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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Messvorrichtung und ein Messverfahren. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Messvorrichtung und ein Messverfahren zum Messen der Umschaltzeit des von einer geprüften Vorrichtung ausgegebenen Ausgangssignals. Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität auf der Grundlage der
Japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-041478 , die am 17. Februar 2006 eingereicht wurde und deren Inhalt hier einbezogen wird.
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STAND DER TECHNIK
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Es ist beispielsweise eine hochspannungsfeste Halbleitervorrichtung als eine Vorrichtung bekannt, die zum Steuern eines elektrischen Automobils verwendet wird, und als eine Vorrichtung, die zum Steuern eines Wechselstrom-Ventilatormotors usw. verwendet wird. Eine derartige hochspannungsfeste Halbleitervorrichtung hat eine Struktur, bei der ein PN-Übergang mit einem isolierenden Teil wie SiO2 oder dergleichen unterteilt ist.
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Die
JP 6-201768 A offenbart eine Vorrichtung zum Messen einer Umschaltcharakteristik einer zu prüfenden Schaltung, bei der die Differenz zwischen einem ersten und einem zweiten integrierten Signal, die linear proportional zu der Umschaltcharakteristik sind, erhalten und umgewandelt wird. Die Signale sind die Ausgangssignale von zwei Komparatoren, die jeweils die Ausgangsspannung der zu prüfenden Schaltung mit einer Schwellenspannung, die bei den Komparatoren unterschiedlich ist, vergleichen. Die Umschaltcharakteristik ist die Anstiegszeit des Ausgangssignals der zu prüfenden Schaltung.
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Die
JP 2002-257872 A beschreibt einen Detektor zum Erfassen einer Überspannung einer Wechselspannungsquelle. Der Detektor weist eine Zenerdiode, einen Fotokoppler und eine Steuervorrichtung, die die Breite der Ausgangssignale des Fotokopplers misst, auf. Die gemessene Breite wird mit einem Bezugswert verglichen und hierdurch eine gegebenenfalls vorliegende Überspannung erkannt.
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Schließlich bezieht sich die
DE 196 04 053 A1 auf einen Optokoppler, der ein Substrat enthält. Eine erste Oberfläche des Substrats hat einen darin integrierten Vertikalhohlraum-Oberflächenabstrahl-Laser, und eine zweite Oberfläche des Substrats weist einen darin integrierten Fotodetektor auf. Der Vertikalhohlraum-Oberflächenabstrahl-Laser richtet ein Lichtsignal auf den Fotodetektor.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
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Es wird der Fall betrachtet, in welchem eine Schaltung, die bei hoher Spannung arbeitet, geprüft wird. In diesem Fall kann eine Anordnung angenommen werden, bei der eine Prüfvorrichtung ein Ausgangssignal erfasst, während sie gegenüber der Schaltung, die bei hoher Spannung arbeitet, isoliert bleibt, wodurch die Qualität des Ausgangssignals bestimmt wird. Jedoch hat eine derartige Anordnung, bei der ein Ausgangssignal erfasst wird, während die Prüfvorrichtung gegenüber einer Schaltung, die bei hoher Spannung arbeitet, isoliert bleibt, ein Problem einer verringerten Ansprechgeschwindigkeit. Dies führt zu einer Schwierigkeit bei der Messung der Anstiegszeit oder der Abfallzeit des Ausgangssignals.
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Daher ist es gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung deren Aufgabe, eine Messvorrichtung und ein Messverfahren zum Lösen der vorgenannten Probleme vorzusehen. Diese Aufgabe wird durch Kombinieren der in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmale gelöst. Auch geben die abhängigen Ansprüche weitere vorteilhafte, spezifische Beispiele der vorliegenden Erfindung an.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Messvorrichtung jeweils mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 8 und 9, sowie durch ein Messverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Messvorrichtung nach Anspruch 1 ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 6, sowie der Messvorrichtung nach Anspruch 9 aus Anspruch 10.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Prüfvorrichtung 10 zusammen mit einer DUT 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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2 zeigt eine Konfiguration einer Erfassungseinheit 22 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt bei einer Anstiegszeit ein Beispiel für: eine Signalwellenform eines Ausgangssignals Ho, das von einer hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 der DUT 100 ausgegeben wird; ein von einer ersten Lichtempfangseinheit 36 ausgegebenes Signal und ein von einer zweiten Lichtempfangseinheit 38 ausgegebenes Signal; und ein von einer Messeinheit 40 ausgegebenes Signal.
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4 zeigt bei einer Abfallzeit ein Beispiel für: eine Signalwellenform des Ausgangssignals Ho, das von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 130 der DUT 100 ausgegeben wird; ein von der ersten Lichtempfangseinheit 36 ausgegebenes Signal; ein von der zweiten Lichtempfangseinheit 38 ausgegebenes Signal; und ein von der Messeinheit 40 ausgegebenes Signal.
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BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben; jedoch ist darauf hinzuweisen, dass die folgenden Ausführungsbeispiele die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht beschränken und dass in den Ausführungsbeispielen beschriebene Merkmalskombinationen nicht notwendigerweise für die vorliegende Erfindung unentbehrlich sind.
