모듈형 SMU(소스 측정 유닛) 사용 시 고려 사항

IV 경계

디바이스에 적절한 IV 경계와 함께 SMU를 사용하는 것은 어플리케이션 성공에 있어 매우 중요합니다. IV 경계는 일반적으로 그림 1과 같이 사분면 다이어그램에 표시되며 SMU가 소싱 또는 싱킹할 수 있는 전압 및 전류 값을 전달합니다. 소싱과 싱킹이라는 용어는 디바이스로 들어오고 나가는 전원의 흐름을 나타냅니다. 전원을 소싱하는 디바이스는 로드에 전원을 전달하는 반면, 전원을 싱킹하는 디바이스는 로드처럼 작동하여 내부로 유입되는 전원을 흡수하고 전류의 반환 경로를 제공합니다.

그림 1. 소싱 및 싱킹 영역을 나타내는 사분면 다이어그램

 

위의 사분면 다이어그램을 살펴보면 사분면 I과 III은 소싱 전원을 나타내고, 사분면 II와 IV는 싱킹 전원을 나타냅니다. 사분면 I과 III 모두에서 전원을 소싱할 수 있는 디바이스는 양 전압과 음 전압 및 전류를 모두 생성할 수 있기 때문에 양극이라고도 합니다. “4사분면 SMU”라는 용어는 종종 소싱하고 싱킹하는 양극 SMU를 설명하는 데 사용됩니다.

예를 들어 NI PXI-4132 4사분면 SMU의 최대 전압 출력은 100V, 최대 전류 출력은 100mA이지만 100V와 100mA를 동시에 출력할 수는 없습니다. 이 경우, 사분면 다이어그램은 SMU를 사용하여 소싱하거나 싱킹할 수 있는 최대 전압 및 전류 조합을 쉽게 파악할 수 있도록 필수적인 세부 정보를 제공합니다. 범위가 다양한 SMU의 최대 전압 및 전류를 나열하는 것만으로 인스트루먼트가 디바이스의 IV 요구 사항을 충족하는지를 판단하기에 충분한 세부 정보를 얻을 수 없습니다.

 

그림 2. NI PXI-4132 IV 경계

 

표 1에는 각 NI 전원 공급 장치 및 SMU 디바이스의 채널당 전원 공급력이 요약되어 있습니다.

 

디바이스	채널	사분면
		I	II	III	IV
NI PXI-4110	0	6W	—	—	—
	1	20W	—	—	—
	2	—	—	20W	—
NI PXIe-4112	0 및 1	60W	—	—	—
NI PXIe-4113	0 및 1	60W	—	—	—
NI PXI-4130	0	6W	—	—	—
	1	40W	10 W1	40W	10 W1
NI PXI-4132	0	2W	2W	2W	2W
NI PXI-4138/4139	0	20W	12W1	20W	12W1
NI PXIe-4140/4141	0~3	1W	1W	1W	1W
NI PXIe-4142/4143	0~3	3.6W	3.6 W1	3.6W	3.6 W1
NI PXIe-4144/4145	0~3	3W	3W1	3W	3W1
NI PXIe-4154	0	18W1	—	—	18W
	1	12W1	—	—	0.8 W1
1IV 경계와 관련된 자세한 내용은 디바이스 사양을 참조하십시오.

테이블 1. NI 인스트루먼트 포트폴리오 내 채널당 전원 공급력 요약

 

 

정밀도

전원 공급 장치 또는 SMU의 측정 분해능은 전압 또는 전류 측정 시 하드웨어가 감지할 수 있는 가장 작은 변화입니다. 전원 공급 장치 또는 SMU 출력 채널의 출력 분해능은 출력 전압 또는 전류 레벨에 적용할 수 있는 가장 작은 변화입니다. 이러한 측정은 일반적으로 nV 또는 pA와 같은 절대 단위로 지정됩니다. 아날로그-디지털 변환기(ADC)로 인해 측정에 사용되는 분해능이 제한되는 경우가 많지만, 고정밀 SMU는 일반적으로 노이즈와 같은 다른 요인에 의해 제한됩니다.

