本発明は、サンプリング装置および試験装置に関する。 特に本発明は、高い周波数の被測定信号を高速にサンプリングするサンプリング装置および試験装置に関する。

従来、測定対象の被測定信号をサンプリングするために、パルスを発生するパルス発生回路と、当該パルスに基づいて信号をサンプリングするサンプリング回路とを備えるサンプリング装置が開示されている（特許文献１参照。）。

パルス発生回路は、ステップリカバリダイオードを用い、入力される制御信号に基づいて急峻なエッジを有するパルス信号を発生する。 このようなパルス発生回路は、制御信号によりステップリカバリダイオードに逆バイアスを印加されると、所定の時間の後にステップリカバリダイオードが逆方向電流を遮断することにより、急激な電圧変化を生じ、パルス信号のエッジを生成する。

サンプリング回路は、ダイオードブリッジを用い、パルス発生回路からのパルス信号に基づいて、被測定信号をサンプリングする。

特開２００４−１７９９１２号

上記のサンプリング装置は、急峻なエッジを有するパルス信号をパルス発生回路により発生できるため、例えば試験装置において被試験デバイスが出力する信号をサンプリングするためのサンプリングパルスを発生するために用いられる。 近年、デバイスの高速化に伴い、より急峻なエッジを有するパルス幅が小さいパルス信号を、小さい時間間隔、すなわち高い周波数帯域で発生させることが求められている。 例えば、被測定信号を数十ＧＨｚ以上の速度でサンプリングするためには、パルス発生回路は１０ｐｓ程度のパルス幅のパルス信号を発生し、サンプリング回路はこのパルス信号に基づいてサンプリングを行う必要がある。

従来、パルス発生回路およびサンプリング回路は、異なる基板上に形成され、ワイヤボンディング等により接続されていた。 しかし、このような形態においては、ボンディングワイヤの寄生インダクタンス等により立上り時間が増大し、上述した１０ｐｓ程度のパルス幅のパルス信号を発生することが困難であった。

そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるサンプリング装置および試験装置を提供することを目的とする。 この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。 また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

本発明の第１の形態によると、入力される制御信号に基づいてパルス信号を発生するパルス発生回路と、前記パルス信号に基づいて被測定信号をサンプリングするサンプリング回路とを基板上に一体形成したサンプリング装置であって、前記パルス発生回路は、逆方向電圧が印加されてから所定の時間の後に逆方向電流を遮断して前記パルス信号を発生するステップリカバリダイオードと、前記ステップリカバリダイオードに印加する前記制御信号を入力するアノード側入力端子およびカソード側入力端子を有する制御信号入力端部とを有し、前記サンプリング回路は、外部から前記被測定信号を入力する被測定信号配線と、前記パルス発生回路により発生された前記パルス信号を伝播する、前記ステップリカバリダイオードのアノード側のアノード側第１配線およびカソード側のカソード側第１配線と、前記カソード側第１配線側にアノードが接続され前記被測定信号配線にカソードが接続されたサンプリング用第１ダイオードと、前記被測定信号配線にアノードが接続され前記アノード側第１配線側にカソードが接続されたサンプリング用第２ダイオードとを含み、前記パルス信号に応じて前記被測定信号をサンプリングするサンプリング部とを有し、前記ステップリカバリダイオードと、前記サンプリング用第１ダイオードおよび前記サンプリング用第２ダイオードとは、前記基板上に積層された異なる半導体層に形成されるサンプリング装置を提供する。

前記基板は、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）基板であり、前記サンプリング用第１ダイオードおよび前記サンプリング用第２ダイオードのカソードおよびアノードの間には、第１のｎ＋型ＧａＡｓ層およびｎ−型ＧａＡｓ層が積層され、前記ステップリカバリダイオードのカソードおよびアノードの間には、第２のｎ＋型ＧａＡｓ層、ｎ＋型ＡｌＧａＡｓ層、ＧａＡｓ層、ｐ＋型ＡｌＧａＡｓ層、およびｐ＋型ＧａＡｓ層が順に積層されてもよい。

