Unité de mesure à la source de haute précision (SMU) Model 52400 Series

  • PXI Systems Alliance
Unitédemesureàlasourcedehauteprécision(SMU)
Unitédemesureàlasourcedehauteprécision(SMU)
Caractéristiques principales
  • Hybride compatible PXI
  • Fonctionnement en quatre quadrants
  • Source / mesure de très haute résolution (plusieurs gammes)
  • Faible bruit de sortie
  • Vitesse de programmation / mesure élevée (100k s/S) et vitesse de balayage
  • Journal de mesures optionnel
  • Bits DIO
  • Caractérisation du produit par séquenceur matériel
  • Résistance de sortie programmable
  • Sortie flottante et de sécurisation
  • 16 Sélection de la largeur de la bande de contrôle
  • Fonctionnement en maître / esclave
  • Commande avec LabView / LabWindows & C/C# API
  • Interface utilisateur graphique panneau souple

Applications

  • Test de semi-conducteurs
  • Test de diode LED / laser
  • Test de batteries
  • Test de transistors
  • Test de cellules solaires
  • Test de véhicules électriques
  • Test aéro-électronique
  • Test sur l'électronique de puissance
  • Test de capteurs

La série Chroma 52400 est un PXI basé sur une carte SMU (unité de mesure de la source) conçue pour une simulation très précise de la source ou de la charge avec des mesures précises de tension et de courant.

Le SMU combine le fonctionnement à quatre quadrants avec la précision et la mesure à grande vitesse. Cela fait du SMU un instrument idéal pour de nombreuses applications de test paramétrique allant des circuits intégrés, des composants à deux électrodes tels que les capteurs, les LED, les diodes laser, les transistors, les cellules solaires, les batteries et de nombreux autres appareils électroniques.

Caractéristiques de la série 52400 : 16 largeurs de bande de commande sélectionnables pour assurer une sortie à grande vitesse et un fonctionnement stable ; plusieurs plages source/mesure avec un DAC/ADC 18 bits pour fournir la meilleure résolution et précision disponibles avec un taux d'échantillonnage allant jusqu'à 100K s/S ; résistance série interne programmable pour la simulation de batterie ; lignes ±force, ±sens et ±protections pour éviter le courant de fuite et réduire le temps de stabilisation - particulièrement utile pour les applications de test à faible courant.

La série 52400 dispose d'un moteur de séquence matérielle breveté qui utilise un timing déterministe pour contrôler chaque SMU. La mémoire intégrée du séquenceur peut stocker jusqu'à 65535 commandes de séquenceur et 32k échantillons de mesure par canal, ce qui permet la synchronisation entre modules / cartes et le contrôle et la mesure de sortie sans latence. Aucune communication PC n'est nécessaire pendant l'exécution du processus de test du séquenceur matériel.

Les API C, C#, LabView, LabWindows et les faces avant souples et polyvalentes sont fournies en standard avec chaque SMU. Les connecteurs arrière sont
compatibles avec les châssis PXIe et hybrides. Toutes ces caractéristiques permettent une intégration facile aux systèmes PXI ou PXI-hybrides conçus pour une large gamme d'applications.

 FONCTIONNEMENT EN QUATRE QUADRANTS

Toutes les unités Chroma 52400 de la série SMU sont conçues pour fonctionner à quatre quadrants pour les applications qui nécessitent une source ou une charge de tension / courant. Lors d'un fonctionnement en charge, le module est limité par la norme du châssis PXI de 20W de dissipation thermique par emplacement. Cette limite est notée comme le déséquilibre dans les diagrammes à quadrant pour les modèles à puissance plus élevés.

Vous trouverez ci-dessous les diagrammes à quadrant de toutes les séries Chroma 52400 SMU.

 SÉLECTION DE LA LARGEUR DE BANDE DE CONTRÔLE


▲ SMU Output Waveform under Bandwidth Control

Pour réduire les temps de test, les SMU de Chroma sont conçues pour une réponse rapide fournissant une tension et un courant de sortie à grande vitesse. L'impédance de DUT, de la fixation ou du câblage peut provoquer une instabilité de boucle en mode tension ou source de courant de sortie. Une boucle instable pourrait provoquer une saturation, des oscillations ou même endommager le DUT. En conséquence, le fabricant de SMU peut demander à l’utilisateur d’ajouter un condensateur ou une inductance dans le dispositif d’essai pour rétablir la stabilité du système.


Les SMU de la série Chroma 52400 offrent 16 largeurs de bande de commande sélectionnables par l'utilisateur, éliminant ainsi le besoin de condensateurs ou d'inductances externes placés à proximité du DUT. La sélection de la largeur de la bande de contrôle de Chroma peut faire partie des paramètres d'essai d'un script de test dans lequel la valeur peut être modifiée lorsque le type de DUT est modifié.

