it is not necessary to provide voltage measuring means in the semiconductor measuring device 220, and a simpler and lower cost semiconductor measuring device can be obtained.

以下に図4を参照して本発明の実施例2について説明する。図4は、本発明の実施例2の半導体装置210Aと半導体測定装置220の回路図の一例を示す図である。   A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit diagram of the semiconductor device 210A and the semiconductor measurement device 220 according to the second embodiment of the present invention.

実施例2において、実施例1と異なる点は、半導体装置210A内にチャージポンプ回路213が設けられた点と、チャージポンプ回路213の入力端子INに入力される電源電圧Vinと、チャージポンプ回路213の出力OUTが接続される端子Cが設けられた点である。よって、図4の説明では実施例1と異なる点についてのみ説明し、実施例1と同様の構成及び機能を有するものには図2と同様の符号を付与し、説明を省略する。   The second embodiment is different from the first embodiment in that a charge pump circuit 213 is provided in the semiconductor device 210A, the power supply voltage Vin input to the input terminal IN of the charge pump circuit 213, and the charge pump circuit 213. The terminal C to which the output OUT is connected is provided. Therefore, in the description of FIG. 4, only differences from the first embodiment will be described, and components having the same configurations and functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

チャージポンプ回路213は、入力端子INと出力端子OUT及び昇圧率制御端子CTLとを備えている。チャージポンプ回路213は昇圧回路であり、入力端子INに印加される電源電圧Vinを所定の昇圧率で昇圧して出力する。また、チャージポンプ回路213は、昇圧率制御端子CTLに印加される信号に応じた昇圧率で電源電圧Vinを昇圧する。そして、この昇圧された電圧を出力端子OUTから出力する。   The charge pump circuit 213 includes an input terminal IN, an output terminal OUT, and a boost rate control terminal CTL. The charge pump circuit 213 is a booster circuit that boosts and outputs the power supply voltage Vin applied to the input terminal IN at a predetermined boosting rate. In addition, the charge pump circuit 213 boosts the power supply voltage Vin at a boost rate corresponding to a signal applied to the boost rate control terminal CTL. Then, the boosted voltage is output from the output terminal OUT.

出力端子OUTは、端子Cと接続されている。端子Cへ供給された電圧は、端子Cに接続される図示しない負荷へ供給される電源として使用される。この場合、図示しない負荷とは例えばLED等であり、端子Cと端子Aとの間に接続されても良い。   The output terminal OUT is connected to the terminal C. The voltage supplied to the terminal C is used as a power source supplied to a load (not shown) connected to the terminal C. In this case, the load (not shown) is, for example, an LED or the like, and may be connected between the terminal C and the terminal A.

昇圧率制御端子CTLは、コンパレータ211の出力端子と接続されており、チャージポンプ回路213の昇圧率は、コンパレータ211の出力に応じて制御される。本実施例では、チャージポンプ回路213は、端子Aの電圧が基準電圧Vref以下の場合、すなわちコンパレータ211の出力がLレベルのとき昇圧率を高くする。すなわち、端子Cの電圧は、端子Aの電圧が基準電圧Vref以下の場合に電源電圧Vinと比べて高電圧となる。尚、チャージポンプ回路213の昇圧率及びその制御については後述する。   The step-up rate control terminal CTL is connected to the output terminal of the comparator 211, and the step-up rate of the charge pump circuit 213 is controlled according to the output of the comparator 211. In this embodiment, the charge pump circuit 213 increases the step-up rate when the voltage at the terminal A is equal to or lower than the reference voltage Vref, that is, when the output of the comparator 211 is at L level. That is, the voltage at the terminal C is higher than the power supply voltage Vin when the voltage at the terminal A is equal to or lower than the reference voltage Vref. The boosting rate of the charge pump circuit 213 and its control will be described later.

このようにすれば、例えば端子Aと端子C間に負荷となるLED等が接続された場合に、端子Aの電圧を基準電圧Vrefまで上昇させることができ、半導体装置210Aが負荷に対して十分な電流を供給できる状態とすることができる。また、チャージポンプ回路213では、端子Aの電圧が基準電圧Vrefに達したとき、すなわちコンパレータ211の出力がHレベルとなったとき、昇圧率を低くしても良い。   In this way, for example, when an LED or the like serving as a load is connected between the terminal A and the terminal C, the voltage at the terminal A can be increased to the reference voltage Vref, and the semiconductor device 210A is sufficient for the load. A state in which a large current can be supplied. In the charge pump circuit 213, when the voltage at the terminal A reaches the reference voltage Vref, that is, when the output of the comparator 211 becomes H level, the boosting rate may be lowered.

ここでチャージポンプ回路213の昇圧率について説明する。チージポンプ回路213では、例えば1.5倍、2倍等のように昇圧率が選択的に設定可能となっていても良い。この場合、チャージポンプ回路213は、昇圧率制御端子CTLに印加される信号がLレベルの時、昇圧率を2倍に設定し、入力端子INに印加された電源電圧Vinを昇圧しても良い。また、チャージポンプ回路213は、昇圧率制御端子CTLに印加される信号がHレベルのとき、昇圧率を1.5倍に設定し、入力端子INに印加された電源電圧Vinを昇圧しても良い。尚、チャージポンプ回路213は、インダクタやコンデンサなどを用いて実現しても良い。   Here, the boosting rate of the charge pump circuit 213 will be described. In the chiage pump circuit 213, the step-up rate may be selectively set, for example, 1.5 times, 2 times, or the like. In this case, when the signal applied to the boosting rate control terminal CTL is at the L level, the charge pump circuit 213 may set the boosting rate to double and boost the power supply voltage Vin applied to the input terminal IN. . Further, the charge pump circuit 213 sets the boost rate to 1.5 times and boosts the power supply voltage Vin applied to the input terminal IN when the signal applied to the boost rate control terminal CTL is H level. good. The charge pump circuit 213 may be realized using an inductor, a capacitor, or the like.