민감도는 지정된 조건에서 인스트루먼트로 의미 있게 감지할 수 있는 주어진 파라미터의 최소 단위입니다. 일반적으로 이 단위는 전원 공급 장치 또는 SMU의 최소 범위 내에서 측정 분해능과 같습니다.

일반적으로 최고의 정밀도를 얻으려면 SMU의 가능한 최소 범위를 사용해야 합니다. 이 정보는 인스트루먼트 사양 설명서에서 확인할 수 있습니다. 다음은 제공된 표의 예입니다.

 

표 2. NI PXIe-4139 전류 프로그래밍 및 측정 정확도/분해능

 

 

소싱 및 측정 정확도

전원 공급 장치 또는 SMU의 측정 또는 출력 레벨은 실제 값 또는 요청된 값과 다를 수 있습니다. 정확도는 주어진 측정 또는 출력 레벨의 불확실성을 나타내며 다음과 같이 이상적인 전달 함수의 편차로 정의할 수 있습니다.

y = mx + b

여기서 m은 시스템의 이상적인 게인입니다

x는 시스템에 대한 입력입니다

b는 시스템의 오프셋입니다

y는 시스템의 출력입니다

 

이 예를 전원 공급 장치 또는 SMU 신호 측정에 적용하면 y는 x를 입력으로 사용하는 디바이스에서 얻은 판독값이며, b는 측정하기 전에 무효화할 수 있는 오프셋 오류입니다. m이 1이고 b가 0이면 출력 측정은 입력과 같습니다. m이 1.0001이면 이상적인 오류는 0.01%입니다.

대부분의 고분해능, 고정밀 전원 공급 장치 및 SMU는 정확도를 오프셋 오류와 게인 오류의 조합으로 설명합니다. 이 두 오차항은 특정 측정에 대한 총 정확도 사양을 판단하기 위해 추가됩니다. NI 전원 공급 장치와 SMU는 일반적으로 절대 단위(예: mV 또는 μA)로 오프셋 오류를 지정하는 반면, 게인 오류는 판독치 또는 요청 값의 백분율로 지정됩니다.

SMU의 소싱 및 측정 정확도는 일반적으로 설정된 출력의 0.1% 이하입니다. 각 NI SMU 인스트루먼트에 대한 이 정보는 사양 설명서에서 확인할 수 있습니다.

표 3. NI PXIe-4139용 전압 프로그래밍 및 측정 정확도/분해능

 

 

측정 속도

측정 수집 윈도우 또는 간극 시간은 측정 속도와 정밀도에 직접적인 영향을 미칩니다. 특정 SMU를 사용하면 인스트루먼트의 간극 시간을 변경하여 고정밀 측정의 경우 수집 윈도우를 연장하거나 고속 수집의 경우 윈도우를 줄일 수 있습니다. 측정 간극을 확장하면 인스트루먼트가 샘플링 및 평균에 더 많은 시간을 할애할 수 있어 측정 노이즈를 줄이고 분해능을 높일 수 있습니다. 아래 그림은 다양한 전류 범위에서 측정 노이즈를 간극 시간의 함수로 나타낸 것입니다.

 

그림 3. 측정 노이즈를 간극 시간의 함수로 나타낸 예

 

고정밀 측정을 달성하려면 측정에 적합한 분해능을 제공하면서 전체 테스트 시간을 최소화하는 간극 시간을 사용해야 합니다. 반대로 정밀도가 낮은 측정이나 라인 또는 로드 과도와 같은 신호를 디지털화할 때는 짧은 간극 시간을 사용해야 합니다. 예를 들어 NI PXIe-4139는 최대 1.8MS/s를 샘플링할 수 있기 때문에 SMU 출력의 과도 특성을 상세하게 검사할 수 있습니다. 현재 범위에 따라 1nA의 노이즈와 10mA의 노이즈로 이 속도를 달성할 수 있습니다.

