专利名称：可变振幅驱动电路、以及测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及输出一种与输入信号相对应的输出信号的可变振幅驱动电路、以及具备该可变振幅驱动电路的测试装置。本发明特别涉及输出使输入信号的振幅变化后获得的输出信号的可变振幅驱动电路。关于通过文献的参照而允许编入的指定国，将下述美国专利申请案中记载的内容作为参照而并入本专利申请案，作为本专利申请案的一部分。
10/976,354申请日2004年10月27日背景技术先前，作为改变并输出一种输入信号的振幅的电路，所周知的是使用了差动放大器(differential amplifier)的电路。对于此种电路而言，制流入至差动放大器的电流量，利用串联设置在差动放大器上的电阻，生成并输出与所述电流量相对应的输出信号的电位。
对于所述电路而言，当增大振幅可变范围时，流入差动放大器的电流量的变化变大，在大振幅(large amplitude)输出时与小振幅(smallamplitude)输出时，难以使输出波形的品质均匀。
因为晶体管的过渡频率(transition frequency)依赖于流入晶体管的电流，因此在大振幅输出时与小振幅输出时，过渡频率不同。一般而言，选择可以在大振幅输出时获得最佳过渡频率的晶体管，但是此时，小振幅输出时的过渡频率变小，无法获得充分的开关特性(switchingcharacteristic)，高频波(high frequency wave)的波形变差。
此外，选择可以在小振幅输出时获得最佳过渡频率的晶体管时，有时会超过大振幅输出时的晶体管的集电极(collector)电流容许值。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供可以解决所述问题的可变振幅驱动电路、以及测试装置。通过由权利要求中的独立项所记载的特征的组合来达成所述目的。此外，依附项规定本发明的更为有利的具体例。
为了解决所述问题，本发明的第1形态提供输出所赋予的输入信号放大后获得的输出信号的可变振幅驱动电路，此可变振幅驱动电路包括多个差动放大器，将与输入信号对应的信号输入到各基极端子，且相互并联地设置着；电阻部，与多个差动放大器串列地设置着，并根据流入至多个差动放大器的总电流来生成输出信号的电位；以及振幅控制晶体管，与多个差动放大器串列地设置着，规定流入至多个差动放大器的总电流量。
可变振幅驱动电路可以更包括振幅控制部，根据应输出的输出信号的振幅，对由振幅控制晶体管规定的总电流量进行控制。此外，所述可变振幅驱动电路也可以更包括驱动控制部，根据应输出的输出信号的振幅，分别对流入各差动放大器的电流进行控制。
可变振幅驱动电路可以更包括多个独立电流控制晶体管，与多个差动放大器对应地设置着，且串列地设置在相对应的差动放大器上，且驱动控制部对赋予各独立电流控制晶体管的基极端子的电压进行控制，由此对流入至与所述独立电流控制晶体管相对应的差动放大器的电流量进行控制。
驱动控制部可以驱动个数与应输出的输出信号的振幅相对应的差动放大器。此外，驱动控制部也可以将流入至正在驱动的各差动放大器的电流控制得大致相同。
可变振幅驱动电路可以更包括预驱动电路，根据应输出的输出信号的振幅，对输入到多个差动放大器的各基极端子的信号的振幅进行控制。此外，所述可变振幅驱动电路可以包括电位固定晶体管，设置在电阻部与多个差动放大器之间，并对基极端子赋予固定的电压。
本发明的第2形态提供对电子设备进行测试的测试装置，此测试装置包括图案产生部，生成对电子设备进行测试的测试图案；波形成形部，根据测试图案来生成应输入到电子设备的输入信号；可变振幅驱动电路，将输入信号放大后获得的输出信号输入到电子设备；以及判定部，比较由电子设备输出的信号与所赋予的预期值信号，以判定电子设备的好坏，且可变振幅驱动电路包括多个差动放大器，将与输入信号对应的信号输入到各基极端子，且相互并联地设置着；电阻部，与多个差动放大器串列地设置着，并根据流入至多个差动放大器的总电流来生成输出信号的电位；以及振幅控制晶体管，与多个差动放大器串列地设置着，规定流入至多个差动放大器的总电流量。
再者，所述的发明概要并未列举出本发明的所有必要特征，所述特征群的次(sub)组合也可以成为发明。
根据本发明，可以减小大振幅输出时或小振幅输出时的波形品质的不均，从而可以精确地生成振幅的可变幅度大的输出信号。
图1是表示本发明实施形态的测试装置200的构成的一例的图。
图2是表示可变振幅驱动电路100的构成的一例的图。
图3是表示图2中所说明的可变振幅驱动电路100的动作的一例的图。
