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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023084660
(43)【公開日】2023-06-19
(54)【発明の名称】Ａ／Ｄコンバータの試験装置および試験方法
(51)【国際特許分類】
H03M 1/10 20060101AFI20230612BHJP
G01R 31/28 20060101ALI20230612BHJP
【ＦＩ】
H03M1/10 C
G01R31/28 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022158679
(22)【出願日】2022-09-30
(31)【優先権主張番号】P 2021198642
(32)【優先日】2021-12-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100133215
【弁理士】
【氏名又は名称】真家 大樹
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 賢央
【テーマコード（参考）】
2G132
5J022
【Ｆターム（参考）】
2G132AA11
2G132AB02
2G132AD01
2G132AE06
2G132AE23
2G132AG03
2G132AL11
5J022AA01
5J022AC04
(57)【要約】
【課題】改善された正弦波ヒストグラム法を提供する。
【解決手段】Ａ／Ｄコンバータ２０を有する半導体デバイス１０の試験方法において、Ａ／Ｄコンバータ２０に、正弦波のアナログテスト信号Ｓ１を供給する。アナログテスト信号Ｓ１に応答して、Ａ／Ｄコンバータ２０が正弦波の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群Ｓ２を保存する。保存された出力コードの群Ｓ２のヒストグラムを生成し、ヒストグラムにもとづいて、Ａ／Ｄコンバータ２０を評価する。
【選択図】図２
【解決手段】Ａ／Ｄコンバータ２０を有する半導体デバイス１０の試験方法において、Ａ／Ｄコンバータ２０に、正弦波のアナログテスト信号Ｓ１を供給する。アナログテスト信号Ｓ１に応答して、Ａ／Ｄコンバータ２０が正弦波の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群Ｓ２を保存する。保存された出力コードの群Ｓ２のヒストグラムを生成し、ヒストグラムにもとづいて、Ａ／Ｄコンバータ２０を評価する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験装置であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期Ｔを有するアナログテスト信号を供給する波形発生器と、
前記アナログテスト信号に応答して前記Ａ／Ｄコンバータが前記周期Ｔの整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、
前記波形取得部が保存した前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、
を備える、試験装置。
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期Ｔを有するアナログテスト信号を供給する波形発生器と、
前記アナログテスト信号に応答して前記Ａ／Ｄコンバータが前記周期Ｔの整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、
前記波形取得部が保存した前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、
を備える、試験装置。
【請求項2】
前記整数Ｋは素数である、請求項１に記載の試験装置。
【請求項3】
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項１または２に記載の試験装置。
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項１または２に記載の試験装置。
【請求項4】
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項１または２に記載の試験装置。
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項１または２に記載の試験装置。
【請求項5】
前記評価装置は、前記正弦波のオフセットがｑであるとき、ｘ＜ｊ＜ｙを満たすコードｊとその度数Ｐ［ｊ］を利用して、
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
にもとづいて、前記正弦波の振幅ｐを計算する、請求項１または２に記載の試験装置。
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
にもとづいて、前記正弦波の振幅ｐを計算する、請求項１または２に記載の試験装置。
【請求項6】
前記評価装置は、異なる複数のコードｊについて振幅ｐを算出し、複数の振幅ｐを平均する、請求項５に記載の試験装置。
【請求項7】
前記整数Ｋは、前記ヒストグラムの非ゼロの最低度数が１０以上となるように定められる、請求項１または２に記載の試験装置。
【請求項8】
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の３次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
Ａは振幅
ωは角周波数
Ｖｏｆｓはオフセット
で表される、請求項１または２に記載の試験装置。
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
Ａは振幅
ωは角周波数
Ｖｏｆｓはオフセット
で表される、請求項１または２に記載の試験装置。
【請求項9】
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の５次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ＋１／２５×ｓｉｎ５ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
で表される、請求項８に記載の試験装置。
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ＋１／２５×ｓｉｎ５ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
で表される、請求項８に記載の試験装置。
【請求項10】
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験装置であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期的なアナログテスト信号を供給する波形発生器と、
前記アナログテスト信号に応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが前記アナログテスト信号の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、
前記波形取得部が取得した前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、
を備え、
ｉ番目のコードをＣ［ｉ］、その度数をＰ［ｉ］と表すとき、前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、試験装置。
