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一般PXI 设备
一般PXI 设备

高精准电源量测单元 Model 52400 series

PXI Systems Alliance
海天彩票主要特色:
  • 相容于混合式 PXI
  • 四象限输出
  • 高精密/量测解析度(多重档位)
  • 低杂讯输出
  • 高速量测 (100k s/S)
  • 高输出转换率 (Slew Rate)
  • 可存取之量测记录档
  • DIO 触发位元
  • 硬体序列引擎-输出可程式化
  • 可编程阻抗输出
  • 浮接 & 护卫 (Guarding) 输出
  • 16 组频宽选择
  • 主从控制模式
  • LabView / LabWindows & C/C# API 驱动程式
  • 软体控制面板


Applications

  • 半导体测试
  • LED / LD 测试
  • 电池测试
  • 电晶体量测
  • 太阳能电池测试
  • 电动车测试
  • 航太电子测试
  • 电力电子测试
  • 感应器测试

52400系列电源量测单元(来源MeasurementUnit:SMU)为相容于混合式PXI模组设计,可安装于PXI或的PXIe机箱0.52400 SMU是一款可进行高精密电压/电流供应源或负载模拟,同时又可精确量测电流/电压值之综合高精密仪器设备。

52400系列电源量测单元具备四象限输出功能,不单精确且具备高速量测性能。这些特性使得52400系列适合进行精确的参数量测,应用范围包含集成电路,发光二极体(LED)的,雷射二极体(激光二极管),电晶体(晶体管),太阳能电池(太阳能电池),锂电池(电池)以及其他半导体元件。

海天彩票为符合各种量测条件,52400系列电源量测单元提供16段频宽控制供使用者选择稳定的控制回路。多重档位加上18位DAC / ADC提供最佳程式,量测解析度,取样频率(采样率)达到100k s / S,特殊可编程输出阻抗可提供使用者设定电池内部串联电阻,此特性让52400系列电源量测单元成为理想的电池模拟器。

52400系列电源量测单元内建专利硬体时序引擎,使用时序(确定性定时)控制每个电源量测单元,即使未与电脑连接使用,量测程序仍可正常执行;时序引擎内建32K读值储存记忆体,可同步化进行数个模组卡片的量测程序,并确保无任何输出及量测之时间延迟。

52400系列电源量测单元提供的C / C#与的LabView /的LabWindows应用程式介面(API)的及软体控制面板,加上模组卡背面的接头,相容于PXI与的PXIe机箱,提供客户工业标准规格PXI或的PXIe进行系统整合,执行各种测试应用。

四象限输出

52400 系列电源量测单元皆设计为四象限输出操作 (Four-Quadrant operation) ,可供应电压/电流源或模拟负载 (Load Simulation),当模拟负载时[Sink Mode ; II、Ⅳ 象限],PXI机箱对于每个插槽有 20W的标准散热限制,而对高功率模组,此散热限制则会造成不对称之象限输出范围。

下列图示分别为52400系列 电源量测单元四象限输出图示:

 

控制频宽选择

海天彩票为缩短测试时间,52400 系列电源量测单元皆设计为快速反 应、高速电压与电流输出。然而,待测物 (DUT) 的阻抗、治 具或电源线都有可能成为整个控制回路在电压或电流输出模 式下不稳定的潜在因素。一个不稳定的控制回路可能造成过 饱和震荡,甚至损坏待测物。因此,使用者可能需要在测试 治具中增加电容器,让系统重新获得稳定。

52400系列电源量测单元提供使用者 16 个控制频宽选择,此 功能可免去对待测物的控制电路增加电容之困扰。此设定可 做为测试程式参数的一部分,频宽选项的选择也可随待测物 做相对改变。

 SMU Output Waveform under Different Control Scene

 

硬体时序引擎

52400系列电源量测单元硬体序列引擎是一功能强大工具,此工具 可以预先设定程式指令,让仪器按步骤执行指令,即使未与电脑连 接使用,量测程序仍可执行,同时确保输出及量测上无任何时间延 迟。以半导体测试为例,量测速度与时序控制非常重要,此时使用 时序引擎功能即可达到最佳测试效能。

此模式中,一旦仪器接收到触发讯号,硬体将逐行执行在时序表中 的指令,右图为软体控制面板中之时序引擎设定萤幕画面。

 

低电流量测技术

护卫输出 (Guarding) 的应用在低电流 (< 奈安) 量测时是一项很重要的技术。护卫输出可以避免漏电流的问题,并降低量测稳定时间,此输出可保 持与主输出 (Force) 为同电位,如此在护卫输出与主输出间不会有电流产生。护卫输出同时也消除了电源量测单元与待测体之间导线的电容,使得 量测变得快速且精准。

GUARDING FOR LOW CURRENT APPLICATION

 

主从控制模式

52400 系列电源量测单元支援主从输出模式 (Master/Slave operation) , 在供电压-测电流 (FVMI) 模式下,需要较高电流时,可发挥最佳弹性化 应用,海天彩票为达到模组间电流共享目的,52400 系列电源量测单元可支援 类似型号的通道并联,形成较高电流/功率输出。

电流共享是将其中一通道在供电压-测电流 (FVMI) 模式下设为主控单元 (Master),其他通道则需设为供电流-测电压 (FIMV) 模式,主控单元的 输出电压值设为量测应用需要的电压值,而其电流值为其他单元在供 电流-测电压模式下之设定电流。右图为在主从控制控模式下,单元并联 方式的示意图。