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1 zeigt die Konfiguration einer Prüfvorrichtung 10 zusammen mit einer geprüften Vorrichtung (die nachfolgend als eine ”DUT 100” bezeichnet wird) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Als ein Beispiel kann die DUT 100 eine niederspannungsseitige logische Schaltung 110 und eine hochspannungsseitige logische Schaltung 120 enthalten. Die niederspannungsseitige logische Schaltung 110 und die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 arbeiten bei jeweiligen Basisspannungen, die einander unterschiedlich sind. Beispielsweise kann die niederspannungsseitige logische Schaltung 110 bei einer Basisspannung von 0 V arbeiten. Andererseits kann die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 bei einer Basisspannung von mehreren 10 V bis zu mehreren 1000 V arbeiten. Es ist zu beachten, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die niederspannungsseitige logische Schaltung 110 bei einer Basisspannung arbeiten kann, die relativ niedriger als die der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 und gleich der einer in der Prüfvorrichtung 10 enthaltenen Schaltung ist.
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Weiterhin werden Stromversorgungsspannungen, die einander unterschiedlich sind, an die niederspannungsseitige logische Schaltung 10 und die hochspannungsseitige logische Schaltung 120, die jeweils einander unterschiedliche Basisspannungen haben, angelegt. Beispielsweise kann eine Stromversorgungsspannung von mehreren Volt bis zu mehreren zehn Volt an die niederspannungsseitige logische Schaltung 110, die eine Basisspannung 0 V hat, angelegt werden, Andererseits kann eine Stromversorgungsspannung von mehreren Volt bis zu mehreren zehn Volt an die hochspannungsseitige logische Schaltung 120, die beispielsweise eine Basisspannung von 1 kV hat, angelegt werden.
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Die Prüfvorrichtung 10 ist ein Beispiel für eine Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die Funktionen als eine Vorrichtung zum Prüfen der DUT 100 aufweist. Genauer gesagt, die Prüfvorrichtung 10 misst zumindest eine der Umschaltzeiten der von der DUT 100 ausgegebenen Ausgangssignale, um die Qualität der DUT 100 zu bestimmen. Die Prüfvorrichtung 10 enthält eine Basisspannungs-Zuführungseinheit 12, eine niederspannungsseitige Stromversorgungseinheit 14, eine hochspannungsseitige Stromversorgungseinheit 16, eine Prüfsignal-Erzeugungseinheit 18, eine Treibereinheit 20, eine Erfassungseinheit 22 und eine Bestimmungseinheit 24.
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Die Basisspannungs-Zuführungseinheit 12 liefert die Basisspannung zu der DUT 100. Als ein Beispiel kann die Basisspannungs-Zuführungseinheit 12 die Basisspannung zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss erzeugen. Es wird eine Anordnung betrachtet, bei der die DUT 100 die niederspannungsseitige logische Schaltung 110 und die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 enthält. Bei einer derartigen Anordnung kann der negative Anschluss der Basisspannungs-Zuführungseinheit 12 mit dem senkenseitigen Stromversorgungsanschluss Vss der niederspannungsseitigen logischen Schaltung 110, der gemeinsam mit dem Erdanschluss ist, verbunden sein. Andererseits kann der positive Anschluss der Basisspannungs-Zuführungseinheit 12 mit dem senkenseitigen Stromversorgungsanschluss Vs der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 verbunden sein. Bei einer derartigen Anordnung arbeitet die niederspannungsseitige logische Schaltung 110 bei einer Basisspannung gleich dem elektrischen Erdpotential der Prüfvorrichtung 10. Andererseits arbeitet die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 bei einer Basisspannung gleich einem elektrischen Potential, das um einen Betrag, der der Basisspannung entspricht, höher als das elektrische Erdpotential der Prüfvorrichtung 10 ist.
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Die niederspannungsseitige Stromversorgungseinheit 14 erzeugt die Stromversorgungsspannung bei dem elektrischen Basispotential der niederspannungsseitigen logischen Schaltung 110 als die Basisspannung, um die niederspannungsseitige logische Schaltung 110 zu betreiben. Dann liefert die niederspannungsseitige Stromversorgungseinheit 14 die so erzeugte Stromversorgungsspannung zu der niederspannungsseitigen logischen Schaltung 110. Als ein Beispiel wird eine Anordnung betrachtet, bei der der negative Anschluss der Basisspannungs-Zuführungseinheit 12 mit dem senkenseitigen Stromversorgungsanschluss Vss der niederspannungsseitigen logischen Schaltung 110 verbunden ist. Bei einer derartigen Anordnung kann die niederspannungsseitige Stromversorgungseinheit 14 beispielsweise eine Spannung von +15 V oder dergleichen unter Verwendung der Basisspannung des senkenseitigen Stromversorgungsanschlusses Vss als die Basisspannung hiervon erzeugen. Weiterhin kann die so erzeugte Stromversorgungsspannung an den quellenseitigen Stromversorgungsanschluss Vdd der niederspannungsseitigen logischen Schaltung 110 angelegt werden.