本実施例における半導体測定装置220による半導体装置210Aの電気特性の測定手順は実施例1と同様である。   The measurement procedure of the electrical characteristics of the semiconductor device 210A by the semiconductor measurement device 220 in this embodiment is the same as that in the first embodiment.

すなわち本実施例によれば、チャージポンプ回路213の昇圧率設定用のコンパレータ211を、半導体装置210Aの電気特性の測定用として兼用することができる。このため本実施例の半導体装置210Aでは、回路規模の増大および高コスト化を抑制することができる。   That is, according to the present embodiment, the booster rate setting comparator 211 of the charge pump circuit 213 can be used also for measuring the electrical characteristics of the semiconductor device 210A. For this reason, in the semiconductor device 210A of the present embodiment, an increase in circuit scale and an increase in cost can be suppressed.

以上、各実施例において説明したように、本発明の半導体装置及び半導体測定装置によれば、ケルビンコンタクトプローブを用いずに半導体装置の電気特性を測定できる。また、本発明によれば、半導体測定装置に電圧測定手段を設ける必要がなく、より簡素で低コストの半導体測定装置とすることができる。   As described above, according to the embodiments, according to the semiconductor device and the semiconductor measurement device of the present invention, the electrical characteristics of the semiconductor device can be measured without using the Kelvin contact probe. Further, according to the present invention, it is not necessary to provide a voltage measuring means in the semiconductor measuring device, and a simpler and lower cost semiconductor measuring device can be obtained.

さらに本発明によれば、半導体装置においてチャージポンプ回路の昇圧率設定用の基準電圧Vrefとコンパレータを半導体装置の電気特性の測定用として兼用できるため、回路規模の増大とコストアップを抑制できる。   Furthermore, according to the present invention, since the reference voltage Vref for setting the boosting rate of the charge pump circuit and the comparator can be used for measuring the electrical characteristics of the semiconductor device in the semiconductor device, an increase in circuit scale and cost increase can be suppressed.

以上、各実施例に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施例にあげた形状、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。   As described above, the present invention has been described based on the respective embodiments, but the present invention is not limited to the requirements shown here, such as the shapes given in the above embodiments and combinations with other elements. With respect to these points, the present invention can be changed within a range that does not detract from the gist of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.

本発明は、半導体装置及び半導体測定装置に応用可能である。   The present invention is applicable to semiconductor devices and semiconductor measurement devices.

特許文献1の図15に示される従来のLED駆動回路を示す図である。It is a figure which shows the conventional LED drive circuit shown by FIG. 15 of patent document 1. FIG. 本発明の実施例1の半導体装置210と半導体測定装置220の回路図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit diagram of the semiconductor device 210 and the semiconductor measuring device 220 of Example 1 of this invention. 半導体装置210の電気特性の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of electrical characteristics of a semiconductor device 210. FIG. 本発明の実施例2の半導体装置210Aと半導体測定装置220の回路図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit diagram of 210 A of semiconductor devices and the semiconductor measuring apparatus 220 of Example 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

210、210A 半導体装置
211 コンパレータ
212 電流源
220 半導体測定装置
221 電流測定回路
A、B、C 端子
M1、M2 NMOSトランジスタ
Vt 可変電圧源
210, 210A Semiconductor device 211 Comparator 212 Current source 220 Semiconductor measurement device 221 Current measurement circuit A, B, C terminals M1, M2 NMOS transistor Vt Variable voltage source

Claims (3)

負荷を接続するための外部端子を備え、前記負荷に電流を供給するための電流ドライブ用トランジスタを内蔵した半導体装置において、
前記外部端子の電圧と基準電圧とを比較するコンパレータと、
前記コンパレータの出力に接続された外部端子とを有することを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device including an external terminal for connecting a load and incorporating a current drive transistor for supplying a current to the load,
A comparator that compares the voltage of the external terminal with a reference voltage;
A semiconductor device comprising: an external terminal connected to the output of the comparator.
電源電圧を昇圧し、前記負荷に電力を供給する昇圧回路を有し、
前記昇圧回路は、前記コンパレータの出力に基づき昇圧率が変化することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
Having a booster circuit that boosts a power supply voltage and supplies power to the load;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the boosting circuit changes a boosting rate based on an output of the comparator.
負荷を接続するための第一の外部端子と、
前記負荷に電流を供給するための電流ドライブ用トランジスタと、
前記第一の外部端子の電圧と基準電圧とを比較するコンパレータと、
前記コンパレータの出力に接続された第二の外部端子とを有する半導体装置に係る半導体測定装置であって、
前記第一の外部端子に電圧を供給する可変電圧源と、
前記第一の外部端子と、前記可変電圧源との間に流れる電流を測定する電流測定回路を有し、
前記第二の外部端子の電圧レベルが変化した時、前記電流測定回路の電流値を読み取ることを特徴とする半導体測定装置。
A first external terminal for connecting a load;
A current drive transistor for supplying current to the load;
A comparator that compares the voltage of the first external terminal with a reference voltage;
A semiconductor measuring device according to a semiconductor device having a second external terminal connected to the output of the comparator,
A variable voltage source for supplying a voltage to the first external terminal;
A current measuring circuit for measuring a current flowing between the first external terminal and the variable voltage source;
A semiconductor measuring apparatus, wherein the current value of the current measuring circuit is read when the voltage level of the second external terminal changes.
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