 MASTER/SLAVE OPERATION

 

软体控制面板

当52400 系列电源量测单元标准配件中提供软体控制面板 (Soft Front Panel) 让使用者执行验证测试与除错功能。此软体控制面 板具有图形使用者介面 (GUI),方便使用者设定输出模式、范围 与输出值;同时,量测到的电压或电流读值将显示在画面上供使 用者读取,52400 系列软体控制面板亦可同时控制两个通道的输 出与量测值。

52400 系列软体控制面板同时包含硬体序列引擎的设定功能,在 上一页中有详述,使用者可储存多个预先定义好的程式指令于电 脑中,日后即可依照这些程式指令做为多种变化的测试应用。

 VERSATILE SOFT FRONT PANEL

 

应用范例

半导体测试应用中的电池模拟

装置电源 (Device Power Supply; DPS) 可提供电压用以驱动半导体 IC。随着行动通讯的普及,装置电源可以来自 AC/DC 配接器或锂电池,测试电源 管理装置需要动态范围,不论ICs 的峰值电流或微小电流,52400 系列电源量测单元均可在各种极端情况下,精准的提供或量测电流,因此,在输 入电流动态范围下,不仅需要快速,同时更需要精确的量测。

海天彩票为符合此需求,52400 系列电源量测单元提供了10 个电流量测 档位,以及 100k s/S 的取样频率,确保瞬间 (burst) 电流及稳态 (quasi-state) 电流高速且精确之量测。

电池模拟应用中,52400 系列电源量测单元提供的阻抗特性,可 产生真实电池应用中由电池内部的阻抗所造成的电压瞬时跌落 (Voltage Dip)。当待测物 (DUT) 被量测的电压值呈现阶梯波的输出 形式,此现象是明显的证据。

 DPS & Battery Simulation for Semiconductor Test

电晶体量测

I-V (电流-电压) 特性曲线可做为场效电晶体量测的关键性指标。 I-V 特性曲线的量测包括闸极泄漏 (Gate leakage)、崩溃电压 ( Breakdown voltage) 与汲极电流 (Drain current) 等。为确保正确 的量测结果,各项量测参数需同时取得, 透过52400系列电源量 测单元同步量测功能,可供使用者快速且精确量测到这些重要参 数。

如右图所示,52400 系列电源量测单元通道 1 的输出端 Force Hi (+Force) 连接到 MOSFET 的闸极,电源量测单元通道 2 的输出端 +Force 则连接到 MOSFET 的汲极。MOSFET 的源极则与电源量测 单元通道 1 与通道 2 的 Force Lo (-Force) 端点连接。改变各通道 之电流与电压的输出值,即可扫描绘出待测物之各项 I-V 特性曲 线图。

 Transistor Test

Transistor Test

 

发光二极体/雷射二极体量测

诸如发光二极体 (LED) 或雷射二极体 (Laser Diode) 等之发光元件,需要电流/电压源、负载、光功率量测,当执行 LIV (Light-Current-Voltage) 参数量 测与量测二极体的反向特性,52400 系列电源量测单元可程式化为电流源模式,用以驱动待测物,进行正向特性量测,也可设成电压源模式,进 行反向特性量测。

进行光输出功率量测时需要另一电源量测单元通道。光电二极体 (Photo Diode) 通常用来当作光输出功率的感应接收器,光功率与光 电二极体的短路电流 (Short Circuit Current) 成正比关系,若无法加 偏压至光电二极体使其成为零伏,量测精确度将受影响, 因为正向 偏压会让光二极体产生较高温度,此影响更甚于短路电流;52400 系列另一重要特性在于可以偏压至负电压以补偿导线所造成的电压 降,相较于使用分流电阻进行电流量测造成偏压,52400 系列电源 量测单元可确保量测到光电二极体之真实短路电流。

52400 系列电源量测单元双输入通道设计及同步量测功能可取得所 有量测参数,如有多个待测物需同时进行平行测试,52400 系列电 源量测单元之小型 PXI 设计可提供最高之通道密度。

 Typical LIV test setup for LED

LED/Laser Diode Test

 

太阳能电池量测

太阳能电池的基本结构仍属二极体结构,因此 I-V 特性曲线是其关键特性。利用照光时的I-V特性曲线,可用来导出许多重要的太阳能电池的参 数,反向电压可用来进行反向太阳能电池性能的测试,不同于一般二极体的测试,分流电阻 (Shunt Resistor) 与串联电阻是太阳能电池的重要性能 指数。

52400 系列电源量测单元具有可操作于照光时的正向偏压负载及反向偏压输出特性, 此四象限输出特性使得电源量测单元成为理想的太阳能电池 测试仪器。

一般太阳光模拟器之辐射光强会有瞬态的不稳定,使用辐射光监视器 (Irradiance Monitor) 连接 52400 系列电源量测单元的单一通道,依照 IEC-60904-1 所定义方式来修正太阳能电池的光电流读值至 1 sun (100mW/m2) 标准光强状态,透过电源量测单元提供电压与电流,进行在同一通道 内与跨通道间的同步量测,可取得精准可靠之测试结果。

Solar Cell Test

 

其他应用范围

OTHER APPLICATIONS