 

 

소싱 업데이트 속도

SMU의 업데이트 속도에 따라 SMU의 출력 전압 또는 전류를 얼마나 빨리 수정할 수 있는지 판단할 수 있습니다. 예를 들어 업데이트 속도가 100 kS/s인 SMU는 10us마다 새로운 포인트를 소싱할 수 있습니다. 업데이트 속도가 빠른 SMU는 기존 SMU보다 훨씬 빠르게 긴 IV 스윕을 실행할 수 있습니다. 또한 업데이트 속도가 빠른 SMU를 사용하면 사인파와 같은 비전형적인 시퀀스를 소싱할 수 있습니다.

 

그림 4. 소싱 지연 또는 전압 스텝 시작과 측정 시작 사이의 시간을 변경하여 SMU의 업데이트 속도를 제어할 수 있습니다.

 

 

과도 응답

과도 응답은 로드 변화와 같은 외부 이벤트 또는 전압 스텝 출력과 같은 내부 이벤트로 생성된 전압 또는 전류의 갑작스러운 변화에 공급 장치가 어떻게 대응하는지 설명합니다.

외부 로드 변화

로드 전류의 외부 변화로 전압이 급격히 변화하고 일시적으로 필요한 전압 출력 아래로 내려갈 수 있습니다. 과도 응답은 특정 로드 변화(ΔI)가 발생할 때 공급 전압이 특정 전압(ΔV) 이내로 복구되는 데 걸리는 시간을 지정합니다. 모바일 디바이스의 전원 공급에는 신속한 과도 응답이 매우 중요합니다. 테스트 중인 디바이스(DUT)에서 끌어오는 로드 전류의 크고 즉각적인 변화로 인해 전원 공급 장치의 제어 회로가 출력 전압을 원래 값으로 복원하기 위해 작동하면서 출력 전압이 내려갑니다. 일반적인 프로그래밍 가능한 전원 공급 장치에서는 수백 마이크로초가 걸릴 수 있습니다. 반대로 시뮬레이터는 NI PXIe-4154의 20µs 과도 응답("고속" 모드로 설정했을 때 사용 가능)을 이용하여 테스트 중에 로드 전류 변화에 빠르게 대응할 수 있습니다. 이 짧은 복구 시간은 펄스 통신 프로토콜을 구현하는 많은 무선 통신 디바이스에 최적입니다.

 

 

그림 5. 과도 동작이 지정되는 일반적인 방법 설명

 

SMU 출력 변경

SMU의 출력을 변경할 때 인스트루먼트의 과도 설정은 출력이 필요한 수준까지 얼마나 빨리 상승하고 안정화해야 하는지를 정의합니다. 이상적인 과도 응답으로 오버슛이나 진동 없이 상승 시간을 빠르게 만들 수 있습니다. 다양한 로드에서 과도 응답과 공급 안정성 사이에는 균형이 있습니다. 가장 빠른 과도 응답을 얻으려면 디바이스의 게인 대역폭(GBW) 제품이 높아야 하지만 GBW가 높을수록 특정 로드로 때문에 디바이스가 불안정해질 가능성이 높습니다. 따라서 대부분의 디바이스는 광범위한 조건에서 안정성을 달성하기 위해 성능을 저하시킵니다. 다른 디바이스에서는 다양한 상황에서 성능을 최적화할 수 있도록 사용자가 약간 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 기존의 여러 SMU는 최대 50uF의 용량을 가진 디바이스와 함께 SMU를 사용할 수 있는 “고용량” 모드를 제공합니다.

일부 NI SMU에는 디지털 컨트롤 루프 기술인 NI SourceAdapt가 탑재되어 있습니다. 이는 주어진 로드에서 최적의 응답을 달성하기 위해 SMU의 과도 응답을 사용자 조정할 수 있는 기능을 제공합니다. 따라서 안정화 시간이 최소화되어 대기 시간과 테스트 시간이 단축됩니다. 또는 오버슛을 제거하고 DUT를 보호하며 진동을 없애 시스템의 안정성을 보장합니다. SMU 응답은 프로그래밍으로 조정되기 때문에 고속 테스트용으로 구성된 SMU가 안전성이 높은 방식으로 테스트를 수행하도록 쉽게 재구성할 수 있으며, 이를 통해 테스트 장비의 투자 수익을 극대화하고 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.

