利用大功率数字源表构建多源测量单元(SMU)系统-连载五

发布者:Tianran2021最新更新时间:2015-06-24 来源: ednchina关键字:大功率  数字源表  多源测量单元 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
在测试系统问题中,被误解最多的就是接地。这里,“接地”定义为到接地端的连接。不过,许多人往往使用“接地”一词表示测试电路中源测量单元(SMU)的基准点。在本应用笔记中,这个基准点被称作“电路公共端”。

 

接地

 

为了安全,大部分系统都有一个接地点,以确保仪器或测试系统内的任何故障都不会使用户置身于触电危险之中。出于类似的原因,在高压系统中,导电测试夹具及其相关附件也必须与接地端连接。

 

电路公共端

 

为了获得精确的电源值和测量,确定电路公共端非常重要。当将多个电源与待测器件连接时,重要的是这些电源以同一点为基准,这样,待测器件的每个接线端才会获得期望的电压。具体实例参见图1。

图1.jpg

 

图 1 当使用独立仪器时,输出必须具有相同的基准,这样,待测器件才能得到正确的电压和电流。在本例中,FET的电源接线端必须同时与门极LO端以及电压源LO端相连,这样,VGS和VDS才是准确的。因为两个仪器的LO端都连接到电源接线端,所以,这是电路(或测量)公共端。

 

下面基于VDS与VGS之间的关系来说明器件性能。我们将从两种测试配置的角度来考虑与电路公共端的连接:2651A型源测量单元(SMU)开启状态特性分析(漏极)以及2657A型源测量单元(SMU)关闭状态特性分析(漏极)。

 

使用吉时利2651A型大电流源测量单元(SMU)进行开启状态特性分析时,要创建电路公共端

 

“选择连接待测器件与仪器的电缆和夹具”部分说明为什么大电流仪器需要4线连接。当源测量单元(SMU)与功率晶体管基极或者MOSFET或IGBT门极连接时,也推荐使用4线连接,即使这时流过门极的电流很小。下面探讨一下如此推荐的原因,因为它与电路公共端连接有关。

注意图8中的测量配置。在此,将对功率MOSFET进行开启状态特性分析。这个配置可能用于为MOSFET生成系列曲线。当门极SMU (SMU 1)与漏极SMU (SMU 2)的LO端相连时,就建立了电路公共端。由于流经门极-源极环路的电流很小或者没有,门极SMU进行测量并根据其力端子的测量结果对输出电压进行校正,该结果是门极端与电流公共端(图2中的S´节点)电压之差。电路公共端通过测试引线与FET电源端(图2中的S节点)相连,该引线电阻是Rslead。由于流经漏极-源极环路电流较大(最高50A脉冲),因此,我们不能忽略Rslead。在这里,即使1mΩ的电阻,也可能带来50mV的VGS与VGS´电位差。某些器件对门极-源极电压变化非常敏感。50mV的VGS电压差就可能引起数百毫安甚至1安培的漏电流变化。为了对电路公共端连接与实际器件接线端之间的电压降进行补偿,可以将门极SMU的检测端与待测器件单独连接,如图3所示。由于流经检测引线的电流接近为零,因此,门极SMU将准确测量FET器件源极端口的电压,并对输出电压进行校正,以维持期望的器件VGS电压。

在某些情况下,为了补偿门极电路中的振铃或振荡,必须减缓门极SMU响应。当门极SMU采用大电容模式时,就要这么做。不过,延长的响应时间可能减缓检测电压测量与输出电压校正之间的反馈。在这种情况下,要把门极SMU的LO端和检测LO端都连接到漏极SMU的检测LO端。由于流经门极-源极环路的电流很小或者没有,因此就没有电压测量误差。不过,在测试功率晶体管时,则不应该这么做,因为此时流经其基极和发射极的电流可能非常大。

图2.jpg

 

图 2 由于大电流流经电路公共端,所以电路公共端与FET源端之间的电阻(Rslead)将造成电路公共端与FET源端测量的电压差异。因此,当使用两线连接方式连接门极SMU (SMU 1)与待测器件时,VGS ≠VGS’。

图3.jpg

 

图 3 采用四线连接方式连接门极SMU,可以消除因Rslead引起的电压误差。通过这种方式,门极SMU可以对输出电压进行校正,使之保持在期望的VGS。

 

使用吉时利2657A型高压源测量单元(SMU)进行关闭状态特性分析时,要创建电路公共端

 

对于关闭状态的特性分析,门极和漏极SMU以及待测器件之间的连接参见图1。如果希望采用4线连接,只需将门极和漏极SMU的检测LO端连接即可。器件故障可能导致在较低电压端出现高电压。因此,门极、源极以及基底的连接必须采用高压连接器。为了便于两个仪器LO与检测LO之间的连接,吉时利公司推出2657A-LIM-3型LO互连模块作为可选择附件。通过2657A-LIM-3型LO互联模块,可以很容易实现3个源测量单元的LO与检测LO的连接。只要对连接稍作改动,还可以连接其他源测量单元(SMU)。