图4是表示可变振幅驱动电路100的构成的其他例的图。
图5是表示图4中所说明的可变振幅驱动电路100的动作的一例的图。
图5(a)是表示预驱动电路118的动作的一例的图，图5(b)是表示各差动放大器106的动作的一例的图。
100驱动电路102、102-1、102-2电阻部103、103-1、103-2电位固定晶体管106、106-1、106-2差动放大器108、110晶体管112、112-1、112-2、112-3、112-4独立电流控制晶体管114振幅控制晶体管116电阻118预驱动电路120驱动控制部122振幅控制部200测试装置210图案产生部220波形成形部230定时产生部240判定部300电子设备 Vout1、Vout2输出信号具体实施方式
以下，利用发明的实施形态来说明本发明，但以下的实施形态并不对权利要求的发明进行限定，而且，对于发明的解决手段而言，实施形态中所说明的所有的特征组合并不一定是必须的。
图1是表示本发明的实施形态的测试装置200的构成的一例的图。测试装置200是对半导体电路等的电子设备300进行测试的装置，包括图案产生部210、波形成形部220、定时产生部230、可变振幅驱动电路100、以及判定部240。
图案产生部210生成用以测试电子设备300的测试图案。所谓测试图案，是指例如由1/0的图案所表现的数字信号(digital signal)。波形成形部220根据测试图案来生成应输入到电子设备300的输入信号。例如，针对所赋予的定时(timing)，生成电压值与测试图案相对应的输入信号。
定时产生部230生成所期望的频率的定时时钟(timing clock)，并将此定时时钟供给到波形成形部220。波形成形部220根据所述定时时钟的脉冲来生成与测试图案相对应的电压。
可变振幅驱动电路100将与输入信号相对应的输出信号输入到电子设备300。例如，可变振幅驱动电路100生成如下的输出信号，此输出讯号是使输入信号的振幅变为与电子设备300的规格相对应的振幅后而获得的。
判定部240比较由电子设备300输出的信号与所赋予的预期值信号，以判定电子设备300的好坏。也可以由图案产生部210根据测试图案来生成预期值信号。
图2是表示可变振幅驱动电路100的构成的一例的图。可变振幅驱动电路100是生成与输入信号相对应的输出信号的电路，包括电阻部(102-1、102-2，以下总称为102)、电位固定晶体管(103-1、103-2，以下总称为103)、并联设置的多个差动放大器(106-1、106-2、…，以下总称为106)、预驱动电路118、驱动控制部120、振幅控制部122、独立电流控制晶体管(112-1、112-2、…，以下总称为112)、振幅控制晶体管114、以及电阻116。
各差动放大器106包括并联设置的晶体管108以及110，将与输入信号相对应的信号输入到各晶体管的基极端子。电阻部102与多个差动放大器106串列地设置着。即，电阻部102与各差动放大器106上串列地设置着，电阻部102-1与各差动放大器106的晶体管108的集电极端子连接，电阻部102-2与各差动放大器106的晶体管110的集电极端子连接。电阻部102根据流入至多个差动放大器106的总电流来生成各输出信号(Vout1、Vout2)的电位。
振幅控制晶体管114与多个差动放大器106分别串列地设置着，以规定流入至多个差动放大器106的总电流量。即，根据赋予振幅控制晶体管114的基极端子的电压值来规定上述输出信号的振幅。在本例中，振幅控制晶体管114与各差动放大器106的发射极(emitter)端子连接，并经由电阻116而接地。
因上述构成，即使在输出大振幅的输出信号时，也可以使必要的电流分散，从而减少流入至每一个差动放大器106的电流。因此，可以缩小大振幅输出时与小振幅输出时的波形品质差。
此外，振幅控制部122根据应输出的输出信号的振幅来控制由振幅控制晶体管114规定的总电流量。即，根据输出信号的振幅来使赋予振幅控制晶体管114的基极端子的电压值变化。以上述方式进行控制，由此生成所期望的振幅的输出信号。
此外，驱动控制部120根据应输出的输出信号的振幅，分别对流入各差动放大器106的电流进行控制。在本例中，独立电流控制晶体管112与各差动放大器对应地设置着，且串列地与相对应的差动放大器106的发射极端子连接。而且，驱动控制部120对赋予各独立电流控制晶体管112的基极端子的电压进行控制，由此控制流入至与所述独立电流控制晶体管112相对应的差动放大器106的电流量。