그림 6. NI PXIe-4139는 출력 컨트롤 루프의 로드를 유연하게 보정하기 위해 구성 가능한 과도 응답 설정을 갖추고 있습니다.

 

시퀀싱 또는 스위핑

SMU는 일반적으로 단일 포인트 또는 시퀀싱된 두 가지 출력 모드 중 하나로 작동합니다. 단일 포인트 모드의 경우 SMU 출력이 하나의 값으로 제한되지만, 시퀀싱 모드의 경우 SMU는 일련의 출력 값을 단계별로 처리하고 각 포인트에서 IV 데이터를 측정합니다.

단일 포인트 소싱 모드

단일 포인트 모드는 일반적으로 다이오드의 순방향 전압 테스트와 같이 단일 값에서 IV 데이터를 캡처하거나 SMU를 사용하여 정전압으로 IC에 전원을 공급하는 등 DUT에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 단일 포인트 모드의 일부 사용 사례에는 소프트웨어에서 일련의 단일 포인트 SMU 출력을 루핑할 수 있는 소프트웨어 타이밍 시퀀스 개발이 포함됩니다. SMU에서 미리 계획하지 않고 특정 기능을 변경할 수 없는 경우 하드웨어 타이밍 시퀀스 모드 대신 소프트웨어 타이밍 시퀀스를 사용할 수 있습니다.

시퀀스 모드

SMU가 시퀀스 모드에서 작동하면 일련의 하드웨어 타이밍 값을 출력하여 더 빠르고 결정적인 출력(다른 PXI 인스트루먼트와의 동기화 이점)과 같은 이점을 얻을 수 있습니다. 여기에는 일반적으로 SMU가 DC 전압 또는 전류를 소싱하고 전압 및 전류를 측정한 후 시퀀스의 다음 포인트로 이동하는 것이 포함됩니다. SMU 기능에 따라 출력 레벨, 전류 또는 전압 한계치, 간극 시간, 시퀀스 각 단계의 과도 응답 등의 프로퍼티를 변경할 수 있습니다. SMU는 대용량 시퀀스를 저장하기 위해 전용 온보드 메모리를 갖추거나 호스트에서 SMU로의 지연 시간이 짧은 스트리밍을 지원합니다. 예를 들어 NI PXIe-4138 및 NI PXIe-4139는 지연 시간이 짧은 고대역폭 PCI Express 연결을 통해 호스트 PC에서 SMU로 데이터를 전송하며 수백만 개의 설정 포인트와 속성을 사용하여 시퀀스를 투명하게 출력할 수 있습니다.

시퀀싱은 일반적으로 IV 특성화 또는 번인 테스트와 같은 어플리케이션에 사용되며, RFIC 테스트와 같은 다른 인스트루먼트와 긴밀하게 동기화해야 하는 어플리케이션에는 필수적입니다.

 

펄싱

SMU를 사용하는 대부분의 반도체 테스트 어플리케이션은 일종의 소싱과 측정 동작을 수반합니다. 시퀀스 모드에서 사용하는 경우 일반적으로 SMU가 DC 전압 또는 전류를 소싱하고 전압 및 전류를 측정한 후 시퀀스의 다음 포인트로 이동하는 것이 포함됩니다. 기본 DC 스윕은 아래 차트처럼 시퀀스가 완료될 때까지 출력을 점진적으로 증가시킵니다. 이 차트는 전류 값의 5단계 시퀀스를 보여줍니다.

 

그림 7. 기본 DC 스윕 중 5단계 시퀀스의 예

 

특정 어플리케이션, 특히 고전력 어플리케이션은 SMU 출력을 끄지 않고 시퀀스를 스윕하려고 하면 동작이 잘못되거나 테스트 설정이 복잡해질 수 있습니다. 이러한 어플리케이션의 경우 DUT를 통한 열 방출을 최소화하면서 다양한 설정 포인트에서 계속 소싱 및 측정할 수 있는 기능을 제공하기 때문에 SMU의 펄스 출력이 선호됩니다. 펄스 스윕과 DC 스윕은 설정 포인트를 출력하고 안정화될 때까지 기다린 다음 측정을 시작한다는 점에서 유사합니다. 펄스 테스트의 주요 차이점은 소싱이 짧은 펄스 지속 시간 후에 바이어스 레벨로 돌아간다는 것입니다. 대부분의 경우 바이어스 레벨은 DUT를 끄도록 설정됩니다(예: 0V 또는 0A).