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期的なアナログテスト信号を供給する波形発生器と、
前記アナログテスト信号に応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが前記アナログテスト信号の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、
前記波形取得部が取得した前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、
を備え、
ｉ番目のコードをＣ［ｉ］、その度数をＰ［ｉ］と表すとき、前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、試験装置。
【請求項11】
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項１０に記載の試験装置。
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項１０に記載の試験装置。
【請求項12】
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験方法であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期Ｔを有するアナログテスト信号を供給するステップと、
前記アナログテスト信号に応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが前記周期Ｔの整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存するステップと、
保存された前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価するステップと、
を備える、試験方法。
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期Ｔを有するアナログテスト信号を供給するステップと、
前記アナログテスト信号に応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが前記周期Ｔの整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存するステップと、
保存された前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価するステップと、
を備える、試験方法。
【請求項13】
前記整数Ｋは素数である、請求項１２に記載の試験方法。
【請求項14】
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の３次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
Ａは振幅
ωは角周波数
Ｖｏｆｓはオフセット
で表される、請求項１２または１３に記載の試験方法。
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
Ａは振幅
ωは角周波数
Ｖｏｆｓはオフセット
で表される、請求項１２または１３に記載の試験方法。
【請求項15】
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の５次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ＋１／２５×ｓｉｎ５ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
で表される、請求項１４に記載の試験方法。
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ＋１／２５×ｓｉｎ５ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
で表される、請求項１４に記載の試験方法。
【請求項16】
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項１２または１３に記載の試験方法。
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項１２または１３に記載の試験方法。
【請求項17】
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項１２または１３に記載の試験方法。
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項１２または１３に記載の試験方法。
【請求項18】
前記評価するステップは、前記正弦波のオフセットがｑであるとき、ｘ＜ｊ＜ｙを満たすコードｊとその度数Ｐ［ｊ］を利用して、
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
にもとづいて、前記正弦波の振幅ｐを計算する、請求項１２または１３に記載の試験方法。
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
にもとづいて、前記正弦波の振幅ｐを計算する、請求項１２または１３に記載の試験方法。
【請求項19】
前記評価するステップは、異なる複数のコードｊについて振幅ｐを算出し、複数の振幅ｐを平均する、請求項１８に記載の試験方法。
【請求項20】
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験方法であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期的なアナログテスト信号を供給するステップと、
前記アナログテスト信号に応答して前記Ａ／Ｄコンバータが、前記アナログテスト信号の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存するステップと、
保存された前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価するステップと、
を備え、
コードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、試験方法。
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期的なアナログテスト信号を供給するステップと、
前記アナログテスト信号に応答して前記Ａ／Ｄコンバータが、前記アナログテスト信号の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存するステップと、
保存された前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価するステップと、
を備え、
コードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、試験方法。
【請求項21】
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項２０に記載の試験方法。
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、請求項２０に記載の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Ａ／Ｄコンバータの評価技術に関する。
【背景技術】
【0002】