前記カソード側第１配線および前記サンプリング用第１ダイオードのアノードの間に接続されたサンプリング用第１コンデンサと、前記アノード側第１配線および前記サンプリング用第２ダイオードのカソードの間に接続されたサンプリング用第２コンデンサとを更に備えてもよい。

前記アノード側第１配線および前記カソード側第１配線は、前記パルス信号の伝播方向に対し互いに略対称となる形状の配線パターンとして前記基板上に形成されてもよい。

本発明の第２の形態によると、被試験デバイスを試験する試験装置であって、前記被試験デバイスの試験パターンを生成するパターン発生器と、前記試験パターンを成形して、前記被試験デバイスに供給する試験信号を生成する波形成形器と、前記試験信号を前記被試験デバイスに供給する信号出力部と、前記被試験デバイスが出力する出力信号をサンプリングするサンプリング装置と、前記サンプリング装置によりサンプリングされた信号に基づいて、前記被試験デバイスの良否を判定する判定部とを備え、前記サンプリング装置は、前記出力信号をサンプリングすべきことを示す制御信号を入力し、当該制御信号に基づいてパルス信号を発生するパルス発生回路と、前記パルス信号に基づいて前記出力信号をサンプリングするサンプリング回路とを有し、前記パルス発生回路は、逆方向電圧が印加されてから所定の時間の後に逆方向電流を遮断して前記パルス信号を発生するステップリカバリダイオードと、前記ステップリカバリダイオードに印加する前記制御信号を入力するアノード側入力端子およびカソード側入力端子を有する制御信号入力端部とを含み、前記サンプリング回路は、前記出力信号を入力する被測定信号配線と、前記パルス発生回路により発生された前記パルス信号を伝播する、前記ステップリカバリダイオードのアノード側のアノード側第１配線およびカソード側のカソード側第１配線と、前記カソード側第１配線側にアノードが接続され前記被測定信号配線にカソードが接続されたサンプリング用第１ダイオードと、前記被測定信号配線にアノードが接続され前記アノード側第１配線側にカソードが接続されたサンプリング用第２ダイオードとを含み、前記パルス信号に応じて前記被測定信号をサンプリングするサンプリング部とを含み、前記ステップリカバリダイオードと、前記サンプリング用第１ダイオードおよび前記サンプリング用第２ダイオードとは、前記基板上に積層された異なる半導体層に形成される試験装置を提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明によれば、高い周波数で被測定信号をサンプリングするサンプリング装置を提供することができる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係るサンプリング装置１０の構成を示す。 サンプリング装置１０は、外部から入力される被測定信号を、制御信号により指定されるタイミングでサンプリングし、サンプリングした信号を出力する。 サンプリング装置１０は、入力される制御信号に基づいてパルス信号を発生するパルス発生回路１００と、パルス信号に基づいて被測定信号をサンプリングするサンプリング回路１３０とを備え、パルス発生回路１００およびサンプリング回路１３０を基板上に一体形成した構成をとる。

パルス発生回路１００は、ステップリカバリダイオード１０２と、制御信号入力端部１０３と、アノード側配線１１０と、カソード側配線１１２と、コンデンサ１１４とを有する。 ステップリカバリダイオード１０２は、逆方向電圧が印加されてから所定の時間の後に逆方向電流を遮断する。 制御信号入力端部１０３は、ステップリカバリダイオード１０２に印加する制御信号を入力するアノード側入力端子１０４およびカソード側入力端子１０６を有する。 本実施形態において、アノード側入力端子１０４およびカソード側入力端子１０６の一方は制御信号のグランド側に接続され、他方は制御信号の信号側に接続される。 一例として図１においては、カソード側入力端子１０６は制御信号のグランド側に接続される。 また、アノード側入力端子１０４は制御信号の信号側に接続され、カソード側入力端子１０６を基準とする制御信号の信号レベルを入力する。 これに代えて、アノード側入力端子１０４が制御信号のグランド側に接続され、カソード側入力端子１０６が制御信号の信号側に接続されてもよい。 他の形態として、カソード側入力端子１０６はアノード側入力端子１０４が入力する制御信号の信号レベルを反転した信号レベルを入力してもよい。 サンプリング装置１０の外部には、アノード側入力端子１０４およびカソード側入力端子１０６の間にコンデンサ２０が接続される。