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Die hochspannungsseitige Stromversorgungseinheit 16 erzeugt die Stromversorgungsspannung unter Verwendung des elektrischen Basispotentials der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 als das elektrische Basispotential hiervon, um die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 zu betreiben. Dann liefert die niederspannungsseitige Stromversorgungseinheit 14 die so erzeugte Stromversorgungsspannung zu der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120. Als ein Beispiel wird eine Anordnung betrachtet, bei der der positive Anschluss der Basisspannungs-Zuführungseinheit 12 mit dem senkenseitigen Stromversorgungsanschluss Vs der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 verbunden ist. ei einer derartigen Anordnung kann die hochspannungsseitige Stromversorgungseinheit 16 beispielsweise eine Spannung von +15 V oder dergleichen unter Verwendung der Spannung des senkenseitigen Stromversorgungsanschlusses Vs als die Basisspannung hiervon erzeugen. Weiterhin kann die so erzeugte Stromversorgungsspannung an den quellenseitigen Stromversorgungsanschluss Vb der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 112 angelegt werden.
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Die Prüfsignal-Erzeugungseinheit 18 gibt ein Prüfsignal zu der DUT 100 aus. Die Treibereinheit 20 liefert das so von der Prüfsignal-Erzeugungseinheit 18 ausgegebene Prüfsignal zu der DUT 100. Als ein Beispiel kann die Treibereinheit 20 das Prüfsignal so zu der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 liefern, dass der Eingang und der Ausgang voneinander isoliert bleiben.
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Die Erfassungseinheit 22 erfasst die Umschaltzeit des von der DUT 100 ausgegebenen Ausgangssignals. Genauer gesagt, die Erfassungseinheit 22 erfasst zumindest die Zeitperiode (Tr), die das Ausgangssignal benötigt, um von einer ersten Schwellenspannung auf eine zweite Schwellenspannung, die höher als die erste Schwellenspannung ist, anzusteigen, oder die Zeitperiode (Tf), die das Ausgangssignal benötigt, um von der zweiten Schwellenspannung auf die erste Schwellenspannung abzufallen, wodurch die Umschaltzeit erfasst wird. D. h., die Erfassungseinheit 22 erfasst die Zeitperiode, die das Ausgangssignal zum Umschalten benötigt. Als ein Beispiel erfasst die Erfassungseinheit 22 die Umschaltzeit des von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 der DUT 100 ausgegebenen Ausgangssignals Ho, während sie von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 isoliert bleibt.
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Für den Fall, dass die so von der Erfassungseinheit 22 erfasste Umschaltzeit außerhalb des Bereichs von Standardwerten ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 24, dass die DUT 100 fehlerhaft ist. Die Prüfvorrichtung 10 mit einer derartigen Konfiguration sieht eine Funktion des Messens der Umschaltzeit des von der DUT 100 ausgegebenen Ausgangssignals vor. Weiterhin sieht die Prüfvorrichtung 10 eine Funktion des Bestimmens der Qualität der DUT 100 auf der Grundlage der so gemessenen Umschaltzeit vor.
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2 zeigt eine Konfiguration der Erfassungseinheit 22 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Erfassungseinheit 22 enthält eine erste lichtemittierende Einheit 32, eine zweite lichtemittierende Einheit 34, eine erste Lichtempfangseinheit 36, eine zweite Lichtempfangseinheit 38 und eine Messeinheit 40. Für den Fall, dass die Spannung des von der DUT 100 ausgegebenen Ausgangssignals gleich der oder größer als die erste Schwellenspannung wird, emittiert die erste lichtemittierende Einheit 32 Licht. Als ein Beispiel kann für den Fall, dass die von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 ausgegebene Ausgangsspannung Ho gleich der oder größer als die erste Schwellenspannung Vt1 wird, die erste lichtemittierende Einheit 32 Licht emittieren.
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Als ein Beispiel kann die erste lichtemittierende Einheit 32 eine erste Laserausgabeeinheit 52 und einen ersten Widerstand 54 enthalten. Die erste Laserausgabeeinheit 52 ist zwischen den Ausgangsanschluss der DUT 100 und das elektrische Basispotential geschaltet. Als ein Beispiel kann die erste Laserausgabeeinheit 52 ein Halbleiterlaser sein. Bei einer derartigen Anordnung gibt für den Fall, dass ein elektrischer Strom, der durch die erste Laserausgabeeinheit 52 fließt, gleich einem oder erster elektrischen Schwellenstrom ist, die erste Laserausgabeeinheit 52 Laserlicht aus. Der erste Widerstand 54 ist zwischen den Ausgangsanschluss der DUT 100 und das elektrische Basispotential in Reihe mit der ersten Laserausgabeeinheit 52 geschaltet. Der erste Widerstand 54 hat einen Widerstandswert, der dem ersten Schwellenstrom ermöglicht, für den Fall, dass die Spannung des Ausgangsanschlusses der DUT 100 die erste Schwellenspannung wird, durch die erste Laserausgabeeinheit 52 zu fließen.
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Bei einer derartigen Anordnung sind die erste Laserausgabeeinheit 52 und der erste Widerstand 54 in Reihe geschaltet. Demgemäß fließt für den Fall, dass das Ausgangssignal gleich der oder größer als die erste Schwellenspannung wird, ein elektrischer Strom gleich dem oder größer als der erste Schwellenstrom durch die erste Laserausgabeeinheit 52. Somit emittiert für den Fall, dass das Ausgangssignal gleich der oder größer als die erste Schwellenspannung wird, die erste Laserausgabeeinheit 52 Licht. Es ist zu beachten, dass als ein Beispiel eine derartige Kombination aus der ersten Laserausgabeeinheit 52 und dem ersten Widerstand 54, die in Reihe geschaltet sind, zwischen den Ausgangsanschluss für das von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 ausgegebne Ausgangssignal Ho und den senkenseitigen Stromversorgungsanschluss Vs geschaltet sein kann, der das elektrische Basispotential der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 liefert.