デジタル信号処理を行うシステムにおけるキーデバイスのひとつとしてＡ／Ｄコンバータがある。Ａ／Ｄコンバータの性能を表す指標として、微分非直線性誤差（ＤＮＬ：Differential Non-Linearity）や積分非直線性誤差（ＩＮＬ：Integral Non-Linearity）が知られている。
【0003】
Ａ／Ｄコンバータあるいはそれを組み込んだチップやシステムは、出荷前に検査する必要がある。一般的には、Ａ／Ｄコンバータの入力に、全コードを横切るスイープ波形を有するアナログテスト信号を入力し、それに対する出力の応答が測定される。ここで、測定に要する時間は、コードの総数とサンプリング時間の積に比例する。
【0004】
Ａ／Ｄコンバータの試験に用いるアナログテスト信号としては、直線状に変化するリニアランプ波形が用いられる。Ａ／Ｄコンバータには、サンプリングレートが非常に遅いものがある。たとえばΔΣ変調器を用いたＡ／Ｄコンバータには、サンプリングレートが数ｓｐｓ（sample per second）程度のものがある。たとえば、サンプリングレートが６．８ｓｐｓ、２４ビットのＡ／Ｄコンバータを全コード試験するためには、６８５時間もの時間が必要となり、現実的ではない。
【0005】
Ａ／Ｄコンバータの評価方法として、正弦波ヒストグラム法が知られている。これは、正弦波のアナログテスト信号をＡ／Ｄコンバータに入力し、それに応答して得られる出力コードの群のヒストグラムにもとづいて、ＤＮＬやＩＮＬを評価するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１１－３０２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本開示のある態様は係る状況においてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、改善された正弦波ヒストグラム法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示のある態様の試験装置は、Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスを試験する。試験装置は、Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期Ｔのアナログテスト信号を供給する波形発生器と、アナログテスト信号に応答してＡ／Ｄコンバータが周期Ｔの整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、波形取得部が保存した出力コードの群のヒストグラムを生成し、ヒストグラムにもとづいて、Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、を備える。
【0009】
本開示の別の態様もまた、Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験装置である。試験装置は、Ａ／Ｄコンバータに、周期的なアナログテスト信号を供給する波形発生器と、アナログテスト信号に応答してＡ／Ｄコンバータがアナログテスト信号の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、波形取得部が保存した出力コードの群のヒストグラムを生成し、ヒストグラムにもとづいて、Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、を備える。あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、ｘとｚの中点を、正弦波のオフセットｑとする。
【0010】
本開示のさらに別の態様は、Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験方法である。試験方法は、Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期Ｔのアナログテスト信号を供給するステップと、アナログテスト信号に応答してＡ／Ｄコンバータがアナログテスト信号の周期Ｔの整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存するステップと、出力コードの群のヒストグラムを生成し、ヒストグラムにもとづいて、Ａ／Ｄコンバータを評価するステップと、を備える。
【0011】
本開示のさらに別の態様も、Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験方法である。試験方法は、Ａ／Ｄコンバータに、周期的なアナログテスト信号を供給するステップと、アナログテスト信号に応答してＡ／Ｄコンバータがアナログテスト信号の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存するステップと、保存された出力コードの群のヒストグラムを生成し、ヒストグラムにもとづいて、Ａ／Ｄコンバータを評価するステップと、を備える。あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとする。評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、ｘとｚの中点を、正弦波のオフセットｑとする。
【0012】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明あるいは本開示の態様として有効である。さらに、この項目（課題を解決するための手段）の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。
【発明の効果】
【0013】
本開示のある態様によれば、改善された正弦波ヒストグラム法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
（実施形態の概要）
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。
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。
【0016】
一実施形態に係る試験装置は、Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスを試験する。試験装置は、Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期Ｔのアナログテスト信号を供給する波形発生器と、アナログテスト信号に応答してＡ／Ｄコンバータが周期Ｔの整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、波形取得部が保存した出力コードの群のヒストグラムを生成し、ヒストグラムにもとづいて、Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、を備える。
【0017】
Ａ／Ｄコンバータの出力コードを、丁度、正弦波の整数周期数Ｋにわたって取り込むことにより、正弦波の周波数を考慮する必要がなくなり、正弦波の累積確率密度の計算式を簡素化できる。
【0018】
一実施形態において、整数Ｋは素数であってもよい。周期数Ｋを素数とすることで、コード間のヒストグラムのばらつきをおおきく低減できる。
【0019】
一実施形態において、あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、ｘとｚの中点を、正弦波のオフセットｑとしてもよい。ヒストグラムの中央付近の度数が最低をとるコードをオフセットとする場合に比べて、正確なオフセットを取得できる。
【0020】