 SÉQUENCEUR MATÉRIEL UNIQUE

Le séquenceur matériel Chroma est un outil puissant qui peut prédéfinir des commandes comme des étapes exécutables par instrument. Ceci permet un contrôle et une mesure sans latence car aucune interaction PC n'est nécessaire pendant l'exécution. La séquence optimise les performances du module pour des applications telles que les tests de semi-conducteurs où la vitesse et le contrôle de la synchronisation sont critiques. Dans ce mode, une fois que l'instrument reçoit le déclencheur de démarrage, il commencera à exécuter les commandes du tableau du séquenceur ligne par ligne ou comme défini lors du déclenchement.

 SÉCURISATION POUR LES APPLICATIONS À FAIBLE INTENSITÉ DE COURANT

La protection est une technique importante pour les mesures de courant très faible. La protection réduit les erreurs de courant de fuite et diminue le temps de sédimentation. Il maintient le potentiel du connecteur de protection au même potentiel que le conducteur de force, de sorte que le courant ne circule pas entre les conducteurs de force et de protection. Il élimine également la capacité du câble entre l'unité de mesure de source (SMU) et DUT pour des mesures plus rapides et précises.


▲ Leakage current flows through the cable’s insulation resistance


▲ Guard Connection: Cable Capacitance is eliminated with Triaxial Cable

 FONCTIONNEMENT MAÎTRE/ESCLAVE

Pour offrir un maximum de flexibilité, le module SMU de la série Chroma 52400 permet le fonctionnement maître / esclave lorsqu'un courant plus élevé en mode FVMI est nécessaire ! Pour garantir un partage parfait du courant entre les modules et garantir des performances optimales, la série Chroma 52400 ne permet de mettre en parallèle que le même modèle de canaux qu'un module courant / alimentation plus élevé.

Le partage du courant est réalisé par un canal fonctionnant comme maître en mode FVMI tandis que les autres fonctionnent en mode FIMV. Le canal maître sera programmé en tant que tension d'application souhaitée et le signal analogique du courant mesuré sera utilisé comme courant de programmation pour le reste des canaux FIMV. La figure de droite montre les configurations et les connexions pour les canaux en parallèle exploités en mode maître / esclave.


▲ Wiring Structure for Master/Slave Control

 PANNEAU FRONTAL SOUPLE ET POLYVALENT

Avant d'intégrer les SMU de la série 52400 au système intégré, un panneau frontal souple et polyvalent est fourni en tant qu'accessoire standard permettant à l'utilisateur d'effectuer un test de vérification ou un débogage. Ce panneau frontal souple fournit une interface graphique permettant de définir le mode, la plage et le niveau de sortie du SMU. La tension ou le courant mesuré sera affiché une fois la sortie activée. Pour les modules ayant des canaux de sortie doubles, les deux canaux peuvent être contrôlés par le même panneau souple.

Ce panneau frontal souple inclut également un panneau de commande pour le réglage de la séquence matérielle décrite ci-dessus. L'utilisateur peut enregistrer un nombre illimité de profils prédéfinis sur un ordinateur et les ré-utiliser ultérieurement pour différentes applications.

 Applications

Simulation DPS et batterie pour les tests de semi-conducteurs

L’alimentation électrique de dispositif (DPS) est une source de tension utilisée pour piloter des circuits intégrés à des semi-conducteurs. Avec la popularité des applications mobiles, l'alimentation électrique de dispositif (DPS) peut être une source de tension provenant d'un convertisseur CC/CC ou parfois d'une batterie. La longue durée de fonctionnement requise fait du mode d'économie d'énergie une conception commune aux dispositifs semi-conducteurs modernes. Par conséquent, une large gamme dynamique de courant d'entrée doit être mesurée à grande vitesse et avec une grande précision.

Pour répondre à cette exigence, la série Chroma 52400 SMU fournit jusqu'à 10 plages de mesure de courant et des échantillons de 100 k s/S afin de garantir des mesures de vitesse et de précision élevées pour les mesures de courant en rafale ou quasi-état.

Dans le cas où les batteries seront utilisées comme DPS dans le DUT, la caractéristique unique de la résistance SMU de la série Chroma 52400 est capable de produire une chute de tension comparable à celle observée dans une configuration de batterie réelles. La chute de tension est causée par la résistance interne en série de la batterie lors de la décharge de courant absorbée par le DUT.