그림 8. 펄스 출력은 소스가 다음 설정 포인트로 이동하기 전에 바이어스 레벨로 돌아갈 수 있도록 합니다.

 

이상적인 조건에서 위의 두 그래프의 펄스 시퀀스와 DC 시퀀스는 동일한 IV 데이터를 반환합니다. 그러나 앞서 언급한 바와 같이 DC 시퀀스는 DUT를 통해 더 많은 열을 방출하기 때문에 비정상적으로 동작할 수 있고 테스트 결과가 좋지 않을 수 있습니다. 이것이 이러한 유형의 어플리케이션에 펄스 테스트가 더 좋은 이유입니다. 펄스 모드에서 테스트할 경우 펄스 폭은 디바이스가 안정된 측정을 수행할 수 있을 만큼 충분히 길어야 하지만 DUT의 자체 발열을 최소화할 수 있을 만큼 짧아야 합니다. SMU는 작고 점진적인 단계에서 출력을 점진적으로 증가시키는 대신 항상 펄스 바이어스 레벨에서 시작하기 때문에 펄싱 시 빠르고 명확한 SMU 응답이 훨씬 더 중요합니다.

특정 SMU를 사용하면 기존의 DC 전원 경계 밖에서 펄스를 생성하여 더 높은 전류가 필요한 어플리케이션을 처리할 수 있습니다. 예를 들어 NI PXIe-4139는 50V에서 최대 10A의 펄스를 생성하여 최고 500W의 순간 전력을 제공합니다. 로드 및 SourceAdapt 제어 설정에 따라 펄스 폭은 50μs까지 짧아질 수 있습니다. 이러한 짧은 펄스 폭은 테스트 실행 시간을 단축시킬 뿐만 아니라 DUT를 통한 열 방출을 최소화하여 테스트 엔지니어가 열 싱킹 또는 기타 열 제어 메커니즘이 필요할 수 있는 테스트를 실행할 수 있도록 합니다.

그림 9. NI PXIe-4139 IV 경계

 

채널 밀도

모듈형 SMU의 주요 장점 중 하나는 소형이라는 것입니다. 기존의 SMU는 전용 디스플레이, 프로세서, 전원 공급 장치, 팬, 노브 및 기타 중복 구성요소가 있어 채널 수가 많은 시스템을 구축하는 과정이 복잡했습니다. 모듈형 SMU는 섀시와 컨트롤러 내에서 공유 구성요소를 사용하기 때문에 이러한 중복 구성요소를 제거하여 기존 인스트루먼트보다 설치 공간이 더 적습니다. 이를 통해 테스트 시스템의 크기와 전원 소비를 줄일 수 있습니다. 

어플리케이션에 필요한 채널의 수는 다양하며 시간이 지나면서 발전할 수 있습니다. 많은 어플리케이션이 기존의 박스형 SMU에서 하나 또는 두 개 이상의 채널을 필요로 합니다. 좁은 공간에서 많은 수의 SMU 채널이 필요한 반도체 산업의 병렬 IV 테스트 시스템의 경우 특히 그렇습니다. NI 모듈형 SMU를 사용하면 단일 PXI 섀시에 여러 계측기를 결합하여 4~8개의 채널을 사용할 수 있는 것과 비교하여 19인치, 4U 랙 공간에서 최대 68개의 SMU 채널을 포함하는 많은 수의 솔루션을 생성할 수 있습니다. 또한 PXI 플랫폼의 소형 사이즈와 모듈성을 통해 SMU를 오실로스코프, 스위치, RF 인스트루먼트와 같은 다른 PXI 기반 인스트루먼트와 결합하여 고성능의 혼합 신호 테스트 시스템을 만들 수 있습니다. 