アノード側配線１１０は、アノード側入力端子１０４と、パルス発生回路１００のアノード側出力端の間に設けられ、アノード側入力端子１０４から所定の距離の接点にステップリカバリダイオード１０２のアノードが接続される。 カソード側配線１１２は、カソード側入力端子１０６と、パルス発生回路１００のカソード側出力端の間に設けられ、ステップリカバリダイオード１０２のカソードが接続される。 アノード側配線１１０およびカソード側配線１１２は、例えばマイクロストリップ線路等の伝送路１１６として基板上に形成されてよい。

なお、本実施形態においては、アノード側配線１１０およびカソード側配線１１２のうち、アノード側配線１１０は、制御信号の信号側のアノード側入力端子１０４に接続されるので、本発明に係る信号側第２配線として機能する。 一方、カソード側配線１１２は、制御信号のグランド側のカソード側入力端子１０６に接続されるので、本発明に係るグランド側第２配線として機能する。 これに代えて、アノード側入力端子１０４がグランド側でカソード側入力端子１０６が信号側である場合には、アノード側配線１１０はグランド側第２配線として、カソード側配線１１２は信号側第２配線としてそれぞれ機能してもよい。

コンデンサ１１４は、アノード側配線１１０上におけるステップリカバリダイオード１０２が接続される接点とパルス発生回路１００のアノード側出力端との間に設けられ、ステップリカバリダイオード１０２により発生されたパルス信号の直流成分を除去して交流成分を通過させることにより、パルスをサンプリング回路１３０に伝播する。

次に、パルス発生回路１００の動作を示す。
まず、サンプリングを行う場合に、カソード側入力端子１０６の基準電位０Ｖに対し、正の電圧Ｖｐ［Ｖ］から負の電圧Ｖｎ［Ｖ］へと立ち下がる制御信号がアノード側入力端子１０４に入力される。 この制御信号は、アノード側配線１１０を介してステップリカバリダイオード１０２のアノードに伝播する。 そして、ステップリカバリダイオード１０２のアノードには逆方向電圧が印加される。 ステップリカバリダイオード１０２は、逆方向電圧が印加されてから所定の時間の経過前は低抵抗となり、逆方向電流を流す。 このため、ステップリカバリダイオード１０２のアノード側の電位は所定の時間が経過するまでの間はＶｎとならず、アノード側配線１１０およびステップリカバリダイオード１０２の抵抗値で定まる電圧Ｖｎ１［Ｖ］となる。 このＶｎ１は、一例として｜Ｖｎ−Ｖｎ１｜＞＞｜Ｖｎ１｜となる値をとる。

次に、所定の時間が経過すると、ステップリカバリダイオード１０２は、逆方向電流を遮断する。 この結果、ステップリカバリダイオード１０２のアノード側の電圧は、急速にＶｎ［Ｖ］となり、Ｖｎ１［Ｖ］からＶｎ［Ｖ］への立下りエッジが生成される。 この電圧波形は、アノード側配線１１０と、アノード側入力端子１０４およびコンデンサ２０との間の配線とを介してコンデンサ２０に伝播される。 サンプリング装置１０の外部に接続されたコンデンサ２０は、この電圧波形を反射し、反転した電圧波形としてアノード側配線１１０を介してステップリカバリダイオード１０２のアノード側へ伝播する。 これにより、ステップリカバリダイオード１０２のアノード側において、Ｖｎ１からＶｎへの急峻な立下りエッジを有する電圧波形と、当該電圧波形を反転した、｜Ｖｎ１｜から｜Ｖｎ｜への急峻な立ち上がりエッジを有する電圧波形とが、パルス信号として合成され、立下りパルスが発生される。 このパルス信号の幅は、アノード側配線１１０と、アノード側入力端子１０４およびコンデンサ２０の間の配線の長さの和によって定まる。

サンプリング回路１３０は、被測定信号配線１３２と、アノード側配線１３４と、カソード側配線１３６と、サンプリング部１３８と、抵抗１５０と、抵抗１５２と、サンプリング信号出力配線１５８と、サンプリング信号出力配線１５６と、抵抗１６０と、抵抗１６２と、コンデンサ１６４と、コンデンサ１６６とを有する。 被測定信号配線１３２は、外部から被測定信号を入力する。

アノード側配線１３４およびカソード側配線１３６は、本発明に係るアノード側第１配線およびカソード側第１配線の一例であり、パルス発生回路１００により発生されたパルス信号をサンプリング回路１３０におけるパルス発生回路１００側の端部から入力して伝播する。 アノード側配線１３４は、ステップリカバリダイオード１０２のアノード側に接続されたアノード側配線１１０に接続される。 アノード側配線１３４は、伝送路１７０および伝送路１７４を有し、パルス発生回路１００のアノード側の端部から出力されたパルス信号を伝播する。 カソード側配線１３６は、ステップリカバリダイオード１０２のカソード側に接続されたカソード側配線１１２に接続される。 カソード側配線１３６は、伝送路１７２および伝送路１７６を有し、パルス発生回路１００のカソード側の端部から出力された信号を伝播する。 ここで、アノード側配線１３４の伝送路１７０およびカソード側配線１３６の伝送路１７２は、互いに近接して平行に延伸する。 これにより、伝送路１７０を伝播する立下りパルス信号を反転した立上りパルス信号が伝送路１７２に生じる。 また、本実施形態に係る伝送路１７０および伝送路１７２は、パルス信号の伝播方向に対し互いに略対称となる形状の配線パターンとして基板上に形成される。 これにより、伝送路１７０および伝送路１７２は、立下りパルス信号と、立下りパルス信号の反転パルス波である立上りパルス信号とを適切に生じさせて伝播することができる。

なお、本実施形態においては、アノード側配線１３４およびカソード側配線１３６のうち、アノード側配線１３４は、制御信号の信号側のアノード側入力端子１０４に接続されるので、本発明に係る信号側第１配線として機能する。 一方、カソード側配線１３６は、制御信号のグランド側のカソード側入力端子１０６に接続されるので、本発明に係るグランド側第１配線として機能する。 これに代えて、アノード側入力端子１０４がグランド側でカソード側入力端子１０６が信号側である場合には、アノード側配線１３４はグランド側第１配線として、カソード側配線１３６は信号側第１配線としてそれぞれ機能してもよい。

サンプリング部１３８は、アノード側配線１３４およびカソード側配線１３６から入力されるパルス信号に応じて、被測定信号配線１３２から入力される被測定信号をサンプリングする。 サンプリング部１３８は、ダイオード１４０と、ダイオード１４２と、コンデンサ１４４と、コンデンサ１４６とを含む。 ダイオード１４０およびダイオード１４２は、例えばショットキーダイオードである。 ダイオード１４０は、カソード側配線１３６側にアノードが接続され被測定信号配線１３２にカソードが接続される。 また、ダイオード１４２は、被測定信号配線１３２にアノードが接続されアノード側配線１３４側にカソードが接続される。 コンデンサ１４４は、カソード側配線１３６およびダイオード１４０のアノードの間に接続される。 コンデンサ１４６は、アノード側配線１３４およびダイオード１４２のカソードの間に接続される。 以上の構成により、サンプリング部１３８は、被測定信号をパルス信号のタイミングでサンプリングした結果得られる電圧値を、サンプリング信号としてサンプリング信号出力配線１５６およびサンプリング信号出力配線１５８を介して出力する。
これに代えてサンプリング部１３８は、ダイオードブリッジにより被測定信号をサンプリングする構成を採ってもよい。

抵抗１５０および抵抗１５２は、被測定信号配線１３２を伝播する被測定信号を終端する。 サンプリング信号出力配線１５８は、本発明に係る第１サンプリング信号出力配線の一例であり、一端がダイオード１４０およびコンデンサ１４４の間の配線上に設けられた接点である第１サンプリング信号出力点に接続され、被測定信号をサンプリングした結果得られる信号をサンプリング装置１０の外部へ出力する。 サンプリング信号出力配線１５６は、本発明に係る第２サンプリング信号出力配線の一例であり、一端がコンデンサ１４６およびダイオード１４２の間の配線上に設けられた接点である第２サンプリング信号出力点に接続され、被測定信号をサンプリングした結果得られる信号をサンプリング装置１０の外部へ出力する。

抵抗１６０および抵抗１６２は、サンプリング信号出力配線１５６およびサンプリング信号出力配線１５８上にそれぞれ設けられる。 コンデンサ１６４は、抵抗１６０とサンプリング装置１０からサンプリング信号を出力する端部との間に、抵抗１６０と直列に設けられる。 コンデンサ１６６は、抵抗１６２とサンプリング装置１０からサンプリング信号を出力する端部との間に、抵抗１６２と直列に設けられる。

図２は、本実施形態に係るサンプリング装置１０の積層構造を示す。 本実施形態に係るサンプリング装置１０は、パルス発生回路１００およびサンプリング回路１３０がＧａＡｓ基板２００（ガリウムヒ素基板）等の基板上に一体形成される構造をとる。 これによりサンプリング装置１０は、例えば数十ＧＨｚ以上の速度でサンプリングを行うことができる。

本実施形態に係るサンプリング装置１０は、一例としてＧａＡｓ基板２００上に、ｎ＋型ＧａＡｓ層２１５、ｎ−型ＧａＡｓ層２２０、ｎ＋型ＧａＡｓ層２４０、ｎ＋型ＡｌＧａＡｓ層２４５、ＧａＡｓ層２５０、ｎ＋型ＡｌＧａＡｓ層２５５、およびｐ＋型ＧａＡｓ層２６０を順に積層した積層基板を用いて形成される。 ステップリカバリダイオード１０２と、ダイオード１４０およびダイオード１４２とは、異なる積層構造をとるので、ＧａＡｓ基板２００上に積層された異なる半導体層に形成される。 すなわち、ダイオード１４０およびダイオード１４２は、ｎ＋型ＧａＡｓ層２１５およびｎ−型ＧａＡｓ層２２０の組からなる半導体層群を用いて形成される。 一方、ステップリカバリダイオード１０２は、ｎ＋型ＧａＡｓ層２４０、ｎ＋型ＡｌＧａＡｓ層２４５、ＧａＡｓ層２５０、ｎ＋型ＡｌＧａＡｓ層２５５、およびｐ＋型ＧａＡｓ層２６０の組からなる半導体層群を用いて形成される。

より具体的には、ダイオード１４０およびダイオード１４２は、カソード２０５がｎ＋型ＧａＡｓ層２１５上に、アノード２１０がｎ−型ＧａＡｓ層２２０上に設けられる。 これにより、ダイオード１４０およびダイオード１４２は、カソード２０５およびアノード２１０の間に、ｎ＋型ＧａＡｓ層２１５およびｎ−型ＧａＡｓ層２２０が積層された構造をとる。 この構造により、ダイオード１４０およびダイオード１４２は、ショットキーダイオードとして機能する。

一方、ステップリカバリダイオード１０２は、カソード２３０がｎ＋型ＧａＡｓ層２４０上に、アノード２３５がｐ＋型ＧａＡｓ層２６０上に設けられる。 これにより、ステップリカバリダイオード１０２は、カソード２３０およびアノード２３５の間に、ｎ＋型ＧａＡｓ層２４０、ｎ＋型ＡｌＧａＡｓ層２４５、ＧａＡｓ層２５０、ｎ＋型ＡｌＧａＡｓ層２５５、およびｐ＋型ＧａＡｓ層２６０が順に積層された構造をとる。 この構造により、ステップリカバリダイオード１０２は、ステップリカバリダイオードとして機能する。

ステップリカバリダイオード１０２と、ダイオード１４０およびダイオード１４２とは、積層基板の表面からＧａＡｓ基板２００まで貫通する絶縁体２７０により絶縁される。 ステップリカバリダイオード１０２と、ダイオード１４０およびダイオード１４２とは、絶縁体２７０に代えて、ＧａＡｓ基板２００に至る貫通溝を設けることにより絶縁されてもよい。 なお、ダイオード１４０、ダイオード１４２、およびステップリカバリダイオード１０２と、積層基板上に設けられた配線とは、例えばエアブリッジ構造の導電体により接続されてよい。