 

对于使用吉时利2651A与2657A型大功率源测量单元(SMU)的系统,要创建电路公共端

 

考虑到功率半导体器件的全面测试包括开启状态特性分析以及关闭状态特性分析,因此测试设置很可能涉及2651A型以及2657A型大功率源测量单元(SMU)。为了保证两种配置中测量的完整性,要将2651A型大功率源测量单元(SMU)的LO端与待测器件单独连接。将2651A型大功率源测量单元(SMU)的检测LO端连接至2657A-LIM-3,这样,就可以与测试设置中的其他源测量单元(SMU)共用。将2657A-LIM-3的输出LO端与2651A的LO端连接,并尽可能靠近待测器件。

在对晶片上器件进行开启状态特性分析时,前面推荐的连接方式可能导致3个探针向下触及连接FET源端的衬垫。不过,实施这些连接可能是个问题,不仅因为衬垫上没有容纳3个探针的足够空间,而且因为衬垫寿命将随着探针的下触而缩短。利用2657A-LIM-3型产品中的自动检测电阻,有可能解决这个问题。自动检测电阻通过100kΩ电阻器将2657A-LIM-3的输出检测LO端与输出LO端连接到一起(参见图4)。虽然待测器件测试没有保持真正的4线连接,但这对FET或IGBT门极接线端电压的影响不大,因为门极电流非常小,而且2651A型产品的LO是单独连接到电路公共端的。

图4.jpg

 

图 4 在2657A-LIM-3型产品中,通过一个100kΩ电阻器将输出检测LO端与输出LO端连接到一起。在待测器件没有足够空间实施4线连接情况下,这样,可以实现准开尔文连接。如果期望完全的开尔文连接,只需利用电缆单独连接检测LO端与输出LO端,从本质上讲,100kΩ电阻器可以忽略。

