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基于NI系统源测量单元的仪器使用范围和应用实例

1. 基于NI SourceAdapt技巧的NI系统源丈量单元

源丈量单元(SMU)是一种周详的仪器,可同时对同一通道的电流和电压进行同步源丈量。 该功能使得SMU成为从精准直流电源到阐发分立元件或集成电路等半导体组件的特点等各类利用的抱负之选。

某些SMU针对特定的利用或者需求作了优化,例如泄露测试、大年夜功率IV扫描、为具有快速瞬态相应的移动设备供电。 这些仪器完美地供给了某一特定的功能,然则您可能必要多个这样的SMU来完全阐发必要各类不合勉励或功能的设备的特点。 或者,您也可以选择系统SMU,它将高功率、高精度、高速源丈量功能集成到单个仪器上, 使您能够履行各类不合的功能以及经由过程同一针脚进行各类不合的设备测试。 这不仅简化了连接,而且削减了应用仪器的种类和数量,低落了测试系统的占地空间和总体资源。

NI SMU将传统的台式SMU的高功率和正确度以及NI技巧集于一身,具有更快速、更机动、更小巧的特点。 这种结合使得这些仪器不仅能够实现传统SMU之外的功能,而且变成一款多功能的仪器,可用作为:

周详电源

快速瞬变电源

电压表、电流表或欧姆表

隔离高压/电流数字化仪

高电压/电流序列发生器

脉冲发生器

可编程负载

将这些功能集成到单个仪器使得成为测试各类不合设备的抱负之选,这些设备可能包孕以下需求:

高功率输入输出,同时具有高速采样功能,例如电源治理集成电路PMIC

高速瞬态相应,例如射频电源放大年夜器

精准丈量及大年夜功率脉冲扫频,例如功率晶体管和高亮度LED

经由过程同一引脚进行精准IV和低频电容丈量,例如微型机电系统设备(MEM)

基于NI SMU的模块化特点和紧凑的尺寸,您可以将几个SMU集成到混杂旌旗灯号自动化测试利用中,或者借助单个4U PXI机箱中的17个SMU通道来搭建高密度半导体测试系统。

2. NI系统SMU的技巧细节

NI系统SMU所具有的宽功率范围、高丈量精度可以满意大年夜部分直流测试需求。 此外,NI SMU扩展了传统SMU的功能,实现了快速采样、快速更新以及基于NI技巧的SMU相应自定义化。 这使得SMU能够用于各类不合的利用,而此前则必要连接各类外部仪器,如示波器、函数发生器或高度专业化的电源。

规格

特点

更宽范围的脉冲

NI SMU可以孕育发生高至500 W的脉冲,这使您可以快速测试大年夜功率设备的IV特点而无需串联多个源丈量单元。 在更宽的脉冲范围下进行测试不仅可以使SMU在其老例的IV范围之外运行,而且可以最小化待测设备(DUT)的散热量,削减对热治理设备的需求。

SourceAdapt技巧

NI SMU采纳了新一代SourceAdapt技巧,使您可以自定义SMU的节制轮回,从而实现对随意率性给定负载的最优相应——纵然是高电容或者电感负载。 打消过压不仅保护了待测设备,而且也打消了振荡激发的系统稳定性问题。 此外,上升和下降光阴的最小化也可赞助您最大年夜程度缩短测试光阴。

这个功能对高电容负载分外紧张,由于它可以避免毁坏待测设备或者仪器。 传统的SMU应用固定的模拟节制轮回,经由过程从“常态”跳转到“高电容”模式来防止源丈量单元陷入不稳定状态。 然则,在高电容模式运行时,SMU的上升光阴被极大年夜地限定了,而且电容负载平日被限定在50 uF。 因为SourceAdapt技巧可让您直接造访SMU的数字节制轮回,您可以优化随意率性负载的源丈量单元相应,纵然是针对2,500 uF的电容器,如下图所示。

如上图所示,SMU为一个电容2,500 uF和电阻2Ω的待测设备供给了源电压。 电压上升到3.3 V且电流达到极值10 A后大年夜约停顿了1 ms。假如不采纳SourceAdapt技巧,在这种无功负载状态下,传统的SMU可能会变得不稳定,并且有可能会毁坏待测设备或仪器。

3. 利用示例——DC-DC转换器测试

测试PMIC,如下图所示的德州仪器公司的降压转换器,必要设置设置设备摆设摆设两个SMU。 第一个SMU为待测设备供给了特定电压的输入电源。第二个SMU经由过程增量扫描电流充当负载。

经由过程丈量DUT输入输出真个电压电流,就可以谋略出DC-DC转换器的功率效率,如下图所示。 NI PXIe-4139供给了宽IV范围和硬件准时的序列引擎,使其成为从低功率到高功率快速扫描的抱负选择。

此外,NI PXIe-4139的快速采样率使您可以捕获线路和负载的瞬态变更,而应用传统仪器则必要连接一个外部示波器。 这一瞬态行径对付阐发DC分量以及传统SMU无法丈量的参数的特点至关紧张。

4. 利用示例——LED特点阐发

上图所示的LED来自于CREE公司,具有一个范例的37 V正向电压,最高电流达2.5 A。纵然这些数值跨越了NI PXIe-4139的20 W直流上限,您仍旧可以经由过程扩展的脉冲范围来阐发该设备的特点。 脉冲使您不仅只需应用一个SMU就可阐发LED的特点,还可最小化经由过程测试设备消失的热量,避免必要创建自定义散热器。

上图经由过程应用一组50 us脉冲并使电流徐徐增大年夜到最大年夜值来显示大年夜功率LED的IV特点。 应用50 us的窄脉冲宽度不仅可以最小化LED的自热影响,而且还可以削减总体测试光阴。 假如没有NI SourceAdapt技巧,精准地创建窄脉冲是弗成能的,该技巧优化了SMU对特定待测设备的相应,并可供给最快的上升光阴,且无过压或振荡征象。

5. SMU助力您的下一个测试系统

NI系统SMU在体积小巧的PXI组成布局中供给高达500 W的脉冲电源,同时也供给了高达100 fA的电流敏感度。 这些仪器不仅供给了卓越的直流机能,而且也经由过程增添内置数字化仪和可自定义的SMU相应降服了传统仪器的各种局限性。 此外,NI系统SMU还供给了前所未有的通道密度,将多达17个系统SMU通道封装在一个19英寸4U的机架空间中。 功率、精度、速率和高通道密度的结合培育了NI系统SMU,您下一个测试系统弗成或缺的选择!

责任编辑:gt

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