一実施形態において、あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、ｚとｙの中点を、正弦波のオフセットｑとしてもよい。ヒストグラムの中央付近の度数が最低をとるコードをオフセットとする場合に比べて、正確なオフセットを取得できる。
【0021】
一実施形態において、評価装置は、正弦波のオフセットがｑであるとき、ｘ＜ｊ＜ｙを満たすコードｊとその度数Ｐ［ｊ］を利用して、
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
にもとづいて、正弦波の振幅ｐを計算してもよい。これにより、振幅ｐを正確に検出できる。
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
にもとづいて、正弦波の振幅ｐを計算してもよい。これにより、振幅ｐを正確に検出できる。
【0022】
一実施形態において、評価装置は、異なる複数のコードｊについて振幅ｐを算出し、複数の振幅ｐを平均してもよい。
【0023】
一実施形態において、周期数Ｋは、ヒストグラムの非ゼロの最低度数が１０以上となるように定められてもよい。
【0024】
一実施形態に係る試験装置は、Ａ／Ｄコンバータに、周期的なアナログテスト信号を供給する波形発生器と、アナログテスト信号に応答してＡ／Ｄコンバータがアナログテスト信号の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、波形取得部が保存した出力コードの群のヒストグラムを生成し、ヒストグラムにもとづいて、Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、を備える。あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、ｘとｚの中点を、正弦波のオフセットｑとする。
【0025】
一実施形態において、あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、ｚとｙの中点を、正弦波のオフセットｑとしてもよい。
【0026】
（実施形態）
以下、好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施形態は、開示および発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも開示および発明の本質的なものであるとは限らない。
以下、好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施形態は、開示および発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも開示および発明の本質的なものであるとは限らない。
【0027】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0028】
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0029】
図１は、実施の形態に係る試験装置１００のブロック図である。試験装置１００は、半導体デバイス（ＤＵＴ：Device Under Test）１０を試験する。
【0030】
ＤＵＴ１０は、Ａ／Ｄコンバータ２０を備える。ＤＵＴ１０の種類は限定されないが、たとえばセンサ用の出力をデジタル信号に変換するフロントエンド回路であってもよい。センサとしては、熱電対、サーミスタ、ＲＴＤ（測温抵抗体）などが例示される。
【0031】
波形発生器１１０は、Ａ／Ｄコンバータ２０に周期的なアナログテスト信号Ｓ１を供給する。波形発生器１１０は、波形データを保持する波形テーブルと、波形データから読み出したデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータと、Ｄ／Ａコンバータの出力の高周波成分を除去するローパスフィルタを含んでもよい。本実施形態において、アナログテスト信号Ｓ１は正弦波である。
【0032】
波形取得部１２０は、アナログテスト信号Ｓ１に応答してＡ／Ｄコンバータ２０が発生する出力コードの群を、丁度、正弦波の整数Ｋ倍の周期にわたって保存する。
【0033】
Ａ／Ｄコンバータ２０のサンプリングレートがｆｓ、正弦波の周波数がｆ０であるとする。このとき、波形取得部１２０は、Ｎ＝Ｋ×ｆｓ／ｆ０個の出力コードの群（出力コード群という）Ｓ２を保存する。
【0034】
評価装置１３０は、波形取得部１２０が保存した出力コード群Ｓ２のヒストグラムを生成し、ヒストグラムにもとづいて、Ａ／Ｄコンバータ２０を評価する。
【0035】
以上が試験装置１００の構成である。続いてその動作を説明する。図２は、図１の試験装置１００によるＡ／Ｄコンバータ２０の試験を説明する図である。図２には、Ｋ＝４、すなわち正弦波の４周期分の期間Ｔ＝１／ｆ０×４にわたって波形を取り込む場合が示される。サンプリングタイミングごとに、正弦波のアナログテスト信号Ｓ１がサンプリングされ、デジタルのコードに変換される。４周期分のコードが、出力コード群Ｓ２として保存される。
【0036】
図３は、正弦波を示す図である。角周波数ω、振幅Ａ、ＤＣレベル（オフセット）がＶＯＦＳである正弦波を考える。
Ｖ（ｔ）＝Ａｓｉｎωｔ＋ＶＯＦＳ …（１）
Ｖ（ｔ）＝Ａｓｉｎωｔ＋ＶＯＦＳ …（１）
【0037】
上述のように、正弦波の周期の整数倍の期間にわたってアナログテスト信号Ｓ１をサンプリングする場合、角周波数ωを考慮する必要がなくなり、ω＝２πｆにおいて、周波数ｆを正規化して１とすることで、角周波数ωを２πとして扱うことができる。
【0038】
図４は、図３の正弦波の振幅確率密度関数ｐ（Ｖ）を示す図である。振幅確率密度関数ｐ（Ｖ）は、正弦波の任意の値Ｖをとる確率を表す確率を表し、式（２）で表される。
ｐ（Ｖ）＝１／｛π√（Ａ２－（Ｖ－ＶＯＦＳ）２）｝ …（２）
Ｖ＝ＶＯＦＳのときに振幅確率密度ｐ（Ｖ）は最小値ｐＭＩＮ＝１／πＡをとる。
ｐ（Ｖ）＝１／｛π√（Ａ２－（Ｖ－ＶＯＦＳ）２）｝ …（２）
Ｖ＝ＶＯＦＳのときに振幅確率密度ｐ（Ｖ）は最小値ｐＭＩＮ＝１／πＡをとる。
【0039】
Ａ／Ｄコンバータによって、Ｖｉ（ｉ＝０，１，…）をしきい値として正弦波は離散化され、コードに変換される。ヒストグラムは統計的に有意であるとき、振幅確率密度ｐ（Ｖ）を離散化して、サンプル数Ｎを乗算したものに漸近し、式（３）で表される。Ｐ［ｉ］は、Ｖｉに対応するコードｉの度数を表す。
Ｐ［ｉ］＝Ｎ×／｛π√（Ａ２－（Ｖｉ－ＶＯＦＳ）２）｝ …（３）
Ｐ［ｉ］＝Ｎ×／｛π√（Ａ２－（Ｖｉ－ＶＯＦＳ）２）｝ …（３）
【0040】
図５は、正弦波とヒストグラムの関係を示す図である。ヒストグラムを統計的に有意なものとするために、最小度数ＰＭＩＮが所定値Ｂより大きくなるように、サンプルデータ数Ｎを定めてもよい。
ＰＭＩＮ＝Ｎ×ｐＭＩＮ＝Ｎ／πＡ＞Ｂ
たとえばＢ＝１０程度に定めるとよい。
ＰＭＩＮ＝Ｎ×ｐＭＩＮ＝Ｎ／πＡ＞Ｂ
たとえばＢ＝１０程度に定めるとよい。
【0041】
正規化するために、２Ａ＝１とすると、ｐＭＩＮ＝２／πとなる。Ａ／Ｄコンバータ２０のビット数をｍとするとき、ヒストグラムの中心部の理論度数はＮ／２ｍ×２／πとなるから、
Ｎ／２ｍ×２／π≧Ｂ
を満たせばよい。ｍ＝１６ビットのＡ／Ｄコンバータ２０を想定すると、
Ｎ／２１６×２／π≧Ｂ
となるから、サンプルデータ数Ｎは、
Ｎ≧２１６×π／２×Ｂ
である。Ｂ＝１０とすれば、
Ｎ≧１０２９４３８
を得る。
Ｎ／２ｍ×２／π≧Ｂ
を満たせばよい。ｍ＝１６ビットのＡ／Ｄコンバータ２０を想定すると、
Ｎ／２１６×２／π≧Ｂ
となるから、サンプルデータ数Ｎは、
Ｎ≧２１６×π／２×Ｂ
である。Ｂ＝１０とすれば、
