具有高速开关功能的小型光继电器

有助于缩短半导体测试设备的产品测试时间
Small photorelay with high-speed switching

东芝电子元件及存储装置株式会社(简称“东芝”)现已推出适用于半导体测试设备的低压光继电器“TLP3450S”。
半导体测试设备(ATE:自动测试设备)通过向系统LSI或半导体存储器等被测器件(DUT)的指定引脚施加电压/电流,验证DUT是否正常工作。一些光继电器(MOSFET输出)作为一种固态继电器,用于切换指定引脚的回路。
ATE必须具有高吞吐量,以便同时测量具有大量引脚的多个DUT。因此,其必须具备高速开关功能,以减少开关动作造成的测试时间损失。同时,为满足该需求,还必须研制微型光继电器,从而在有限的电路板空间内实现大量贴装目的。
此外,由于其尺寸小、工作温度高,因此除了ATE应用外,它还是一种可广泛应用于可编程逻辑控制器(PLC)和其它工业设备的半导体开关。

新产品TLP3450S采用小型封装S-VSON4T。我们还改善了红外线LED的光输出性能,并优化光电检测器器件(光电二极管阵列)的设计。因此,新产品的开关时间(导通时间)为80 μs(最大值),仅为现有产品TLP3450的40%。另外,TLP3450S的输出电容更小、导通电阻更低。当输出关断时,输出电容会影响高频信号泄漏;而当输出导通时,导通电阻会影响信号衰减。对于可非常精确且快速地测量DUT的半导体测试设备,TLP3450S适用于这类设备的引脚电子。

图1:半导体测试设备(ATE)全视图
图1:半导体测试设备(ATE)全视图

产品特点

  1. 快速导通时间
  2. 输出电容小
  3. 小型封装S-VSON4T,适合高密度贴装

1.快速导通时间

图2:ATE系统中的DUT测量方框图
图2:ATE系统中的DUT测量方框图

在实际应用中,ATE必须在有限的时间内测量带有许多端子的很多DUT。如果光继电器本身的开关时间很慢,DUT测试时间就会更长。本产品的导通时间为80 μs(最大值),仅为现有产品TLP3450的40%。这对系统的整体吞吐量很有帮助。

2.输出电容小

图3:C<sub>OFF</sub>导致的信号泄漏
图3:COFF导致的信号泄漏

MOSFET的断态输出引脚之间的电容称为输出电容,用COFF表示。当除直流电流外的信号(如脉冲)受控时,且光继电器处于断态的情况下,信号会通过该电容发生泄漏。特别是在ATE中,必须非常精确地测量DUT,但如果COFF较大,这种方法不太可行,因为容易产生泄漏电流。现有产品TLP3450的COFF为0.8 pF(典型值),而本产品达到了0.6 pF(典型值),可以进一步抑制断态情况下的信号泄漏。

3.小型封装S-VSON4T,适合高密度贴装

图4:测试头详情
图4:测试头详情

测试头分为两大类:器件电源(DPS)类和引脚电子(PE)类。ATE使用继电器来切换电源和信号,从而同时测量多个DUT。虽然测试设备高速处理等技术创新并不常见,但对于必须满足低成本和高可靠性要求的半导体测试设备而言,高密度测试板必不可少。现有的机械式继电器无法满足这些要求,半导体继电器(光继电器)可取代它们,从而可在有限的电路板空间内贴装许多光继电器。新型TLP3450S产品采用小型封装S-VSON4T(1.45 mm×2.0 mm(典型值),t=1.4 mm(最大值)),有助于提高贴装密度。与现有产品TLP3450相比,其封装区域大约减小了18%。

应用设备

PLC模拟接口的应用
PLC模拟接口的应用
  • 半导体测试设备(高速存储器测试设备、高速逻辑测试设备等)
  • 探针卡
  • 各种测量仪器
  • 工业设备

*其还适用于具有多个接口的小型框架应用,例如可编程逻辑控制器(PLC)。

新产品主要规格

(Ta=25 °C)

器件型号

TLP3450S

数据表

PDF:353KB

封装

东芝封装名称

S-VSON4T

尺寸(mm)

1.45×2.0(典型值),
厚度=1.4(最大值)

触点类型

1 a

(常开)

绝对最大额定值

断态输出端电压VOFF(V)

20

通态电流ION(mA)

160

通态电流(脉冲)IONP(mA)

480

工作温度Topr(°C)

-40至110

耦合电气特性

LED触发电流IFT(mA)

最大值

3.0

导通电阻RON(Ω)

典型值

6.8

最大值

8.5

电气特性

输出电容(输出侧)COFF(pF)

典型值

0.6

开关特性

导通时间 tON(μs)

RL=200 Ω,

VDD=10 V,

IF=5 mA

最大值

80

关断时间tOFF(μs)

120

隔离特性

隔离电压BVS(Vrms

最小值

500

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