例如，为了使流入至各差动放大器106的电流处于预定范围内，驱动控制部120须规定将要驱动的差动放大器106的个数，将与应驱动的差动放大器106相对应的独立电流控制晶体管112控制成接通(ON)状态。流入至差动放大器106的电流的范围，预定为可以使差动放大器106适当地进行动作的范围。
以上述方式进行控制，由此可以使流入至各差动放大器106的电流处在预定的适当范围内，从而可以在适当的电流区域中使用各差动放大器106。因此，可以减小大振幅输出时或小振幅输出时的波形品质的不均，从而可以精确地生成振幅的可变幅度大的输出信号。
此外，预驱动电路118根据应输出的输出信号的振幅，以控制输入到多个差动放大器106的各基极端子的信号的振幅。预驱动电路118接收输入信号，并根据应输出的输出信号的振幅来改变所述输入信号的振幅后，将所述输入信号输入到差动放大器106的基极端子。例如，预驱动电路118分别使输入信号的振幅变化后输入该输入信号，以使所述差动放大器106针对流入各差动放大器106的电流适当地进行动作。在本例中，预驱动电路118针对每个差动放大器106，生成应赋予基极端子的信号。
此外，电位固定晶体管103设置在电阻部102与多个差动放大器106之间，并对基极端子赋予固定的电压。由此，可以使差动放大器106的集电极端子的电位保持着大致固定，从而可以防止因差动放大器106的开关动作而引起对电容成分进行充放电。因此，差动放大器106可以高速且精确地动作。
在本例中，当流入振幅控制晶体管114的电流，处于差动放大器106的预定的适当电流范围内时，驱动控制部120仅驱动一个差动放大器106(本例为差动放大器106-1)。即，将独立电流控制晶体管112-1控制成接通(ON)状态，将其他独立电流控制晶体管112控制成断开(OFF)状态。
图3是表示图2中所说明的可变振幅驱动电路100的动作的一例的图。图3中，横轴表示输出信号的振幅的设定值，纵轴表示流入至各独立电流控制晶体管112的电流值。
对于驱动控制部120而言，当流入至振幅控制晶体管114的总电流大于差动放大器106的适当电流范围时，由所述总电流除以适当电流范围的上限值，在适当电流范围的上限值内驱动个数与除算而得的商相当的差动放大器106(图3中的电流波形的直线部)，使除算后剩余的电流流入其他差动放大器106(图3中的电流波形的曲线部)。即，随着输出信号的设定振幅变大，须控制各独立电流控制晶体管112，以使尾电流(tail current)按照差动放大器106的逐组的顺序而流动。此时，预驱动电路118将与输入信号相对应的信号供给到将要驱动的差动放大器106的基极端子。
利用上述控制，当流入振幅控制晶体管114的总电流较大时，可以分散所述总电流，使电流流入多个差动放大器106。因此，可以在适当的电流范围内驱动各差动放大器106。
图4是表示可变振幅驱动电路100的构成的其他例的图。本例中的可变振幅驱动电路100，除了预驱动电路118，另具有与图2中所说明的可变振幅驱动电路100相同的构成。
图2中的预驱动电路118分别针对各差动放大器106的基极端子而生成信号，但本例中的预驱动电路118对各差动放大器106生成并供给通用的信号。与图2中所说明的情况相同，预驱动电路118分别使输入信号的振幅变化后输入该输入信号，以使各差动放大器106适当地进行动作。例如，使输入信号的振幅与输出信号的设定振幅成比例地增减。
此外，在本例中，如图3所说明般，随着输出信号的设定振幅变大，驱动控制部120对各独立电流控制晶体管112进行控制，以使尾电流按照差动放大器106的逐组顺序而流动。由此，可以通过简单的控制，来在适当的电流范围内驱动各差动放大器106。
此外，在图4的构成中，驱动控制部120可以对各独立电流控制晶体管112进行控制，以使大致相同的电流流入将要驱动的差动放大器106。其次，说明大致相同的电流流入各差动放大器106时的可变振幅驱动电路100的动作。
图5是表示图4中所说明的可变振幅驱动电路100的动作的一例的图。图5(a)是表示预驱动电路118的动作的一例的图，图5(b)是表示各独立电流控制晶体管112的动作的一例的图。此外，图5(a)中，横轴表示输出信号的振幅的设定值，纵轴表示由预驱动电路118输出的信号的振幅的设定值。此外，图5(b)中，横轴表示输出信号的振幅的设定值，纵轴表示流入各独立电流控制晶体管112的电流。
当流入振幅控制晶体管114的电流，处于差动放大器106的预定的适当电流范围内时，驱动控制部120仅驱动一个差动放大器106(本例中为差动放大器106-1)。即，将独立电流控制晶体管112-1控制成接通(ON)状态，将其他独立电流控制晶体管112控制成断开(OFF)状态。