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Für den Fall, dass die Spannung des Ausgangssignals gleich der oder größer als die zweite Schwellenspannung, die höher als die erste Schwellenspannung ist, wird, emittiert die zweite lichtemittierende Einheit 34 Licht. Als ein Beispiel kann die zweite lichtemittierende Einheit 34 eine zweite Laserausgabeeinheit 56 und einen zweiten Widerstand 58 enthalten. Die zweite Laserausgabeeinheit 56 ist zwischen den Ausgabeanschluss der DUT 100 und das elektrische Basispotential geschaltet. Als ein Beispiel kann die zweite Laserausgabeeinheit 56 ein Halbleiterlaser sein. Bei einer derartigen Anordnung gibt für den Fall, dass ein elektrischer Strom, der durch die zweite Laserausgabeeinheit 56 fließt, gleich einem oder größer als ein zweiter elektrischer Schwellenstrom ist, die zweite Laserausgabeeinheit 56 Laserlicht aus. Der zweite Widerstand 58 ist zwischen den Ausgangsanschluss der DUT 100 und das elektrische Basispotential in Reihe mit der zweiten Laserausgabeeinheit 56 geschaltet. Der zweite Widerstand 58 hat einen Widerstandswert, der dem zweiten Schwellenstrom für den Fall, dass die Spannung des Ausgangsanschlusses der DUT 100 die zweite Schwellenspannung wird, ermöglicht, durch die zweite Laserausgabeeinheit 56 zu fließen.
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Bei einer derartigen Anordnung sind die zweite Laserausgabeeinheit 56 und der zweite Widerstand 58 in Reihe geschaltet. Demgemäß fließt für den Fall, dass das Ausgangssignal gleich der oder größer als die zweite Schwellenspannung wird, ein elektrischer Strom gleich dem oder größer als der zweite Schwellenstrom durch die zweite Laserausgabeeinheit 56. Somit emittiert für den Fall, dass das Ausgangssignal gleich der oder größer als die zweite Schwellenspannung wird, die zweite Laserausgabeeinheit 56 Licht. Es ist zu beachten, dass als ein Beispiel eine derartige Kombination aus der zweiten Laserausgabeeinheit 56 und dem zweiten Widerstand 58, die in Reihe geschaltet sind, zwischen den Ausgangsanschluss für das von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 ausgegebne Ausgangssignal Ho und den senkenseitigen Stromversorgungsanschluss Vs geschaltet sein kann, der das elektrische Basispotential der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 liefert.
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Die erste Lichtempfangseinheit 36 empfängt das von der ersten lichtemittierenden Einheit 32 ausgegebene Licht. Die zweite Lichtempfangseinheit 38 empfängt das von der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 ausgegebene Licht. Hier können die erste Lichtempfangseinheit 36 und die zweite Lichtempfangseinheit 38 bei elektrischen Basispotentialen arbeiten, die sich von dem elektrischen Basispotential der DUT 100 unterscheiden, während sie von der ersten lichtemittierenden Einheit 32 und der zweiten lichtemittierenden Einheit elektrisch isoliert bleiben. Demgemäß kann das elektrische Basispotential der DUT 100, von der Ausgangssignale ausgegeben werden, auf einen Wert gesetzt werden, der relativ höher als die maximalen Werte der von der ersten Lichtempfangseinheit 36 und der zweiten Lichtempfangseinheit 38 ausgegebenen Spannungen ist. Bei einer derartigen Anordnung können die erste Lichtempfangseinheit 36 und die zweite Lichtempfangseinheit 38 von der ersten lichtemittierenden Einheit 36 und der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 ausgegebenes Licht empfangen, von denen jede bei dem elektrischen Basispotential (z. B. 1 kV) der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 arbeitet, mittels Schaltungen, die bei dem elektrischen Basispotential (z. B. 0 V) der niederspannungsseitigen logischen Schaltung 110 arbeiten.
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Auch kann als ein Beispiel für den Fall, dass kein Licht von der ersten lichtemittierenden Einheit 32 oder der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 empfangen wird, die jeweilige erste Lichtempfangseinheit 36 oder zweite Lichtempfangseinheit 38 ein Signal mit dem logischen Wert ”L” ausgeben. Andererseits kann für den Fall, dass Licht von der ersten lichtemittierenden Einheit 32 oder der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 empfangen wird, die jeweilige erste Lichtempfangseinheit 36 oder zweite Lichtempfangseinheit 38 ein Signal mit dem logischen Wert ”H” ausgeben. Bei einer derartigen Anordnung können als ein Beispiel jeweils die erste Lichtempfangseinheit 36 und die zweite Lichtempfangseinheit 38 einen Fototransistor 62, einen Vorspannwiderstand 64 und einen Komparator 66 enthalten.
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Bei dem Fototransistor 62 ist der Kollektoranschluss über den Vorspannwiderstand 64 mit dem quellenseitigen Stromversorgungsanschluss Vdd verbunden. Weiterhin ist der Emitteranschluss mit dem senkenseitigen Stromversorgungsanschluss Vss verbunden. In dem Fall des Empfangs von von der ersten lichtemittierenden Einheit 32 oder zweiten lichtemittierenden Einheit 34 ausgegebenem Licht wird der Fototransistor 62 eingeschaltet, wodurch der Kollektoranschluss auf das elektrische Potential des senkenseitigen Stromversorgungsanschlusses Vss gesetzt wird. Andererseits wird für den Fall, dass kein Licht empfangen wird, der Fototransistor 62 ausgeschaltet, wodurch der Kollektoranschluss auf das elektrische Potential des quellenseitigen Stromversorgungsanschlusses Vdd gesetzt wird.
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Für den Fall, dass die Kollektoranschlussspannung des Fototransistors 62 gleich der oder größer als die Bezugsspannung Va wird, gibt der Komparator 66 ein Signal mit dem logischen Wert ”L” aus. Andererseits gibt für den Fall, dass die Kollektoranschlussspannung des Fototransistors 62 kleiner als die Bezugsspannung Va wird, der Komparator 66 ein Signal mit dem logischen Wert ”H” aus. Der Bezugswert Va wird auf einen gewünschten Wert in einen Bereich zwischen dem elektrischen Potential des quellenseitigen Stromversorgungsanschlusses Vdd und dem elektrischen Potential des senkenseitigen Stromversorgungsanschlusses Vss gesetzt. Bei einer derartigen Anordnung gibt für den Fall, dass der Fototransistor 62 kein Licht empfängt, der Komparator 66 das Signal dem logischen Wert ”L” aus. Andererseits gibt für den Fall, dass der Fototransistor 62 Licht empfängt, der Komparator 66 das Signal mit dem logischen Wert ”H” aus.
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Die Messeinheit 40 misst die Umschaltzeit, die die Spannung benötigt, um zwischen der ersten Schwellenspannung und der zweiten Schwellenspannung umgeschaltet zu werden, auf der Grundlage der Differenz zumindest der Lichtemissions-Startzeiten oder der Lichtemissions-Stoppzeiten zwischen der ersten lichtemittierenden Einheit 32 und der zweiten lichtemittierenden Einheit 34. Bei einer derartigen Anordnung ist die zweite Schwellenspannung größer als die erste Schwellenspannung. Demgemäß beginnt bei der Anstiegszeit des von der DUT 100 ausgegebenen Signals zuerst die erste lichtemittierende Einheit 32, Licht zu emittieren, und nachfolgend beginnt die zweite lichtemittierende Einheit 34, Licht zu emittieren. Demgemäß misst die Messeinheit 40 die Zeitperiode von dem Zeitpunkt, zu welchem die erste lichtemittierende Einheit 32 beginnt, Licht zu emittieren, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem die zweite lichtemittierende Einheit 34 beginnt, Licht zu emittieren, wodurch die Anstiegszeit gemessen wird, die die Spannung des Ausgangssignals benötigt, um von dem ersten Schwellenwert zu dem zweiten Schwellenwert anzusteigen. Andererseits hört bei der Abfallzeit des von der DUT 100 ausgegebenen Signals zuerst die zweite lichtemittierende Einheit 34 auf, Licht zu emittieren, und nachfolgend hört die erste lichtemittierende Einheit 32 auf, Licht zu emittieren. Demgemäß misst die Messeinheit 40 die Zeitperiode von dem Zeitpunkt, zu welchem die zweite lichtemittierende Einheit 34 aufhört, Licht zu emittieren, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem die erste lichtemittierende Einheit 32 aufhört, Licht zu emittieren, wodurch die Abfallzeit gemessen wird, die die Spannung des Ausgangssignals benötigt, um von der zweiten Schwellenspannung zu der ersten Schwellenspannung abzufallen.
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Als ein Beispiel kann die Messeinheit 40 auch ein Exklusiv-ODER-Glied 72 und eine Messeinheit 74 für den logischen Wert H enthalten. Das Exklusiv-ODER-Glied 72 berechnet die Exklusiv-ODER-Verknüpfung der von der ersten Lichtempfangseinheit 36 und der zweiten Lichtempfangseinheit 38 ausgegebenen Signale. Bei einer derartigen Anordnung geben für den Fall, dass kein Licht empfangen wird, die erste Lichtempfangseinheit 36 und die zweite Lichtempfangseinheit 38 Signale mit dem logischen Wert ”L” aus. Andererseits geben für den Fall des Empfangs von Licht die erste Lichtempfangseinheit 36 und die zweite Lichtempfangseinheit 38 Signale mit dem logischen Wert ”H” aus. Demgemäß gibt das Exklusiv-ODER-Glied 72 das Signal mit dem logischen Wert ”H” aus während der Periode von dem Zeitpunkt, zu welchem die lichtemittierende Einheit 32 beginnt, Licht zu emittieren, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem die zweite lichtemittierende Einheit 34 beginnt, Licht zu emittieren, und der Periode von dem Zeitpunkt, zu welchem die erste lichtemittierende Einheit 32 aufhört, Licht zu emittieren, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem die zweite lichtemittierende Einheit 34 aufhört, Licht zu emittieren. Die Messeinheit 74 für den logischen Wert H misst die Zeitperiode, während der das Exklusiv-ODER-Glied 72 das Signal mit dem logischen Wert ”H” ausgibt, wodurch die Umschaltzeit gemessen wird. Wie vorstehend beschrieben ist, enthält die Messeinheit 40 das Exklusiv-ODER-Glied 72 und die Messeinheit 74 für den logischen Wert H. Eine derartige Anordnung liefert eine Funktion des Messens der Differenz der Lichtemissions-Startzeitpunkte und der Differenz der Lichtemissions-Stoppzeitpunkte zwischen der ersten lichtemittierenden Einheit 32 und der zweiten lichtemittierenden Einheit 34.
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Anstelle der vorbeschriebenen Anordnung kann die erste lichtemittierende Einheit 32 eine Funktion haben, durch die Licht für den Fall emittiert wird, dass die Spannung des Ausgangssignals kleiner als die erste Schwellenspannung ist, sowie eine Funktion, durch die die Lichtemission für den Fall gestoppt wird, dass die Spannung des Ausgangssignals gleich der oder größer als die erste Schwellenspannung ist. In derselben Weise kann die zweite lichtemittierende Einheit 34 eine Funktion haben, durch die Licht für den Fall emittiert wird, dass die Spannung des Ausgangssignals kleiner als die zweite Schwellenspannung ist, sowie eine Funktion, durch die die Lichtemission für den Fall gestoppt wird, dass die Spannung des Ausgangssignals gleich der oder größer als die erste Schwellenspannung ist. Durch eine derartige Anordnung kann die Messeinheit 40 die Zeitperiode von dem Zeitpunkt, zu welchem die erste lichtemittierende Einheit 32 aufhört, Licht zu emittieren, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem die zweite lichtemittierende Einheit 34 aufhört, Licht zu emittieren, messen, wodurch die Anstiegszeit gemessen wird, die die Spannung des Ausgangssignals benötigt, um von der ersten Schwellenspannung zu der zweiten Schwellenspannung anzusteigen. Auch kann die Messeinheit 40 die Zeitperiode von dem Zeitpunkt, zu welchem die erste lichtemittierende Einheit 32 beginnt, Licht zu emittieren, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem die zweite lichtemittierende Einheit 34 beginnt, Licht zu emittieren, messen, wodurch die Abfallzeit gemessen wird, die die Spannung des Ausgangssignals benötigt, um von der ersten Schwellenspannung zu der zweiten Schwellenspannung abzufallen.
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Es kann jedoch noch eine andere Anordnung ausgebildet werden, bei der ein Mikrostrom zu der ersten lichtemittierenden Einheit 32 geführt wird, und demgemäß emittiert die erste lichtemittierende Einheit 32 ständig Licht. Sei einer derartigen Anordnung kann sich für den Fall, dass die Ausgangsspannung größer als der erste Schwellenwert wird, die von der ersten lichtemittierenden Einheit 32 ausgegebene Lichtemissionsmenge stark ändern. In derselben Weise kann ein Mikrostrom zu der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 geführt werden, und demgemäß kann die zweite lichtemittierende Einheit 34 ständig Licht emittieren. Bei einer derartigen Anordnung kann sich für den Fall, dass die Ausgangsspannung größer als der zweite Schwellenwert wird, die von der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 ausgegebene Lichtemissionsmenge stark ändern. Bei einer derartigen Anordnung werden die erste Laserausgabeeinheit 52, die in der ersten lichtemittierenden Einheit 32 enthalten ist, und die zweite Laserausgabeeinheit 56, die in der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 enthalten ist, vorher in einen Zustand versetzt, in welchem eine geringe Lichtmenge emittiert wird. Eine derartige Anordnung ermöglicht, dass die Lichtemissionsmenge in einer kurzen Zeitperiode erhöht wird, verglichen mit der Zeitperiode, die erforderlich ist, um eine Laseroszillation aus einem Zustand, in welchem die Lichtemission vollständig angehalten wurde, zu starten.
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Bei einer derartigen Anordnung kann die Messeinheit 40 die Zeitperiode von dem Zeitpunkt, zu welchem eine große Änderung in der von der ersten lichtemittierenden Einheit 32 ausgegebenen Lichtemissionsmenge stattfindet, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem eine große Änderung in der von der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 ausgegebenen Lichtemissionsmenge stattfindet, messen, wodurch die Anstiegszeit von der ersten Schwellenspannung zu der zweiten Schwellenspannung oder die Abfallzeit von der zweiten Schwellenspannung zu der ersten Schwellenspannung gemessen wird. D. h., die Messeinheit 40 kann die Zeitperiode von der Zeit des Übergangs des Lichtemissionszustands der ersten lichtemittierenden Einheit 32 bis zu der Zeit des Übergangs in dem Lichtemissionszustand der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 messen, wodurch die Anstiegszeit oder die Abfallzeit des Ausgangssignals gemessen wird.
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3 zeigt, bei der Anstiegszeit und gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, ein Beispiel für: eine Signalwellenform des Ausgangssignals Ho, das von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 der DUT 100 ausgegeben wird; ein von der ersten Lichtempfangseinheit 36 ausgegebenes Signal und ein von der zweiten Lichtempfangseinheit 38 ausgegebenes Signal; und ein von der Messeinheit 40 ausgegebenes Signal.
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3(A) zeigt eine Wellenform des von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 bei der Anstiegszeit ausgegebenen Ausgangssignals Ho. Die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 setzt das Ausgangssignal Ho auf die Anschlussspannung Vs des senkenseitigen Stromversorgungsanschlusses vor dem Zeitpunkt t1. Die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 beginnt an dem Zeitpunkt t1, das Ausgangssignal Ho zu erhöhen. Nachfolgen erreicht das Ausgangssignal Ho zu dem Zeitpunkt t2 die erste Schwellenspannung Vt1. Dann erreicht das Ausgangssignal Ho zu dem Zeitpunkt t3 die zweite Schwellenspannung Vt2. Nachfolgend setzt die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 das Ausgangssignal Ho zu dem Zeitpunkt t4 auf die Anschlussspannung Vb des quellenseitigen Stromversorgungsanschlusses, worauf die Zunahme des Ausgangssignals Ho angehalten wird. Die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 hält nach dem Zeitpunkt t4 das Ausgangssignal Ho auf der Anschlussspannung Vb des quellenseitigen Stromversorgungsanschlusses.
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3(B) zeigt ein von der ersten Lichtempfangseinheit 36 ausgegebenes Signal. Für den Fall, dass das in 3(A) gezeigte Ausgangssignal von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 ausgegeben wurde, emittiert die erste lichtemittierende Einheit 32 Licht von dem Zeitpunkt t2 an, zu welchem das Ausgangssignal Ho die Schwellenspannung Vt1 erreicht. Bei einer derartigen Anordnung empfängt die erste Lichtempfangseinheit 36 das von der ersten lichtemittierenden Einheit 32 ausgegebene Licht. Demgemäß gibt die erste Lichtempfangseinheit 36 das Signal mit dem logischen Wert ”L” vor dem Zeitpunkt t2 und das Signal mit dem logischen Wert ”H” nach dem Zeitpunkt t2 aus.
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3(C) zeigt ein von der zweiten Lichtempfangseinheit 38 ausgegebenes Signal. Für den Fall, dass das in 3(A) gezeigte Ausgangssignal Ho von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 ausgegeben wurde, emittiert die zweite lichtemittierende Einheit 34 Licht von dem Zeitpunkt t3 an, zu welchem das Ausgangssignal Ho die Schwellenspannung Vt2 erreicht. Bei einer derartigen Anordnung empfängt die zweite Lichtempfangseinheit 38 das von der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 ausgegebene Licht. Demgemäß gibt die zweite Lichtempfangseinheit 38 das Signal mit dem logischen Wert ”L” vor dem Zeitpunkt t3 und das Signal mit dem logischen Wert ”H” nach dem Zeitpunkt t3 aus.
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3(D) zeigt ein von der Messeinheit 40 ausgegebenes Signal. Die Messeinheit 40 misst die Zeitperiode, die das Ausgangssignal Ho benötigt, um sich von der ersten Schwellenspannung Vt1 in die zweite Schwellenspannung Vt2 zu ändern, auf der Grundlage der Zeitdifferenz von der Zeit, zu welcher die Lichtemission durch die erste lichtemittierende Einheit 32 startet, bis zu der Zeit, zu welcher die Lichtemission durch die zweite lichtemittierende Einheit 34 startet. Als ein Beispiel erfasst die Messeinheit 40 unter Verwendung des Exklusiv-ODER-Glieds 72 eine Zeitperiode T1, während der die erste Lichtempfangseinheit 36 das Signal mit dem logische Wert ”H” und die zweite Lichtempfangseinheit 38 das Signal mit dem logischen Wert ”L” ausgibt, wodurch die Zeitperiode T1 gemessen wird.
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Wie vorstehend beschrieben ist, beginnt die erste lichtemittierende Einheit 32 Licht zu dem Zeitpunkt emittieren, zu welchem das Ausgangssignal Ho eine relativ niedrige Spannung (erste Schwellenspannung Vt1) zeigt. Andererseits beginnt die zweite lichtemittierende Einheit 34, Licht zu dem Zeitpunkt zu emittieren, zu welchem das Ausgangssignal Ho eine relativ hohe Spannung (zweite Schwellenspannung Vt2) zeigt. Demgemäß beginnt zu der Anstiegszeit des Ausgangssignals Ho zuerst die erste lichtemittierende Einheit 32, Licht zu emittieren. Nachfolgend beginnt die zweite lichtemittierende Einheit 34, Licht zu emittieren. Bei einer derartigen Anordnung erfasst die Erfassungseinheit 22 die Differenz der Zeiten, zu denen die Lichtemission zwischen der ersten lichtemittierenden Einheit 32 und der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 beginnt. Eine derartige Anordnung liefert eine Funktion des Messens der Zeitperiode, die das Ausgangssignal Ho benötigt, von der ersten Schwellenspannung Vt1 zu der zweiten Schwellenspannung Vt2 umzuschalten.
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4 zeigt, bei der Abfallzeit und gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, ein Beispiel für: eine Signalwellenform des Ausgangssignals Ho, das von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 der DUT 100 ausgegeben wird; ein von der ersten Lichtempfangseinheit 36 ausgegebenes Signal; ein von der zweiten Lichtempfangseinheit 38 ausgegebenes Signal; und ein von der Messeinheit 40 ausgegebenes Signal.
