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公開番号2025139728
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024038718
出願日2024-03-13
発明の名称測定システム、測定装置および測定方法
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類G01K 7/01 20060101AFI20250919BHJP(測定;試験)
要約【課題】簡便な構成で温度または経路抵抗を測定できる技術を提供する。
【解決手段】測定システム1は、ダイオード方程式にしたがって動作するセンサ素子D1と、センサ素子D1および経路抵抗R_p1を含む経路P1に、大きさの異なる3つ以上の電流を供給する電流源10と、電流源10から3つ以上の電流のそれぞれが経路P1に供給されるときに経路P1の電圧を測定し、経路P1の電圧の3つ以上の測定結果を取得する電圧測定器20と、3つ以上の測定結果に基づいて、センサ素子D1の温度または経路抵抗R_p1を算出する演算装置と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ダイオード方程式にしたがって動作するセンサ素子と、
前記センサ素子および経路抵抗を含む経路に、大きさの異なる３つ以上の電流を供給する電流源と、
前記電流源から前記３つ以上の電流のそれぞれが前記経路に供給されるときに前記経路の電圧を測定し、前記経路の電圧の３つ以上の測定結果を取得する電圧測定器と、
前記３つ以上の測定結果に基づいて、前記センサ素子の温度または前記経路抵抗を算出する演算装置と、を備える、
測定システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記ダイオード方程式は、次の式（１）で表され、
TIFF
2025139728000025.tif
22
170
前記式（１）中において、Ｖ
Ｄ
は前記センサ素子の順方向電圧であり、Ｉは前記センサ素子に流れる電流であり、Ｉｓは前記センサ素子の逆方向飽和電流であり、Ｔは前記センサ素子の温度であり、ｎは前記センサ素子のダイオード係数であり、ｋはボルツマン定数であり、ｑは電気素量であり、
前記式（１）は、電流Ｉ
ｂ
でＩ
ｂ
＞＞Ｉ
Ｓ
の条件下で二次近似すると、次の式（２）で表され、
TIFF
2025139728000026.tif
22
170
前記経路の電圧Ｖ
Ａ
は、前記経路抵抗をＲ
ｐ
として、
Ｖ
Ａ
＝Ｒ
ｐ
Ｉ＋Ｖ
Ｄ
・・・（３）
で表され、
前記演算装置は、前記式（２）および前記式（３）に基づいて、前記温度または前記経路抵抗を算出する、
請求項１に記載の測定システム。
【請求項３】
前記電流源は、基準電流が流れる基準トランジスタと、前記基準トランジスタとカレントミラー対をそれぞれ構成する３つのトランジスタと、を有し、
前記３つのトランジスタは、それぞれ、前記基準電流に応じた同一の電流を生成するように構成される、
請求項１に記載の測定システム。
【請求項４】
前記電流源は、基準電流が流れる基準トランジスタと、前記基準トランジスタとカレントミラー対をそれぞれ構成する２つのトランジスタと、を有し、
前記２つのトランジスタは、それぞれ、前記基準電流に応じた異なる電流を生成するように構成される、
請求項１に記載の測定システム。
【請求項５】
前記センサ素子における異常の有無を検出する検出装置をさらに備え、
前記センサ素子は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、
前記演算装置は、前記３つ以上の測定結果に基づいて前記経路抵抗を算出し、
前記検出装置は、前記演算装置によって算出された経路抵抗および前記電圧測定器が前記経路の電圧を測定した結果に基づいて、前記センサ素子における異常の有無を検出する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の測定システム。
【請求項６】
ダイオード方程式にしたがって動作するセンサ素子および経路抵抗を含む経路に、大きさの異なる３つ以上の電流を供給する電流源と、
前記電流源から前記３つ以上の電流のそれぞれが前記経路に供給されるときに前記経路の電圧を測定し、前記経路の電圧の３つ以上の測定結果を取得する電圧測定器と、
前記３つ以上の測定結果に基づいて、前記センサ素子の温度または前記経路抵抗を算出する演算装置と、を備える、
測定装置。
【請求項７】
前記センサ素子は、被試験デバイスの入力端子または出力端子に接続された保護ダイオードである、
請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の測定装置を用いた測定方法であって、
前記電流源が、ダイオード方程式にしたがって動作するセンサ素子および経路抵抗を含む経路に、大きさの異なる３つ以上の電流を供給することと、
前記電圧測定器が、前記電流源から前記３つ以上の電流のそれぞれが前記経路に供給されるときに前記経路の電圧を測定し、前記経路の電圧の３つ以上の測定結果を取得することと、
前記演算装置が、前記３つ以上の測定結果に基づいて、前記センサ素子の温度または前記経路抵抗を算出することと、を含む、
測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、測定システム、測定装置および測定方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、トランジスタまたはダイオードの電圧電流特性が温度によって変動することを利用して温度を検出する装置が利用されている。たとえば特許文献１には、センストランジスタに定電流を流したときのエミッタ・ベース間の電圧と、そのセンストランジスタに定電流のＮ倍の電流を流したときのエミッタ・ベース間の電圧との差を利用して温度測定を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－１６９９２号公報
【０００４】
［概要］
しかしながら、本発明者らは、以下の課題を認識するに至った。特許文献１に記載の技術では、センストランジスタの周りに配線などによって寄生抵抗が生じ、寄生抵抗が温度測定に影響を与える。このため、特許文献１に記載の技術では、精度良く温度測定を行うことができなかった。
【０００５】
本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、簡便な構成で温度または経路抵抗を測定できる技術を提供することにある。
【０００６】
本開示のある態様は、測定システムである。測定システムは、ダイオード方程式にしたがって動作するセンサ素子と、センサ素子および経路抵抗を含む経路に、大きさの異なる３つ以上の電流を供給する電流源と、電流源から３つ以上の電流のそれぞれが経路に供給されるときに経路の電圧を測定し、経路の電圧の３つ以上の測定結果を取得する電圧測定器と、３つ以上の測定結果に基づいて、センサ素子の温度または経路抵抗を算出する演算装置と、を備える。
【０００７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係る測定システムのブロック図である。
図２は、経路電圧カーブおよびそのフィッティングカーブを示す図である。
図３は、第１実施形態に係る電流源の回路図である。
図４は、比較技術１に係る温度測定装置のブロック図である。
図５は、比較技術２に係る温度測定装置のブロック図である。
図６は、変形例１に係る電流源の回路図である。
図７は、第２実施形態に係る測定システムのブロック図である。
図８は、電圧測定器の測定電圧と光源の温度との関係を示す図である。
図９は、ウエハ試験時における問題点を説明するための図である。
図１０は、第３実施形態に係る測定装置のブロック図である。
【０００９】
［詳細な説明］
（概要）
本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。この概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、すべての実施形態の重要な要素を特定することも、一部またはすべての態様の範囲を線引きすることも意図していない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
【００１０】
一実施形態に係る測定システムは、ダイオード方程式にしたがって動作するセンサ素子と、センサ素子および経路抵抗を含む経路に、大きさの異なる３つ以上の電流を供給する電流源と、電流源から３つ以上の電流のそれぞれが経路に供給されるときに経路の電圧を測定し、経路の電圧の３つ以上の測定結果を取得する電圧測定器と、３つ以上の測定結果に基づいて、センサ素子の温度または経路抵抗を算出する演算装置と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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