Ｎ≧１０２９４３８
を得る。
【0042】
サンプルデータ数Ｎは、２のべき乗である方が都合がよい。そこでπ×Ｂ＝３２と定めると、
Ｎ≧２ｍ×３２／２＝２（ｍ＋４）
を満たせばよい。Ｌ≧４として、
Ｎ＝２（ｍ＋Ｌ）
とすれば、サンプルデータ数Ｎを２のべき乗とし、かつ最低度数ＰＭＩＮを１０より大きくできる。Ｌ＝４としたときのサンプルデータ数Ｎは、
Ｎ＝１０４８５７６
となる。Ａ／Ｄコンバータ２０のサンプリングレートが１Ｍｓｐｓであるとき、テストタイムＴは、Ｔ＝１０４８５７６／１Ｍｓｐｓ＝１．０４８５７６秒で約１秒であり、十分に実用的である。
Ｎ≧２ｍ×３２／２＝２（ｍ＋４）
を満たせばよい。Ｌ≧４として、
Ｎ＝２（ｍ＋Ｌ）
とすれば、サンプルデータ数Ｎを２のべき乗とし、かつ最低度数ＰＭＩＮを１０より大きくできる。Ｌ＝４としたときのサンプルデータ数Ｎは、
Ｎ＝１０４８５７６
となる。Ａ／Ｄコンバータ２０のサンプリングレートが１Ｍｓｐｓであるとき、テストタイムＴは、Ｔ＝１０４８５７６／１Ｍｓｐｓ＝１．０４８５７６秒で約１秒であり、十分に実用的である。
【0043】
上述のように、Ａ／Ｄコンバータ２０がＮ個のコードを生成する間に、正弦波が、丁度整数Ｋ周期分、含まれている必要がある。たとえばアナログテスト信号Ｓ１の周波数ｆ０を１ｋＨｚの近傍とする場合を考える。テストタイムＴと周波数ｆ０の間には、
Ｔ＝Ｋ／ｆ０
の関係が成り立てばよい。
Ｔ＝Ｋ／ｆ０
の関係が成り立てばよい。
【0044】
Ｔ＝１．０４８５７６、Ｋ＝１０５０とすれば、
ｆ＝Ｋ／Ｔ＝１００１．３５８０３２２２６５６Ｈｚ
とすればよい。
ｆ＝Ｋ／Ｔ＝１００１．３５８０３２２２６５６Ｈｚ
とすればよい。
【0045】
図６は、ヒストグラム、ＤＮＬ、ＩＮＬのシミュレーション結果を示す図である。ヒストグラムからＤＮＬ、ＩＮＬの計算は、公知技術を用いればよい。たとえば、ヒストグラムから、コード０からコードｊまでの累積確率密度ＰＩｊを計算し、累積確率密度ＰＩｊからＤＮＬおよびＩＮＬを計算することができる。
【0046】
理想的には、正弦波のアナログテスト信号は、試験対象のＡ／Ｄコンバータ２０のフルスケールの範囲を変化することが望ましい。しかしながら、現実的には、Ａ／Ｄコンバータ２０のオフセット、アナログテスト信号Ｓ１の中心レベルＶＯＦＳのばらつき、アナログテスト信号Ｓ１の振幅Ａのばらつきによって、アナログテスト信号Ｓ１の範囲は、Ａ／Ｄコンバータ２０のフルスケールと必ずしも一致しない。
【0047】
図７は、Ａ／ＤコンバータのフルスケールＦＳとアナログテスト信号Ｓ１の電圧レベルの関係を示す図である。図７の上段は、理想条件で得られるヒストグラムを示しており、図７の下段は、非理想条件、具体的にはアナログテスト信号Ｓ１が、Ａ／ＤコンバータのフルスケールＦＳをオーバーしているときのヒストグラムを示している。アナログテスト信号Ｓ１がフルスケールＦＳと不一致であると、振幅確率密度分布が、正弦波のそれからずれるため、ヒストグラムに非対称性が表れる。
【0048】
非理想条件において、正弦波のオフセットおよび振幅を計算する手法を説明する。
【0049】
図８は、非理想条件において得られるヒストグラムを示す図である。一番上は、測定で得られたヒストグラムを示す。あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表す。１６ビットのＡ／Ｄコンバータの場合、コードは１６進数で０ｘ００００～０ｘＦＦＦＦ、１０進数で０～６５５３５をとる。
【0050】
評価装置１３０は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得する。図８の例では、最小コードｘは０であり、最大コードｙは６５５３５である。
【0051】
最小コードｘの度数Ｐ［０］と最大コードｙの度数Ｐ［６５５３５］には、Ｐ［０］＞Ｐ［６５５３５］の関係が成り立っている。
【0052】
評価装置１３０は、ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値Σｊ＝ｚ：ｙＰ［ｊ］がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出する。
Σｊ＝ｚ：ｙＰ［ｊ］≒Ｐ［０］
Σｊ＝ｚ：ｙＰ［ｊ］≒Ｐ［０］
【0053】
そして、ｘとｚの中点を、正弦波のオフセット（ＤＣレベル）ｑとする。
ｑ＝（ｘ＋ｚ）／２
ｑ＝（ｘ＋ｚ）／２
【0054】
反対に、Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であった場合には、ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値Σｊ＝ｘ：ｚＰ［ｊ］が、Ｐ［ｙ］に最も近いコードｚを検出する。そして、ｚとｙの中点を、正弦波のオフセットｑとする。
ｑ＝（ｘ＋ｙ）／２
ｑ＝（ｘ＋ｙ）／２
【0055】
続いて正弦波の振幅ｐの算出について説明する。評価装置１３０は、このようにして得られたオフセットｑを利用して、以下の式を利用して、正弦波の振幅ｐを算出する。
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
ｊは、ヒストグラムにおける任意のコードを選ぶことができる。たとえば、ｊ＝ｘとしてもよいし、ｙとしてもよい。
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
ｊは、ヒストグラムにおける任意のコードを選ぶことができる。たとえば、ｊ＝ｘとしてもよいし、ｙとしてもよい。
【0056】
好ましくは、評価装置１３０は、異なる複数のコードｊについて、振幅ｐを算出し、複数のコードｊについて得られた複数の振幅ｑの平均値をとってもよい。たとえばｊ＝ｘ（＝０）と、ｊ＝ｙ（＝６５５３５）の２点について、振幅ｐｘ、ｐｙ計算し、それらの平均を振幅ｐとしてもよい。
【0057】
検証のために、振幅ｐ＝３２７９０、オフセットｑ＝３２７５７の正弦波を考える。この正弦波は、－３３～６６５４７の範囲で変化する。Ｎ＝１０４８５７６であるとき、Ｐ［０］＝１５０９０、Ｐ［６５５３４］＝９２１８となる。このときのｚは、６５５１３となる。したがって、ｘとｚの中点は、６５５１３／２＝３２７５６．５となり、初めに定めたオフセットｑ＝３２７５７と実質的に一致する。
【0058】
またｊ＝１について計算される振幅ｐの推定値ｐ＾は、３２７８９．３７であり、ｊ＝６５５３４について計算される振幅ｐの推定値ｐ＾は、３２７９０．６１である。２つの振幅の推定値ｐ＾の平均値は、ｐ’＝３２７８９．９９であり、これも初めに定めた振幅ｐ＝３２７９０と実質的に一致する。
【0059】
このように、本実施形態によれば、非理想条件で試験した場合においても、ヒストグラムにもとづいて、正弦波のオフセットｑおよび振幅ｑを正確に検出できる。
【0060】
図８の例では、正弦波が、フルスケールの最低値０と最大値６５５３５の両方をオーバーしているが、それに限定されず、片側だけオーバーしていてもよい。図９は、別の非理想条件において得られるヒストグラムを示す図である。この例でも、最小コードｘ（＝０）の度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙ（＝６５５３５）の度数Ｐ［ｙ］が取得される。Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］である場合、ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値Σｊ＝ｘ：ｚＰ［ｊ］がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出する。そして、ｚとｙの中点を、正弦波のオフセットｑとする。