关键字:大功率  数字源表  多源测量单元 引用地址: 利用大功率数字源表构建多源测量单元(SMU)系统-连载五

上一篇:利用大功率数字源表构建多源测量单元(SMU)系统-连载六
下一篇:利用大功率数字源表构建多源测量单元(SMU)系统-连载四

推荐阅读最新更新时间:2024-03-30 22:59

大功率LED驱动技术的突破性设计
去年,“ 十城万盏 ”示范工程并没有像预期的那样带来丰硕的成果,反而是这种 大功率LED 照明的缺点被充分地暴露出来: LED驱动 电源 可靠性极差,发热高,很多 led 的 驱动 电源被烧坏,其中很多都是由于不起眼的外围小器件坏掉而导致整个驱动电路失效。“因为 LED驱动电路 效率低导致环境温度高,很多器件顶不住这么高的高温被烧掉。我也帮我们客户看过烧坏的器件,有的仅是小的三极管、二极管烧掉,整个电源就崩掉了。” 德州仪器 高性能模拟产品业务拓展经理刘学超解释道,“看起来是个小问题,但LED整个环境温度非常高,70%的热量是通过散热片散的,散热片后面是驱动电源,温度很高,很难控制。”所以,业界现在的努力目标就是提升效率,降低
[电源管理]
<font color='red'>大功率</font>LED驱动技术的突破性设计
解析大功率LED在照明应用中的问题
   随着 LED 产业的发展,大功率LED在照明应用中所占比例越来越大,但大功率LED在照明应用中却存在着不少问题,在此,OFweek 半导体照明 网为广大网友盘点解析大功率LED应用中的各种问题,以飨读者。   1、LED色差问题   单个的LED应用,基本上不存在色差问题,但如果将很多LED一起投入使用或者一个灯同时具有多个LED,则色差问题便显现来了。先说一组灯具,如果一眼看出灯光的颜色不一致,虽然象LUXEON一样将LED按色温分成八大军区,然后在每个军区中右分几个小区,在一定的程度上将大范围的色差进行了控制,但同一色区同一批LED中仍然存在差异,而这差异仍逃不了肉眼的挑衅。   2、LED绝缘问题   (这里所
[电源管理]
微机控制的大功率充电电源的研制
对电动汽车能源的动力电池及其充电技术的研究,往往需要针对不同种类的动力电池进行多种充电方式的充电试验。这就要求研制的充电电源不仅能对不同种类的动力电池进行充电,而且要能够进行多种充电方式的充电。而目前国内市场上销售的充电电源,无论是常规充电电源还是智能化充电电源,都往往是针对某一类动力电池的,并且只能采用单一充电方式进行充电。因此为了进行动力电池充电技术的相关研究,往往需要购买多台充电电源或自行研制相应的充电电源。前者需要大量的资金和宽阔的试验场地,而后者需要较强的专业技术和较长的开发周期。本课题研制了微机控制的大功率充电电源。 该电源采用PC104工业计算机作为控制核心,选取全桥变换器拓扑电路作为主电路,通过控制主电路在不同时
[应用]
美高森美为工业应用推出了新一代大功率、高性能650V NPT IGBT
致力于提供功率管理、安全、可靠与高性能半导体技术产品的领先供应商美高森美公司(Microsemi Corporation,纽约纳斯达克交易所代号:MSCC) 宣布提供下一代650V非穿通型(non-punch through, NPT)绝缘栅双极晶体管(insulated bipolar gate transistors, IGBT)产品,备有45A、70A和95A额定电流型款。美高森美全新NPT IGBT产品系列专为严苛环境工作而设计,尤其适用于太阳能逆变器、焊接机和开关电源等工业产品。 美高森美新的功率器件通过提供业界最佳的损耗性能来改进效率,与最接近竞争厂商的IGBT产品相比,效率提高了大约8%。新的NPT IGBT
[电源管理]
大功率可调开关电源的一种设计方案
一种大功率可调开关电源的设计方案  一种大功率可调开关电源的设计方案 摘 要:本文给出了一种新型大功率可调开关电源的设计方案。采用Buck 型开关电源拓扑,以带单路PWM 输出和电流电压反馈检测MC33060 为控制IC,配以双路输出IR2110 驱动芯片,设计了一种可调高电压大功率的开关电源,有效解决了普通开关电源在非隔离拓扑结构下输出电压和功率不能达到很高的**,并带有过流保护等电路。文中以MC33060 的应用为基础介绍了可调开关电源设计的方法,然后详细讲解了本系统的组成以及各个部分的作用,文章最后总结了该系统的特点。 1.引言 开关电源作为线性稳压电源的一种替代物出现,其应用与实现日益成熟。而集成化技术使电子设备向小型化、
[电源管理]
<font color='red'>大功率</font>可调开关电源的一种设计方案
大功率LED路灯照明驱动电源的优化设计
目前LED 路灯驱动电源存在着输出功率低、转换效率差、功率因数不高、输出特性不稳定及可靠性差等问题,严重制约了LED路灯的推广使用,本文针对以上问题优化了LED 路灯驱动电源电路。采用了HV9910 这款灵活简单的LED 驱动器IC 提供电源,PWM自动调节实现恒流输出,稳压管过压锁定实现空载保护,电磁隔离和光隔离实现隔离输出。本设计体积小,微调反馈电路可设置作为为LED驱动常用的350mA或700mA恒流输出,简化了电路的设计,提高了驱动电源的可靠性。   1 LED驱动电路研究的意义和价值   LED由于节能环保、寿命长、光电效率高、启动时间按短等众多优点,成为了照明领域关注的焦点,近年来发展迅速。由于LED独特的电气特
[电源管理]
<font color='red'>大功率</font>LED路灯照明驱动电源的优化设计
单片机控制大功率LED灯(解读)
中 LM117 217 317(军 工 民),VREF = 1.2 1.25 1.3V; 输入输出电压最小差为3V 1W LED 功率:1W/PCS 电压:3-3.6V 光通量100 LM 2N7000 N沟道增强型MOSFET,在电路中像NPN三极管工作在饱和状态一样充当开关,单片机端口输出高电平时,G S间加正向电压大于开启电压,沟道导通,D S 间电压很小(0.45v),3个串联LED上的压降不足,灯灭. 反之,端口为低电平时,LED灯亮. 场效应管有二大类, JFET和MOSFET( 增强型和耗尽型),都有N 沟道 P沟道, 但在工程实践
[单片机]
基于UC3846的大功率DC/DC变换器的研究
摘要:介绍并比较了电压控制型和电流控制型DC/DC变换器的基本原理,设计出了基于电流控制型PWM控制芯片UC3846的大功率DC/DC变换器的实用电路,提出了两种UC3846输出脉冲封锁方式,设计出一种新颖的IGBT驱动电路,实验结果证明,该电路具有较好的控制特性和稳定性。 关键词:DC/DC变换器;脉宽调制;电压控制型;电流控制型;IGBT驱动引言 引言 随着工业、航空、航天、军事等应用领域技术的不断发展,人们对开关稳压电源的要求也越来越高。某系统对大功率开关稳压电源提出的要求是:输入电压为AC220V,输出电压为DC38V,输出电流为100A。开关电源的结构一般为先进行AC/DC然后再DC/DC的形式,考虑到论文篇幅的限
[电源管理]
热门资源推荐
热门放大器推荐
  •  pdf文件张燕宾电工实践
  •  pdf文件控制系统设计指南 (埃利斯)
  •  pdf文件大功率电机驱动器应用的系统设计注意事项
  •  pdf文件两相大功率步进电机驱动控制电路设计
  • 系统发生错误

    系统发生错误

    您可以选择 [ 重试 ] [ 返回 ] 或者 [ 回到首页 ]

    [ 错误信息 ]

    页面错误!请稍后再试~

小广播
添点儿料...
无论热点新闻、行业分析、技术干货……
最新测试测量文章
换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved