测试装置、测试方法、电路系统、以及电源装置、电源评价装置、电源环境的仿真方法

专利名称：测试装置、测试方法、电路系统、以及电源装置、电源评价装置、电源环境的仿真方法
技术领域：
本发明涉及一种电源的稳定化技术。
背景技术：
在对使用 了 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)技术的 CPU (Central Processing Unit)、DSP (Digital Signal Processor)、存储器等的半导体集 成电路(以下称为DUT)进行测试时，DUT内的触发器和门闩在提供给时钟的动作中电流将 会流动，当时钟停止时电路变为静止状态，电流会减少。也就是说，流动在DUT中的消费电 流(负荷电流)的合计，可根据处于动作状态的门极(晶体管)的比率(动作率)，即根据 测试内容等而时时刻刻地发生变动。将电源电压提供给DUT的电源电路由调节器构成，可以不管负荷电流而理想地提 供恒定的电源电压。但是，实际的电源电路具有不可忽视的输出阻抗，另外，由于电源电路 和DUT之间也存在不可忽视的阻抗成分，因此电源电压将随着负荷的变动而变动。电源电压的变动对DUT的测试容限会产生深刻的影响。另外，电源电压的变动对 于测试装置内的其他电路块，例如对于生成向DUT提供图形的图形产生器、和用于对图形 的迁移定时进行控制的定时产生器的动作会产生影响，从而使测试精确度恶化。为了解决这个问题，已提出了一种技术，即根据提供给DUT的测试图形来修正电 源电压，从而使DUT —端的电源电压稳定化(专利文献1)。专利文献1 日本特开2007-205813号公报。

发明内容
在专利文献1公开的技术中，由于在读取了对DUT施加的测试图形之后而补偿电 源电压，因此不能追随急剧的电源电压，并有可能会相对于测试图形而产生电源电压补偿 延迟的问题。另外，由于补偿电路是作为电源电路的一部分而构成的，因此只能在由电源电 路和DUT之间的阻抗所限制的频率带区域内进行补偿。另外，也需要根据所补偿的电源变 动的可变量、分辨能力的多位D/A转换器。本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的之一在于，提供一种能够补偿电源电压 变动的测试装置。本发明的一种实施方式是电路系统。该电路系统具备半导体设备；主电源，其将 电源电压提供给半导体设备的电源端子；控制图形生成部，其生成包含与半导体设备执行 的处理相对应的脉冲列的控制图形；补偿电路，其在半导体设备执行上述处理期间，根据控 制图形，而从与主电源不同的通路向半导体设备的电源端子中间歇性地注入补偿电流。并且，本发明的其他实施方式也是一种电路系统。该电路系统具备半导体设备； 主电源，其将电源电压提供给半导体设备的电源端子；控制图形生成部，其生成包含与半导 体设备执行的处理相对应的脉冲列的控制图形；补偿电路，其在半导体设备执行上述处理期间，根据控制图形，而将来自主电源的电源电流的一部分作为补偿电流，间歇性地引入到 与半导体设备不同的通路中。控制图形生成部被内装在半导体设备中，其可以根据半导体设备的动作状态而使 脉冲列的占空比发生变化。本发明的其他实施方式涉及一种对被测试设备进行测试的测试装置。该测试装置 具备主电源，其将电源电压提供给被测试设备的电源端子；控制图形生成部，其生成包含 与半导体设备执行的处理相对应的脉冲列的控制图形；补偿电路，其在半导体设备执行上 述处理期间，根据控制图形，而从与主电源不同的通路向被测试设备的电源端子中间歇性 地注入补偿电流(补偿电荷)。根据该实施方式，通过控制脉冲列的占空比，从而可以抑制电源电压的变动，或者 可以有意地使电源电压发生变动。“占空比”的概念是指，脉冲的高频率和低频率的时间比 率，不仅指一个周期内的时间比率，而且也包含多个周期的平均时间比率。控制图形生成部在相对于流入到被测试设备的电源端子中的电流发生变化的定 时提前规定时间，进行向所述补偿电路输出用于使补偿电流发生变化的控制图形。当施加控制图形且补偿电流开始流动后，电源电压有可能会在影响出现之前产生 延迟的情况。在这种情况下，通过考虑延迟并赋予控制图形，可以进一步抑制电源电压的变 动。规定时间可以由以下来决定。1、在使被测试设备执行了电源电压没有变化的动作状态下，在第一定时向补偿电 路输出用于使补偿电流发生变化的控制图形。2、接着，对赋予了控制图形后的结果为、被测试设备的电特性发生变化的第二定 时进行检测。3、根据第一定时与第二定时之间的时间差来设定规定时间。在被测试设备中所产生的电特性的变化，也可以是从被测试设备中输出的数据的 定时(输出定时)。或者也可以是内装在被测试设备中的环形振荡器的频率。 补偿电路和被测试设备之间的配线长度，也可以短于主电源和被测试设备之间的 配线长度。在这种情况下，由于补偿电路没有受到主电源和被测试设备之间的阻抗的影响， 因此可以一直补偿到高频率的电源变动为止。补偿电路可以包括电压源和开关，所述电压源用于生成比由主电源所生成的电源 电压更高的电压；所述开关设置在电压源的输出端子和被测试设备的电源端子之间，并根 据控制图形而切换成开或关。补偿电路也可以包括电流源和开关，所述电流源用于生成规定的恒电流；所述开 关设置在电流源和被测试设备的电源端子之间，并根据控制图形而切换成开或关。而且，本发明的其他实施方式也涉及一种对被测试设备进行测试的测试装置。该 测试装置具备主电源，其将电源电压提供给被测试设备的电源端子；控制图形生成部，其 生成包含脉冲列的控制图形；补偿电路，其根据控制图形，而将来自主电源的电源电流间歇 性地引入到与被测试设备不同的通路中。根据该实施方式，通过控制脉冲列的占空比，可以抑制电源电压的变动，或者可以
9有意地使电源电压发生变动。补偿电路可以包括电压源和开关，所述电压源用于生成比由主电源所生成的电源 电压更高的电压；所述开关设置在电压源的输出端子和被测试设备的电源端子之间，并根 据控制图形而切换成开或关。补偿电路也可以包括电流源和开关，所述电流源用于生成规定的恒电流；所述开 关设置在电流源和被测试设备的电源端子之间，并根据控制图形而切换成开或关。本发明的另一个实施方式也涉及一种测试装置。该测试装置具备主电源，其将 电源电压提供给被测试设备的电源端子；控制图形生成部，其生成包含脉冲列的控制图形； 补偿电路，其根据控制图形，而将来自主电源的电源电流的一部分作为补偿电流，间歇性地 弓丨入到与被测试设备不同的通路中。根据该实施方式，通过控制脉冲列的占空比，从而可以抑制电源电压的变动，或者 可以有意地使电源电压发生变动。补偿电路也可以包括开关，所述开关设置在主电源的两极端子之间，并根据控制 图形而切换成开或关。在上述几个实施方式的测试装置中，控制图形可以由以下的方式而生成。控制图形生成部可以根据被测试设备的动作状态，而使脉冲列的占空比发生变 化。控制图形可以由以下的方式而生成。1、通过计算机，对于在赋予了规定测试图形的状态下流动在被测试设备中的电流 进行计算。2、从每个循环的电流中减去电源电流的连续成分，并根据该结果计算出每个循环 的补偿电流量。3、以能够获得所计算出的每个循环的补偿电流量的方式，通过图形调制对控制图 形进行规定。于是，将规定的控制图形保存于存储器中。当将规定的测试图形提供给被测试设 备时，通过读出与其对应而被规定的控制图形，从而能够补偿电源电压的变动。控制图形生成部可以使脉冲列的占空比发生变化，从而使流入到被测试设备的电 源端子中的电流、与补偿电路所注入的补偿电流之间的差在时间上成为连续。控制图形生成部可以使脉冲列的占空比发生变化，从而使流入到被测试设备的电 源端子中的电流、与补偿电路所注入的补偿电流之间的差在时间上成为恒定。控制图形生成部可以使脉冲列的占空比发生变化，从而使流入到被测试设备的电 源端子中的电流、与补偿电路所引入的补偿电流之间的和在时间上成为连续。当流入到被测试设备的电源端子中的电流在某个定时增加时，控制图形生成部可 以使脉冲列的占空比发生变化，从而使补偿电路所引入的补偿电流，在某个定时之前会随 着时间缓慢地增加。在补偿电路所引入的补偿电流是无用电流时，如果执行该控制，则可以减少无用 电流。当流入到被测试设备的电源端子中的电流在某个定时减少时，控制图形生成部可 以使脉冲列的占空比发生变化，从而使补偿电路所引入的补偿电流在某个定时之后会随着时间缓慢地减少。当流入到被测试设备的电源端子中的电流在某个期间增加时，控制图形生成部可 以使脉冲列的占空比发生变化，从而使补偿电路所引入的补偿电流，在某个期间之前从第 一值到第二值为止会随着时间缓慢地增加，并在某个期间取得比第二值更小的第三值，在 经过某个期间之后，从第二值到第四值为止将会随着时间缓慢地减少。当将补偿电流引入到与被测试设备不同的通路时，在补偿电流成为无用电流时， 通过进行该处理能够抑制无用电流。控制图形生成部可以使噪音重叠在供给于被测试设备电源端子的电源电压上。在这种情况下，可以检查被测试设备对于噪音的耐受性。控制图形生成部可以使脉冲列的占空比发生变化，也可以使从电源端子向电源一 侧看上去的阻抗发生变化。搭载在测试装置中的电源、与实际使用时向被测试设备提供电压的电源，具有输 出阻抗等性能不同的情况，通常，实际使用时的电源性能比测试装置的性能要差。通过使脉 冲列的占空比发生变化，从而能够对实际使用时的电源性能进行仿真。某个实施方式的测试装置可以进一步具备图形产生器，所述图形产生器用于生成 应该向被测试设备输出的测试图形。可以按照每个测试图形，而预先规定控制图形。某个实施方式的测试装置可以进一步具备图形产生器，所述图形产生器用于生成 应该向被测试设备输出的测试图形。控制图形生成部可以生成与测试图形同步的控制图 形。控制图形生成部可以利用△ Σ调制、脉冲宽度调制、脉冲密度调制中的任意一 种，来生成脉冲列。在某个实施方式中，控制图形生成部具备设备电流建模部，其生成预测设备电流 波形数据，所述预测设备电流波形数据在被测试设备执行上述处理时，以单元脉冲电流的 重合形式，对于预测到流动在被测试设备中的设备电流的波形进行定义；脉冲应答波形数 据提供部，其生成脉冲应答波形数据，所述脉冲应答波形数据用于描述在从主电源引出单 元脉冲电流时，对此进行应答而由主电源输出、以及/或者吸入的输出电流的波形；控制图 形运算部，其对预测设备电流波形数据所描述的波形和单元脉冲电流的波形进行卷积，并 且对预测设备电流波形数据所描述的波形和脉冲应答波形数据进行卷积，根据由两次卷积 所得到的两个波形的差分波形，来生成控制图形。根据该实施方式，将流动在被测试设备中的设备电流视为脉冲电流的重合并进行 模型化，通过将相当于设备电流的预测波形、与电源的输出电流的预测波形之间的差分的 电流，作为补偿电流进行供给，从而能够抑制电源电压的变动。设备电流建模部可以根据提供给被测试设备的测试图形和被测试设备的电路结 构信息，从而生成预测设备电流波形数据。被测试设备的动作、即信号处理，可根据测试图形而决定。因此，如果测试图形已 知，则能够预测出被测试设备内部的晶体管(门极)的动作率(切换事件密度(力“子 >夂^《 > 卜密度))。也就是说，根据设备结构和测试图形，能够预测出设备电流。脉冲应答波形数据可以通过以下的处理而预先获得。1、在被测试设备没有与主电源连接的状态下，从主电源的输出节点引出脉冲电流，或者将脉冲电流提供给主电源的输出节点。2、对于将脉冲电流作用在主电源后所产生的电源电压的时间变动波形进行测定。3、从测定出的电源电压的时间变动波形中，导出主电源所输出、以及/或者吸入 的输出电流的波形。本发明的另一实施方式涉及一种将电源电压提供给半导体设备的电源端子的电 源评价装置。该评价装置具备电流源，其在半导体设备没有与电源连接的状态下，从电源 的输出节点引出脉冲电流，或者将脉冲电流提供给电源的输出节点；测定器，其对于脉冲电 流作用后所产生的电源电压的时间变动波形进行测定；分析器(analyser)，其从电源电压 的时间变动波形中，导出电源所输出、以及/或者吸入的输出电流的波形。根据这种实施方式所得到的输出电流的波形，可以视为脉冲应答。如果是理想电 源，在使脉冲电流作用在该理想电源时，可以产生脉冲状的输出电流，从而瞬间将其打消。 也就是说输出电流和脉冲电流是一致的。随着电源的应答性变差，输出电流与脉冲电流将 会背离。也就是说，通过该装置所测定出的输出电流的波形，可以作为表示电源应答性的指 标进行使用。或者在另外的实施方式中，将任意的电流作用在电源上时，通过对由本评价装置 所得到的脉冲应答和该电流波形进行卷积，从而可以预测出电源的输出电流，并且可以预 测其输出电压。并且，本发明的另一实施方式涉及一种带有仿真功能的电源装置。电源装置具备 主电源，其将电源电压提供给被测试设备的电源端子；控制图形生成部，其生成包含脉冲列 的控制图形；补偿电路，其在被测试设备执行规定处理期间，根据控制图形，从而将补偿电 流间歇性地注入到被测试设备的电源端子，以及/或者将来自主电源的电源电流的一部分 作为补偿电流引入到与被测试设备不同的通路中。控制图形生成部具备设备电流建模 部，其生成预测设备电流波形数据，该预测设备电流波形数据是在被测试设备执行规定处 理时，以单元脉冲电流的重合形式，对于被预测到流动在被测试设备中的设备电流的波形 进行定义；第一脉冲应答波形数据提供部，其提供第一脉冲应答波形数据，该第一脉冲应答 波形数据用于描述在从主电源引出单元脉冲电流时，对此进行应答而由主电源输出、以及/ 或者吸入的输出电流的波形；第二脉冲应答波形数据提供部，其提供第二脉冲应答波形数 据，该第二脉冲应答波形数据用于描述在从仿真对象的电源引出单元脉冲电流时，对此进 行应答而由仿真对象的电源所输出、以及/或者吸入的输出电流的波形；控制图形运算部， 其对于预测设备电流波形数据所描述的波形和第一脉冲应答波形数据所描述的波形进行 卷积，并且对预测设备电流波形数据所描述的波形和第二脉冲应答波形数据所描述的波形 进行卷积，根据由两次卷积所得到的两个波形的差分波形，来生成控制图形。将预测设备电流波形数据所描述的波形和第一脉冲应答波形数据所描述的波形 进行卷积后所得到的波形，作为主电源的输出电流的预测波形。另外，将预测设备电流波形 数据所描述的波形和第二脉冲应答波形数据所描述的波形进行卷积后所得到的波形，作为 连接了仿真对象的电源时的输出电流的预测波形。因此，通过由补偿电路提供两个预测波 形的差分，可以再现仿真对象的电源环境。另外，将以上结构要素的任意组合以及构成本发明的要素和表现，在方法、装置等 之间相互置换，并且其作为本发明的实施方式也很有效。
发明效果根据本发明的某个实施方式可以抑制电源电压的变动。


图。

图1为表示第一实施方式的测试装置结构的电路图。
图2为表示控制图形的生成方法的流程图。
图3为表示图1的测试装置的动作状态的时间图。
图4为表示第二实施方式的测试装置的补偿电路结构的电路图。
图5(a)、(b)为，表示图4的补偿电路中的补偿电流和消费电流之间关系的时间
图6为表示第三实施方式的电路系统结构的电路图。
图7为模式化地表示半导体设备和电源的框图。
图8为表示第四实施方式的电源评价装置结构的框图。
图9为表示图8的电源评价装置的动作的时间图。
图10为表示第五实施方式的测试装置结构的框图。
图11为表示第六实施方式的带有仿真功能的电源装置结构的框图。
附图标记说明
100 DUT、 106 I/O 端子、 400第一设备、 406 I/O 针脚、 10主电源、 16驱动器、 20a电压源、 500电源评价装置、 506分析器、
102电源端子、 200测试装置、 402电源端子、 408控制端子、 12图形产生器、 20补偿电路、 20b开关、 502电流源、
104接地端子、 300电路系统、 404接地端子、 410第二设备、 14定时产生器、波形整形器 22控制图形生成部、 20c开关、
504测定器、
602设备电流建模部、604脉冲应答波形数据提供部、 606控制图形运算部、608第一运算部、 610第二运算部、 612第三运算部、 614编码器、700电源装置、
702设备电流建模部、70 第一脉冲应答波形数据提供部、
704b第二脉冲应答波形数据提供部、706控制图形运算部、 708第一运算部、710第二运算部、
712第三运算部、714编码器。
具体实施例方式下面，以优选的实施方式为基础参照附图来说明本发明。对于各个附图所表示的 相同或相等的结构要素、构件、处理付加上相同的标记，并适当省略重复的说明。另外，实施 方式不是用于限定本发明而是一个示例，在实施方式中描述的所有特征及其组合并不限于 必须是发明本质。本说明书中的“构件A和构件B相连接的状态”，包括构件A和构件B在物理上被
13直接连接的情况，也包括构件A和构件B通过不影响其电连接状态的其他构件而被间接连 接的情况。同样，“构件C被设置在构件A和构件B之间的状态”是指，除了包括构件A和构 件C、或者构件B和构件C被直接连接的情况之外，也包括通过不影响其电连接状态的其他 构件而被间接连接的情况。(第一实施方式)图1是表示第一实施方式的测试装置200的结构的电路图。图1表示测试装置 200、和测试对象的半导体设备(以下称为DUT) 100。DUT100具备多个针脚，其中一个是用于接收电源电压Vdd的电源端子102，另一个 是接地端子104。图1表示分别设置一个电源端子102和一个接地端子104的情况，但是本 发明并不仅限于此。在近几年的大规模的集成电路中也有接收多个电源端子、接地端子的 情况，这种集成电路对本发明也是有效的。多个I/O端子106是为了接收来自外部的数据、 或者向外部输出数据而设置的，在测试时，所述多个I/O端子106接收由测试装置200输出 的测试图形，或者向测试装置200输出与测试图形对应的数据。测试装置200具备主电源10、图形产生器12、定时产生器TG以及波形整形器 FC(下面对此标注符号14)、驱动器16、补偿电路20以及控制图形生成部22。由于主电源10、图形产生器12、定时产生器14、驱动器16的结构以及功能，与一般 的测试装置的那些结构没有不同，因此进行简单的说明。以下对有关DUT100为存储器的情 况进行说明。主电源10用于生成应提供给DUT100的电源端子102的电源电压Vdd。例如主电 源10由线性调节器和开关调节器等所构成，并对提供给电源端子102的电源电压Vdd进行 反馈控制，以使之与目标值一致。电容器Cs是为了使电源电压Vdd平滑化而设置的。主电 源10除了生成相对于DUT100的电源电压之外，也生成相对于测试装置200内部的其他块 的电源电压。测试装置200具备多个η个的沟道CHl CHn，其中的几个被分配给DUT100的多 个I/O端子106。定时产生器14以及驱动器16分别被设置在各个沟道上。图形产生器12用于生成定时设定(夕4 S >夕‘七^卜)信号(下面称为“TS信 号”)，并提供给定时产生器14。定时产生器14根据由TS信号所指定的定时数据而产生周 期时钟以及延迟时钟(未图示)，将周期时钟提供给图形产生器12，而将延迟时钟提供给波 形整形器14。并且，图形产生器12用于产生表示DUT100的存储区域的地址以及应该写入 的测试图形，并提供给波形整形器14。波形整形器14根据由定时产生器14提供的的延迟时钟，从而调节图形产生器12 所产生的测试图形的定时，并进行波形整形。驱动器16接收从波形整形器14输出的地址 以及测试图形，并提供给DUT100的I/O端子106。从DUT100中读出的数据，与未图示的比较判定部中的预期值进行比较，从而进行 DUT100的好坏判定和不良处的特定。以上是测试装置 200 的概要。DUT100 由 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)技术而构成，消费电流根据其动作状态而发生变动。当在DUT100中流动的 电流剧烈变动时，则无法追随主电源10的反馈，从而产生电源电压Vdd发生变动的问题。以 下说明的补偿电路20以及控制图形生成部22是为了抑制电源电压Vdd的变动而设置的。
控制图形生成部22用于生成包括脉冲列的控制图形CNT。控制图形CNT的生成利 用了图形产生器12、定时产生器14的一部分，在图1的测试装置200中的控制图形生成部 22的结构为，包括图形产生器12以及第η沟道CHn的定时产生器14η。补偿电路20根据控制图形CNT的脉冲列，而从与主电源10不同的通路中向 DUT100的电源端子102间歇性地注入补偿电流Icmp。在图1中，补偿电路20具备电压源 20a以及开关20b。电压源20a用于生成比由主电源10所生成的电源电压Vdd更高的电压 Vcmp。开关20b被设置在电压源20a的输出端子和DUT100的电源端子102之间，并利用双 极晶体管或者 MOSi7ET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)而构成。 开关20b根据控制图形CNT的脉冲列而切换开或关。将开关20b配置在DUT100的附近。换 而言之，开关20b和DUT100的电源端子102之间的配线长度，比主电源10和DUT100的电 源端子之间的配线长度还要短。在与开关20b串联或者开关20b的内部，可以设置用于调 节补偿电流Icmp的量的元件，例如电阻或者电流源。可以利用生成规定电流的电流源，来代替电压源20a。控制图形生成部22根据DUT100的动作状态，而使控制图形CNT的脉冲列的占空 比发生变化。DUT100的动作状态根据提供给I/O端子106的测试图形而被控制，因此控制 图形生成部22可以生成与测试图形对应的脉冲列的控制图形CNT，并将其提供给开关20b。控制图形生成部22用于使脉冲列的占空比发生变化，从而使流入到DUT100的电 源端子102中的动作电流(也叫做消费电流)Idis、以及与补偿电路20所注入的电荷相对 应的补偿电流Icmp之间的差(Idis-Icmp)成为连续，换而言之，从而使从主电源10中输出 的电源电流Idd在时间上成为连续。更优选为，使脉冲列的占空比发生变化，从而使电流之 差(Idis-Icmp)在时间上成为恒定。控制图形生成部22利用以△ Σ调制、脉冲宽度调制、脉冲密度调制为首的脉冲调 制中的任意一种，来生成控制图形CNT的脉冲列。由于搭载在测试装置200上的定时产生器 14可以按照每个测试循环、即按照每个脉冲，来调节其正沿的定时和脉冲的宽度，因此上述 调制方式的优点为，与测试装置200之间的亲和性非常高，特别是即使不附加追加的电路， 也可以简便地生成脉冲列。另外，在没有利用图形产生器12、定时产生器14而构成控制图 形生成部22时，可以根据脉冲频率调制(PFM)等其他的调制方式，来调节脉冲列的占空比。图2是表示控制图形CNT的生成方法的流程图。首先，利用电路模拟器对DUT进 行建模，并对赋予了规定测试图形时的、每个测试循环的动作电流Idis以及动作率进行计 算(S100)。动作率以及动作电流Idis，也能够从动作的晶体管的个数和各个晶体管的电流 量中进行计算。在DUT100中流动的动作电流Idis是，电源电流的时间上的连续成分Idd与每个 测试循环随着时间而发生变动的成分之间的合计。因此计算出连续成分Idd，并计算出每个 测试循环的差AIi(S102)oΔ Ii = Idisi-Idd添加的i表示测试循环的编号。根据计算出的差分电流△ Ii，来计算每个循环所必需的电流补偿量(或者是电压 补偿量)(S104)。将由此获得的补偿量通过Δ Σ调制或脉冲宽度调制、脉冲密度调制等，从而变换为1、0的图形列(脉冲列)(S106)。将由此获得的图形列作为相对于规定测试图形的控制 图形CNT，并与测试图形一起进行保存(S108)。以上为测试装置200的结构。然后再说明测试装置200的动作。图3是表示图1 的测试装置200的动作状态的流程图。当向某个DUT100提供测试图形时，由于DUT100执 行了与其测试图形相对应的处理，因此动作率根据处理内容而发生变化，消费电流Idis也 会发生变化。消费电流Idis的变动定时以及变动量，可以根据上述的电路模拟器等进行预测， 从图形产生器12中输出控制图形CNT和测试图形，所述控制图形CNT以取消了消费电流 Idis的变动量的方式而被调制。通过该控制图形CNT来控制开关20b的开或关，从而间歇 性地注入补偿电流Icmp。图3表示间歇性的补偿电流的包络线(或者平均值)。消费电流 Idis的变动因该补偿电流Icmp而被取消，从主电源10流入到电源端子102中的电源电流 Idd被保持为恒定，其结果是，可以抑制电源电压Vdd的变动。另外，没有必要以差分电流Idd= (Idis-Icmp)必须严格地变为恒定的方式，来生 成脉冲列的占空比。其原因是因为通过主电源10自身的反馈，能够追随某种程度的消费电 流Idis的变动。也就是说，在消费电流Idis的变动中，如果通过主电源10而取消无法追 随的高频成分，则补偿电流Icmp就足够了。这样，根据本实施方式的测试装置200，就能够取消DUT100中的消费电流Idis的 变动，还能够抑制电源电压Vdd的变动。通过抑制电源电压Vdd的变动，能够提高测试精度。该技术与专利文献1所代表的现有技术相比，具有以下的优点。优点1在现有技术中，读取测试图形，并将其进行信号处理从而对电源电压的变动进行 补偿。因此，对于急剧的电源变动的追随性是有一定限度的。对此，在本实施方式中，通过 预先准备与测试图形不同的用于预先补偿的控制图形，从而能够追随急剧的变动。优点2在DUT100的电源端子102上连接有电容器Cs。因此，在如现有技术那样根据测试 图形而使电源电压的目标值发生变化的方法中，消费电流的变动补偿将会只延迟电容器Cs 的时间常数的部分。在本实施方式中，赋予了位于开关20b的控制图形CNT的定时、以及直到与该定时 相对应的补偿电流Icmp取消了消费电流Idis的变动为止的定时，均会产生延迟。但是本 实施方式中的技术，与对DUT赋予的测试图形不同，由于要产生补偿用的控制图形，因此可 以考虑延迟，并能够使补偿用的控制图形先于测试图形进行。其结果是，能够提高现有的相 对于负荷变动的追随性，并能够抑制电源电压Vdd的变动。补偿用的控制图形相对于测试图形的时间上的先行量，可以通过以下的步骤来决定。步骤1对于DUT100提供不使电源电压发生变动的测试图形，在该状态下，在某个定时切 换成补偿用的控制图形，从而有意地使电源电压发生变化。补偿用的控制图形根据用于使 电源电压发生变动的测试图形，可以使用根据图2的流程而生成的控制图形。步骤2
在步骤1的状态下，当电源电压发生变动时，DUT的电路状态也随其发生变化。将 根据电源电压变化的电路状态的变化定时、与切换为控制图形的定时之间的时间差设定为 先行量。通过以下的方法，可以检测电路状态的变化。对来自DUT的输出数据的相位(输出定时)的变化量进行检测。来自DUT的输出 数据的相位会随着电源电压的变动而发生变化。因此，如果对电源电压的变化前后各自的 输出定时的时间差进行测定，则可以将该时间差作为先行量进行利用。通过将锁存了输出数据的各个位的选通脉冲信号的定时，以规定的时间间隔进行 扫描，并对选通脉冲信号的每个定时的被锁存的数据列是否与预期值一致进行判断，从而 能够检测出输出定时。这可以利用搭载在测试装置上的一般功能来实现。虽然仅仅一次的测定只能检测出特定的1定时中的逻辑状态，但是通过多次施加 包含有电源变动的测试图形，并扫描选通脉冲信号的定时，就可以从逻辑状态的检测结果 的变化中检测出输出定时的相位。在测试装置中安装多选通脉冲功能时，可以利用多选通脉冲功能。多选通脉冲功 能是一种对每个数据1循环产生多相的选通脉冲信号列，在各选通脉冲信号的定时，对数 据进行锁存并判断逻辑状态的功能。当使用多选通脉冲功能时，其优点为不需要反复赋予 相同的控制图形。为了检测出温度和电源电压，DUT中有时会内装有环形振荡器等的振荡器。在这 种情况下，可以用检测振荡器的频率变化的定时，来代替检测输出定时的变化。根据这些方法中的任意一种方法，求出了切换成控制图形的定时、与直到电路状 态发生变化为止的定时之间的差(延迟)，仅该延迟就可以使得控制图形比测试图形先行， 从而能够实现更正确的补偿。优点3由于在现有技术中使得电源输出的电源电压Vdd发生变化，因此还是受到电源和 DUT之间的配线的阻抗的影响，只能在被限制的频率带区域内进行补偿。对此在本实施方式 中，由于能够将补偿电路20的开关20b配置在DUT100的附近，所以能够充分地减少配线的 阻抗影响，从而提高应答性。优点4在现有技术中，由于需要与应补偿的电源电压的变动量、分辨能力相对应的D/A 转换器，所以从电路面积和电路设计的观点看是很不利的。对此在本实施方式中，通过间歇 性地注入根据1位的脉冲列的补偿电流，从而对电源电压的变动进行补偿。该结构如果从 其他观点看，则相对于高速切换的电流，与DUT100的电源端子102连接的电容器Cs能够作 为低通滤波器发挥功能。将低通滤波器的截止频率和切换频率进行最优化，即使根据1位 的补偿用的控制图形，也能够获得足够高的补偿量和分辨能力。并且，由于1位的脉冲列的 生成只要利用测试装置本来具备的功能就足够了，因此具有设计容易、应重新追加的电路 较少的优点。(第二实施方式)图4是表示第二实施方式的测试装置200a的补偿电路结构的电路图。由于除了 补偿电路之外的结构相同，因此省略其说明。图4的补偿电路20c根据脉冲列，从而将来自 主电源10的电源电流Idd的一部分，作为补偿电流Icmp而间歇性地引入到与DUT100不同的通路中。图4的补偿电路被设置在主电源10的两极端子之间，并包括根据控制图形CNT而 切换开或关的开关20c。控制图形生成部(未图示)根据DUT100的动作状态，而使控制图形CNT的脉冲列 的占空比发生变化。由于根据向I/O端子106提供的测试图形，来控制DUT100的动作状态， 所以控制图形生成部22用于生成与测试图形相对应的脉冲列的控制图形CNT，并将其提供 给开关20c。在第二实施方式中，控制图形生成部(未图示)以如下的方式生成控制图形CNT。控制图形生成部可使控制图形CNT的脉冲列的占空比发生变化，从而使流入到 DUT100的电源端子102中的消费电流Idis、与补偿电路的开关20c所引入的补偿电流Icmp 之间的和在时间上成为连续，换而言之，从而使从主电源10中流出的电源电流Idd成为连续。以上是第二实施方式的补偿电路20c的结构。然后对其动作进行说明。图5(a)、 (b)是表示图4的补偿电路20c中的补偿电流Icmp和消费电流Idis之间关系的时间图。图5(a)表示以Idis+Icmp取得恒定值的方式来设定控制图形CNT的占空比。这 种控制图形CNT也可以根据图2的流程图而生成。图5(a)的补偿电流Icmp的波形，表示 间歇性的波形的包络线(平均值)。根据图5(a)的控制，无论是DUT100的动作率发生变化还是消费电流Idis发生变 化，由于消费电流Idis减少的部分会流入到开关20c —侧，因此从主电源10中流出的电源 电流Idd被保持在恒定值。因而，主电源10可以不受其内部的阻抗、以及与DUT100之间的 配线的阻抗的影响而生成恒定的电源电压Vdd。在第二实施方式中，在开关20c中流动的补偿电流Icmp是对DUT100的动作没有 贡献的无用电流。在图5(a)的时间图中，由于在DUT100的消费电流Idis较小的期间内， 大量的补偿电流Icmp在流动，因此会产生测试系统整体的消费电流增大的问题。当该问题 显著时，图5(b)所示的控制就很有效。在图5(b)中，当流入到DUT100的电源端子102中的消费电流Idis，在时刻tl t2的某个期间T内增加时，用以下的方式来控制补偿电流Icmp。控制图形生成部可使控制图形的占空比发生变化，从而在消费电流Idis增加的 定时tl之前，补偿电流Icmp会随着时间缓慢地增加。而且，控制图形生成部可使控制图形 的占空比发生变化，从而在消费电流Idis减少的定时t2之后，补偿电流Icmp会随着时间 缓慢地减少。具体地说，补偿电流Icmp在期间T之前，从第一值Il到第二值12为止将会随着 时间缓慢地增加。在期间T之间，补偿电流Icmp采用比第二值12更小的第三值13。经过 某个期间T之后，补偿电流Icmp从第二值12到第四值14为止将会随着时间缓慢地减少。通过进行图5(b)的控制，与图5(a)相比能够降低补偿电流Icmp。降低的电流用 虚线表示。在图5(b)的情况下，在Idis与Icmp之和、即电源电流Idd不是恒定值而发生 山型的变化时，考虑到主电源10的频率带区域而使其变化速度变得缓慢，从而能够通过主 电源10自身的反馈控制而抑制电源电压Vdd的变动。以上是第二实施方式的补偿电路20c。接着，对第一、第二实施方式的变形例进行说明。(第一变形例)在第一、第二实施方式中，说明了使控制图形的脉冲列的占空比发生变化，从而抑 制电源电压的变动的技术。与此相反，也可以使脉冲列的占空比发生变化，从而在提供给 DUT100的电源端子102的电源电压Vdd上重叠噪音。如果将脉冲列的频率设定得比主电源 10的反馈频带更高，则随之电源电压Vdd的变动被作为噪音成分而施加到DUT100上。在这 种情况下，能够与测试图形同步而将噪音赋予电源电压，从而能够测定对于噪音的耐受性。(第二变形例)一般被搭载在测试装置200中的电源的性能，比搭载有DUT的装置的电源的性能 更高。因此，在连接了测试装置的状态以及被搭载在装置中的状态下，设备不一定会发挥相 同的性能。于是，在测试时，会具有想要对被搭载在装置中的电源性能进行仿真的情况。这 时，在第一、第二实施方式中，控制图形生成部22通过使控制图形的脉冲列的占空比发生 变化，从而可以使从电源端子102向主电源10—侧看上去的阻抗发生变化。在这种情况下， 能够评价DUT在实际使用时的特性。(第三变形例)第一、第二实施方式涉及一种测试装置。第三实施方式涉及一种电路系统。图6是表示第三实施方式的电路系统300的结构的电路图。电路系统300具备第 一设备400、第二设备410、主电源10、补偿电路20。关于主电源10以及补偿电路20，与第 一实施方式相同。在第一设备400的I/O端子406上接收来自第二设备410的数据PD，内部的处理 电路M执行某些信号处理。来自主电源10的电源电压Vdd被供给于第一设备400的电源 端子402上，并将接地端子404接地。在电源端子402上连接有与图1相同的补偿电路20。在第一设备400的内部，内装有控制图形生成部22，其从控制端子408输出控制 图形CNT。根据第二设备410所输出的数据，来设定控制图形CNT。开关20b根据控制图形 CNT的脉冲列，而将补偿电流Icmp从与主电源10不同的通路中间歇性地注入到第一设备 400的电源端子402上。可以在控制图形生成部22中存储有包含脉冲列的控制图形CNT，所 述脉冲列是根据每个数据的图形、或者根据每个与其对应的信号处理的内容而被调制的。根据第三实施方式，即使在一般的电路系统中，也可以具有第一实施方式所说明 的优点。然后对第三实施方式的变形例进行说明。补偿电路20的一部分、例如开关20b可以被内装于第一设备400中。在这种情况 下，由于不需要控制端子408，因此可以减少电路面积。控制图形生成部22可以不被内装于第一设备400中，而被内装于第二设备410 中。在这种情况下，由于第二设备410能够相对于数据图形而使控制图形先进行，因此能够 进一步抑制电源电压的变动。在图6的电路系统300及其变形例中，补偿电路20的结构可以与图4的相同。在 这种情况下，即使在一般的电路系统中，也可以具有第二实施方式所说明的优点。(第四变形例)第四实施方式涉及一种评价电源性能的电源评价装置以及评价方法。图7是模式化地表示半导体设备IOOa和电源IOa的框图。半导体设备IOOa利用CMOS程序而构成，其包括如图所示的以多个变换器为首的门极元件。当变换器的P沟道 MOSFET和N沟道MOSFET同时打开时，直通电流It (through current)将会流动。流动有 直通电流的路径个数(密度)根据半导体设备IOOa的动作状态而发生变化。半导体设备 IOOa的消费电流(以下也称为设备电流)Idis包括直通电流、未图示的恒定电流成分以 及漏泄电流。电源IOa的输出节点11被连接在半导体设备IOOa的电源端子102上。在输出节 点11上，连接有用于使电源电压Vdd平滑化的电容器Cs。电容器Cs被设置在电源IOa的 内部以及/或者外部。设备电流Idis是，从电容器Cs中流出的电流Ic与电源IOa所输出的输出电流 Idd之和。电源IOa是线性调节器或开关调节器，并具有电源电压Vout变为恒定的反馈功 能。也就是说，以追随设备电流Idis的变化的方式而对其输出电流Idd进行调节，从而将 电源电压Vdd保持为恒定。电源IOa的反馈频带是有限的。因此当设备电流Idis迅速变化时，电源IOa无法 生成追随于该设备电流的输出电流Idd，而从电容器Cs中流出了输出电流Idd与设备电流 Idis之间的差分。其结果会导致电源电压Vdd的变动。在半导体设备IOOa中流动的直通电流It是，仅仅在极短的时间内进行流动的脉 冲电流(冲击脉冲电流)。因此，当在多个通路中同时使直通电流It流动时，设备电流Idis 以超过电源IOa的反馈速度的速度而发生迅速变化，且电源电压Vdd会发生变动。以上述考察为基础，来说明用于评价电源IOa的技术。图8是表示第四实施方式的电源评价装置结构的框图。电源评价装置500具备电 流源502、测定器504、分析器506。图8表示将电源评价装置500组合在图1所示的测试装 置200时的结构。将电源评价装置500与评价对象的电源IOa进行连接。虽然电源IOa是为了向半 导体设备IOOa提供电源电压Vdd而被利用的，但是在评价时不连接半导体设备。“不连接 半导体设备的状态”不仅包括物理上未连接的状态，而且包括以配线连接，但也包括半导体 设备为关闭且高阻抗的状态。评价对象的电源IOa可以是设置在图1的测试装置200中的 主电源10。或者也可以是半导体设备在实际使用时用于提供电源电压的其他电源。电流源502从电源IOa的输出节点11中引出脉冲电流Ip，或者将脉冲电流Ip供 给于电源IOa的输出节点11。图8表示引出时的情况。该脉冲电流Ip是相当于直通电流 It的电流，所述直通电流It在电源IOa应供给电源电压Vdd的半导体设备中进行流动。也 就是说，脉冲电流Ip的脉冲宽度为，构成半导体设备的晶体管在实际动作时的开、关切换 的过渡时间左右。从该观点看优选为，如图8的右边所示，电流源502由MOSFET所构成。可 以将N沟道MOSFET和P沟道MOSFET进行两层叠加来构成电流源502。当由MOSFET构成电 流源502时，根据构成半导体设备IOOa的MOSFET来决定其W/L (门极宽度/门极长度)，从 而可以再现半导体设备IOOa的直通电流It。另外，电流源502可以用其他形式的恒电流源 等构成。定时产生器14产生具有与脉冲电流Ip相对应的脉冲宽度的脉冲信号。驱动器16 根据脉冲信号而打开电流源502，并产生脉冲电流Ip。测定器504对于将脉冲电流Ip作用在电源IOa后所产生的电源电压的时间波形Vdd (t)进行测定。分析器506从电源电压的时间性变动波形Vdd⑴中，导出电源IOa所输出、以及 /或者吸入的输出电流Iddra的波形，并生成用于描述输出电流Iddra的波形的数据(以下 称为脉冲应答波形数据Dik)。根据电荷守恒定律，以下的算式成立，即、Ic (t) = -Cs X dVdd (t) /dt. · · (1)。并且，从节点11中的基尔霍夫定律，导出以下的关系，即、Ip (t) = IddIE (t) +Ic ⑴…(2)。从算式(1)、(2)中获得以下的算式，即、IddIE (t) = Ip (t) +Cs X dVdd (t) /dt. · · (3)。当在脉冲电流Ip的脉冲宽度非常短的情况下，由此所得的输出电流IddIK(t)，可 以视为脉冲应答。以下将输出电流IddIK(t)也称为脉冲应答波形。分析器506接收电源电压Vdd (t)的波形数据，并能够根据算式C3)来生成脉冲应 答波形数据DIK。但是分析器506的数据处理并不仅限于此，也可以从其他的途径生成脉冲 应答波形数据DIK。以上是电源评价装置500的结构。图9是表示图8的电源评价装置500的动作的 时间图。图9的纵轴和横轴是为了容易理解而进行适当的扩大、缩小，并且所表示的各个波 形也是为了容易理解而被简化的。由电源评价装置500所取得的脉冲应答波形Iddra (t)，可表示评价对象的电源IOa 的应答性。B卩、如果输出阻抗是0的理想电源，则输出电流IddIK(t)与脉冲电流Ip(t)完全 一致。相反，如果输出电流IddIK(t)越背离脉冲电流Ip⑴，则电源IOa的应答性就越低。于是，根据图8的电源评价装置500，可以评价电源IOa的性能。当利用由图8的电源评价装置500所得到的脉冲应答波形IddIK(t)时，可以预测 出将任意的设备电流作用在电源IOa上时的电源IOa的输出电流波形Idd(t)。并且，可以 从该输出电流波形Idd (t)预测出电源电压波形Vdd (t)。关于这一点，在下文所述的第五、第六实施方式中进行详细说明。(第五实施方式)在第五实施方式中，对于在图1和图4的测试装置中适合生成控制图形数据CNT 的技术进行说明。图10是表示第五实施方式的测试装置200b的结构的框图。由于除了控制图形生成部22之外的结构与图1相同，所以省略其说明。控制图形生成部22具备设备电流建模部602、脉冲应答波型数据提供部604、控制 图形运算部606。设备电流建模部602用于生成预测设备电流波形数据DPKE，所述预测设备电流波 形数据Dpke表示在执行规定处理时预测到流动于DUT100中的设备电流IdisPKE(t)的波形。 如参照图7进行说明，在DUT100中流动的设备电流Idis可以视为单位脉冲电流Ip (直通 电流It)的重合(集合体)。因此，设备电流Idis可以用单位脉冲电流Ip的密度函数的 形式进行模型化。可以认为，函数IdisPKE(t)是将设备电流Idis沿时间轴方向进行离散化 的同时，以单位脉冲电流Ip对各个时刻的电流值进行正规化的函数。如果在某个时刻tl， 设备电流Idis为零，则该时刻tl的密度函数IdisPKE(tl)是零。如果在时刻t2不是零，则IdisPEE(t2)也不是零。直通电流It在DUT100内的门极元件进行切换的定时产生。DUT100中所产生的门 极元件的切换事件依赖于DUT100的动作状态，该动作状态可以用供给于DUT100的图形数 据PAT进行预测。因此，设备电流建模部602根据提供给DUT100的测试图形PAT、和DUT100 的电路结构的信息Ddev，能够生成预测设备电流波形数据Dpke。脉冲应答波形数据提供部604输出一种用于描述输出电流的脉冲应答波形 Iddra (t)的脉冲应答波形数据Dik，所述输出电流是指从主电源10中引出单位脉冲电流Ip 时，对此进行应答而由主电源10输出、以及/或者吸入的输出电流。作为脉冲应答波形数 据提供部604，可以适当地使用第四实施方式所说明的图8的电源评价装置500。或者可以 不使用图8的电源评价装置500，而通过仿真等来生成脉冲应答波形数据DIK。控制图形运算部606的第一运算部608通过对预测设备电流波形数据Dpke所表示 的波形IdisPKE(t)和单位脉冲电流的波形Ip (t)进行卷积，从而预测出设备电流Idis (t)的 波形。Idis(t) = IdisPKE(t)*Ip(t). . . (4)[*]是表示卷积的算符。另外，第二运算部610通过对波形IdisPKE(t)和脉冲应答波形IddIK(t)进行卷积， 从而预测出主电源10的输出电流Idd(t)的波形。Idd(t) = IdisPEE(t)*IddIE(t) ... (5)第三运算部612对于预测出的设备电流Idis(t)的波形、与预测出的主电源10的 输出电流Idd(t)的波形之间的差分Δ α)的波形进行计算。编码器614根据差分Δ α) 而生成控制图形CNT。编码器614也可以通过对差分AI(t)实施Δ Σ调制、脉冲宽度调 制、脉冲密度调制中的任意一种，来生成控制图形CNT。以上是控制图形生成部22的结构。差分Δ I (t)是设备电流Idis、与主电源10能 够供给的电流Idd(t)之间的差分，并表示应由补偿电路20进行补偿的电流成分。因此，通 过将差分AI(t)变换为脉冲状的控制图形，并提供给补偿电路20，从而可以产生适当的补 偿电流Icmp，并可以抑制电源电压Vdd的变动。在图10的测试装置200b中，虽然仅仅在流入到主电源10的输出节点11的方向 上生成补偿电流Icmp，但是本发明并不仅限于此。也就是说，在开关20b的基础上，也可以 在接地端子和主电源10的输出节点11之间设置开关20c。如图9所示，当电源电压Vdd的波形发生单调地变化时，不需要补偿电路20c。但 是在使脉冲电流Ip作用后的结果是，如图9的虚线所示的电源电压Vdd启动振铃的情况 下，意味着主电源10的输出电流Idd的供给过剩。在这种情况下，通过设置开关20c而产 生负的补偿电流Icmp，从而可以使电源电压Vdd更加稳定化。另外，通过利用算式(4)、(5)，而将补偿电流Icmp设为零，也就是说，可以对仅仅 通过主电源10对半导体设备提供电源时的电源电压的波形进行仿真。这意味着在从任意 的电源中引出任意的设备电流波形时，可以预测出电源电压是怎样变动的。(第六实施方式)第六实施方式涉及一种对任意的电源环境进行仿真的技术。图11是表示第六实 施方式的带有仿真功能的电源装置700结构的框图。图11表示电源装置700被组合在测试装置中的方式，但是本发明并不仅限于此，其结构也可以和测试装置无关。电源装置700使用主电源10以及补偿电路20，从而对任意的电源环境进行仿真。 为了和主电源10区别，而将仿真对象的电源称为假想电源。控制图形生成部22b的设备电流建模部702与图10的设备电流建模部602相同， 均生成用于描述密度函数IdisPKE(t)的预测设备电流波形数据Dpke。第一脉冲应答波形数据提供部70 以及第二脉冲应答波形数据提供部704b，与 图10的脉冲应答波形数据提供部604相同。第一脉冲应答波形数据提供部70 提供一种用于描述输出电流IddraI (t)的波形 的第一脉冲应答波形数据DikI，所述输出电流IddraI (t)是从主电源10中引出单位脉冲电 流Ip时，对此进行应答而由主电源10输出的输出电流。第二脉冲应答波形数据提供部704b提供一种用于描述输出电流IddIK2(t)的波 形的第二脉冲应答波形数据DIK2，所述输出电流IddIK2(t)是从仿真对象的假想电源(未图 示)中引出单位脉冲电流Ip时，对此进行应答而由假想电源输出的输出电流。第一脉冲应 答波形数据提供部70 以及第二脉冲应答波形数据提供部704b，也可以是图8的电源评价 装置500。控制图形运算部706的第一运算部708通过对密度函数IdisPKE(t)和第一脉冲应 答波形数据iddIKi(t)进行卷积，从而预测出主电源10的输出电流Iddl (t)的波形。Iddl(t) = IdisPKE(t)*IddIKl(t) · · · (6)第二运算部710通过对密度函数IdisPKE(t)和第二脉冲应答波形数据IddIK2(t) 进行卷积，从而预测出假想电源的输出电流Idd2(t)的波形。Idd2(t) = IdisPEE(t)*IddIE2(t) · · · (7)第三运算部712对预测出的主电源10的输出电流Iddl (t)的波形、与预测出的假 想电源的输出电流Idd2(t)的波形之间的差分AI(t)进行计算。编码器714根据差分电 流Δ I (t)，来生成控制图形CNT。以上是电源装置700的结构。差分AI(t)是假想电源所提供的电流Idd2(t)、 与主电源10实际可提供的电流Iddl (t)之间的差分。因此，通过由补偿电路20提供差分 AI(t)而生成控制图形CNT，从而可以再现假想电源被连接在DUT100时的电源环境。即使在图11的电源装置700中，也可以在主电源10的输出节点11和接地端子之 间进一步设置开关20c，以便能够产生负的补偿电流Icmp。这种方式对于性能比主电源10 更差的假想电源进行仿真时是必需的。根据实施方式对本发明进行了说明，但实施方式只不过表示本发明的原理、应用， 该实施方式在不脱离权利要求书所规定的本发明的思想范围内，可以有更多的变形例和配 置的变更。产业上的可利用性本发明的某个实施方式可以用于电子电路技术。
2权利要求
1.一种电路系统，其特征在于，具备 半导体设备；主电源，其将电源电压提供给所述半导体设备的电源端子；控制图形生成部，其生成包含与所述半导体设备执行的处理相对应的脉冲列的控制图形；补偿电路，其在所述半导体设备执行所述处理期间，根据所述控制图形，而从与所述主 电源不同的通路向所述半导体设备的电源端子中间歇性地注入补偿电流。
2.一种电路系统，其特征在于，具备 半导体设备；主电源，其将电源电压提供给所述半导体设备的电源端子；控制图形生成部，其生成包含与所述半导体设备执行的处理相对应的脉冲列的控制图形；补偿电路，其在所述半导体设备执行所述处理期间，根据所述控制图形，而将来自所述 主电源的电源电流的一部分作为补偿电流，间歇性地引入到与所述半导体设备不同的通路中。
3.根据权利要求1或2所述的电路系统，其特征在于，所述控制图形生成部被内装在所述半导体设备内，其根据所述半导体设备的动作状态 而使所述脉冲列的占空比发生变化。
4.一种测试装置，用于对被测试设备进行测试，其特征在于，具备 主电源，其将电源电压提供给所述被测试设备的电源端子；控制图形生成部，其生成包含与所述被测试设备执行的处理相对应的脉冲列的控制图形；补偿电路，其在所述被测试设备执行所述处理期间，根据所述控制图形，而从与所述主 电源不同的通路向所述被测试设备的电源端子中间歇性地注入补偿电流。
5.一种测试装置，用于对被测试设备进行测试，其特征在于，具备 主电源，其将电源电压提供给所述被测试设备的电源端子； 控制图形生成部，其生成包含与所述被测试设备执行的处理相对应的脉冲列的控制图形；补偿电路，其在所述被测试设备执行所述处理期间，根据所述控制图形，将来自所述 主电源的电源电流的一部分作为补偿电流，间歇性地引入到与所述被测试设备不同的通路中。
6.根据权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于，所述控制图形生成部在相对于流入到所述被测试设备的电源端子中的电流发生变化 的定时提前规定时间，进行向所述补偿电路输出用于使所述补偿电流发生变化的所述控制 图形。
7.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，执行输出步骤和检测步骤，所述输出步骤在使所述被测试设备执行了电源电压没有变 化的动作状态下，在第一定时向所述补偿电路输出用于使所述补偿电流发生变化的所述控 制图形；所述检测步骤对于赋予了所述控制图形后的结果为、所述被测试设备的电特性发生变化的第二定时进行检测，所述规定时间是根据所述第一定时和所述第二定时之间的时间差而决定的。
8.根据权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于，所述补偿电路和所述被测试设备之间的配线长度，比所述主电源和所述被测试设备之 间的配线长度更短。
9.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于， 所述补偿电路包括电压源，其生成比由所述主电源所生成的所述电源电压更高的电压； 开关，其设置在所述电压源的输出端子和所述被测试设备的电源端子之间，并根据所 述控制图形而切换为开、关。
10.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于， 所述补偿电路包括电流源，其生成规定的恒电流；开关，其设置在所述电流源和所述被测试设备的电源端子之间，并根据所述控制图形 而切换为开、关。
11.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述补偿电路包括开关，所述开关设置在所述主电源的两极端子之间，并根据所述控 制图形而切换为开、关。
12.根据权利要求4至11中任意一项所述的测试装置，其特征在于，所述控制图形生成部根据所述被测试设备的动作状态，而使所述脉冲列的占空比发生变化。
13.根据权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于， 所述控制图形是通过执行以下步骤而获得的通过计算机，对于在赋予了规定测试图形的状态下流动在所述被测试设备中的电流进 行计算的步骤；从每个循环的电流中减去电源电流的连续成分，并根据该结果计算出每个循环的补偿 电流量的步骤；以能够获得所计算出的所述每个循环的补偿电流量的方式，而通过图形调制对所述控 制图形进行规定的步骤。
14.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述控制图形生成部用于使所述脉冲列的占空比发生变化，从而使流入到所述被测 试设备的电源端子中的电流、与所述补偿电路所注入的补偿电流之间的差在时间上成为连续。
15.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述控制图形生成部用于使所述脉冲列的占空比发生变化，从而使流入到所述被测 试设备的电源端子中的电流、与所述补偿电路所注入的补偿电流之间的差在时间上成为恒定。
16.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述控制图形生成部用于使所述脉冲列的占空比发生变化，从而使流入到所述被测试设备的电源端子中的电流、与所述补偿电路所引入的补偿电流之间的和在时间上成为连续。
17.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，当流入到所述被测试设备的电源端子中的电流在某个定时增加时，所述控制图形生成 部用于使所述脉冲列的占空比发生变化，从而使所述补偿电路所引入的补偿电流，在所述 某个定时之前会随着时间缓慢地增加。
18.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，当流入到所述被测试设备的电源端子中的电流在某个定时减少时，所述控制图形生成 部用于使所述脉冲列的占空比发生变化，从而使所述补偿电路所引入的补偿电流在所述某 个定时之后会随着时间缓慢地减少。
19.根据权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于，所述控制图形生成部用于使噪音重叠在提供给所述被测试设备电源端子的电源电压上。
20.根据权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于，所述控制图形生成部用于使所述脉冲列的占空比发生变化，使得从所述电源端子向电 源一侧看上去的阻抗发生变化。
21.根据权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于，其还具备图形产生器，所述图形产生器用于生成应该向所述被测试设备输出的测试图形，按照每个测试图形，而预先规定所述控制图形。
22.根据权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于，其还具备图形产生器，所述图形产生器用于生成应该向所述被测试设备输出的测试图形，所述控制图形生成部用于生成与所述测试图形同步的所述控制图形。
23.根据权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于，所述控制图形生成部使用△ Σ调制、脉冲宽度调制、脉冲密度调制中的任意一种，来 生成所述控制图形。
24.根据权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于， 所述控制图形生成部具备设备电流建模部，其生成预测设备电流波形数据，所述预测设备电流波形数据在所述 被测试设备执行所述处理时，以单位脉冲电流的重合形式，对于被预测到流动在所述被测 试设备中的设备电流的波形进行定义；脉冲应答波形数据提供部，其生成脉冲应答波形数据，所述脉冲应答波形数据用于描 述在从所述主电源引出所述单位脉冲电流时，对此进行应答而由所述主电源输出、以及/ 或者吸入的输出电流的波形；控制图形运算部，其对所述预测设备电流波形数据所描述的波形和所述单位脉冲电流 的波形进行卷积，并且对所述预测设备电流波形数据所描述的波形和所述脉冲应答波形数 据进行卷积，根据由两次卷积所得到的两个波形的差分波形，来生成所述控制图形。
25.根据权利要求M所述的测试装置，其特征在于，所述设备电流建模部根据提供给所述被测试设备的测试图形和所述被测试设备的电 路结构信息，来生成所述预测设备电流波形数据。
26.根据权利要求M或25所述的测试装置，其特征在于， 所述脉冲应答波形数据是通过以下步骤而预先取得的在所述被测试设备没有与所述主电源连接的状态下，从所述主电源的输出节点引出脉 冲电流、或者将脉冲电流提供给所述主电源的输出节点的步骤；对于将所述脉冲电流作用在所述主电源后所产生的所述电源电压的时间变动波形进 行测定的步骤；从测定出的所述电源电压的时间变动波形中，导出所述主电源所输出、以及/或者吸 入的输出电流的波形的步骤。
27.一种测试方法，其是被测试设备的测试方法，其特征在于， 所述测试方法包括以下的步骤利用主电源而将电源电压提供给所述被测试设备的电源端子的步骤； 生成包含脉冲列的控制图形的步骤；在所述被测试设备执行规定处理期间，利用与所述主电源分别设置的补偿电路，并根 据所述控制图形，从而将补偿电流间歇性地注入到所述被测试设备的电源端子上，以及/ 或者将补偿电流从所述电源端子引入到与所述被测试设备不同的通路中的步骤， 其中，生成所述控制图形的步骤包括以下的步骤提供预测设备电流波形数据的步骤，所述预测设备电流波形数据在所述被测试设备执 行所述规定处理时，以单位脉冲电流的重合形式，对于被预测到流动在所述被测试设备中 的设备电流的波形进行定义；提供脉冲应答波形数据的步骤，所述脉冲应答波形数据用于描述在从所述主电源引出 所述单位脉冲电流时，对此进行应答而由所述主电源输出、以及/或者吸入的输出电流的 波形；根据由两次卷积所得到的两个波形的差分波形来生成所述控制图形的步骤，所述两 次卷积为，对所述预测设备电流波形数据所描述的波形和所述单位脉冲电流的波形进行卷 积，并且对所述预测设备电流波形数据所描述的波形和所述脉冲应答波形数据所描述的波 形进行卷积。
28.根据权利要求27所述的测试方法，其特征在于，所述预测设备电流波形数据是，根据提供给所述被测试设备的测试图形和所述被测试 设备的电路结构信息而生成的。
29.根据权利要求27或观所述的测试方法，其特征在于， 所述脉冲应答波形数据是通过以下步骤而预先取得的在所述被测试设备没有与所述主电源连接的状态下，从所述主电源的输出节点引出脉 冲电流、或者将脉冲电流提供给所述主电源的输出节点的步骤；对于将所述脉冲电流作用在所述主电源后所产生的所述电源电压的时间变动波形进 行测定的步骤；从测定出的所述电源电压的时间变动波形中，导出所述主电源所输出、以及/或者吸 入的输出电流的波形的步骤。
30.一种评价装置，其是将电源电压提供给半导体设备的电源端子的电源评价装置，其 特征在于，具备电流源，其在所述半导体设备没有与所述电源连接的状态下，从所述电源的输出节点引出脉冲电流、或者将脉冲电流提供给所述电源的输出节点；测定器，其对于使所述脉冲电流作用后所产生的所述电源电压的时间变动波形进行测定；分析器，其从所述电源电压的时间变动波形中，导出所述电源所输出、以及/或者吸入 的输出电流的波形。
31.一种评价方法，其是将电源电压提供给半导体设备的电源端子的电源评价方法，其 特征在于，包括以下的步骤在所述半导体设备没有与所述电源连接的状态下，从所述电源的输出节点引出脉冲电 流、或者将脉冲电流提供给所述电源的输出节点的步骤；对于将所述脉冲电流作用在所述电源后所产生的所述电源电压的时间变动波形进行 测定的步骤；从测定出的所述电源电压的时间变动波形中，导出所述电源所输出、以及/或者吸入 的输出电流的波形的步骤。
32.一种电源装置，其带有仿真功能，其特征在于， 所述电源装置具备主电源，其将电源电压提供给被测试设备的电源端子； 控制图形生成部，其生成包含脉冲列的控制图形；补偿电路，其在所述被测试设备执行规定处理期间，根据所述控制图形，将补偿电流间 歇性地注入到所述被测试设备的电源端子，以及/或者将来自所述主电源的电源电流的一 部分作为补偿电流引入到与所述被测试设备不同的通路中， 所述控制图形生成部包括设备电流建模部，其生成预测设备电流波形数据，所述预测设备电流波形数据在所述 被测试设备执行所述规定处理时，以单位脉冲电流的重合形式，对于被预测到流动在所述 被测试设备中的设备电流的波形进行定义；第一脉冲应答波形数据提供部，其用于提供第一脉冲应答波形数据，所述第一脉冲应 答波形数据用于描述在从所述主电源引出所述单位脉冲电流时，对此进行应答而由所述主 电源所输出、以及/或者吸入的输出电流的波形；第二脉冲应答波形数据提供部，其用于提供第二脉冲应答波形数据，所述第二脉冲应 答波形数据用于描述在从仿真对象的电源引出所述单位脉冲电流时，对此进行应答而由所 述仿真对象的电源所输出、以及/或者吸入的输出电流的波形；控制图形运算部，其对于所述预测设备电流波形数据所描述的波形和所述第一脉冲应 答波形数据所描述的波形进行卷积，并且对所述预测设备电流波形数据所描述的波形和所 述第二脉冲应答波形数据所描述的波形进行卷积，根据由两次卷积所得到的两个波形的差 分波形，来生成所述控制图形。
33.根据权利要求32所述的电源装置，其特征在于，所述第一、第二脉冲应答波形数据是分别通过以下步骤而预先取得的在所述被测试设备没有与电源连接的状态下，从所述电源的输出节点引出脉冲电流、 或者将脉冲电流提供给所述电源的输出节点的步骤；对于将所述脉冲电流作用在所述电源后所产生的所述电源电压的时间变动波形进行 测定的步骤；从测定出的所述电源电压的时间变动波形中，导出所述电源输出、以及/或者吸入的 输出电流的波形的步骤。
34.一种仿真方法，其是电源环境的仿真方法，其特征在于， 所述仿真方法具有以下的步骤利用主电源而将电源电压提供给被测试设备的电源端子的步骤； 生成包含脉冲列的控制图形的步骤；在所述被测试设备执行规定处理期间，利用与所述主电源分别设置的补偿电路，并根 据所述控制图形，将补偿电流间歇性地注入到所述被测试设备的电源端子，以及/或者将 补偿电流从所述电源端子引入到与所述被测试设备不同的通路中的步骤， 其中，生成所述控制图形的步骤包括以下的步骤提供预测设备电流波形数据的步骤，所述预测设备电流波形数据在所述被测试设备执 行所述规定处理时，以单位脉冲电流的重合形式，对于被预测到流动在所述被测试设备中 的设备电流的波形进行定义；提供第一脉冲应答波形数据的步骤，所述第一脉冲应答波形数据用于描述在从所述主 电源引出所述单位脉冲电流时，对此进行应答而由所述主电源输出、以及/或者吸入的输 出电流的波形；提供第二脉冲应答波形数据的步骤，所述第二脉冲应答波形数据用于描述在从仿真对 象的电源引出所述单位脉冲电流时，对此进行应答而由所述仿真对象的电源所输出、以及/ 或者吸入的输出电流的波形；根据由两次卷积所得到的两个波形的差分波形来生成所述控制图形的步骤，所述两次 卷积为，对所述预测设备电流波形数据所描述的波形和所述第一脉冲应答波形数据所表述 的波形进行卷积，并且对所述预测设备电流波形数据所描述的波形和所述第二脉冲应答波 形数据所描述的波形进行卷积。
35.根据权利要求34所述的仿真方法，其特征在于，所述第一、第二脉冲应答波形数据分别通过以下的步骤而预先获得 在所述被测试设备没有与电源连接的状态下，从所述电源的输出节点引出脉冲电流、 或者将脉冲电流提供给所述电源的输出节点的步骤；对于将所述脉冲电流作用在所述电源后所产生的所述电源电压的时间变动波形进行 测定的步骤；从测定出的所述电源电压的时间变动波形中，导出所述电源所输出、以及/或者吸入 的输出电流的波形的步骤。
全文摘要
主电源(10)将电源电压(Vdd)提供给DUT(100)的电源端子(102)。控制图形生成部(22)用于生成包含脉冲列的控制图形(CNT)。补偿电路(20)根据控制图形(CNT)，而从与主电源(10)不同的通路向DUT(100)的电源端子(102)中间歇性地注入补偿电流(Icmp)。开关(20b)被设置在电压源(20a)的输出端子和DUT(100)的电源端子(102)之间，并根据控制图形(CNT)而切换为开、关。
文档编号G01R31/28GK102150054SQ20098013555
公开日2011年8月10日 申请日期2009年9月3日 优先权日2008年9月10日
发明者冈安俊幸, 山本和弘, 石田雅裕 申请人:株式会社爱德万测试