【0061】
上述のように、Ａ／Ｄコンバータ２０の出力コードを保存する測定期間は、正弦波の整数周期数Ｋにわたる時間とした。本発明者は、この周期数Ｋとして素数を選ぶと、測定精度が大きく改善されることを認識した。
【0062】
図１０は、周期数Ｋを１０５０、１０４９としたときに得られるヒストグラムを示す図である。整数Ｋを非素数の１０５０とする場合、コード間の度数のばらつきは４であるのに対して、素数の１０４９とすることで、コード間の度数のばらつきは２となる。コード間の度数のばらつきは、ＤＮＬ、ＩＮＬの精度に大きく影響する。
【0063】
図１１は、周期数Ｋを１０４９，１０５０としたときの、理論上のＤＮＬおよびＩＮＬを示す図である。２つの比較から、素数１０４９を選んだときの方が、理論上のＩＮＬ、ＤＮＬが小さくなる。つまり、実際のＡ／Ｄコンバータを測定したときの、ＤＮＬ，ＩＮＬの測定精度を改善することができる。
【0064】
図１２は、周期数Ｋを１０５１，１０５２としたときの、理論上のＤＮＬおよびＩＮＬを示す図である。２つの比較から、素数１０５１を選んだときの方が、理論上のＩＮＬ、ＤＮＬが小さくなる。つまり、実際のＡ／Ｄコンバータを測定したときの、ＤＮＬ，ＩＮＬの測定精度を改善することができる。
【0065】
なお、図８を参照して説明した正弦波のオフセットｑおよび振幅ｐの推定手法は、アナログテスト信号として、任意の周期信号を用いた場合にも適用できる。
【0066】
（アナログテスト信号の修正）
実施形態では、アナログテスト信号として、図３に示す単一周波数（モノトーン）の正弦波を用いた。正弦波の波形は、ＤＣレベルＶＯＦＳの近傍でもっとも傾きが急峻となるため、図４に示す振幅確率密度関数ｐ（Ｖ）は、ＤＣレベルＶＯＦＳにおいて最小値Ｐｍｉｎをとる。この最小値Ｐｍｉｎが大きいほど、精度が高くなり、あるいは同じ測定精度を実現するために必要な、試験時間を短縮でき、そのためには、アナログテスト信号Ｓ１のＤＣレベル付近での傾きを小さくすればよい。
実施形態では、アナログテスト信号として、図３に示す単一周波数（モノトーン）の正弦波を用いた。正弦波の波形は、ＤＣレベルＶＯＦＳの近傍でもっとも傾きが急峻となるため、図４に示す振幅確率密度関数ｐ（Ｖ）は、ＤＣレベルＶＯＦＳにおいて最小値Ｐｍｉｎをとる。この最小値Ｐｍｉｎが大きいほど、精度が高くなり、あるいは同じ測定精度を実現するために必要な、試験時間を短縮でき、そのためには、アナログテスト信号Ｓ１のＤＣレベル付近での傾きを小さくすればよい。
【0067】
修正されたアナログテスト信号は、奇数次の高調波を含み、三角波に近い波形を有する。具体的には、１次と３次の高調波を含むアナログテスト信号Ｖ’（ｔ）は、式（４）で表される。
Ｖ’（ｔ）＝Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９ｓｉｎ３ωｔ）＋ＶＯＦＳ …（４）
Ｖ’（ｔ）＝Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９ｓｉｎ３ωｔ）＋ＶＯＦＳ …（４）
【0068】
１次、３次、５次の高調波を含むアナログテスト信号Ｖ’’（ｔ）は、式（５）で表される。
Ｖ’’（ｔ）＝Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９ｓｉｎ３ωｔ＋１／２５ｓｉｎ５ωｔ）＋ＶＯＦＳ …（５）
Ｖ’’（ｔ）＝Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９ｓｉｎ３ωｔ＋１／２５ｓｉｎ５ωｔ）＋ＶＯＦＳ …（５）
【0069】
図１３は、基本波のみを含むアナログテスト信号Ｖ（ｔ）、基本波および３次高調波を含むアナログテスト信号Ｖ’（ｔ）、基本波、３次高調波および５次高調波を含むアナログテスト信号Ｖ（ｔ）’’の波形図である。
【0070】
図１４は、アナログテスト信号Ｖ（ｔ），Ｖ’（ｔ），Ｖ’’（ｔ）に対応するヒストグラムである。アナログテスト信号の周波数は、１０００．４０４３５７９１０１５Ｈｚであり、Ｋ＝１０４９とし、１秒間にわたり得られた１０４８５７６ポイントを、ヒストグラムで表している。
【0071】
アナログテスト信号Ｖ（ｔ）のとき、ヒストグラムのコード３２７６４に対する最小頻度は、１０であるのに対して、アナログテスト信号Ｖ’（ｔ）およびＶ’’（ｔ）では、最小頻度は１２に増えている。このことは、測定精度を２０％改善できることを意味している。
【0072】
また、図１４の結果は、同じ測定精度を得るための試験時間を２０％短縮できることを示唆している。
【0073】
図１５は、アナログテスト信号Ｖ（ｔ），Ｖ’（ｔ），Ｖ’’（ｔ）に対応するヒストグラムである。アナログテスト信号の周波数は、１０００．１６６８９３１６４５３Ｈｚであり、Ｋ＝８３９とし、０．８秒間にわたり得られた８３８８６０ポイントを、ヒストグラムで表している。
【0074】
図１４に比べて、ポイント数が２０％減っているため、アナログテスト信号Ｖ（ｔ）のヒストグラムのコード３２７６４に対する最小頻度は１０から８へと減っている。この例では、アナログテスト信号Ｖ’（ｔ）のヒストグラ
ムのコード３２７６４に対する最小頻度も８に減っており、Ｖ（ｔ）に比べて優位性はない。一方、５次高調波まで含むＶ’’（ｔ）では、最小頻度は１０であり、測定時間１秒で正弦波Ｖ（ｔ）を用いた場合と同じ最小頻度が得られている。つまり、同じ測定精度を得るための試験時間を２０％短縮できることが確認された。
ムのコード３２７６４に対する最小頻度も８に減っており、Ｖ（ｔ）に比べて優位性はない。一方、５次高調波まで含むＶ’’（ｔ）では、最小頻度は１０であり、測定時間１秒で正弦波Ｖ（ｔ）を用いた場合と同じ最小頻度が得られている。つまり、同じ測定精度を得るための試験時間を２０％短縮できることが確認された。
【0075】
図１６は、アナログテスト信号Ｖ’’（ｔ）を生成する波形発生器１１０Ａのブロック図である。波形発生器１１０Ａは、デジタル波形発生器２００、Ｄ／Ａコンバータ２３０、ローパスフィルタ２４０、アナログ加算器２５０を備える。
【0076】
デジタル波形発生器２００は、たとえばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）で構成することができる。サイン変調器２０２＿１～２０２＿３は、入力ａに対する正弦Ｓｉｎ（ａ）を出力する。サイン変調器１２２＿１には、時間ωｔに対応するデジタル値が入力され、したがって、ｓｉｎ（ωｔ）を出力する。乗算器２０４は、時間ωｔに対応するデジタル値を３倍し、サイン変調器１２２＿２に入力する。サイン変調器１２２＿２は、ｓｉｎ（３ωｔ）を出力する。乗算器２０６は、時間ωｔに対応するデジタル値を５倍し、サイン変調器１２２＿３に入力する。サイン変調器１２２＿３は、ｓｉｎ（５ωｔ）を出力する。
【0077】
乗算器２０８は、サイン変調器１２２＿２の出力であるｓｉｎ（３ωｔ）に、係数－１／９を乗算する。乗算器２１０は、サイン変調器１２２＿３の出力であるｓｉｎ（５ωｔ）に、係数１／２５を乗算する。加算器２１２は、サイン変調器２０２＿１の出力ｓｉｎ（ωｔ）、乗算器２０８の出力－１／９・ｓｉｎ（３ωｔ）、乗算器２１０の出力１／２５・ｓｉｎ（５ωｔ）を加算する。乗算器２１４は、加算器２１２の出力に、振幅に対応する係数Ａを乗算する。
【0078】
Ｄ／Ａコンバータ２３０は、デジタル波形発生器２００の出力をアナログ電圧に変換する。ローパスフィルタ２４０は、アナログ電圧の出力の高周波成分を除去する。ローパスフィルタ２４０のカットオフ周波数は、５ωよりも高く定められる。アナログ加算器２５０は、ローパスフィルタ２４０の出力信号に、オフセット電圧Ｖｏｆｓを加算する。
【0079】
実施の形態は、本開示の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【0080】
（付記）
本明細書には以下の技術が開示される。
本明細書には以下の技術が開示される。
【0081】
（項目１）
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験装置であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期Ｔを有するアナログテスト信号を供給する波形発生器と、
前記アナログテスト信号に応答して前記Ａ／Ｄコンバータが前記周期Ｔの整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、
前記波形取得部が保存した前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、
を備える、試験装置。
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験装置であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期Ｔを有するアナログテスト信号を供給する波形発生器と、
前記アナログテスト信号に応答して前記Ａ／Ｄコンバータが前記周期Ｔの整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、
前記波形取得部が保存した前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、
を備える、試験装置。
【0082】
（項目２）
前記整数Ｋは素数である、項目１に記載の試験装置。
前記整数Ｋは素数である、項目１に記載の試験装置。
【0083】
（項目３）
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目１または２に記載の試験装置。
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目１または２に記載の試験装置。
【0084】
（項目４）
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目１または２に記載の試験装置。
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目１または２に記載の試験装置。
【0085】
（項目５）
前記評価装置は、前記正弦波のオフセットがｑであるとき、ｘ＜ｊ＜ｙを満たすコードｊとその度数Ｐ［ｊ］を利用して、
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
にもとづいて、前記正弦波の振幅ｐを計算する、項目１または２に記載の試験装置。
前記評価装置は、前記正弦波のオフセットがｑであるとき、ｘ＜ｊ＜ｙを満たすコードｊとその度数Ｐ［ｊ］を利用して、
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
にもとづいて、前記正弦波の振幅ｐを計算する、項目１または２に記載の試験装置。
【0086】
（項目６）
前記評価装置は、異なる複数のコードｊについて振幅ｐを算出し、複数の振幅ｐを平均する、項目５に記載の試験装置。
前記評価装置は、異なる複数のコードｊについて振幅ｐを算出し、複数の振幅ｐを平均する、項目５に記載の試験装置。
【0087】
（項目７）
前記整数Ｋは、前記ヒストグラムの非ゼロの最低度数が１０以上となるように定められる、項目１または２に記載の試験装置。
前記整数Ｋは、前記ヒストグラムの非ゼロの最低度数が１０以上となるように定められる、項目１または２に記載の試験装置。
【0088】
（項目８）
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の３次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
Ａは振幅
ωは角周波数
Ｖｏｆｓはオフセット
で表される、項目１または２に記載の試験装置。
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の３次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
Ａは振幅
ωは角周波数
Ｖｏｆｓはオフセット
で表される、項目１または２に記載の試験装置。
【0089】
（項目９）
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の５次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ＋１／２５×ｓｉｎ５ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
で表される、項目８に記載の試験装置。
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の５次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ＋１／２５×ｓｉｎ５ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
で表される、項目８に記載の試験装置。
【0090】
（項目１０）
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験装置であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期的なアナログテスト信号を供給する波形発生器と、
前記アナログテスト信号に応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが前記アナログテスト信号の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、
前記波形取得部が取得した前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、
を備え、
ｉ番目のコードをＣ［ｉ］、その度数をＰ［ｉ］と表すとき、前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、試験装置。
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験装置であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期的なアナログテスト信号を供給する波形発生器と、
前記アナログテスト信号に応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが前記アナログテスト信号の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存する波形取得部と、
前記波形取得部が取得した前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価する評価装置と、
を備え、
ｉ番目のコードをＣ［ｉ］、その度数をＰ［ｉ］と表すとき、前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、試験装置。
【0091】
（項目１１）
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目１０に記載の試験装置。
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価装置は、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目１０に記載の試験装置。