 

그림 10.고밀도 NI SMU를 사용하여 단일 4U 랙 크기로 최대 68개의 SMU 채널을 갖춘 시스템을 생성합니다.

 

 

타이밍 및 동기화

트리거는 디바이스에 작동을 시작하라는 신호입니다. 이벤트는 동작이 완료되었거나 특정 상태에 도달했음을 나타내는 디바이스의 신호입니다. 트리거 및 이벤트를 사용하여 단일 NI 전원 공급 장치 또는 SMU 내의 동작과 다른 PXI/PXI Express 디바이스와의 동작을 동기화할 수 있습니다. 많은 어플리케이션에는 디지타이저, 신호 생성기, 디지털 웨이브폼 분석기, 디지털 웨이브폼 생성기 및 스위치와 같은 여러 유형의 계측기가 포함됩니다. 이러한 어플리케이션의 경우 PXI 및 NI 모듈형 인스트루먼트에 내장된 타이밍 및 동기화 기능을 사용하면 외부 케이블 연결 없이 이러한 모든 유형의 인스트루먼트를 동기화할 수 있습니다.

이 트리거 기능을 사용하여 다음 트리거 유형 중에서 선택합니다.

• 시작: 소스 유닛과 측정 유닛은 이 트리거가 수신될 때까지 어떠한 동작도 하지 않습니다.
• 소싱: 디바이스는 소스 유닛이 소싱 설정을 수정하기 전에 이 트리거를 기다립니다.
• 측정: 측정 유닛은 이 트리거를 수신했을 때 측정합니다. 측정 유닛이 측정하는 동안 이 트리거가 무시됩니다.
• 시퀀스 진행: 소스 유닛은 시퀀스 반복이 완료된 후 다음 반복이 시작되기 직전에 이 트리거를 기다립니다.
• 펄싱: 소스 유닛은 펄스 바이어스에서 펄스 레벨로 전환하기 전에 이 트리거를 기다립니다.

PXI 플랫폼이 트리거링에 최적화된 예는 NI PXIe-4138/4139 모듈에서 찾을 수 있습니다. 모듈은 PXI 섀시 백플레인을 사용하여 트리거 및 이벤트를 송수신하므로 프로그래밍 및 시스템 배선이 간단합니다. 이 모듈은 또한 하드웨어 타이밍이 있으며 여러 SMU 간 핸드셰이킹을 동기화할 수 있는 고속 시퀀싱 엔진을 갖추고 있습니다.

 

그림 11. 트리거링 및 동기화를 위한 시퀀스 엔진 다이어그램

 

NI PXIe-4138과 NI PXIe-4139 모듈도 PXI의 고대역폭과 짧은 지연 시간을 활용하며 호스트 PC와 SMU 간의 직접 DMA 스트리밍을 지원합니다. 따라서 인스트루먼트의 전체 업데이트 속도(100kS/s) 및 샘플링 속도(1.8MS/s)로 대용량 웨이브폼 및 측정 데이터를 투명하게 스트리밍할 수 있어 기존의 인스트루먼트 버스와 관련된 대역폭과 지연 시간의 병목 현상이 해소됩니다.

 

 

소프트웨어, 분석 기능 및 사용자 정의 가능

어플리케이션을 위한 모듈형 SMU를 선택할 때 소프트웨어 및 분석 기능을 판단하는 것이 매우 중요하며 이 요소가 두 인스트루먼트 중 하나를 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다.

독립형 SMU는 공급업체 정의 기능과 함께 레지스터 레벨 명령의 기본을 사용하는 반면 모듈형 SMU는 스스로 해결할 수 있는 어플리케이션에서 사용자 정의되고 유연합니다. 박스형 SMU는 많은 엔지니어가 공통으로 요구하는 표준 기능을 다수 제공합니다. 당연하게도 이러한 표준 기능이 모든 어플리케이션, 특히 자동화된 테스트 어플리케이션의 요구 사항을 만족시키지 않습니다. 오실로스코프의 측정을 정의해야 하는 경우 고정된 기능만 제공하는 독립형 SMU 대신 요구 사항에 맞게 어플리케이션을 사용자 정의할 수 있도록 하면서 PC 아키텍처의 이점을 활용하는 모듈형 SMU를 선택하는 것이 좋을 수도 있습니다.

NI SMU는 모두 무료 NI-DCPower 드라이버 소프트웨어를 사용하여 프로그래밍됩니다. IVI 호환 인스트루먼트 드라이버인 NI-DCPower는 NI 전원 공급 장치 또는 SMU에 포함되어 있으며 프로그래밍 가능한 NI의 모든 전원 공급 장치 및 SMU와 통신합니다. NI-DCPower는 전원 공급 장치 또는 SMU 기능을 실행하는 작업 및 프로퍼티 집합을 갖추고 있으며 인터랙티브 소프트 프런트패널을 포함하고 있습니다.

그림 12. 모듈형 SMU로 신속하게 측정하려면 소프트 프런트패널을 사용하십시오.

소프트 프런트패널 외에도 NI-DCPower 드라이버 소프트웨어를 사용하여 NI LabVIEW, NI LabWindows™/CVI, Visual Basic 및 .NET를 사용하는 광범위한 어플리케이션에서 공통 및 사용자 지정 측정을 위해 모듈형 SMU를 프로그래밍합니다. 또한 이 드라이버는 LabVIEW 내에서 빠른 설정 기반 기능을 지원합니다.

그림 13. LabVIEW 소프트웨어 내에서 모듈형 SMU를 프로그래밍합니다.

 

 

고정밀 측정을 위한 연결성

4 와이어 감지라고도 하는 원격 감지를 사용하여 측정하는 경우 DUT에 4 와이어를 연결해야 합니다(채널 카운트를 확장하는 데 스위칭 시스템을 사용하는 경우 4 와이어 스위치). 원격 감지를 사용하면 출력 리드 전압이 현저히 내려갈 때 더 정확한 전압 출력 및 측정이 가능합니다. DC 전류 출력 함수에서 원격 감지를 사용하는 경우 전압 한계치는 출력 터미널이 아닌 감지 리드 끝에서 측정됩니다. 원격 감지를 사용하면 로컬 감지를 사용하여 얻을 수 있는 것보다 더 정확한 DUT 터미널의 전압이 생성됩니다. 감지 리드는 DUT 터미널에 최대한 가깝게 연결하는 것이 이상적입니다.

고려해야 할 또 다른 측면은 보호입니다. 보호는 HI와 LO 사이의 누출 전류 및 기생 용량의 영향을 제거하기 위해 사용되는 기술입니다. 보호 터미널은 HI 터미널의 전압을 따르는 통합 게인 버퍼로 구동됩니다. 보호가 사용되는 일반적인 테스트 시스템에서 보호는 HI 터미널과 LO 터미널 사이에 연결됩니다. 이렇게 연결하면 HI와 보호 사이에 효과적으로 0V 강하가 발생하므로 HI에서 누설 전류가 흐르지 않습니다. 일부 누출 전류는 여전히 보호 출력에서 LO로 흐를 수 있지만 전류가 HI 대신 통합 게인 버퍼에서 공급되기 때문에 SMU의 출력 또는 측정에 영향을 미치지 않습니다.

예를 들어 NI PXIe-4138/4139의 측정 회로는 출력 터미널(로컬 감지) 또는 감지 터미널(원격 감지)에 존재하는 전압 및 전류 값을 동시에 읽을 수 있습니다. 이러한 측정은 항상 동기화되는 2개의 통합 ADC로 수행됩니다.

또한 그림 10에서 볼 수 있듯이 NI PXIe-4138/4139는 출력 커넥터에 보호 및 감지 터미널을 갖추고 있습니다. 보호 터미널을 사용하여 케이블 연결 및 테스트 설비에 보호 기술을 구현할 수 있습니다. 원격 감지가 활성화된 경우 감지 터미널을 사용하여 케이블과 스위치의 전류 저항 손실 강하를 보상할 수 있습니다.

그림 14. NI PXIe-4138/4139는 출력 커넥터에 보호 및 감지 터미널을 갖추고 있습니다.

 

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