(80E80)Digital serial

analyzer (DSA8200)

MSL-test fixture

３７

きる。図より得られるインダクタンス値は52.9 Hとなった。インダクタンスの 計算値が公称値47 Hよりも大きくなったているが，その原因はMSLに入力さ れるステップ電圧が理想的なステップ応答ではなく立ち上がり時間を持ってい るためである。式(3.47)は図3.27に示したインダクタンスの反射波形のように反 射が生じた点で理想的に波形が立ち上がった場合を想定している。これに対し て図4.3に示したように実際のTDR 測定波形では，インダクタンスの反射波形 の立ち上がりがピークに達するまでには時間遅れが生じている。そこで，TDR 測定では反射波の電圧波形，E_r(t)，に加えて，測定対象の代わりに終端を短絡し て測定した反射波の電圧波形，Eshort(t)，をあらかじめ測定することでこの測定誤

(a) 測定基板

(b) 等価回路

図4.2 47 Hのチップインダクタを50 のMSL冶具の終端に接続した

場合の測定装置と等価回路

Chip inductor (47 nH ) Source

terminated in 50 

Test fixture (50 )

Point A 50 

e

_i

e

_ar

E

_i

Z

₀

L ： 47H

３８

図4.3 47 Hのチップインダクタを測定対象とした場合の測定結果

Start time of the integral = 0 s Voltage

waveform in observe point,

V

_i

[V]

Reflected waveform,

e

_r

[V]

Time [s] 2 s

0 0.2 0.1 0.3 0.4

0 0.2 0.1

-0.1 -0.2

20 0 40 60 0.5

Integral of e

_r

scaled by

_2𝐸^𝑍0

𝑖

, [H]

52.9 [H]

３９

(a) 測定基板

(b) 等価回路

図4.4 50 のMSL冶具を短絡終端した場合の測定装置と等価回路

図4.5 50 のMSL冶具の終端をインダクタンスL，および短絡終端した場合 の電圧測定波形

Short termination Source

terminated in 50 

Test fixture (50 )

Point A 50 

e

_i

e

_ar

E

_i

Z

₀

0 -end

Voltage waveform in observe point,

V

_i

[V]

Time [s] 2 s

0.2 0.1 0.3 0.4 0.5

0.0

DUT’s reflection Inductance

Short-termination’s reflection

４０

差を補正する[97][98]。また E_r(t) と E_short(t)を用いてインダクタンス値を計算す る式は次式のようにEr(t)とEshort(t)の差で与えられる。

 )



^{ }

 0 E (t) E (t)dt

L _{r short}

(4.1)

図4.5にEr(t)とEshort(t)の電圧波形を示す。式(4.1)を用いた場合のインダクタンス

値の計算結果は49.2 Hとなり，式(3.47)を用いた場合のインダクタンス値52.9

Hよりもチップインダクタの公称値の47 Hに近い値が得られている。

４．３．２ 半導体素子のインダクタンス成分の測定１

図4.6にファースト・リカバリ・ダイオード（FRD ：FFPF30U60S, Fairchild

Semiconductor products) を測定対象とした場合の測定装置と等価回路を示す。50

のMSL冶具の終端にFRDのアノード端子を接続し，カソード端子はMSL冶 具の裏面のグランド面に接続している。等価回路に示したようにOFF状態の半 導体素子内部の寄生インピーダンス成分は主として直列に接続されたインダク タンスとキャパシタンスで表すことができる[75]。図4.7にTDR測定波形を示す。

図4.7(a)は横軸レンジを10 ns/divに設定している。図より2 ns付近に直列イン

ダクタンスの反射波形が観測できる。インダクタンス反射の後から30 nsまで直 列キャパシタンスの反射が続いている。図4.7 (b)は横軸レンジを1 ns/divに設定 した場合の反射波形である。図より2ns付近までの時間内ではインダクタンス成 分の反射が支配的であることが分かる。アノード，カソード間に電圧が印加さ れていない状態では FRD の直列キャパシタンスの値が数百 pF と比較的大きな 値であるため，0.25 V のステップ電圧が印加された初期の段階では直列キャパ シタンスCsのインピーダンスが0 に近い状態であると考えることができる。

よって0.25 Vのステップ電圧が印加された初期（今回の測定では3ns付近まで）

では測定対象の等価回路は図4.8のように直列インダクタンスLのみで表すこと ができる。図4.7(b)の波形より式(4.1)を用いて1.5 nsから2.07 nsまでの期間の積 分を行うことでFRDの直列寄生インダクタンスの値は5.98 nHと測定される。

４１ (a)測定基板

(b)等価回路

図4.6 50 のMSL冶具の終端にFRDを接続した場合の測定基板と等価回路

SBD

ドキュメント内 橋野 哲 (ページ 40-45)