【0092】
（項目１２）
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験方法であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期Ｔを有するアナログテスト信号を供給するステップと、
前記アナログテスト信号に応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが前記周期Ｔの整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存するステップと、
保存された前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価するステップと、
を備える、試験方法。
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験方法であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期Ｔを有するアナログテスト信号を供給するステップと、
前記アナログテスト信号に応答して、前記Ａ／Ｄコンバータが前記周期Ｔの整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存するステップと、
保存された前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価するステップと、
を備える、試験方法。
【0093】
（項目１３）
前記整数Ｋは素数である、項目１２に記載の試験方法。
前記整数Ｋは素数である、項目１２に記載の試験方法。
【0094】
（項目１４）
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の３次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
Ａは振幅
ωは角周波数
Ｖｏｆｓはオフセット
で表される、項目１２または１３に記載の試験方法。
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の３次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
Ａは振幅
ωは角周波数
Ｖｏｆｓはオフセット
で表される、項目１２または１３に記載の試験方法。
【0095】
（項目１５）
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の５次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ＋１／２５×ｓｉｎ５ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
で表される、項目１４に記載の試験方法。
前記アナログテスト信号は、前記正弦波の５次高調波をさらに含み、
Ａ（ｓｉｎωｔ－１／９×ｓｉｎ３ωｔ＋１／２５×ｓｉｎ５ωｔ）＋Ｖｏｆｓ
で表される、項目１４に記載の試験方法。
【0096】
（項目１６）
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目１２または１３に記載の試験方法。
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目１２または１３に記載の試験方法。
【0097】
（項目１７）
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目１２または１３に記載の試験方法。
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目１２または１３に記載の試験方法。
【0098】
（項目１８）
前記評価するステップは、前記正弦波のオフセットがｑであるとき、ｘ＜ｊ＜ｙを満たすコードｊとその度数Ｐ［ｊ］を利用して、
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
にもとづいて、前記正弦波の振幅ｐを計算する、項目１２または１３に記載の試験方法。
前記評価するステップは、前記正弦波のオフセットがｑであるとき、ｘ＜ｊ＜ｙを満たすコードｊとその度数Ｐ［ｊ］を利用して、
ｐ＝√｛（Ｎ／π・Ｐ［ｊ］）２＋（ｊ－ｑ）２｝
にもとづいて、前記正弦波の振幅ｐを計算する、項目１２または１３に記載の試験方法。
【0099】
（項目１９）
前記評価するステップは、異なる複数のコードｊについて振幅ｐを算出し、複数の振幅ｐを平均する、項目１８に記載の試験方法。
前記評価するステップは、異なる複数のコードｊについて振幅ｐを算出し、複数の振幅ｐを平均する、項目１８に記載の試験方法。
【0100】
（項目２０）
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験方法であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期的なアナログテスト信号を供給するステップと、
前記アナログテスト信号に応答して前記Ａ／Ｄコンバータが、前記アナログテスト信号の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存するステップと、
保存された前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価するステップと、
を備え、
コードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、試験方法。
Ａ／Ｄコンバータを有する半導体デバイスの試験方法であって、
前記Ａ／Ｄコンバータに、正弦波を含む周期的なアナログテスト信号を供給するステップと、
前記アナログテスト信号に応答して前記Ａ／Ｄコンバータが、前記アナログテスト信号の周期の整数Ｋ倍の期間にわたって発生した出力コードの群を保存するステップと、
保存された前記出力コードの群のヒストグラムを生成し、前記ヒストグラムにもとづいて、前記Ａ／Ｄコンバータを評価するステップと、
を備え、
コードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＞Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｚ～ｙの積算値がＰ［ｘ］に最も近いコードｚを検出し、
ｘとｚの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、試験方法。
【0101】
（項目２１）
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目２０に記載の試験方法。
あるコードｉの度数をＰ［ｉ］と表すとき、
前記評価するステップは、最小コードｘの度数Ｐ［ｘ］と、最大コードｙの度数Ｐ［ｙ］を取得し、
Ｐ［ｘ］＜Ｐ［ｙ］であるとき、前記ヒストグラムの区間ｘ～ｚの積算値がＰ［ｙ］に最も近いコードｚを検出し、
ｚとｙの中点を、前記正弦波のオフセットｑとする、項目２０に記載の試験方法。
【符号の説明】
【0102】
２０ Ａ／Ｄコンバータ
１００ 試験装置
１１０ 波形発生器
１２０ 波形取得部
１３０ 評価装置
Ｓ１ アナログテスト信号
Ｓ２ 出力コード群
１００ 試験装置
１１０ 波形発生器
１２０ 波形取得部
１３０ 評価装置
Ｓ１ アナログテスト信号
Ｓ２ 出力コード群
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】