Test de transistors

La caractéristique courant-tension (I-V) est essentielle pour garantir que les FET répondent aux spécifications et fonctionnent correctement. Ces tests I-V peuvent inclure des fuites de grille, une tension disruptive, un courant de drain, etc., la programmation et la synchronisation de plusieurs instruments sont essentielles pour garantir de bons résultats de test. En utilisant le SMU de la série Chroma 52400, les utilisateurs peuvent rapidement et avec précision trouver et mesurer à la fois le courant et la tension.

Comme indiqué, la borne Force Hi (+ Force) de 52400 SMU CH1 est reliée à la grille MOSFET et la borne Force Hi de 52400 SMU CH2 est reliée au drain. La borne source du MOSFET est connectée aux terminaux Force Lo (-Force) des deux canaux SMU. En balayant et en réglant de manière appropriée la tension ou le courant sur différents canaux, l’utilisateur peut obtenir diverses caractéristiques du MOSFET I-V.

Test de diode LED / laser

Les dispositifs émetteurs de lumière tels que les LED ou les diodes laser nécessitent une mesure de source, de chargement et de puissance optique lors des tests paramétriques pour LIV ainsi que pour les fonctions inverses. SMU peut être configuré en mode source de courant pour permettre au DUT de tester les caractéristiques de transmission et être défini comme mode d'alimentation en tension pour des performances inverses.

La mesure de puissance optique nécessite une autre entrée de mesure. La photodiode est normalement utilisée comme capteur de puissance optique. La puissance optique est proportionnelle au court-circuit de la photodiode. Si vous omettez de polariser la photodiode à zéro volt, le résultat de la mesure peut être moins précis, car la tension directe de la photodiode a un impact de coefficient de température supérieur au courant de court-circuit. Une autre caractéristique importante de SMU est qu’il est capable de compenser la chute de tension sur le câble afin d’assurer la photodiode à la condition de court-circuit, alors qu’une configuration type de dérivation de courant typique peut causer des problèmes de charge de tension.

La mesure de puissance optique nécessite une autre entrée de mesure. La photodiode est normalement utilisée comme capteur de puissance optique. La puissance optique est proportionnelle au court-circuit de la photodiode. Si vous omettez de polariser la photodiode à zéro volt, le résultat de la mesure peut être moins précis, car la tension directe de la photodiode a un impact de coefficient de température supérieur au courant de court-circuit. Une autre caractéristique importante de SMU est qu’il est capable de compenser la chute de tension sur le câble afin d’assurer la photodiode à la condition de court-circuit, alors qu’une configuration type de dérivation de courant typique peut causer des problèmes de charge de tension. La conception de canal à double entrée du SMU Chroma série 52400 ainsi que la mesure synchrone sont capables de couvrir tous les besoins de test dans un module afin d’obtenir le plus faible encombrement et la plus grande densité de canaux lorsque plusieurs DUT doivent être testés.

Test de cellules solaires

La cellule solaire a une structure de diode qui peut être caractérisée par un balayage I-V. La nature de la production d'énergie nécessite le balayage unique de la charge pour la courbe I-V avant légère utilisée pour dériver la plupart des paramètres importants d'une cellule solaire. Une source de tension sera alors requise pour les tests de performances inverses. Contrairement aux tests de diodes classiques, la résistance en chaîne et en série sont des indices de performance importants pour les cellules solaires.

Les SMU peuvent fonctionner comme un dispositif de charge pour les tests d'éclairage avancés ainsi que pour les sources de tension pour la caractérisation de polarisation inverse. Ce fonctionnement unique à quatre quadrants fait de SMU un instrument de test idéal pour les cellules solaires.

La série Chroma 52400 SMU fournit également des mesures synchrones de la tension et du courant entre les canaux. Ceci est important car l'irradiation provenant des simulateurs solaires peut avoir une instabilité temporelle nécessitant des moniteurs d'éclairement énergétique utilisés pour corriger le courant de photons des cellules solaires dans des conditions d'irradiation standard à 1 soleil (100 mW / m2), définies par la norme IEC-60904-1.

 AUTRES APPLICATIONS


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Référence de modèle
Description

Unité de mesure à la source de haute précision (SMU)

Unité de mesure à la source de haute précision (SMU) 25V/200mA

Unité de mesure à la source de haute précision (SMU) 5V/3.5A

Unité de mesure à la source de haute précision (SMU) 10V/2.5A

Unité de mesure à la source de haute précision (SMU) 25V/1A

Unité de mesure à la source de haute précision (SMU) 25V/3.5A

Unité de mesure à la source de haute précision (SMU) 25V/6A under Pulse Mode

External AC-DC Power Adapter (drives up to 3x 52401 or 1x 52405 SMU)

52405 Output Triaxial Cable, except 52405-25-6

High Power External AC-DC Adapter (drives up to 3 x 52405 SMUs)

52405-25-6 Cable Set (52405-25-6 application only)