以上に代えて、ステップリカバリダイオード１０２が形成される半導体層群は、ダイオード１４０およびダイオード１４２が形成される半導体層群よりも上面側に設けられてもよい。 また、ステップリカバリダイオード１０２が形成される半導体層群と、ダイオード１４０およびダイオード１４２が形成される半導体層群との間には、他の１又は複数の他の半導体層が設けられてもよい。

図３は、本実施形態に係る試験装置３０の構成を示す。 試験装置３０は、被試験デバイス５０を試験するための試験パターンに基づく試験信号を被試験デバイス５０に入力し、試験信号に応じて被試験デバイス５０が出力する出力信号に基づいて被試験デバイス５０の良否を判定する。

試験装置３０は、パターン発生器３００と、タイミング発生器３０５と、波形成形器３１０と、信号出力部３２０と、サンプリング装置１０と、判定部３４０とを備える。 パターン発生器３００は、試験装置３０の利用者により指定された試験プログラムのシーケンスを実行し、被試験デバイス５０に供給する試験パターンを生成する。 タイミング発生器３０５は、試験パターンを被試験デバイス５０へ出力すべきタイミング、および、被試験デバイス５０が出力する出力信号をサンプリングすべきタイミングを発生する。 波形成形器３１０は、試験パターンを受け取ってタイミング発生器３０５が発生したタイミングに基づき成形して、被試験デバイス５０に供給する試験信号を生成する。 すなわち例えば、波形成形器３１０は、試験パターンにより指定されたタイミングで指定された信号波形を信号出力部３２０へ出力する。 信号出力部３２０は、試験信号を被試験デバイス５０に供給する。

サンプリング装置１０は、被試験デバイス５０の出力信号を入力してサンプリングする。 サンプリング装置１０は、図１に示したパルス発生回路１００およびサンプリング回路１３０を含む。 パルス発生回路１００は、タイミング発生器３０５から供給される、出力信号をサンプリングすべきことを示す制御信号を入力し、当該制御信号に基づいてパルス信号を発生する。 サンプリング回路１３０は、当該パルス信号に基づいて出力信号をサンプリングする。 図３に示したサンプリング装置１０の構成および機能は図１から２に示したサンプリング装置１０と同様であるため、説明を省略する。 判定部３４０は、サンプリングした出力信号を期待値と比較して、被試験デバイス５０の良否を判定する。

以上に示した試験装置３０によれば、高い周波数で出力される被試験デバイス５０の出力信号を高速にサンプリングし、被試験デバイス５０の良否を判断することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。 上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。 その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明の実施形態に係るサンプリング装置１０の構成を示す。

本発明の実施形態に係るサンプリング装置１０の積層構造を示す。

本発明の実施形態に係る試験装置３０の構成を示す。

符号の説明

１０ サンプリング装置２０ コンデンサ３０ 試験装置５０ 被試験デバイス１００ パルス発生回路１０２ ステップリカバリダイオード１０３ 制御信号入力端部１０４ アノード側入力端子１０６ カソード側入力端子１１０ アノード側配線１１２ カソード側配線１１４ コンデンサ１１６ 伝送路１３０ サンプリング回路１３２ 被測定信号配線１３４ アノード側配線１３６ カソード側配線１３８ サンプリング部１４０ ダイオード１４２ ダイオード１４４ コンデンサ１４６ コンデンサ１５０ 抵抗１５２ 抵抗１５６ サンプリング信号出力配線１５８ サンプリング信号出力配線１６０ 抵抗１６２ 抵抗１６４ コンデンサ１６６ コンデンサ１７０ 伝送路１７２ 伝送路１７４ 伝送路１７６ 伝送路１８０ 配線パターン接続部１８２ 配線パターン接続部１８４ 配線パターン接続部２００ ＧａＡｓ基板２０５ カソード２１０ アノード２１５ ｎ＋型ＧａＡｓ層２２０ ｎ−型ＧａＡｓ層２３０ カソード２３５ アノード２４０ ｎ＋型ＧａＡｓ層２４５ ｎ＋型ＡｌＧａＡｓ層２５０ ＧａＡｓ層２５５ ｎ＋型ＡｌＧａＡｓ層２６０ ｐ＋型ＧａＡｓ層２７０ 絶縁体３００ パターン発生器３０５ タイミング発生器３１０ 波形成形器３２０ 信号出力部３４０ 判定部