接着，预驱动电路118根据输出信号的设定振幅，将输入信号放大后所得的信号供给到各差动放大器106的基极端子。此时，流入差动放大器106-1的电流与流入振幅控制晶体管114的电流I相等。
此外，对于驱动控制部120而言，当流入振幅控制晶体管114的总电流大于差动放大器106的适当电流范围时，由所述总电流除以适当电流范围的上限值，以驱动个数与对除得的商进行四舍五入而获得的个数相当的差动放大器106。即，将与所述差动放大器106相对应的独立电流控制晶体管112控制成接通(ON)状态。接着，以如下方式进行控制，即，使流入至将要驱动的各差动放大器106的电流大致相同。根据所述控制，因为流入每一个差动放大器106的电流的变动幅度变小，所以可以精确地生成振幅的可变幅度大的输出信号。
此外，如图5(a)所示，当将要驱动的差动放大器106的个数改变时，预驱动电路对赋予将要驱动的差动放大器106的基极端子的信号的振幅进行控制，以确保流入至将要驱动的差动放大器106的总电流的连续性。
以上，使用实施形态说明了本发明，但本发明的技术性范围并不限于所述实施形态所记载的范围。可以对所述实施形态进行各种变更或改良。申请专利范围的记载表明，添加了所述变更或改良的形态也包含于本发明的技术性范围。
以上内容表明，本发明可以减小大振幅输出时或小振幅输出时的波形品质的不均，从而可以精确地生成振幅的可变幅度大的输出信号。
权利要求
1.一种可变振幅驱动电路，输出所赋予的输入信号放大后获得的输出信号，其特征在于所述可变振幅驱动电路包括多个差动放大器，将与所述输入信号对应的信号输入到各基极端子，且相互并联地设置着；电阻部，与所述多个差动放大器串列地设置着，并根据流入所述多个差动放大器的总电流来生成所述输出信号的电位；以及振幅控制晶体管，与所述多个差动放大器串列地设置着，规定流入所述多个差动放大器的总电流量。
2.如权利要求1所述的可变振幅驱动电路，其特征在于更包括振幅控制部，根据应输出的所述输出信号的振幅，对由所述振幅控制晶体管规定的所述总电流量进行控制。
3.如权利要求2所述的可变振幅驱动电路，其特征在于更包括驱动控制部，根据应输出的所述输出信号的振幅，分别对流入所述各差动放大器的电流进行控制。
4.如权利要求3所述的可变振幅驱动电路，其特征在于更包括多个独立电流控制晶体管，与所述多个差动放大器对应地设置着，且串列地设置在相对应的所述差动放大器上，所述驱动控制部对赋予所述各独立电流控制晶体管的基极端子的电压进行控制，由此对流入与所述独立电流控制晶体管相对应的所述差动放大器的电流量进行控制。
5.如权利要求4所述的可变振幅驱动电路，其特征在于所述驱动控制部驱动个数与应输出的所述输出信号的振幅相对应的所述差动放大器。
6.如权利要求5所述的可变振幅驱动电路，其特征在于所述驱动控制部将流入至正在驱动的所述各差动放大器的电流控制得大致相同。
7.如权利要求3所述的可变振幅驱动电路，其特征在于更包括预驱动电路，根据应输出的所述输出信号的振幅，对输入到所述多个差动放大器的各基极端子的信号的振幅进行控制。
8.如权利要求3所述的可变振幅驱动电路，其特征在于更包括电位固定晶体管，设置在所述电阻部与所述多个差动放大器之间，并对基极端子赋予固定的电压。
9.一种测试装置，对电子设备进行测试，其特征在于所述测试装置包括图案产生部，生成对所述电子设备进行测试的测试图案；波形成形部，根据所述测试图案来生成应输入到所述电子设备的输入信号；可变振幅驱动电路，将放大所述输入信号后获得的输出信号输入到所述电子设备；以及判定部，比较由所述电子设备输出的信号与所赋予的预期值信号，以判定所述电子设备的好坏，所述可变振幅驱动电路包括多个差动放大器，将与所述输入信号对应的信号输入到各基极端子，且相互并联地设置着；电阻部，与所述多个差动放大器串列地设置着，并根据流入至所述多个差动放大器的总电流来生成所述输出信号的电位；以及振幅控制晶体管，与所述多个差动放大器串列地设置着，规定流入至所述多个差动放大器的总电流量。
全文摘要
本发明提供一种可变振幅驱动电路，输出所赋予的输入信号放大后获得的输出信号，此可变振幅驱动电路包括多个差动放大器，将与输入信号对应的信号输入到各基极端子，且相互并联地设置着；电阻部，与所述多个差动放大器串列地设置着，并根据流入多个差动放大器的总电流来生成该输出信号的电位；以及振幅控制晶体管，与多个差动放大器串列地设置着，规定流入多个差动放大器的总电流量。
文档编号H03G3/04GK101040435SQ20058003468
公开日2007年9月19日 申请日期2005年10月11日 优先权日2004年10月27日
发明者篠岛圭 申请人:爱德万测试株式会社