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4(A) zeigt eine Wellenform des von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 bei der Abfallzeit ausgegebenen Ausgangssignals Ho. Die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 setzt vor dem Zeitpunkt t6 das Ausgangssignal Ho auf die Anschlussspannung Vb des quellenseitigen Stromversorgungsanschlusses. Die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 beginnt zu dem Zeitpunkt t6, das Ausgangssignal Ho zu verringern. Nachfolgend erreicht das Ausgangssignal Ho zu dem Zeitpunkt t7 die zweite Schwellenspannung Vt2. Dann erreicht das Ausgangssignal Ho zu dem Zeitpunkt t8 die erste Schwellenspannung Vt1. Nachfolgend setzt die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 das Ausgangssignal Ho zum Zeitpunkt t9 auf die Anschlussspannung Vs des senkenseitigen Stromversorgungsanschlusses, worauf die Verringerung des Ausgangssignals Ho angehalten wird. Die hochspannungsseitige logische Schaltung 120 hält das Ausgangssignal Ho nach dem Zeitpunkt t9 auf der Anschlussspannung Vs des senkenseitigen Stromversorgungsanschlusses.
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4(B) zeigt ein von der ersten Lichtempfangseinheit 36 ausgegebenes Signal. Für den Fall, dass das in 4(A) gezeigte Ausgangssignal Ho von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 ausgegeben wurde, hört die erste lichtemittierende Einheit 32 zum Zeitpunkt t8, zu welchem das Ausgangssignal Ho die Schwellenspannung Vt1 erreicht, auf, Licht zu emittieren. Bei einer derartigen Anordnung empfängt die erste Lichtempfangseinheit 36 das von der ersten lichtemittierenden Einheit 32 ausgegebene Licht. Demgemäß gibt die erste Lichtempfangseinheit 36 das Signal mit dem logischen Wert ”H” vor dem Zeitpunkt t8 und das Signal mit dem logischen Wert ”L” nach dem Zeitpunkt t8 aus.
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4(C) zeigt ein von der zweiten Lichtempfangseinheit 38 ausgegebenes Signal. Für den Fall, dass das in 4(A) gezeigte Ausgangssignal Ho von der hochspannungsseitigen logischen Schaltung 120 ausgegeben wird, hört die zweite lichtemittierende Einheit 34 zu dem Zeitpunkt t7, zu welchem das Ausgangssignal Ho die Schwellenspannung Vt2 erreicht, auf, Licht zu emittieren. Bei einer derartigen Anordnung empfängt die zweite Lichtempfangseinheit 38 das von der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 ausgegebene Licht. Demgemäß gibt die zweite Lichtempfangseinheit 38 vor dem Zeitpunkt t7 das Signal mit dem logischen Wert ”H” und nach dem Zeitpunkt t7 das Signal mit dem logischen Wert ”L” aus.
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4(D) zeigt ein von der Messeinheit 40 ausgegebenes Signal. Die Messeinheit 40 misst die Zeitperiode, die das Ausgangssignal Ho benötigt, sich von der zweiten Schwellenspannung Vt2 in die erste Schwellenspannung Vt1 zu ändern, auf der Grundlage der Differenz von der Zeit, zu der die zweite lichtemittierende Einheit 34 aufhört, Licht zu emittieren, bis zu der Zeit, zu der die erste lichtemittierende Einheit 32 aufhört, Licht zu emittieren. Als ein Beispiel erfasst die Messeinheit 40 unter Verwendung des Exklusiv-ODER-Glieds 72 eine Zeitperiode T2, während der die erste Lichtempfangseinheit 36 das Signal mit dem logischen Wert ”H” und die zweite Lichtempfangseinheit 38 das Signal mit dem logischen Wert ”L” ausgibt, wodurch die Zeitperiode T2 gemessen wird.
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Wie vorstehend beschrieben ist, hört die zweite lichtemittierende Einheit 34 zu dem Zeitpunkt, zu welchem das Ausgangssignal Ho eine relativ hohe Spannung (zweite Schwellenspannung Vt2) zeigt, auf, Licht zu emittieren. Andererseits hört die erste lichtemittierende Einheit 32 zu dem Zeitpunkt, zu welchem das Ausgangssignal Ho eine relativ niedrige Spannung (erste Schwellenspannung Vt1) zeigt, auf, Licht zu emittieren. Demgemäß hört bei der Abfallzeit des Ausgangssignals Ho zuerst die zweite lichtemittierende Einheit 34 auf, Licht zu emittieren. Nachfolgend hört die erste lichtemittierende Einheit 32 auf, Licht zu emittieren. Bei einer derartigen Anordnung erfasst die Erfassungseinheit 22 die Differenz zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Lichtemission zwischen der zweiten lichtemittierenden Einheit 34 und der ersten lichtemittierenden Einheit 32 gestoppt wird. Eine derartige Anordnung liefert eine Funktion des Messens der Zeitperiode, die das Ausgangssignal Ho benötigt, um von der zweiten Schwellenspannung Vt2 zu der ersten Schwellenspannung Vt1 umgeschaltet zu werden.
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Während die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist der technische Bereich der vorliegenden Erfindung nicht auf den Bereich der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Verschiedene Modifikationen und Verbesserungen können bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden. Es ist anhand der Ansprüche klar verständlich, dass derartige Modifikationen und Verbesserungen auch von dem technischen Bereich der vorliegenden Erfindung umfasst werden.
