超越規(guī)格：更高電流的供給與測量

結(jié)論
對于寬范圍的電子器件，SMU提供了一種設(shè)計(jì)測試和測量系統(tǒng)的簡單、集成度高的方法。越來越多的測試應(yīng)用需要源和/或測量更高電流的能力，本文介紹的技術(shù)提供了組合分立源與測量儀器的實(shí)用、經(jīng)濟(jì)有效的替代方法。欲獲知關(guān)于實(shí)現(xiàn)高電流測試配置的更多技術(shù)信息，請到www.keithley.com/data?asset=52630下載編號(hào)為3047的應(yīng)用筆記:“用I-V測量設(shè)備實(shí)現(xiàn)更高電流的方法”。

附：接線與測試設(shè)備安全性的考慮

通常，測試接線和測試連接都必須使DUT和SMU之間的電阻值（R）、電容值（C）和電感值（L）達(dá)到最小。為了使電阻值最小化，在任何可能的地方并且肯定在測試設(shè)備之內(nèi)，使用較大規(guī)格的電線。需要的規(guī)格取決于承載電流的幅度；例如，對于必須承載40A的接線，大概需要12號(hào)的線纜。

低阻線纜對于防止儀器損壞非常重要。選擇低于30mΩ/m的電纜或更低電阻值的線纜用于10A脈沖。讓電纜長度盡量短，并且永遠(yuǎn)使用低電感電纜（例如，雙絞線對或低阻抗同軸型）、大規(guī)格電纜以限制線纜上的壓降。通過檢查SMU電壓輸出的裕量指標(biāo)以確保該壓降沒有過大。例如，如果使用2602A型SMU輸出20V，那么測試線的壓降不應(yīng)超過3V才能避免測試結(jié)果不準(zhǔn)確或儀器損壞。規(guī)定HI和SENSE HI端子間的最大電壓為3V并且LO和SENSE LO端子間的最大電壓為3V。

雖然許多人認(rèn)為防護(hù)能最大程度降低線纜的充電效應(yīng)，但這通常是高壓測試而不是高電流測試需要關(guān)心的。四線Kelvin連接必須盡可能靠近DUT；每毫米長度得到的測量結(jié)果都會(huì)不同。

而且，應(yīng)當(dāng)注意的是，應(yīng)當(dāng)用SMU施加電壓進(jìn)行電壓回讀，因?yàn)檎谳敵鲭娏鞯腟MU的電壓讀數(shù)由于連接的情況會(huì)有很大變化，而且與DUT上實(shí)際看到的不同。

測試設(shè)備上使用的插座必須是知名的高質(zhì)量插座。例如，某些紅色插座使用大量鐵制材料以獲得紅色效果，但由于導(dǎo)電會(huì)導(dǎo)致不可接受的大量泄漏。插座之間的電阻值應(yīng)當(dāng)盡可能高，而且在任何情況下都大于1010Ω。

當(dāng)測試FET或IGBT時(shí)，往往推薦在SMU和器件柵極之間加入電阻器。當(dāng)大量脈沖電流經(jīng)過這些類型的器件時(shí)，它們?nèi)菀桩a(chǎn)生振蕩。在柵極插入電阻器會(huì)衰減這些振蕩，因此使測量穩(wěn)定；由于柵極不吸收更多的電流，所以電阻器不會(huì)導(dǎo)致較大的壓降。

如果測試序列中使用的電壓超過40V，那么測試設(shè)備和SMU必須安裝適當(dāng)?shù)幕ユi并按照正常的安全規(guī)程操作。

許多電氣測試系統(tǒng)或儀器都能測量或輸出危險(xiǎn)的電壓和功率電平。在單錯(cuò)誤的情況下（例如，編程錯(cuò)誤或儀器故障）也可能輸出危險(xiǎn)電平，甚至系統(tǒng)提示當(dāng)前沒有危險(xiǎn)。對于保護(hù)操作人員在任何時(shí)候都遠(yuǎn)離所有危險(xiǎn)來說，這些高電平非常關(guān)鍵。保護(hù)方法包括：

● 使用前，仔細(xì)驗(yàn)證測試方案的操作。

● 設(shè)計(jì)測試固定裝置以防操作人員接觸任何危險(xiǎn)電路。

● 確保被測器件完全封閉，以保護(hù)操作人員免受飛濺碎片的傷害。

● 操作人員可能接觸到的所有電氣連接都必須雙重絕緣。雙重絕緣可以在其中一個(gè)絕緣層失效后還能確保操作人員的安全。

● 當(dāng)測試裝置蓋打開時(shí)，使用可靠性高的失效-安全互鎖開關(guān)斷開電源。

● 只要可能，盡量采用自動(dòng)機(jī)械手，進(jìn)而操作人員無須接觸測試裝置的內(nèi)部以及打開防護(hù)。

● 為系統(tǒng)的全部用戶提供適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)，讓大家理解所有潛在危險(xiǎn)并知道如何保護(hù)自己不受傷害。測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師、集成工程師和安裝工程師的責(zé)任是確保對于操作人員和維護(hù)人員的保護(hù)非常到位而且有效。